DVR

　原理

　　【原理】　DVR采用的是数字记录技术，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR代表了电视监控系统的发展方向，是市面上电视监控系统的首选产品。一般分为：硬盘录像机，PC式硬盘录像机和嵌入式硬盘录像机等。

　　主流技术

　　市面上流行的产品有PC平台DVR和嵌入式DVR，嵌入式DVR在稳定性、可靠性、易用性等方面有“专业化”的优势，嵌入式DVR会逐步侵占PC平台DVR的市场。PC平台DVR在通用性、可扩张性方面占有优势，在网络视频监控系统中仍可负担管理主机的角色，仍然有其自身的市场份额。

　　由于价格、性能等原因，在国内市场上的DVR产品主要是包括台湾在内的大中华地区及韩国的产品占主导地位，大陆地区企业具有“中国制造”的优势，但在技术上几乎完全依赖国外的技术发展，没有掌握核心芯片和嵌入式主板开发的关键技术，企业的技术创新能力较差，台湾和邻国韩国在这方面强于大陆地区企业。

　　国外已有很多公司投入资金开发多路的MPEG-II、MPEG-4压缩芯片，和小波的图像压缩芯片，新型压缩芯片的出现和应用，将使数字化网络视频监控迈向新的时代。

　　同时随着存储设备容量的不断增大，价格不断地降低，新的存储技术的发展，摄像机的全数字、高清晰度不断完善，高画质图像标准的产品将投入市场，成为数字化网络视频监控的新宠。

　　另外，企业在开发新产品过程中还应该注意通过行业协会建立统一标准，使不同企业的产品能够通过网络真正实现数据共享，并且应尽可能与楼宇智能系统中其它各子系统实现无缝连接，实现楼宇系统的统一管理和控制出自星网锐捷。

　硬件组成

　　DVR系统的硬件主要由CPU，内存，主板，显卡，视频采集卡，机箱，电源，硬盘，连接线缆等构成，让我们从系统学的观点出发，来分析这些部件的稳定性和可靠性。

　　DVR系统的软件是由个人公司进行开发完成的，建立在硬件系统之上的，著名的DVR软件包括花生壳，DVR－CPS等

　　NVR

　　2000年中国第一台家用DVR问世，开始进入中国安防领域。随后，在技术以及市场的双重驱动下，DVR开始突飞猛进地发展。来到2006年，DVR已经占据了整个视频监控将近40%的市场份额。在视频监控从模拟向数字化发展的进程中，DVR扮演了极其重要的角色，可以说，DVR开创了一个数字监控时代。

　　从2006年开始，随着网络化技术的发展和信息化建设的深入，视频监控产业开始进入网络化时代，市场对DVR的网络化功能及网络适应性要求越来越高，在这种需求下，一些主流厂商也开始重视网络功能，推出DVS（网络视频服务器）产品，对此，有业内人士称，DVR将迎来"后DV时代"。然而，由于DVS产品强大了网络功能，却降低了本地管理和控制能力，其显然无法涵盖DVR的原有市场。而DVR作为数模混合产品，又始终没有走出其半数字半模拟的尴尬境地。因此视频监控市场的竞争越来越激烈，产品同质化也越来越严重――市场在呼唤真正更新换代的产品。在监控市场网络化需求下，2007年开始，被称为DVR的取代者――NVR（Network Video Recorder）概念被频繁提及。

　　事实上，在国外，NVR产品与技术已经开始应用于一些高端安防领域。而在国内，专业的安防媒体和其它理论界也对NVR恩宠有加，对NVR市场发展前景的评估也极为乐观。然而，这两年，整个网络监控产品的市场推广又似乎并没有取得预期的成果，这导致国内NVR行业走得很缓慢、很辛苦。于是厂商和用户似乎都开始对NVR、网络视频监控产生疑惑，NVR，乃至整个网络视频监控产业的发展何去何从？

　　NVR是接IP camera的录像机，IP camera又分为CIF/D1 普通的IP camera 与 数字百万高清IP camera

　　DVR的录像效果取决于摄像机与DVR本身的压缩算法与芯片处理能力，而NVR的录像效果则主要取决于IP camera，因为IP camera输出的就是数字压缩视频，视频到达NVR时，不需要模数转换，也不需要压缩，只管存储，当要显示与回放才需要解压缩。

　产品分类

　　（DigitalVideoRecorder，DVR），即数字视频录像机，相对于传统的模拟视频录像机，采用硬盘录像，故常常被称为硬盘录像机，也被称为DVR。

　　市面上主流的DVR采用的压缩技术有MPEG-2、MPEG-4、H.264、M-JPEG，而MPEG-4、H.264是国内最常见的压缩方式；从压缩卡上分有软压缩和硬压缩两种，软压受到CPU的影响较大，多半做不到全实时显示和录像，故逐渐被硬压缩淘汰；从摄像机输入路数上分为1路、2路、4路、6路、9路、12路、16路、32路，甚至更多路数；总的来说，按系统结构可以分为两大类：基于PC架构的PC式DVR和脱离PC架构的嵌入式DVR。在这里我们主要讲讲PC式DVR和嵌入式DVR。

