硬盘录像机(DVR)和磁带录像机(VCR)

2015-05-29

什么是硬盘录像机(DVR)与什么是磁带录像机(VCR)

闭路电视监控系统常用的录像机包括模拟磁带录像机和数字硬盘录像机两种。

1)硬盘录像机(Digital Video Recorder,DVR)

硬盘录像机(Digital Video Recorder,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。它是一套进行图像存储处理的计算机系统,具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能,DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身,用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能,而且在价格上也逐渐占有优势。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,是目前市面上电视监控系统的首选产品。

目前市面上主流的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,故逐渐被应压缩淘汰;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Win 98、Win 2000、Win XP、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。PC DVR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。 

嵌入式硬盘录像机(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PC DVR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PC DVR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,目前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。

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式硬盘录像机(DVR)产品的问题主要有:

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。

PC DVR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。

PC DVR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PC DVR会受到严重影响,甚至系统崩溃。

PC DVR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。

C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,PC DVR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 式硬盘录像机(DVR)的优点在于

存储空间较大(容易扩展存储硬盘),适宜长时间录像。

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。PC DVR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。PC DVR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PC DVR那样要购买显卡、内存等设备,硬件成本比PC DVR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PC DVR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PC DVR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(Video Cassette Recorder,VCR)

磁带录像机(Video Cassette Recorder,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(Time lapse)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(Real time)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。