CH4硬盘录像机技术V1

第四章

硬盘录像机（DVR）技术4.1DVR产品介绍4.1.1

DVR发展历史4.1.2

DVR工作原理4.1.3

软压缩与硬压缩4.1.4

DVR芯片介绍4.1.5

DVR的录像文件管理4.1.6

DVR配置及接口4.1.7

DVR的关键技术4.1.8

DVR术语介绍4.2DVR软硬件构成4.2.1

嵌入式DVR4.2.2

PC式DVR4.2.3

嵌入式对比PC式DVR智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件第四章

硬盘录像机（DVR）技术4.3DVR软件功能4.3.1

设备配置及管理4.3.2

录像管理4.3.3

报警管理4.3.4

视频存储与备份4.3.5

视频浏览与回放4.3.6

设备网管维护4.3.7

用户的管理4.3.8

用户操作日志审计4.4DVR的应用架构4.4.1

单机工作模式4.4.2

模数混合架构4.4.3

多机联网模式智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件第四章

硬盘录像机（DVR）技术4.5DVR的亮点功能4.5.1

DVR的多码流技术4.5.2

视频分析技术应用4.5.3

混合DVR技术4.5.4

智能检索与回放4.5.5

场景重组技术4.5.6

视频加密技术4.64.7DVR产品选型DVR常见故障4.7.1

PC式DVR常见故障4.7.2

嵌入式DVR常见故障智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件第四章

硬盘录像机（DVR）技术4.8DVR应用案例4.8.1

DVR带宽设计4.8.2

DVR存储设计4.9DVR设置与操作4.9.1

DVR的系统设置4.9.2

DVR的应用操作4.10DVR产品介绍4.11

本章小结智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.1DVR产品介绍数字视频录像机，或叫硬盘录像机，简称DVR（Digital

VideoRecorder），是伴随多媒体技术而发展起来的，开始于上世纪九十年代末而在本世纪初得到了迅猛发展，DVR是集多画面显示预览、录像、存储、PTZ控制、报警输入等多功能于一体的计算机系统。相比磁带录像机，DVR具有如下优点：

实现了对视频、音频的数字化，便于传输和存储

以计算机系统做载体，使用和操作更简单、方便

采用模块化的软硬件设计，便于扩展和维护

数字视频资料可以长期保存而图像质量不会失真

录像资料的回放和检索更加方便快捷智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.1.2DVR工作原理智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.1.3

软压缩与硬压缩目前在DVR领域，对于视频信号的编码压缩主要有两种形式，一种形式是基于计算机软件的编码压缩，数字化视频信号由CPU进行编码压缩，称为软压缩；还有一类是编码压缩工作由视频采集卡上的压缩芯片完成，压缩芯片分专用处理芯片（ASIC）的硬件处理方式及基于高速数字处理器（DSP）的软处理方式，由于ASIC和DSP都能独立完成数字视频的压缩工作而不需要PC的介入，因此被统称为硬压缩技术。智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.1.3

软压缩与硬压缩图4.2

硬压缩DVR的工作原理图4.3

软压缩DVR的工作原理智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.1.6DVR配置及接口图

4.5

典型的DVR背板接口示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.1.6DVR配置及接口数字硬盘录像机具有控制与其连接的摄像机的PTZ及辅助设备的功能，目前DVR控制PTZ多采用RS485通讯方式，仅需二根线连接到解码器即能实现。通常，在DVR上选择对应PTZ的控制协议（主流PTZ控制协议如Pelco-P、Pelco-D、AD），并编程好PTZ的ID，即可实现对PTZ及辅助设备的控制。图

4.6

DVR的PTZ控制原理示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.1.7DVR的关键技术DVR实质是个集大成者，如何进行合理的产品设计，使得各个不同领域的器件有效地结合起来，合理地控制成本并发挥最大效能是DVR厂家需要考虑的问题。换个角度说，DVR主要要解决的问题就是如何平衡图像质量与芯片处理能力、带宽、存储之间的矛盾，那么，追根溯源，是对算法的要求。因此，迫切需要一种算法，在有限的芯片资源下、有限的带宽、有限存储空间限制下，尽可能给用户最好的图像质量，这就是DVR产品的关键所在，除此之外，DVR在网络传输、录像存储、软件应用、智能分析等方面的功能也是非常关键的，DVR的关键技术包括如下。

A/D转换芯片

编码压缩芯片

视频编码压缩算法

DVR应用软件功能

智能视频算法

存储技术应用智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.2DVR的硬件构成DVR按照产品架构方式，主要分为嵌入式DVR及PC式DVR。无论PC式DVR还是嵌入式DVR，它实质都是一个计算机系统，具有计算机系统的几大要素：CPU主控系统、操作系统和应用软件系统。PC式DVR大多选用的是IntelX86系列CPU和微软Windows（或Linux）操作系统，而嵌入式DVR多选用的是嵌入式CPU和实时操作系统（RTOS），下面分别对嵌入式DVR及PC式DVR从硬件及软件构成进行介绍。智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.2.1

嵌入式DVR的硬件构成图

4.7

嵌入式DVR硬件构成示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.2.1

嵌入式DVR的软件构成图

4.8

嵌入式DVR软件构成示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.2.3

嵌入式DVR

vsPC式DVR条目稳定性功能性存储嵌入式DVR好PC式DVR一般强大强大强一般一般弱扩展性传输一般容易强操控性复杂智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.3DVR的软件功能相比VCR，DVR因其发展于计算机系统，因此具有良好的人机界面（GUI），通过DVR系统的人机界面或客户端应用程序，DVR可以提供丰富、方便、灵活的应用功能。图