　　PC式硬盘录像机

　　（DVR）：这种架构的DVR以传统的PC机为基本硬件，以Win98、Win2000、WinXP、Vista、Linux为基本软件，配备图像采集或图像采集压缩卡，编制软件成为一套完整的系统。PC机是一种通用的平台，PC机的硬件更新换代速度快，因而PC式DVR的产品性能提升较容易，同时软件修正、升级也比较方便。PCDVR各种功能的实现都依靠各种板卡来完成，比如视音频压缩卡、网卡、声卡、显卡等，这种插卡式的系统在系统装配、维修、运输中很容易出现不可靠的问题，不能用于工业控制领域，只适合于对可靠性要求不高的商用办公环境。

　　嵌入式

　　（EM-DVR）：嵌入式系统一般指非PC系统，有计算机功能但又不称为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的微型专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件融于一体，类似于PC中BIOS的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的应用。嵌入式DVR就是基于嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统的嵌入式系统，它采用专用芯片对图像进行压缩及解压回放，嵌入式操作系统主要是完成整机的控制及管理。此类产品没有PCDVR那么多的模块和多余的软件功能，在设计制造时对软、硬件的稳定性进行了针对性的规划，因此此类产品品质稳定，不会有死机的问题产生，而且在视音频压缩码流的储存速度、分辨率及画质上都有较大的改善，就功能来说丝毫不比PCDVR逊色。嵌入式DVR系统建立在一体化的硬件结构上，整个视音频的压缩、显示、网络等功能全部可以通过一块单板来实现，大大提高了整个系统硬件的可靠性和稳定性。

　　硬盘录像机的主要功能包括：监视功能、录像功能、回放功能、报警功能、控制功能、网络功能、密码授权功能和工作时间表功能等。

　　监视：监视功能是硬盘录像机最主要的功能之一，能否实时、清晰的监视摄像机的画面，这是监控系统的一个核心问题，大部分硬盘录像机都可以做到实时、清晰的监视。

　　录像：录像效果是数字主机的核心和生命力所在，在监视器上看去实时和清晰的图像，录下来回放效果不一定好，而取证效果最主要的还是要看录像效果，一般情况下录像效果比监视效果更重要。大部分DVR的录像都可以做到实时25帧/秒录像，有部分录像机总资源小于5帧/秒，通常情况下分辨率都是CIF或者4CIF，1路摄像机录像1小时大约需要180MB~1GB的硬盘空间。

　　报警功能：主要指探测器的输入报警和图像视频帧测的报警，报警后系统会自动开启录像功能，并通过报警输出功能开启相应射灯，警号和联网输出信号。图像移动侦测是DVR的主要报警功能；

　　控制功能：主要指通过主机对于全方位摄像机云台，镜头进行控制，这一般要通过专用解码器和键盘完成；

　　网络功能：通过局域网或者广域网经过简单身份识别可以对主机进行各种监视录像控制的操作，相当于本地操作；

　　密码授权功能：为减少系统的故障率，和非法进入，对于停止录像，布撤防系统及进入编程等程序需设密码口令，使未授权者不得操作，一般分为多级密码授权系统；

　　工作时间表：可对某一摄像机的某一时间段进行工作时间编程，这也是数字主机独有的功能，它可以把节假日，作息时间表的变化全部预排到程序中，可以在一定意义上实现无人值守。

　　产品对比

　　相比较磁带录像机，硬盘录像机的突出优点体现在以下几个方面：

　　实现了模拟节目的数字化高保真存储：能够将广为传播和个人收集的模拟音视频节目以先进的数字化方式录制和存储，一次录制，反复多次播放也不会使质量有任何下降；

　　全面的输入输出接口：提供了天线/电视电缆、AV端子、S端子输入接口和AV端子、S端子输出接口。可录制几乎所有的电视节目和其它播放机、摄像机输出的信号，方便地与其它的视听设备连接。

　　多种可选图像录制等级：对于同一个节目源，提供了高、中、低三个图像质量录制等级；

　　录像帧率可调：每秒钟录像帧率可从0帧/秒~25帧/秒可调；

　　大容量长时间节目存储，可扩展性强：用户可选用250GB、500GB、750GB甚至1000GB的大容量硬盘进行录像；

　　完善的预设录制功能：用户可以自由的设定开始录像视频的起始时刻、时间长度等选项。通过对摄像机的编辑组合，可以系统化地录制任意组合摄像机的视频信号，便于灵活处理；

　　强大的网络功能：用户通过网络通讯接口，使用DVR本身内置的Web服务器，通过局域网或者互联网就可远程查看和控制录像机；

　　提供随心所欲的回放方式：由于硬盘快速、随机存储的特点，录制好的视频和正在录制的视频，都可以用DVR或者网络多种方式进行回放；

　　PC式DVR的缺点

　　稳定性差DVR软件与PC硬件、WINDOWS操作系统不兼容以及WINDOWS操作系统自身的不完善，很容易造成系统死机。

　　PCDVR产品操作及维护需要有一定的技术基础，而操作系统有时还会“冲掉”一些系统配置及软件，这就使维护工作难度大。

　　PCDVR的数据存储及操作系统均在硬盘中，无论如何加密，均可以从PC的底层进入系统，对已记录的图像文件进行删改。如果PC的硬盘零道发生了故障，整个硬盘甚至整个系统均要瘫痪，因此数据的可靠性下降。

　　WINDDOWS操作系统的抗入侵能力非常差，一旦操作系统遭到破坏（如病毒入侵等），整个的PCDVR会受到严重影响，甚至系统崩溃。

　　PCDVR的板卡均是大批量生产的产品，质量可以保证，但在组装为DVR产品时却很难做到规范化批量生产，所以整机的质量也难以确保。

　　PC机各类配件的发展非常快，1～2年原有产品就会淘汰，这对于只有长期使用才能体现性价比优势的DVR产品来说，PCDVR的维护费用较高，同时PC的板卡均不是生产DVR产品的厂家自己设计生产的，对其产品长期进行维修的保障可靠度较低。

