劉立元

摘要：本文對(duì)目前幾種視頻存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)其技術(shù)原理、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)容量、擴(kuò)展能力等方面進(jìn)行比較，對(duì)數(shù)字視頻存儲(chǔ)建設(shè)具有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：DVR；NVR

0 引言

隨著地鐵運(yùn)營(yíng)線路的增加，客流量的成倍增長(zhǎng)，地鐵運(yùn)營(yíng)安全的重要性也隨之增加，原有的地鐵監(jiān)控系統(tǒng)作為保證出入列車旅客的安全，進(jìn)行監(jiān)控的手段已經(jīng)無法滿足，在加大攝像機(jī)數(shù)量的同時(shí)，對(duì)監(jiān)控圖像的錄制存儲(chǔ)也作為重要的輔助手段越來越收到運(yùn)營(yíng)部門的重視，隨著網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字化的發(fā)展，視頻圖像存儲(chǔ)技術(shù)也在不斷的發(fā)展，從早期的長(zhǎng)延時(shí)磁帶錄像機(jī)（VCR）到數(shù)字硬盤錄像機(jī)（DVR）再到網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)（NVR）；存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)和檢索查詢得到極大的改善。在部分地鐵使用了DVR,

1 存儲(chǔ)技術(shù)

1.1 DVR的存儲(chǔ)

DVR的存儲(chǔ)是利用數(shù)字硬盤錄像機(jī)存儲(chǔ)圖像信號(hào)，以傳統(tǒng)PC機(jī)（或工控機(jī)）為基礎(chǔ)加插視頻編碼板實(shí)現(xiàn)，模擬攝像機(jī)直接連接DVR，實(shí)現(xiàn)模擬視頻的數(shù)字化編碼、存儲(chǔ)、控制和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷囗?xiàng)功能。

目前，DVR的技術(shù)發(fā)展方向有三個(gè)，即智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化。市場(chǎng)上常見的嵌入式DVR采用的技術(shù)方案大多由四個(gè)重要部分組成，分別是：嵌入式軟體/硬體技術(shù)；硬盤管理技術(shù)；算法技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

1.2 嵌入式軟件/硬件技術(shù)

嵌入式DVR的核心器件與PC類似，都是采用高性能的中央處理器CPU，兼容標(biāo)準(zhǔn)不同，功能各異。操作系統(tǒng)：目前市面上的嵌入式DVR采用的操作系統(tǒng)主要分為三類：第一類為廠家自己開發(fā)的簡(jiǎn)單RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）；第二類為商業(yè)化的專用嵌入式操作系統(tǒng)，如VXWORKS/WinCE；第三類為源代碼開放的LINUX操作系統(tǒng)。其中第三類是專門針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用推出的系統(tǒng)，它支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議很多，在相關(guān)軟件的支持下，可實(shí)現(xiàn)WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服務(wù)。而且其內(nèi)核代碼完全公開，可以任意開發(fā)、更改。

1.3硬盤管理技術(shù)

嵌入式DVR硬盤管理系統(tǒng)分為兩類，一是與PC機(jī)相同的FAT格式管理系統(tǒng)，第二種是嵌入式DVR生產(chǎn)廠家自行開發(fā)的，適合存儲(chǔ)媒體數(shù)據(jù)流的硬盤管理系統(tǒng)。

1.4 算法技術(shù)

在算法上，MPEG-4的成熟應(yīng)用及H.264的應(yīng)用擴(kuò)大必將成為趨勢(shì)。MPEG-4產(chǎn)品的開發(fā)商越來越多，使得它成熟度愈來愈高。而H.264因其更切合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊蟊貙⒊蔀橹髁鳌?/p>

1.5網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

新一代的嵌入式DVR已經(jīng)具備與PC機(jī)相同的網(wǎng)絡(luò)特性，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展將使嵌入式DVR將能滿足不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下圖像傳輸要求。嵌入式DVR的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正朝兩個(gè)方向發(fā)展：一是專網(wǎng)技術(shù)條件下開發(fā)滿足監(jiān)控需求的高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)，其技術(shù)要求實(shí)時(shí)、清晰、可靠、組網(wǎng)靈活、分散存儲(chǔ)、多級(jí)管理，其最終發(fā)展目標(biāo)是取代模擬光纜條件下的圖像傳輸市場(chǎng)；第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是公網(wǎng)條件下的網(wǎng)絡(luò)傳輸解決方案，由于公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸條件差，因此為了最大限度保證在公網(wǎng)圖像傳輸?shù)腝oS，需要采用多種新的網(wǎng)絡(luò)和圖像壓縮傳輸技術(shù)，如流媒體技術(shù)等。

1.6 NVR存儲(chǔ)

進(jìn)入二十一世紀(jì)后，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，DVR系統(tǒng)又進(jìn)一步發(fā)展成為具有網(wǎng)絡(luò)功能的NVR (Network DVR)系統(tǒng)。NVR的推出，因應(yīng)了市場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控需求，其在未來將成為DVR強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng)者。與DVR系統(tǒng)相比，NVR系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了視頻信息的數(shù)字化存儲(chǔ)，還實(shí)現(xiàn)了視頻檔案信息的數(shù)字化傳播，即NVR可以直接接入到IP網(wǎng)絡(luò)中，從而使存儲(chǔ)下來的視頻信息可以通過網(wǎng)絡(luò)方便的進(jìn)行共享?？傮w上來說，DVR和NVR系統(tǒng)均屬于第二代，是部分?jǐn)?shù)字化的視頻監(jiān)視系統(tǒng)。

