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一、模擬式硬磁盤存儲技術(shù)

在模擬式硬磁盤錄像系統(tǒng)中，使用2.1GB的硬盤可以存儲到24.6萬個畫面，而調(diào)用幅畫面只需0.05so模擬式錄像系統(tǒng)存儲同樣多的圖像所需要的硬盤空間，僅為數(shù)字式錄像系統(tǒng)所需空間的1/5。

模擬式硬磁盤錄像系統(tǒng)就是使用模擬磁信號將視頻信號記錄到硬盤上的（如圖1所示）。

圖1 模擬式硬磁盤錄像系統(tǒng)的組成及原理

這種硬盤每1/60s（對PAL制為l/50s）轉(zhuǎn)動一圈，因此每個磁道正好存儲一場畫面。每1/30s（PAL制為1/25s）可以存儲一個完整的幀（2場）。這樣，每只2.1GB的硬盤有246000個磁道，即可以存儲246000幅（場）黑白圖像，每幅圖像的讀取時間只需0.05So顯然，這是目前存取速度最快的視頻圖像存儲系統(tǒng)。由于錄像介質(zhì)就是計算機(jī)上使用的硬盤，因而可將以前記錄的畫面刪除，再存入新的圖像。這種黑白錄像系統(tǒng)的水平分辨率為250TVL，如果每幅畫面的兩場都有記錄，那么系統(tǒng)的分辨率將可達(dá)到500TVL。模擬式硬磁盤錄像系統(tǒng)也可錄制彩色畫面，但每只2.1GB的硬盤就只能存儲125000幀，且單幀畫面的存取速度約為0.2s。

硬磁盤錄像系統(tǒng)中的任何圖像也可以使用視頻打印機(jī)打印出來。

數(shù)字式硬磁盤錄像（Digital Video Recorder，DVR）是一套進(jìn)行圖像存儲處理的計算機(jī)系統(tǒng)，目前應(yīng)用得非常廣泛。與模擬式硬磁盤錄像相比，這種技術(shù)需要多用5~10倍的存儲空間，圖像的讀寫時間亦相應(yīng)地增加5~10倍。一般地，磁盤可以存儲幾十萬幅高清晰度的黑白或彩色圖像，其容量越大，存儲數(shù)量越多。

數(shù)字式硬磁盤錄像系統(tǒng)的組成如圖2所示。

圖2 數(shù)字式硬磁盤錄像系統(tǒng)的組成及原理

數(shù)字式硬磁盤錄像系統(tǒng)采用了數(shù)字記錄技術(shù)以后，能大大增強(qiáng)已錄制的圖像的抗衰弱、抗干擾的能力，因此無論進(jìn)行多少次的檢索或錄像回放，都不會影響播放圖像的清晰度。如果需要對已存儲的圖像進(jìn)行復(fù)制時，數(shù)字方式記錄的圖像也不存在復(fù)制劣化的問題，而模擬方式記錄的圖像則每經(jīng)過一次復(fù)制就劣化一次。因此，數(shù)字式硬磁盤錄像系統(tǒng)最適合做電視監(jiān)控系統(tǒng)的圖像記錄設(shè)備。

DVR具有對圖像/語音進(jìn)行長時間錄像、錄音、遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制的功能，DVR集合了錄像機(jī)、畫面分割器、云臺鏡頭控制、報警控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸五種功能于一身，用一臺設(shè)備就能取代模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設(shè)備的功能。此外，DVR影像錄制效果好、畫面清晰，并可重復(fù)多次錄制，能對存放影像進(jìn)行回放檢索。DVR的基本結(jié)構(gòu)及其基本處理流程如圖3所示。

圖3 硬盤錄像機(jī)（DVR）的基本結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行流程

DVR系統(tǒng)的技術(shù)，主要表現(xiàn)在圖像采集速率、圖像壓縮方式、硬磁盤信息的存取調(diào)度、解壓縮方案、系統(tǒng)功能等諸多方面。

目前，DVR采用的壓縮技術(shù)有MPEG-4、H.264；從壓縮卡上分有軟壓縮和硬壓縮兩種，軟壓受到CPU的影響較大，多半做不到全實(shí)時顯示和錄像，故逐漸被硬壓縮淘汰；從攝像機(jī)輸入路數(shù)上分為1路、2路、4路、6路、9路、12路、16路、32路，甚至更多路數(shù)。DVR不僅革命性地擴(kuò)展了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能，并且所增加的功能使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于以前使用的模擬錄像機(jī)。首先，DVR把高質(zhì)量的圖像資料記錄在硬盤中，免除了不停地更換錄像帶的麻煩；其次，DVR內(nèi)置的多路復(fù)用器可以多路同時記錄錄像機(jī)的視頻資料，降低視頻監(jiān)控系統(tǒng)中所需的設(shè)備，顯示出了強(qiáng)大的功能。這樣，通過把安防攝像機(jī)的視頻信息數(shù)字化并進(jìn)行壓縮，DVR可以高效率地記錄多路高質(zhì)量的視頻流。DVR也可用其他方式備份視頻信息，如CD-RW/DVD-RW、USB驅(qū)動器，記憶卡或者其他存儲卡等。DVR不僅在普遍意義上增加了監(jiān)控系統(tǒng)的部件和功能，而且其軟件已經(jīng)極大地擴(kuò)展了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、功能和效益。通過把數(shù)字報警信號輸入和輸出到硬盤錄像機(jī)，幾乎所有類型的安全系統(tǒng)組合都允許DVR作為主要的監(jiān)測和控制設(shè)備嵌入。

DVR按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為PC式DVR和嵌入式DVR兩大類。

PC式DVR以傳統(tǒng)的PC為基本硬件，以Win98、Win2000，WinXP、Vista、Linux為基本軟件，配備圖像采集或圖像采集壓縮卡，編制軟件成為一套完整的系統(tǒng)。PC是一種通用的平臺，PC的硬件更新?lián)Q代速度快，因而PC式DVR的產(chǎn)品性能提升較容易，同時軟件修正、升級也比較方便。PC-DVR各種功能的實(shí)現(xiàn)都依靠各種板卡來完成，如視/音頻壓縮卡、網(wǎng)卡、聲卡、顯卡等，這種插卡式的系統(tǒng)在系統(tǒng)裝配、維修、運(yùn)輸中很容易出現(xiàn)不可靠的問題，不能用于工業(yè)控制領(lǐng)域，只適合于對可靠性要求不高的商用辦公環(huán)境。