　　PC式DVR的优点

　　存储空间较大（容易扩展存储硬盘），适宜长时间录像，本地存储稳定。

　　良好的人机接口和文件管理等，通过鼠标、键盘只要用过计算机的人都可以很好地进行操作；

　　软、硬件升级比较容易，产品更新快。

　　维修成本比较低，一般的故障都可以通过更换部件进行维修，整机不会报废。

　　嵌入式系统的软硬件设计难度通常都更高，但是它为用户提供了以下好处：

　　易于使用，无需具有PC操作技能；嵌入DVR的操作一般通过面板按键或遥控器进行操作，只要会使用DVD/VCD等家电就会使用嵌入DVR，不需要学会如何移动鼠标、双击鼠标等复杂的计算机操作。

　　系统稳定性高，软件容错能力更强，无需专人管理。嵌入式DVR采用嵌入式实时多任务操作系统，视频监视、压缩、存储、网络传输等功能集中到一个体积较小的设备内，系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高，所以无需专人管理，适合于无人值守的环境；

　　软件固化在FLASH/EPROM中，不可修改，可靠性高。PCDVR的软件一般都安装在硬盘上，系统的异常关机都可能造成系统文件被破坏或者系统硬盘被损坏，从而导致整个系统崩溃，可靠性很差。嵌入DVR的软件固化在FLASH/EPROM中，没有系统文件被破坏及硬盘损坏的可能，可靠性很高。

　　使用嵌入式实时操作系统，系统开关机快。PCDVR使用的桌面操作系统Windows、Linux等，由于其操作系统的内核比较庞大，都需要较长的开关机时间。嵌入DVR采用内核可裁剪的嵌入式实时操作系统，其内核最小可达到几十K字节，整个系统内核的加载以及设备的初始化可以在短短几秒内完成，同时无需对系统文件进行保护，关机可以在1～2秒内完成。

　　软硬件成本低。嵌入DVR采用一体化的硬件结构，无需像PCDVR那样要购买显卡、内存等设备，硬件成本比PCDVR低。

　　软件采用专用的嵌入式操作系统，用户不需要支付该部分费用（设备供应商将该部分费用列入开发成本），而PCDVR如果采用正版的Windows系统这部分费用将在2000元以上，如果使用盗版操作系统，使用者可能还要面临微软公司的侵犯知识产权的法律诉讼。

　　机械尺寸较小，结构简单紧凑。嵌入DVR的硬件采用一体化设计，不同于PCDVR插卡式的结构；整个系统结构简单，体积小，重量轻，同时也提高了系统的稳定性和可靠性。[2]

　　磁带录像机

　　磁带录像机（VideoCassetteRecorder，VCR），即模拟视频磁带录像机，采用传统的模拟视频进行直接录像，不需要额外压缩和转换，采用磁带录像，故常常被称为磁带录像机，也被称为VCR。磁带录像机早期多用于电视节目制作、视频录制和家庭视频图像的录制和放映，逐渐被引入监控系统，随着硬盘录像机的技术发展和成本的不断下降磁带录像机逐渐被淘汰，毕竟磁带录像操作麻烦、保存麻烦、录像时间也特别短。

　　用于监控系统的磁带录像机大多数都是长时间录像机，指的是一盘180分钟录像带可记录8小时以上的监控图像，有24小时型和长时间型之分，大多以时间分割方式断续地记录图像，最长的记录时间可长达960小时，这称之为时滞式（Timelapse）长时间录像机。此外，还有以连续方式记录24小时画面的实时（Realtime）长时间录像机。长时间录像机是将摄像机信号于磁带上的一种磁记录备，其特点是通过普通的180分钟的磁带记录长达24小时甚至于960小时的摄像机信号，从而极大地节省了磁带，便于管理。长时间录像机的磁头是走停相间，也就是说通过损失一定的画面时间来换取长延时效果，故其回放的图像将会有明显的效果。

　　一般VHS模式的录像机电视水平清晰度可达250线左右，SVHS模式的录像机可达400线左右。长时间录像机按照录像时间分为：24小时录像机、480小时录像机和960小时录像机三种，按照制式分为VHS模式和S-VHS模式两种。

　　与家用录像机不同，延时录像机可以长时间工作，可以录制24小时（用普通VHS录像带）甚至上百小时的图像，可以联接报警器材，收到报警信号自动启动录像，可以叠加时间日期，可以编制录像机自动录像程序，选择录像速度，录像带到头后是自动停止还是倒带重录等。而且可以和画面处理器配合使用。

