DVR基础知识
图像是通过人类视觉获得的，视觉是人类堆工要的感觉器官，图像（视觉）信息是人们由客观世界获得信息的工要來源 之一，占人们由外界获得信息量的70%以上。因此由图像所提供的直观作用,不是语言和文字描述所能达到的,所以说 百闻不如亠见。视频图像实际1二就是连续的静态图像序列,是対客观事物形像、生动的描述,是二种更加直观而具体的 信息表达形式°随着网络、通信和微电了技术的快速发展和人民物质牛活水平的提高，视频监控以其直观、方便和内容 丰富等特点，口益受到人们的重视°我国的图像监控行业正面临着良好的发展机遇。
视频监控系统的发展大致经历了三个发展阶段：
在20世纪90年代初及其以前，主要是以模拟设备为主的闭路系统，称为笫…代视频监控系统，即模拟视频监控系统。
20世纪90年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的尚速数据处理能力进行视频的 采集和处理，从而大大提高了图像质最,増强了视频监控的功能。这种基于多媒体计算机的系统称为第二代视频监控系 统，即模拟输入与数孑压缩、显示和控制系统C因为核心设备是数孑设备，因此可以称为数孑视频监控系统。
到了 20世纪90年代末特别是近两一年；随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速捉高,以及各种实用视频信 息处理技术的出现，视频监控进入」'全数字化的网络时代，称为第三代视频监控系统，即金数字视频监控系统或网络数 字视频监控。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输。存储和播放为核心，以智能实用的图像分 析为特色，引发了视频监控行业的技术華命。
视频监控系统的第二阶段和第三阶段可以统称为数宁视频监控系统，在木文里用数字视频监控系统的第一种方式和 第二种方式来区分。实际是除了摄像机有模拟和数字输出之不同外,系统的功能并没有木质的区别。
n前国内的视频监控系统的发展悄况是：模拟视频监控的比例急速减少，数字视频监控系统逐渐山据主导地位，特 别是新安装的视频监控系统。就技术角度而言，数字视频监控系统的笫一一种方式是未来数孑视频监控系统的发展方向， 具仃很高的先进性和可扩充性；但这两种方式具有各n的应用场介，要根据现场的实际情况來设计方案和选川。
到n前为止，模拟视频监控系统的技术己经很成熟，而口应用也非•常广泛。典型的模拟视频监控系统一般山图像摄 像部分（摄像机、镜头、云台、麦克风等）、图像传输部分（一般采用电缆、光缆、射频等）、系统控制部分（操作键盘、 视频矩阵切换器、云台控制解码器、孑符替•加器等）和显示记录部分四大部分组成，系统组成框图如图所示。请注意，一 般我们说的摄像机指的就是模拟摄像机，如果是数字的往往会鸭成数字摄像机或数码摄像机。
I.摄像部分
图像摄像部分是监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，包括摄像机、镜头、麦克风、云台、云台防护罩等设 备•，图像采集设备的功能主要是完成「I标景物到图像信息的转换，具物理变化定一个光电转换过程，在这个转换过程中 摄像器件承担『主要任务，而云台、镜头和其他辅助设备则完成11标景物的取景、照明和聚焦等功能。从整个系统看， 图像采集部分是原始信号源，因此图像采集设备的好坏将直接彩响图像信号质最和整个系统的质竄。
n前大多数视频设备所要求的输入信号为模拟的视频基带信号，•般多采用CCD摄像机。CCD摄像机n丽已处于 成熟期，灵敏度、图像分辨率、图像还原性等均已达到了很高的水平，功能口臻完善。由于彩色摄像机的分辨率和图像 视觉效果上的优势，它在系统中的应用比例不断提高。
如果有采集声音的需要，则需要安装話筒。
2图像传输部分
图像传输部分是指监控系统的图像信号通路。…般来说，传输部分主要是单向或双向传输图像信号，但同时控制屮 心要对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行反向控制，因此还应包括控制信号的传输。图像传输部分的功能就是把各个 图像采集装置产生的电信号形式的图像信息及时准确地传送到图像显示和记录设备，实现累物再现。
