主頁（http://m.by236.com）：解密硬盤錄像機技術(shù) 【中國集群通信網(wǎng)】目前的安防領(lǐng)域內(nèi)，硬盤錄像機(DVR)是個炙手可熱的明星產(chǎn)品，然而一般代理商和工程商對硬盤錄像機都已難以窺其全貌，更不論多數(shù)終端用戶了。下面來看看具體技術(shù)! 壓縮與解壓縮 影音的壓縮與解壓縮技術(shù)可說是硬盤錄像機的第一重要關(guān)鍵技術(shù)，因為這點決定了硬盤錄像機錄像、回放、備份以及遠(yuǎn)程監(jiān)看的影像質(zhì)量、幀數(shù)與資料流量等，而壓縮標(biāo)準(zhǔn)、硬壓或軟壓、與硬解或軟解則又是影音壓縮與解壓縮技術(shù)的關(guān)鍵所在。 目前的硬盤錄像機采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)大致包括(M)JPEG(2000)、Wavelet、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.264等。大多數(shù)讀者對這些標(biāo)準(zhǔn)的名詞都耳熟能詳，但對這些標(biāo)準(zhǔn)的功能差異可能就不甚了解。而這些差異對DVR的品質(zhì)及性價比的影響卻是巨大的。 就影音壓縮而言，事實上用戶最關(guān)心的是良好的錄像質(zhì)量、幀數(shù)、較低的硬盤容量需求(亦即較高的壓縮比)。不過壓縮標(biāo)準(zhǔn)確實影響甚巨，茲以目前較為主流的壓縮標(biāo)準(zhǔn)MJPEG、MPEG-4以及H.264說明如下： (1)MJPEG MJPEG為早期的硬盤錄像機主流壓縮標(biāo)準(zhǔn)，然而JPEG最適合的應(yīng)用是單張影像(如照片)的壓縮，而非連續(xù)影像的壓縮，此乃因為JPEG(與其延伸標(biāo)準(zhǔn)MJPEG)將每張影像視為獨立而彼此不相關(guān)的影像，不考慮連續(xù)影像間的相似性，因此壓縮比不高。 (2)MPEG-4 MPEG-4為目前硬盤錄像機最為主流的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，然而各產(chǎn)品間采用的細(xì)項標(biāo)準(zhǔn)差距甚大，因此也造成用戶對MPEG-4硬盤錄像機之質(zhì)量與壓縮比的認(rèn)知差距。目前市場上MPEG-4硬盤錄像機采用的細(xì)項標(biāo)準(zhǔn)大致可分為下列三種： MJPEG： 部分廠商由于技術(shù)水平不足，或為求降低成本，因此雖然采用了MPEG-4壓縮硬、軟件，但是僅使用MPEG-4中將每張影像視為獨立而彼此不相關(guān)的影像的壓縮方式，亦即I-Frame，因此其壓縮比也就不高了。而這也是為什么很多用戶覺得MPEG-4和MJPEG沒什么差別的原因。 SimpleProfile(SP)： 這是多數(shù)廠商采用的MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)，此規(guī)格除了類MJPEG的壓縮影像(I-Frame)之外，也包含一種利用連續(xù)影像間相似性的壓縮影像(P-Frame)，一般而言，其平均壓縮比大約落在類MJPEG的2倍左右。 進階SP(AdvancedSP,ASP)： 這大約是目前MPEG-4硬盤錄像機所采用的MPEG-4最佳規(guī)格，除了前述SP的兩種壓縮影像之外，此規(guī)格更運用了進階壓縮影像(B-Frame)，因此其平均壓縮比大約落在類MJPEG的3~4倍左右，為目前硬盤錄像機中壓縮比最高者。例如深微科技的DVR系列即采用此項標(biāo)準(zhǔn)。 (3)H.264 H.264即MPEG-4Part10或進階影像編碼(AdvancedVideoCoding,AVC)，為硬盤錄像機采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)中較新的，不過目前市場上H.264硬盤錄像機最多僅采用其中適合于視訊會議與移動式應(yīng)用(如手機)的最低階規(guī)格BaselineProfile(BP)，而非適合于廣播與儲存應(yīng)用的HighProfile(HiP)，因此若采用H.264(BP)其平均壓縮比反而不如MPEG-4ASP,而且差距甚大。 