　视频监控

　　性能

　　软件可对多路（1-32）音频、视频信号进行实时同步音、视频监控、存储。显示、保存可在1-25(PAL)/30(NTSC)帧/秒/路间任意调整，满足用户多种需求。

　　兼容性

　　支持多视频参数方案和压缩参数方案设置。

　　支持QCIF, CIF, 2CIF, DCIF, 4CIF分辩率

　　操作性

　　可在计算机屏幕上直接方便地调整控制每台摄影机角度、云台、焦距及预置点操作，支持矩阵操作

　　具有侦测区域设置、屏幕遮挡区域设置、外接报警设置功能。

　　具有自动录像预约、自动侦测预约、自动布防预约设置功能；

　　自动/手动/侦测/报警录像控制；采用循环存盘方式储存录像数据，系统根据设置自动覆盖早期数据；用户可根据实际情况自行设置单个录像数据存储时间；

　　支持丰富的本机及外接报警设备声光报警功能。

　　安全性

　　通过操作多级权限设置、密码设置、系统锁定设置大大地提高了系统的安全性；除常规权限设置外，还可以针对独立用户设置诸如网络通道访问权限等细致的操作权限。

　　全面的系统日志功能，详细记录所有本地及网络操作过程，便于用户内部管理。

　分类

　　DVR在发展初期由于百家争鸣、种类繁多，让业内相关人士颇有眼花撩乱之感，在经过一段时间的变化后，各种型态的分类也大致成形。根据台湾工业技术研究院光电工业研究所《光电产业发展剖析》报告中，大致将所有的DVR分成三个类别：

　　PC-based类型

　　PC-based类型的DVR其应用平台为一般的PC、手提电脑等。在PC内装置一片或多片影像撷取卡，利用软件进行影像压缩并执行影像编辑功能，系统较不稳定。

　　数字STB类型

　　STB指的是Set-top Box(一般译成：数字卫星接收器、机顶盒、电视上网机、随选视讯盒等，由于译名分歧，故在此以STB统称之)。数字STB类型的DVR在性质上属于功能整合性的讯号接收平台，以提供数字录像功能与接收数字广播及互动应用的讯号为主，可选择接收数字无线地面传播(Digital Terrestrial)、数字有线电视传播(Digital Cable)、数字卫星传播(Digital Satellite)等不同种类的传播讯号。

　　单机类型

　　单机型的DVR乃重新利用CPU及RAM来开发设计，采用专属的软件程序，研发成本较高。采用硬件压缩，品质稳定，不会有死机的问题产生，且在影像储存速度、分辨率及影像画质上都有较大的改善。这类型的产品只单纯提供数字录放影功能，而不附加其它如广播讯号接收、上网际网络等功能。由于应用在安全监视领域的产品多属于上述的第2类及第3类，因此本文将仅就这两个类型做探讨。PC-based类型与单机类型系统孰优孰劣的争议，为此仍无法下定论。虽以PC-based的DVR占市场多数，但据观察，两种类型的产品将各自产生市场区隔。1995年即投入DVR领域发展的日本Ikegami公司，其海外部经理Yasuhiko Saito就指出：“DVR市场将朝向两个不同方向发展，一方面，由于RTOSReal time Operation System，实时操作系统在运作时的可靠性，预料会有很大的发展；但另一方面，对强调可联网工作的DVR产品，Windows操作系统则因为操作简单而将成为另一种主流”。

　　DVR的技术仍处于不断发展的状态，而其中的关键技术在于操作系统及影像压缩技术。

　操作系统

　　Linux

　　IT业界中Windows和Linux操作平台的激烈竞争也延烧到安防产业。Linux是一种可多人使用的作业环境，可让多位使用者在同一时间内同时使用计算机主机的资源。Linux提供完整的多人Multiuser、多任务Multitasking及多行程Multiprocessing环境，可由网络上下载使用。由于其原始程序代码(Source Code)是公开的，因此可以任意开发、修改，故Linux的使用者并不须烦恼缺乏需要的应用程序，加速了研发的速度，且系统本身以及大部分的应用程序是免费的，让开发者省下大笔的研发费用。此外，对硬件需求较低的Linux，可令使用者节省更多的硬件成本投入，整体产品成本随之降低。随着网际网络的盛行，全球使用Linux的人愈来愈多，也吸引了无数的开发人员投入改良核心、发展应用软件以及硬件周边驱动程序的行列，使Linux功能和完整性日益扩大，成为各方注目焦点。

　　此外，Linux是以网络环境为基础的操作系统，具有完整的网络功能，使用者可以在Linux下以单机连上Internet，也可架设局域网络(LAN)；还可以以Linux架设各种Server，提供在Internet以及Intranet的邮件、FTP、Web...各种服务。 在这样的趋势之下，Linux成为DVR制造商跃跃欲试的操作系统。有些供货商甚至表示Linux比Windows更适合应用在DVR上。韩国Eastern Info-Com公司海外市场部协理Hyoksang Kwon即表示："由于Windows较不稳定，且价格颇高，相形之下，Linux看起来是最有发展潜力的主流操作系统"。

　　实际上，下“Linux作为DVR的操作系统会优于Windows”这样的结论仍嫌太早。据其它制造商反应，Linux在兼容性方面仍存在着一些问题，如打印机支持、Internet连接等方面，都不如Windows。此外，对于已习惯使用Windows应用程序的使用者而言，刚开始会不适应Linux的作业方式；而针对Linux可读取Windows的档案，但Linux仍有无法让Windows系统读取档案的缺点，加上Linux为后来崛起之操作系统，故在维护人员并非十分充足的情形下，许多使用厂商在选择使用Linux系统时也会有一定的心理障碍。

　　Windows

　　对于以PC为主要架构的DVR来说，Windows平台以其使用简单、应用普遍等特点而名列各种操作系统名单的榜首。韩国3R集团总裁Sung-Ik Chang表示："大多数DVR及其相关产品的厂商都采用基于Windows的操作系统；尤其在美国这样的大市场，用户为了日后维护方便，多倾向于使用基于Windows的DVR产品"。韩国Digital Logic公司海外市场部经理Jonathan Kim也说："我们认为Windows操作系统是最适合DVR系列产品的。因为Windows是较通用的操作系统，因此具备较高的支持性，不论任何地方Windows都可以支持大部分相关产品"。