对于图像信号的传输，主要要求在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声和失宾，保证原始图像信号的淸晰 度和灰度等级没有明显下降等。在传输方式上，近距离或特殊环境多采用同轴电缆基带传输，但模拟方式的传输要保证 宽带信号具有高的信噪比和失真是十分用难的，为増加传输距离所采取的补偿乂会引入新的失真，这一点对于宽带视频 信号尤対突出。光纤传输技术很快在视频传输中得以应用。采用光纤传送视频信号，使无中继传输距离从同轴电缆的儿 门米増加到儿I •公里，并能得到很高的图像质最，多路传输和双向传输也很容易实现。较远距离多采用光纤传输。
3. 系统控制部分
系统控制是实现整个系统功能的指挥中心，通常以视频矩阵切换为中心设备，加上操作键盘、视频分配器、云台控 制解码器、字符叠加器等。
系统控制部分的主要功能有视频信号分配、图像信号的校正与补偿、视频矩阵切换、摄像机及镜头、云台，防护罩 的控制（遥控）、字符叠加等。对于图像质量影响最大的是放大与分配，经过校正和补偿的图像信号，再经分配（或放大）， 进入视频切换部分，然后送到监视褂上显示。微处理器性能的提高，各种专用集成电路的出现，使得系统控制设备在功 能、性能、可靠性和结构等方面都发生了很大的变化°系统的构成更加方便、灵活，与报警和出入口控制系统的接口趋 于规范。对摄像机、镜头、云台、防护罩的遥控，可以实现对被监视的场所全面的跟踪监视。
4. 显示记录部分
图像显示部分一般由一台或多台监视器组成，是图像监控系统面向用户的终端设备，主要完成图像信息的电光转换, 在尿幕上再现门标景物的图像。在山多路视频组成的视频监控系统中，可以是一台监视器对应…路视频进行显示，右披 像机多的时候将显示器纽•成电视墙。也可以是多台摄像机的图像信号川一台监视器轮流切换显示，由于画而分割器的应 用，用画面分割器把多台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上,把屏幕分成多个而积相等的小画而,每个画 而显示一个摄像机送来的图像。
根据用户要求，有的监控系统还有记录设备。图像记录部分多采川长延时录像机，可随时把发生情况的被监视场所 的图像记录下來，以便事后备査或作为匝要依据。
模拟视频监控系统II前已达到了很爲的水平，摄像技术、传输技术、显示技术、系统控制技术都取得了长足的进步，确 立了在安全防范系统中的重要地位。但传统的模拟闭路系统具有很多其自身的局限性，主要有以下儿点：
通常只适合于小范围的区械监控，有线模拟视频信号的传输换离有限，若采川同轴电缆，当传输距离大于1000m时， 信号容易产牛衰耗、畸变、群延，并n易受干扰，使图像质量下降，这就决定了模拟视频监控放适合于单个大楼、小的 居尺区以及其他小范围的场.所；
布线工程最大，系统的扩展能力差，対丁 U经建好的系统，如要增加新的监控点，往往是牵…发而动全身，新的设备也 很难添加到原有的系统之中;
模拟视频监控系统大多采用录像机作为存储工具,磁带作为存储介质,这种方法不仅记录信息昴有限，数据的心储会耗 费大虽的存储介质（如录像带），而且磁带易变形,磁头、磁带间蘑损大，加上采用模拟信号方式记录读取,失真严垂， 重放的音像质量远不能满足现场的耍求，査询取证时也I分烦琐C
因此，融着数字技术的发展，图像数据压缩编码技术及标准的改进,芯片成木的不断下降，数字视频监控系统也迅 速发展起來。
数孑视频监控系统以计算机为中心，数字视频处理技术为基础，利用图像数据压缩的国际标准（JPEG、MPEG-1. MPEG4或H.2.综合利用图像传感器、计算机网络、门动控制和人工智能等技术的•种新型监控系统。数字视频监 控系统将摄像机获得的模拟电视信号转变为数字视频信号以便于计算机处理,或者由数字摄像机直接输出数字视频信 号,在计算机显示器上显示多路活动图像的同时，可将各路信号分别存储于计算机的硬盘内或在网络上进行传输。在实 时情况下，毎路信号在监视、记录、回放时都能达到垠大为25f/s的活动图像的效果。
数字视频监控系统除J•具有传统闭路电视监视系统的所有功能外，还具有远程视频传输与冋放、门动并常检测与报 警、结构化的视频数据存储等功能，毕览在数字图像I:进行各种操作耍比模拟信息处理耍容易得多。与数字视频监控系 统相关的主要技术有视频数据压缩、视频的分析与处理、视频流的传输与质最控制等。