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR是模擬錄像機(jī)和硬盤錄像機(jī)的理想升級(jí)換代產(chǎn)品，是在原來DVR基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的免除視窗操作系統(tǒng)和電腦配合的單機(jī)獨(dú)立操作設(shè)備。由于NVR采取高度集成化的芯片技術(shù)，擁有先進(jìn)的數(shù)字化錄像、存儲(chǔ)和重放功能，不需要更換和存儲(chǔ)錄像帶，無需電腦配合和日常維護(hù)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率(可達(dá)到Full-D1分辨率)、高質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且簡(jiǎn)單易用。NVR系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)快速處理能力、數(shù)字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄、視頻圖像清晰及單機(jī)顯示多路圖像等優(yōu)點(diǎn)。

簡(jiǎn)單來說，NVR系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，通過NVR設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)接口，以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，在DVR的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。

2 NVR與DVR的比較

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)嵌入式DVR系統(tǒng)為模擬前端，監(jiān)控點(diǎn)與中心DVR之間采用模擬方式互聯(lián)，因受到傳輸距離以及模擬信號(hào)損失的影響，監(jiān)控點(diǎn)的位置存在很大局限性，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程部署。而NVR作為全網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備與NVR之間可以通過任意IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，因此，監(jiān)控點(diǎn)可以位于網(wǎng)絡(luò)的任意位置，不會(huì)受到地域的限制。

2.2 布線

因DVR采用模擬前端，中心到每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)都需要布設(shè)視頻線、音頻線、報(bào)警線、控制線等諸多線路，布線的工作量相當(dāng)繁瑣，并且，工程規(guī)模越大則工作量就越大、布線成本也越高。對(duì)NVR，在NVR系統(tǒng)中，中心點(diǎn)與監(jiān)控點(diǎn)都只需一條網(wǎng)線即可進(jìn)行連接，避免了所有繁瑣線路，成本的降低也就自然而然了。

2.3 即插即用

現(xiàn)在，使用NVR只需接上網(wǎng)線、打開電源，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)搜索IP前端、自動(dòng)分配IP地址、自動(dòng)顯示多畫面，在安裝設(shè)置上且不說優(yōu)于DVR，但至少是旗鼓相當(dāng)了。

2.4 錄像存儲(chǔ)

DVR擁有強(qiáng)大的錄像、存儲(chǔ)功能，但是這一性能的發(fā)揮仍舊受制于其模擬前端。而目前，市面上的NVR產(chǎn)品及系統(tǒng)可以支持中心存儲(chǔ)、前端存儲(chǔ)以及客戶端存儲(chǔ)三種存儲(chǔ)方式，并可實(shí)現(xiàn)中心與前端互為備份，一旦因故障導(dǎo)致中心不能錄像時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)由前端錄像并存儲(chǔ)；在存儲(chǔ)的容量上，NVR也裝置了大容量硬盤，并設(shè)硬盤接口、網(wǎng)絡(luò)接口、USB接口，可滿足海量的存儲(chǔ)需求。

2.5 安全性

網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品長(zhǎng)期以來被認(rèn)為具有安全隱患，的確，在沒有安全可靠的機(jī)制條件下，網(wǎng)絡(luò)確實(shí)是一個(gè)“多事之地”，然而，在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，一旦通過使用AES碼流加密、用戶認(rèn)證和授權(quán)等手段來確保安全，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品源于網(wǎng)絡(luò)的安全隱憂就完全消除了，目前，NVR產(chǎn)品及系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)這些保障；而相比之下，DVR模擬前端傳輸?shù)囊纛l、視頻裸信號(hào)，沒有任何加密機(jī)制，很容易被非法截獲，而一旦被截獲則很輕易就被顯示出來。

2.6 管理

NVR監(jiān)控系統(tǒng)的全網(wǎng)管理應(yīng)當(dāng)說是其一大亮點(diǎn)，它能實(shí)現(xiàn)傳輸線路、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及所有IP前端的全程監(jiān)測(cè)和集中管理，包括設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和參數(shù)的瀏覽；而DVR同樣又是因其中心到前端為模擬傳輸，從而無法實(shí)現(xiàn)傳輸線路以及前端設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和集中管理，前端或線路有故障時(shí)，要查實(shí)具體原因非常不便。

3 結(jié)束語

在伴隨著監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)安全性要求的提高，監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量急劇增加，視頻存儲(chǔ)的數(shù)量、質(zhì)量要求的提高，可從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面統(tǒng)籌考慮存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)，針對(duì)項(xiàng)目具體情況，酌情考慮系統(tǒng)設(shè)置，從而避免系統(tǒng)設(shè)計(jì)過度和不足的現(xiàn)象。