　　此外，Windows在软件升级方面，也强于其它操作系统。由于IT产业与安防产业密切相关，因此当数字技术在IT产业日进万里的同时，相关技术发展势必影响安全产业。Windows之所以会被众多厂商所爱用，乃是因为它具有强大的可升级性。厂商认为，由于DVR系统不可能长期停留在固定水平，因此可升级性势必成为系统发展的关键点。如果考量汰旧成本，一旦用户对于既有系统产生更高的要求或者原有的系统暴露出一些缺陷，大部分的用户不太可能去买一套全新的系统来替换，如此一尽管供货商认为，系统的稳定性取决于用户的实际操作方式，然而，Windows操作系统本身的不稳定性，仍令使用者相当质疑。有厂商就表示，如果只单纯使用监控系统，Windows 98系统相当稳定；但如果在Windows平台上同时运行别的程序，系统不稳定、甚至死机就无可避免。

　　RTOS操作接口

　　对于单机型或非PC-based的DVR来说，RTOS(Real Time Operation System)是最佳的操作系统，市面上这种类型的供货商以韩国和日本为主。许多韩国厂商如3R、Korea Computer Technologies、 Kodicom、Artinix等认为，单机型DVR具有高经济效益、稳定性高及与既有的安防控制器有高兼容性等特点，因此在前一阵子都陆续推出了单机型的DVR。对于日本厂商而言，会致力于发展单机型DVR主要是基于对图像清晰度的考量，大多数PC-based DVR的图像品质都不如单机型的DVR。

　　然而，单机型DVR面临的最大挑战在于联网功能。在联网工作普及的今天，已有越来越多的用户使用网络，韩国Digital Logic公司的Jonathan Kim即表示：“当我们谈论单机型DVR时，经常遗漏掉网络化的远程控制部分。但DVR系统如果不能和网络衔接，坦白说，那就不能称为DVR系统”。部份西方的制造商也有相同的观点，例如美国、德国、英国以及其它北欧国家，已经将网络功能视为是数字CCTV产品的关键。英国Dedicated Micros执行总经理Mike Fawcett举例说明：“英国的化工、制药厂采用了具备网络功能的DVR设备，除了节省大量人力的开销外，更可以在任何地方监看工作人员和生产线状况，因此节省不少成本”。可联网的特性让用户可以透过LAN/WAN、Internet等网络进行远程监看。这个特性已被预测成为将来CCTV市场的主流。为了让产品具备联网功能，单机型DVR制造商陷入“价格vs.功能”的两难局面。韩国Korea Computer Technology公司总经理Y. H. Min指出："为了让DVR具备联网功能，我们必须在单机型DVR中添加某些芯片。为此，我们必须增加投资金额及成本，在价格竞争日益剧烈的情况下，成本的增加对我们相当不利"。

　压缩技术

　　市面上主流的DVR采用的压缩技术有JPEG、MPEG1/MPEG-2、MPEG-4、H.264、M-JPEG,而MPEG-4、H.264是国内最常见的压缩方式；

　　JPEG的压缩倍数为20~80倍，适合静态画面的压缩，分辨率没有选择的余地。以往的JPEG压缩技术是直接处理整个画面，所以要等到整个压缩档案传输完成才开始进行解压缩成影像画面，而这样的方式造成传输一个高解析画面时须耗时数十秒甚至数分钟。而新一代的JPEG是采取渐层式技术，先传输低解析的图档，然后再补送细部之资料，使画面品质改善。这种方式所需的时间虽然与原先的方式一样，但由于可以先看到画面，所以使用者会觉得这种方式较好。

　　MPEG系列

　　而MPEG1、MPEG2在影像移动不大的情况下其压缩倍数约为100倍(一般VCD、DVD约为35倍)，若从VCD、DVD的规格来看，MPEG1的分辨率为320 ×240(或以下)，MPEG2则通常为720 ×480。MPEG1、MPEG2是传送一张张不同动作的局部画面。

　　MPEG4

　　至于压缩倍数为450倍静态图像可达800倍，分辨率输入可从320 ×240到1280 ×1024的MPEG4，则是专为移动通信设备例如移动电话在英特网实时传输音/视频讯号而制定的最新MPEG标准。MPEG4和MPEG以往的版本相比，最大不同之处在于MPEG4使用“图层”layer方式，能够智能化选择影像的不同之处，在压缩下个别编辑画面，使图文件容量大幅缩减，而加速音/视频的传输。有人认为MPEG4的出现，对于DVR厂商而言无疑是一大福音，然而也有厂商认为，MPEG4规格虽已定出，但实际应用于DVR的技术上却尚未成熟，现阶段无论以软、硬件来实现都有待突破(详情《技术篇─MPEG4压缩技术于DVR的应用》一文)。

　　H.264

　　H.264 的产品，在保证图像质量的前提下，可以提供720P分辨率下3M码流的压缩视频，1080P分辨率下6M码流的压缩视频。H.264压缩编码技术还将进一步发展，在高清高速球上实现High Profile的压缩编码能力也将成为可能，HighProfile将提供更高的压缩效率和更好的图像质量，同时也能提供高效无损视频编码，满足平台视频智能分析的需要。

