主頁(yè)（http://www.130131.com）：解密硬盤(pán)錄像機(jī)技術(shù) 【中國(guó)集群通信網(wǎng)】目前的安防領(lǐng)域內(nèi)，硬盤(pán)錄像機(jī)(DVR)是個(gè)炙手可熱的明星產(chǎn)品，然而一般代理商和工程商對(duì)硬盤(pán)錄像機(jī)都已難以窺其全貌，更不論多數(shù)終端用戶(hù)了。下面來(lái)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(shuō)是硬盤(pán)錄像機(jī)的第一重要關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)檫@點(diǎn)決定了硬盤(pán)錄像機(jī)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(pán)錄像機(jī)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(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的名詞都耳熟能詳，但對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的功能差異可能就不甚了解。而這些差異對(duì)DVR的品質(zhì)及性?xún)r(jià)比的影響卻是巨大的。 就影音壓縮而言，事實(shí)上用戶(hù)最關(guān)心的是良好的錄像質(zhì)量、幀數(shù)、較低的硬盤(pán)容量需求(亦即較高的壓縮比)。不過(guò)壓縮標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)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(shuō)明如下： (1)MJPEG MJPEG為早期的硬盤(pán)錄像機(jī)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?yàn)镴PEG(與其延伸標(biāo)準(zhǔn)MJPEG)將每張影像視為獨(dú)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(pán)錄像機(jī)最為主流的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，然而各產(chǎn)品間采用的細(xì)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)差距甚大，因此也造成用戶(hù)對(duì)MPEG-4硬盤(pán)錄像機(jī)之質(zhì)量與壓縮比的認(rèn)知差距。目前市場(chǎng)上MPEG-4硬盤(pán)錄像機(jī)采用的細(xì)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)大致可分為下列三種： MJPEG： 部分廠(chǎng)商由于技術(shù)水平不足，或?yàn)榍蠼档统杀荆虼穗m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(dú)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(hù)覺(jué)得MPEG-4和MJPEG沒(méi)什么差別的原因。 SimpleProfile(SP)： 這是多數(shù)廠(chǎng)商采用的MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)，此規(guī)格除了類(lèi)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(lèi)MJPEG的2倍左右。 進(jìn)階SP(AdvancedSP,ASP)： 這大約是目前MPEG-4硬盤(pán)錄像機(jī)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(yùn)用了進(jìn)階壓縮影像(B-Frame)，因此其平均壓縮比大約落在類(lèi)MJPEG的3~4倍左右，為目前硬盤(pán)錄像機(jī)中壓縮比最高者。例如深微科技的DVR系列即采用此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。 (3)H.264 H.264即MPEG-4Part10或進(jìn)階影像編碼(AdvancedVideoCoding,AVC)，為硬盤(pán)錄像機(jī)采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)中較新的，不過(guò)目前市場(chǎng)上H.264硬盤(pán)錄像機(jī)最多僅采用其中適合于視訊會(huì)議與移動(dòng)式應(yīng)用(如手機(jī))的最低階規(guī)格BaselineProfile(BP)，而非適合于廣播與儲(chǔ)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(diǎn)，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(chēng)，而不愿提及究竟是采用該標(biāo)準(zhǔn)里的哪個(gè)具體的細(xì)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。 至于硬盤(pán)錄像機(jī)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(zhuān)用的壓縮/解壓縮特殊應(yīng)用芯片(CODECASIC)，能夠達(dá)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(xiàng)功能時(shí)不會(huì)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(guò)芯片解壓再輸出至畫(huà)面，因此就有一些顯示上的限制。例如部分硬盤(pán)錄像機(jī)回放時(shí)就無(wú)法即時(shí)監(jiān)看攝像機(jī)影像。 相對(duì)的，軟壓與軟解則是使用主中央處理器(CPU)或訊號(hào)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(duì)較低且多任務(wù)效能較差，不但回放時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響錄像幀數(shù)，甚至使用者操作各項(xiàng)功能時(shí)(如備份或?qū)ふ覚n案)也會(huì)影響錄像幀數(shù)，因此部分使用軟壓與軟解的硬盤(pán)錄像機(jī)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(guò)由于是透過(guò)主處理器作軟解壓，因此一般而言回放畫(huà)面比較有彈性。 有關(guān)壓縮與解壓縮還有幾點(diǎn)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(shí)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(pán)錄像機(jī)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(jìn)的，只好勉強(qiáng)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(pán)時(shí)的硬盤(pán)錄像機(jī)成本較低，不過(guò)由于其所需硬盤(pán)容量數(shù)倍于壓縮比較高的產(chǎn)品，因此其含硬盤(pán)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(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)錄像的場(chǎng)合。 (3)部分軟壓與軟解的產(chǎn)品亦會(huì)宣稱(chēng)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(shí)測(cè)驗(yàn)證。 硬盤(pán)與錄像資料的存取 硬盤(pán)錄像機(jī)的另一重要關(guān)鍵就在硬盤(pán)與錄像資料的處理，因?yàn)橛脖P(pán)錄像機(jī)完全依賴(lài)硬盤(pán)儲(chǔ)存所有的錄像資料。然而比較可惜的是，除了少數(shù)專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商能夠設(shè)計(jì)出適合硬盤(pán)錄像機(jī)特性的存取方式之外，絕大多數(shù)廠(chǎng)商都只能完全倚賴(lài)操作系統(tǒng)提供的檔案管理系統(tǒng)，或是使用低階的硬盤(pán)I/O讀寫(xiě)方式，無(wú)法滿(mǎn)足硬盤(pán)錄像機(jī)真正的錄像資料存取需求。 以下就目前較為常見(jiàn)的硬盤(pán)錄像機(jī)錄像資料存取方式討論其優(yōu)缺點(diǎn): (1)PC-based視窗檔案管理系統(tǒng) 這是多數(shù)PC-based硬盤(pán)錄像機(jī)所采用的資料存取方式，其優(yōu)點(diǎn)是廠(chǎng)商設(shè)計(jì)門(mén)檻低，且具有良好的內(nèi)部資料夾樹(shù)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(jì)給PC使用，而不是專(zhuān)為監(jiān)控用硬盤(pán)錄像機(jī)設(shè)計(jì)，因此其缺點(diǎn)不少，也非常嚴(yán)重： (a)資料存取效能不佳，不適合長(zhǎng)期、不間斷、大量的錄像資料儲(chǔ)存。 (b)硬盤(pán)資料錄滿(mǎn)后重復(fù)寫(xiě)入時(shí)會(huì)造成實(shí)際儲(chǔ)存位置凌亂，此點(diǎn)會(huì)造成資料存取的速度愈來(lái)愈差，也會(huì)縮短硬盤(pán)使用壽命。 (c)視窗檔案管理系統(tǒng)需要大量硬盤(pán)容量?jī)?chǔ)存暫時(shí)性資料，容易發(fā)生死機(jī)的問(wèn)題。
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