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一、模擬式硬磁盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)

在模擬式硬磁盤(pán)錄像系統(tǒng)中，使用2.1GB的硬盤(pán)可以存儲(chǔ)到24.6萬(wàn)個(gè)畫(huà)面，而調(diào)用幅畫(huà)面只需0.05so模擬式錄像系統(tǒng)存儲(chǔ)同樣多的圖像所需要的硬盤(pán)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(pán)錄像系統(tǒng)就是使用模擬磁信號(hào)將視頻信號(hào)記錄到硬盤(pán)上的（如圖1所示）。

圖1 模擬式硬磁盤(pán)錄像系統(tǒng)的組成及原理

這種硬盤(pán)每1/60s（對(duì)PAL制為l/50s）轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，因此每個(gè)磁道正好存儲(chǔ)一場(chǎng)畫(huà)面。每1/30s（PAL制為1/25s）可以存儲(chǔ)一個(gè)完整的幀（2場(chǎng)）。這樣，每只2.1GB的硬盤(pán)有246000個(gè)磁道，即可以存儲(chǔ)246000幅（場(chǎng)）黑白圖像，每幅圖像的讀取時(shí)間只需0.05So顯然，這是目前存取速度最快的視頻圖像存儲(chǔ)系統(tǒng)。由于錄像介質(zhì)就是計(jì)算機(jī)上使用的硬盤(pán)，因而可將以前記錄的畫(huà)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(huà)面的兩場(chǎng)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(pán)錄像系統(tǒng)也可錄制彩色畫(huà)面，但每只2.1GB的硬盤(pán)就只能存儲(chǔ)125000幀，且單幀畫(huà)面的存取速度約為0.2s。

硬磁盤(pán)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(lái)。

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

數(shù)字式硬磁盤(pán)錄像系統(tǒng)的組成如圖2所示。

圖2 數(shù)字式硬磁盤(pán)錄像系統(tǒng)的組成及原理

數(shù)字式硬磁盤(pán)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(wú)論進(jìn)行多少次的檢索或錄像回放，都不會(huì)影響播放圖像的清晰度。如果需要對(duì)已存儲(chǔ)的圖像進(jìn)行復(fù)制時(shí)，數(shù)字方式記錄的圖像也不存在復(fù)制劣化的問(wèn)題，而模擬方式記錄的圖像則每經(jīng)過(guò)一次復(fù)制就劣化一次。因此，數(shù)字式硬磁盤(pán)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(duì)圖像/語(yǔ)音進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)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(huà)面分割器、云臺(tái)鏡頭控制、報(bào)警控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸五種功能于一身，用一臺(tái)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(huà)面清晰，并可重復(fù)多次錄制，能對(duì)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(pán)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(pán)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(shí)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?cái)U(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(pán)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(shí)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(guò)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(dòng)器，記憶卡或者其他存儲(chǔ)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?cái)U(kuò)展了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、功能和效益。通過(guò)把數(shù)字報(bào)警信號(hào)輸入和輸出到硬盤(pán)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(cè)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(tái)，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(shí)軟件修正、升級(jí)也比較方便。PC-DVR各種功能的實(shí)現(xiàn)都依靠各種板卡來(lái)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(wèn)題，不能用于工業(yè)控制領(lǐng)域，只適合于對(duì)可靠性要求不高的商用辦公環(huán)境。