　　对于哪种压缩方式较适用于DVR产品的看法，厂商的意见相当分歧。韩国3R公司的Sung-IK Chang具体指出："大体来说，压缩技术采用两种方法，一种是intraframe，另一种是Interframe。Interframe可区分每幅影像的差异，并只传送影像不同的部分，H.263和MPEG是这种格式的代表。而Intraframe方式则把一个动画分解成若干个固定的画面一幅一幅的传输，以Wavelet 和Motion JPEG为此方式的代表。从传输效率考量，Interframe在性能上要远远优于Intraframe；而且，Interframe技术在画面变动较小情况下，能提供相当不错的画质"。然而，安全产品的用户必须考虑到图象画质的问题，在这一点上MPEG较Wavelet和JPEG要逊色。Digital Logic公司的Jonathan Kim就表示："我们承认MPEG4在视频压缩方面比较优秀，但MPEG系列皆存在着图象干扰和画面扭曲失真的情况。如果用户想购买存储量大的DVR，他可以考虑MPEG压缩格式；但如果用户希望能有良好的画质，则应该考虑其它的压缩方式；至于那种方式好，则取决于客户需求"。Eastern Info-com公司的Hyoksang认为："图象清晰度，和图象的压缩率、CPU以及其它相关硬件的负载是成反比的，由于MPEG4具有极高的压缩率，因此导致图象的不清晰，要达到安防产业对于图象要求的标准，还有很大的改进空间"。DM公司的执行总裁Mike Fawcett进一步指出："对于静止的画面，不论用JPEG方式压缩还是MPEG方式压缩，传输的速度都是一样的。然而，如果物体是呈现运动状态，则MPEG格式不会立即反应传输，这是因为MPEG格式传输的速度较慢，或者监控中的场景容易出现干扰"。他认为，JPEG压缩技术不论在图象画质还是在传输速度上，都更加适合安防产业。他说："我认为JPEG的品质较好，较具有竞争力，也较安全"。随着DVR技术的不断发展、存储容量逐步扩大，用户会对画质的要求必然越来越高。英国Visionfactory董事长David Beanland表示："尽管JPEG和Wavelet格式的图象需要占用较大的存储空间，但这种压缩技术在DVR产业仍然是主流。毫无疑问地，DVR的存储容量会逐步扩展，存储容量达200GB以上的DVR最慢会在2、3年后出现于市面上。一旦容量问题得到解决，使用者便会将焦点放在图象的画质，而MPEG压缩技术方式将会被淘汰"。Beanland也同时质疑MPEG压缩技术录制的图象是否能作为可靠的法庭证据，在欧美市场还值得商榷。现任职于飞利浦公司，具有14年经验的Alan Everid则认为对于DVR产品而言，Wavelet是最好的压缩方式。主要原因在于Wavelet移除了图象的高频成分high frequency components，仅保留单帧图象信号。这个特点，特别适用于画面变更频繁的场合，例如多画面分时显示。不过，Wavelet虽然符合安防产业的图象要求，但在考量联网与否的因素下，读者需注意Wavelet并非现行的IT网络所普遍支持的格式，所以在联网的使用上会有所限制。

　　H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG的联合视频组开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG4的第十部分。 　在相同的重建图像质量下，H.264能够比H.263节约50%左右的码率，根据MPEG4实现的视频格式在性能方面提高33%左右。

　企业

　　深圳同为数码科技股份有限公司

　　广州捷昊安防科技有限公司

　　深圳宝欣盛电子有限公司

　　福州星网锐捷通讯股份有限公司

　　海康威视

　　大华

　　汉邦

　　中科视安

　　深圳市宏电技术股份有限公司

　技术运用

　　安防监控行业经过多年的发展与技术的洗礼，嵌入式DVR的高稳定性、可操作性、以及组网便利性等众多优点，无论是在早期的模拟监控，还是如今的数字联网监控上，一直是安防监控领域不可或缺的一员。

　　早期DVR视频压缩为MPEG1/MPEG2/MPEG4视频码流大，清晰度低，也无法大型组网。而如今DVR都是以H.264成为主流压缩标准，清晰度也从CIF到全D1全实时双码流，并且高清输出接口HDMI/DVI/VGA能达到1080P分辨率，切合了当前监控领域对于高清、网络化发展趋势。

　　随着监控行业一路走来，大型数字联网监控系统铺天盖地，而高清化、系统集成化、行业订制化逐步成为监控发展主流的情况下，使得标清画质的DVR成为未来在清晰度上追求的短板，传统的DVR在一定程度上已经满足不了整个行业变革的需求，众多厂家争抢市场的同时，国内DVR功能变得完全同质化，价格战让占据市场大头的中低端DVR只能是走量来维持，而研发实力强的领军企业为了推出独树一帜的产品，已经将突破口瞄准了行业市场。

　　针对于嵌入式DVR的技术发展，走行业已经取得不错的成绩，市场上也出现了很多不同形态的机型：如环境监测预警DVR、ATM监控专用DVR、审讯专用DVR、金融行业专用DVR、智能视频分析DVR等，并伴随高清IPC盛行的同时也衍生出HVR与NVR。使得DVR市场发展可谓是豁然开朗，前途更加乐观。

　　环境监测

　　一、环境监测预警DVR是在传统视频监控增加温湿度信息，对于特殊环境下既要显示视频图像，又要掌握监控环境的温湿度变化，使用最为典型的案例为电力行业。

　　变电站辅助监控系统是实现变电站视频监控、消防、安防、环境及动力等多个辅助系统的集成，通过统一平台实现站级的综合监控、三维电子地图全景展示、图像分析、综合报警，同时基于辅助控制系统平台，实现多个子系统间的联动，并为状态检修、源端维护、台账管理等智能变电站站控层高级应用奠定基础。