4.9

DVR应用软件构成示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.4DVR的应用架构

单机工作模式早期的DVR在集成、网络、软件功能上不是很强大，因此通常是“单兵作战”，即DVR直接连接模拟摄像机，实现数字化的录像功能，网络接口仅仅实现远程管理和配置功能。辅助的输入输出接口实现报警联动，视频输出与监视器连接实现多画面显示。

模数混合架构在大型项目应用中，由于矩阵系统在稳定性、操控实时性等方面非常有优势，因此通常采用“模拟矩阵加DVR”的架构方式。视频信号经过视频分配器一分为二后，分别进入矩阵及DVR的视频输入中，矩阵实现模拟信号的切换和控制，而DVR实现数字化存储录像功能。

多机联网模式随着DVR产品的网络功能、软件功能的增强，在一些大型项目中，DVR可以独挑大梁，实现整体系统架构及所有功能支撑。在此情况下，系统中通常由多台网络分布的DVR及一台（或多台）中央服务器构成。由于系统中DVR较多，为完成设备统一管理、权限的灵活分配，设置全局性的中央数据库是必要的智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.4.1DVR的应用架构图

4.10

单机工作模式DVR示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.4.2DVR的应用架构图

4.11

混合工作模式DVR示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.4.3DVR的应用架构图

4.12

DVR联网模式架构示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.5.1DVR的多码流技术图

4.15

多码流技术原理示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.5.1DVR的多码流技术目前多码流技术的实现方式主要有以下几种：

双编码芯片双编码芯片是高成本的实现方式但是效果比较好，即对同一个视频源进行两次独立编码，例如一路4CIF实时本地浏览另外一路CIF半实时远程浏览，此方式是独立的多码流。

码流稀释方式“码流稀释”的实现方式很简单，即DVR实际编码一个高分辨率的实时码流，然后通过码流稀释过程（DVR或工作站），稀释生成低分辨率非实时的码流。例如，芯片编码一路4CIF实时本地浏览，然后通过稀释，产生4CIF半实时或1/4实时的码流，此方式成本不高但灵活性差，并且，码流的选择有所限制。

高性能单芯片单芯片具有高处理能力，能够分别编码压缩产生不同分辨率、帧率的码流。智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.5.2DVR的VCA技术视频分析理念是将风险的分析和事件识别转交给计算机或者芯片算法程序，使值班人员从“死盯”监视器的工作中解脱出来，当计算机发现可疑情况的时候，自动产生报警，再由值班人员进行响应。图

4.16

传统监控VS智能监控示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.5.3

混合DVR技术图

4.17

混合DVR系统应用示意图智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.5.5

场景重组技术场景重组的意义在于：快速对发生报警的场景进行录像回放并同步显示相关实时视频，以方便操作人员快速了解现场情况。通过场景重组功能，操作人员可以直接点击视频分析触发的报警信息，然后该摄像机的实时视频及报警触发时回放视频同时显示在窗口中，这样，极大方便了事件的紧急处理。场景重组提供了视频搜索策略的新手段，实质是系统对事件进行自动索引的智能化功能，提供了一个索的强大的数据库，从而提高了安保人员的工作效率，具体优势如下。

快速的反应时间

安保操作员只需要注意相关信息从而更加有效

较少地的警信息能够更好地作出判断

强大的数据检索和分析功能，能提供快速的反应时间和调查时间智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.6DVR产品选型如前所述，PC式DVR或嵌入式DVR是不同的产品形态，但是其功能是一样的，用来完成视频的数字化及存储，并能够联网构成大型系统，进行集中管理与应用。通常，用户在选择DVR产品时，首先需要参考的就是DVR厂商提供的设备参数表（Specifications）。各个厂商会提供非常完整的、全面的参数列表，其中包括编码芯片类型、视频输入输出数量、音频接口数量及类型、报警接口数量及类型、存储接口、硬盘容量、网络接口等硬性指标，还有如操作系统、压缩算法、帧率、分辨率、码流、网络协议、软件功能等软性参数，通过参数表基本可以了解该DVR产品的功能、档次。智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.6DVR产品选型（2）DVR的选型通常需要考虑如下的因素：

系统稳定性

图像的清晰度

编码压缩算法

网络功能

存储和备份

图像检索功能

报警联动

操作便利性智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.7DVR的常见故障

硬盘故障：硬盘损坏、分区不正确等问题都会导致系统死机、反复重启等问题，由于长时间运行，硬盘出现故障的概率比较高。

主板故障：将导致图形显示不正常、无画面、高亮、黑屏、无分割等现象。

数据线问题：导致系统反应缓慢、硬盘无法格式化、视频显示异常等。

PTZ不可控：连线及参数设定不正确，或者RS485接口故障。

提示网页错误或无法登录：插件安装问题，或者IP地址设定，用户名问题。

打开通道受限制：并发访问用户数超过限制。

预览视频比较慢：解码客户端电脑的CPU利用率超高。智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.8DVR的应用案例在数字及网络视频监控系统中，在考虑带宽时，首先需要知道带宽的使用者的路径，带宽好比公路，而视频流好比车辆，脱离了车辆行驶路径去讨论带宽没有任何意义。在DVR系统中，主要的带宽需求是视频的远程实时浏览、录像回放及集中归档存储。图4.21是DVR应用案例示意图，其中包括了主要视频流的构成。智能高清视频监控原理精解与最佳实践课件4.10DVR的远程访问DVR属于网络化视频监控设备，多台DVR通过网络连接，可以构成强大的网络视频监控系统。远程客户端可以通过网络（专网或者公网