主頁（http://www.by236.com）：解密硬盤錄像機技術 【中國集群通信網】目前的安防領域內，硬盤錄像機(DVR)是個炙手可熱的明星產品，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，更不論多數終端用戶了。下面來看看具體技術! 壓縮與解壓縮 影音的壓縮與解壓縮技術可說是硬盤錄像機的第一重要關鍵技術，因為這點決定了硬盤錄像機錄像、回放、備份以及遠程監看的影像質量、幀數與資料流量等，而壓縮標準、硬壓或軟壓、與硬解或軟解則又是影音壓縮與解壓縮技術的關鍵所在。 目前的硬盤錄像機采用的壓縮標準大致包括(M)JPEG(2000)、Wavelet、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.264等。大多數讀者對這些標準的名詞都耳熟能詳，但對這些標準的功能差異可能就不甚了解。而這些差異對DVR的品質及性價比的影響卻是巨大的。 就影音壓縮而言，事實上用戶最關心的是良好的錄像質量、幀數、較低的硬盤容量需求(亦即較高的壓縮比)。不過壓縮標準確實影響甚巨，茲以目前較為主流的壓縮標準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準，然而JPEG最適合的應用是單張影像(如照片)的壓縮，而非連續影像的壓縮，此乃因為JPEG(與其延伸標準MJPEG)將每張影像視為獨立而彼此不相關的影像，不考慮連續影像間的相似性，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準，然而各產品間采用的細項標準差距甚大，因此也造成用戶對MPEG-4硬盤錄像機之質量與壓縮比的認知差距。目前市場上MPEG-4硬盤錄像機采用的細項標準大致可分為下列三種： MJPEG： 部分廠商由于技術水平不足，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)： 這是多數廠商采用的MPEG-4壓縮標準，此規格除了類MJPEG的壓縮影像(I-Frame)之外，也包含一種利用連續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最佳規格，除了前述SP的兩種壓縮影像之外，此規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系列即采用此項標準。 (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準中較新的，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用(如手機)的最低階規格BaselineProfile(BP)，而非適合于廣播與儲存應用的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品都只提及其所采用之壓縮標準名稱，而不愿提及究竟是采用該標準里的哪個具體的細項標準。 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、多任務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/解壓縮特殊應用芯片(CODECASIC)，能夠達到較高的錄像分辨率、幀數與較佳的多任務效能，而且回放或使用者操作各項功能時不會影響錄像幀數，因此其錄像與回放幀數大都可以具體標示于技術規格表;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、幀數相對較低且多任務效能較差，不但回放時會嚴重影響錄像幀數，甚至使用者操作各項功能時(如備份或尋找檔案)也會影響錄像幀數，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具體標示于技術規格表;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。 有關壓縮與解壓縮還有幾點必須特別注意的是: (1)上述有關壓縮比的比較是以相同的錄像質量為基準。事實上，每一種壓縮方式皆有其質量參數可供設定，質量愈低，壓縮比愈高，反之亦然。至于各產品的最佳質量如何，則根據該硬盤錄像機所能處理的資料流量而定，也因此許多產品，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，從而犧牲其錄像質量了。 (2)許多壓縮比較低的產品，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倍于壓縮比較高的產品，因此其含硬盤之后的綜合成本反而比壓縮比高的產品高出許多。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品亦會宣稱其為硬壓與硬解，使用者可根據前面所述細加分辨，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，除了少數專業廠商能夠設計出適合硬盤錄像機特性的存取方式之外，絕大多數廠商都只能完全倚賴操作系統提供的檔案管理系統，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缺點: (1)PC-based視窗檔案管理系統 這是多數PC-based硬盤錄像機所采用的資料存取方式，其優點是廠商設計門檻低，且具有良好的內部資料夾樹狀結構，易于尋找錄像資料，然而PC-based視窗檔案管理系統是設計給PC使用，而不是專為監控用硬盤錄像機設計，因此其缺點不少，也非常嚴重： (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)視窗檔案管理系統需要大量硬盤容量儲存暫時性資料，容易發生死機的問題。
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