　　智能变电站辅助系统分为两大部分：站端系统和监控中心系统，其监控中心子系统连接图见右图：

　　站端系统：实现变电站模拟量数据（如动力环境、温湿度等），开关量（如火灾报警、安防报警等），音视频等信息的实时采集，和对消防、照明、采暖通风、门禁等的实时控制；同时，提供变电站的当地监控功能。

　　环境监测预警DVR（也叫电流环DVR），就提供该系统运用的电流环报警接口，叠加了室内环境提供温湿度信息。

　　该设备将采集的模拟量信号和串口输入信号，与视频联动工作，并可兼容工业标准电流环接口的多种传感器，对传感器信号进行确认、模数转换等一系列处理，得出一套精准的测量阀值，当测量值达到预先设定的报警阀值时，立刻报警提示工作人员及时处理，避免灾难的发生。

　　包括深圳市朗驰欣创科技有限公司在内的DVR专业生产商推出了环境监测预警DVR，可与任何满足标准接口传感器对接，此接口具有长距离传输，高抗干扰能力的特点。接口与系统多级高度隔离，进一步提高系统稳定性和可靠性，符合环境监测的技术检验标准。

　　另外，环境监测预警DVR叠加的报警信息，让工作人员对场所进行更好的监测管理，对于温湿度的数据显示在特殊环境下如变电站、机房、仓库等场所起到预警作用。

　　随着数字化信息技术的不断发展，数字联网监控已经渗透到政府重要机关领域。

　　审讯应用

　　二、审讯专用DVR是其走公检法以及相关的司法行业的新运用方式，针对审讯/庭审的特殊要求，将嵌入式DVR打造成该系统专用的一款核心主机，该设备运用在法院、检察院、公安、看守所等机构，秉着公开、公正、透明的审判过程，可提高法院社会公信度，对于犯人、嫌疑人等进行案件审讯的时候进行现场音视频录像，对整个审讯过程全程监视，并将监视资料通过硬盘、光盘刻录等方式进行录像封盘保存，作为判案的重要依据。该系统严格遵循证据学原则的设计思想，完全符合GA/T 882-2010《数字化审讯（讯问）记录系统技术要求》的行业标准，其系统连接见右图：

　　庭审/审讯专用DVR区分传统功能之外的技术特点是多画面合成、语音激励、多光驱直刻、案件信息叠加、温湿度信息叠加、录像文件加密、通道任意合成等。

　　1）录像文件加密

　　采用证据级审讯同步光盘轨迹加密AV自压缩数据直刻技术，直接确定原始视听证据。保证了在审讯、讯问信息获取的同时，防止录制设备在原始视听证据固定锁链过程中，利用视频软件加密方式，存有剪辑、删除、篡改、替换证据之嫌。既杜绝审讯人员在办案过程中对犯罪嫌疑人进行诱供和刑讯逼供，又防止犯罪嫌疑人在庭审过程中翻供的现象发生。

　　2）光驱压缩审讯同步直刻

　　采用证据级的审讯同步双光驱数据自压缩直刻技术。利用光盘自身的物理特征，将审讯过程直接刻录在主要存储光盘上，满足审讯现场即刻获取原始视听证据光盘的实际需求，完全符合我国公检法规定的存储格式与数据保存方式。

　　3）硬盘自压缩双通道存储

　　采用审讯同步硬盘自压缩并行数据存储技术，硬盘作为审讯记录的第二存储介质进行资料级的同步并行备份，鉴于DVR的存储特点加上审讯存储画面要求，将审讯过程中的录制过程有效的保存起来。

　　4）网络并行传输、远程指挥

　　采用先进的网络音视频压缩处理技术，特别针对多媒体处理而设计的可编程高速数字信号处理器（DSP），结合高性能操作系统，将审讯现场的音、视频信息实时同步在局域网或公安和检察专网上传输并提供网络连通，内置WEB服务器，使用浏览器通过口令验证即可异地远程观看审讯现场情况，同时对审讯现场进行语音指挥。满足对于网络远程指挥与监督作用。

　　5）多画面合成技术/语音激励

　　多画面合成是在整个审讯系统中，为了减少网络传输带宽提出的运用方式。多通道单独编码传输数据量大，在远程提审多级联网造成麻烦，而将多通道合成单通道进行编码压缩后，在数字审讯中不会因网络带宽问题而影响系统改造。并能通过语音激励技术，在庭审过程中法官、被审人等一行中会根据级别高低分配音频使用权，当某人发起讲话后，该点监控图像会自动显示在合成的大画面上，实现重点人员重点监视的效果。

　　除上述运用外，审讯专用DVR还有具音频性息可视化、备温湿度叠加功能，将审讯室或庭审室内温湿度探测显示屏的信息。

　　审讯DVR是基于传统DVR的技术升级，包括朗驰欣创在内的提供商，在推广DVR也已经有段历史了。在数字庭审上已推出相应设备，其中以DVR衍生的审讯主机便是其中一员，并成功运用到不同区域的检察院、法院、公安、看守所等项目。

　　金融行业及其他

　　上述内容是从两个典型案例，反应出DVR走行业的不同运用，除了公检司法与电力行业外，其使用还包含前面提到的金融业ATM专用DVR、智能视频分析的增值运用、混合型DVR等，都是搭建行业系统的核心设备。随着上游芯片厂家的新方案不断更新，国内主流企业在DVR项目上都推陈出新，第三代设备满足了大型组网、级联、多信号（网络、模拟、HD-SDI）混合接入，使得运用上变得更加灵活，满足今后多元化组网方式，让嵌入式DVR进入更多的领域，发挥其关键作用。 [2]