綜合以上所述，我們可以了解MPEG-4不一定比MJPEG好，H.264也不一定比MPEG-4好，除非使用者能知道得更深入一點，而這也是為什么很多產(chǎn)品都只提及其所采用之壓縮標(biāo)準(zhǔn)名稱，而不愿提及究竟是采用該標(biāo)準(zhǔn)里的哪個具體的細(xì)項標(biāo)準(zhǔn)。 至于硬盤錄像機為硬壓或軟壓、與硬解或軟解的差別則在于錄像分辨率、幀數(shù)、多任務(wù)的效能與回放的彈性。具體而言，硬壓與硬解是使用專用的壓縮/解壓縮特殊應(yīng)用芯片(CODECASIC)，能夠達到較高的錄像分辨率、幀數(shù)與較佳的多任務(wù)效能，而且回放或使用者操作各項功能時不會影響錄像幀數(shù)，因此其錄像與回放幀數(shù)大都可以具體標(biāo)示于技術(shù)規(guī)格表;但由于透過芯片解壓再輸出至畫面，因此就有一些顯示上的限制。例如部分硬盤錄像機回放時就無法即時監(jiān)看攝像機影像。 相對的，軟壓與軟解則是使用主中央處理器(CPU)或訊號處理器(DSP)的大部分資源作壓縮與解壓縮，因此錄像分辨率、幀數(shù)相對較低且多任務(wù)效能較差，不但回放時會嚴(yán)重影響錄像幀數(shù)，甚至使用者操作各項功能時(如備份或?qū)ふ覚n案)也會影響錄像幀數(shù)，因此部分使用軟壓與軟解的硬盤錄像機干脆不將其錄像與回放幀數(shù)具體標(biāo)示于技術(shù)規(guī)格表;不過由于是透過主處理器作軟解壓，因此一般而言回放畫面比較有彈性。 有關(guān)壓縮與解壓縮還有幾點必須特別注意的是: (1)上述有關(guān)壓縮比的比較是以相同的錄像質(zhì)量為基準(zhǔn)。事實上，每一種壓縮方式皆有其質(zhì)量參數(shù)可供設(shè)定，質(zhì)量愈低，壓縮比愈高，反之亦然。至于各產(chǎn)品的最佳質(zhì)量如何，則根據(jù)該硬盤錄像機所能處理的資料流量而定，也因此許多產(chǎn)品，尤其是壓縮方式比較不先進的，只好勉強增加壓縮比以降低其資料流量，從而犧牲其錄像質(zhì)量了。 (2)許多壓縮比較低的產(chǎn)品，其不含硬盤時的硬盤錄像機成本較低，不過由于其所需硬盤容量數(shù)倍于壓縮比較高的產(chǎn)品，因此其含硬盤之后的綜合成本反而比壓縮比高的產(chǎn)品高出許多。特別在需要長時間存儲錄像的場合。 (3)部分軟壓與軟解的產(chǎn)品亦會宣稱其為硬壓與硬解，使用者可根據(jù)前面所述細(xì)加分辨，或者以實測驗證。 硬盤與錄像資料的存取 硬盤錄像機的另一重要關(guān)鍵就在硬盤與錄像資料的處理，因為硬盤錄像機完全依賴硬盤儲存所有的錄像資料。然而比較可惜的是，除了少數(shù)專業(yè)廠商能夠設(shè)計出適合硬盤錄像機特性的存取方式之外，絕大多數(shù)廠商都只能完全倚賴操作系統(tǒng)提供的檔案管理系統(tǒng)，或是使用低階的硬盤I/O讀寫方式，無法滿足硬盤錄像機真正的錄像資料存取需求。 以下就目前較為常見的硬盤錄像機錄像資料存取方式討論其優(yōu)缺點: (1)PC-based視窗檔案管理系統(tǒng) 這是多數(shù)PC-based硬盤錄像機所采用的資料存取方式，其優(yōu)點是廠商設(shè)計門檻低，且具有良好的內(nèi)部資料夾樹狀結(jié)構(gòu)，易于尋找錄像資料，然而PC-based視窗檔案管理系統(tǒng)是設(shè)計給PC使用，而不是專為監(jiān)控用硬盤錄像機設(shè)計，因此其缺點不少，也非常嚴(yán)重： (a)資料存取效能不佳，不適合長期、不間斷、大量的錄像資料儲存。 (b)硬盤資料錄滿后重復(fù)寫入時會造成實際儲存位置凌亂，此點會造成資料存取的速度愈來愈差，也會縮短硬盤使用壽命。 (c)視窗檔案管理系統(tǒng)需要大量硬盤容量儲存暫時性資料，容易發(fā)生死機的問題。
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