　调节器

　　在电气工程领域，DVR是“动态电压调节器”Dynamic Voltage Regulator的缩写。

　　动态电压调节器技术介绍

　　DVR相当于一个串联在配电系统中动态受控的电压源，采用适当的控制方法可以使该电压源输出抵消电力系统扰动对负荷电压造成的不良影响，如电压跌落、电压不平衡及谐波等。当直流侧能量通过从系统整流获得时，在系统侧即使发生单相故障，其它两相仍可以提供电能来维持DVR的正常运行，补偿长期的电压跌落也成为可能。如果在直流侧电容两端并联蓄电池，或采用大容量电容储能，该装置还可起到UPS的作用，即在系统侧发生短期故障时可以向负荷提供一定时间的功率。采用合适的拓扑结构，DVR可以综合地治理配电系统中的动态电压质量问题如跌落、浪涌和稳态电压质量问题如谐波、波动、三相不平衡，是一个多目标的电压质量综合治理装置。

　　动态电压恢复器工作原理

　　在电源和负载之间串联一只补偿变压器，通过补偿变压器的初级线圈的逆变器向负载侧提供同频、锁相、幅值可变的补偿电压保持输出电压的稳定。

　　由于采用逆变器做动态补偿、直流蓄能电源为逆变器提供能源，当电网电压出现闪变或电压跌落时，逆变器以小于1ms的速度进行补偿。逆变器的PWM调制波的基准源为标准的正弦波，通过采集电压波形和标准波进行比较，能有效补偿电压谐波，保证输出电压谐波含量（THD）小于3[%]。

　选用指南

　　在选择DVR的时候，我们都知道它很好用。但是，从哪才能看出它的优劣呢？我们不妨可以从录像速度，画面清晰度，存储量的大小,压缩算法，以及兼容性等几项DVR设备比较重要的性能来做判断。

　　记录速度巧选择

　　其实对于DVR设备而言，在图像的实时性上一般都没有什么太大的差距。当前，所有的DVR设备基本都是按照30画/秒或者是60图/秒的状态进行工作的。不过在监控设备进行多路录像时，许多达到一定技术的DVR设备都在采用影像位移检测的方式以求提高录像速率。这在图像的记录速度上确实达到了很高的水平，与没有位移检测功能的DVR设备相比在成像的速度上有着非常明显的效果。不过鉴于位移压缩技术属于一种全画面的压缩效果，因此在画面的真实性上是一个应用中的缺陷。但是对于一般的监控来说，已经足够满足需求。

　　高清与否看需求

　　可以说，图像的清晰度一直是监控摄像领域衡量设备优劣的重要指标。DVR设备当然也不会例外。不过，在我们使用过程中，按需所供才是最重要的。对于所拍摄的视频是需要高清画质，还是长时间的连贯拍摄，在有限的存储空间下是不得不考虑的问题，因此，能够给用户多大空间的画质选择范围（存储分配选择），也是关系DVR工作性能的重要标准。

　　备份能力勿忽略

　　说完关系存储大小的图像清晰度，那么下一步就是存储空间的大小了。在我们以往的理念中，存储容量越大使用肯定是越方便的。但是对于监控的存储来说，更重要的是要有更方便更充沛的接口与外部进行连接，从而能进行很好的数据备份。这对于数据的安全性，缓解DVR的存储压力，以及画面质量的清晰效果都有着非常重要的关系。

　　了解压缩帮助大

　　对于压缩算法的选择来说，当前的压缩技术主要是MJPEG，MPEG-4和H.264等。现有的技术基本能够满足一般情况下的压缩需求。但对于完美还有不小的距离。总的来说，H.264是当前被广泛看好的主流压缩技术，对视频的连贯性上有着很大的帮助。但是在重点视频的清晰度上，MPEG-4有着更不错的发挥.

　　兼容好坏涉及多

　　在DVR设备的选择中，兼容性也是需要考虑的一个重要方面。这里面包括对网络系统的兼容性和对软件的兼容性。对于设备的网络兼容性来说，是否可以借助就近的监控系统，进行远程操控，是否有足够的以太网接口与设备连接等，都很大的关系着系统的整体投入。而软件的兼容性，则关系到DVR是否能够在使用中得到更多的功能扩展，或者得到更完善的安全保障等。

　　PC、嵌入有特性

　　对于DVR的选择，首先要分清自己的所需。之前的文章提到过：当前的市场上，DVR主要分为两种--PC式DVR和嵌入式DVR。对于二者的特点来说，PC式DVR的优点在于兼容性强，额外开销低，而且可以被赋予更多的功能，比如人脸识别，自动追踪等智能化的能力。但是安全系数不高，稳定性差，数据安全保障低，是这类DVR的主要弊端。而相对于嵌入式DVR来说，它的安全系数要比基于电脑的DVR更高一些，但是功能添加则不如PC式那么方便。

　　对比概括来说就是，嵌入式在使用上比PC式更简单，在系统上更稳定，功耗更低，但是价格上比PC式更贵。此外，DVR设备在使用中的操作便捷程度，以及使用过程中能否拥有方便快捷的升级能力，以及使用界面是否习惯等等，也都是关乎DVR设备使用性能的重要方面。这也更多的需要大家对实机的体验。