数字视频监控系统输入模拟视频信号，数字化后进行图像压缩，然后进行存储、传输及相关控制处理。数字视频监 控系统将视频图像保存在换盘里存储的功能就定DVR （Digital Vide Reorder擞字视频录像），这种设备被称为数字视频 录像机，或硕盘录像机；数字视频监控系统将图像通过网络传输到远方的其他计算机终端的功能就是DVS（Digital Vide Server,数字视频服务器）；数字视频监控系统将控制指令送往受控设备，如控制云台的上下左右、摄像机的聚焦、变倍、 光圈、摄像机雨刷、红外、开关等，这些功能就是DVRC（Digital Vide Reorder Cntrl,数宁视频录像控制）。
II前人部分的数字视频监控系统还是通过图像采集卡将模拟摄像机传输过來的模拟视频图像转换为数？视频图像 信号,
因此图像采集编码卡是基于PC机的数字视频监控系统中的关键设备,•块忙往往支持一路、四路或八路视频采 集压缩，一台工控机可以插上一块卡或8块卡，从而支持1路到路视频采集。采集编码卡的质量和性能的好坏奁接 影响整个系统的可靠性和稳定性。
基于PC机的数字视频监控系统采用软件來设计实现摄像机到监视器的视频矩阵切换、录像、云台和镜头的控制、 通过串门连接报警设备的报警信恵等。计算机是数字视频监控系统的核心,配备有大屏幕显示器、大容量硬盘,也可再 配上光盘刻录机。计第机往往采用工业控制计第机，以提高系统的可靠性。数字视频监控系统能充分利用计算机的资源, 使视频监控系统随计算机技术的发展而不断进步，同时其开放性的结构特性更可使之与其他多种系统如与消防报警系 统、出入口管理系统、楼宇门控系统等实现互动集成。这种模式实际上是处在数字视频监控发展的第二阶段中，是模拟 输入/传输、数字视频采集和编码，也就是化中数字视频监控系统的第一种方式。
数了视频监控系统组成示总图
数字输出摄像机的出现产生了真正的全数字视频监控系统。数字摄像机直接传输数字化后并经过圧缩编码的数字视 频图像流，通过网络将视频流传输到计算机中。这种数？摄像机还可以就地输出控制信号控制云台解码器。这就是图1-2 'P数字视频监控系统的第二种方式。
就技术角度而言，数？视频监控系统的第.••种方式是未來数字视频监控系统的发展方向II有很高的先进性和可扩充 性。但这两种方式具有各n的应用场合,如果己经具备远程传输的计算机网络,那么上述第二种方式的采川就有了用武 z地，性价比很窩；如果尚没有计算机网络，第二种方式未必就比第-种方式性价比高。因此，要根据现场的实际情况 來设计方案。
-般单套计算机的数孑视频监控系统具有以下性能：
视频输入：1-32路Vide：
视频制式：PAL, NTSC：
图像分辨率：352x288像素，704x576像素；
毎路图像帧数：PAL25f/s： NTSC30f/s
放大就示和压缩帧数：PAL400f/s： NTSC480f/s
压缩记录标准：MPPEG1、MPPEG4或H.2
预览功能：可实现1、4、9、16、、25、36路实时预览；
字符盜加：可在左下角或右上角显示用户定义的英文或中文说明和时钟；
录像功能：可实现瑕大32路实时录像：
颜色设置：可动态调整录像和预览颜色；
操作系统：Windws2000 或 Linux；
屏幕显示：图像显示和图像记录同时进•行：
画面分割:可同时显示1、2x2. 3x3、4x4、5x5、6x6路等多种组合的视频图像;
图像播放：可进行任一路图像的回放X速度可调：
检索标准：摄像机编号或时间段；
占用磁盘空间:视频:60-600MB/路*小时。
以上是数字视频监控系统的幕木功能。
数字视频监控系统的发展
许多数宁视频监控系统设备中具有图像识别和特征捉取的功能，通过图像分析实现运动探测和报警、控制相关的机 构，使更具智能化C这些将成为今后数字视频监控系统的主要形式。实际上，目前的部分数字视频监控系统中也开始具 备这些功能。以下是一些新功能：
图像探测将成为防入侵报警探测的工耍于段，报警系统谋报率高这一问题将会解决。摄像器件木身就是i种光电探测器 件，作常适丁疙间的探测和多参数探测。R前应用的视频报警和运动探测是通过対图像信号的亮度电平变化的检测 和对图像中不同的点的亮度电平变化的分析來实现报警和对目标运动过程的判断。这是通过对模拟电视信号进行后期处 理来完成的，实质上是把摄像机作为一种光强探测器件。
压缩比的提瀛 新一代图像压缩技术标准MPEG-4, H.2是而向对像的压缩方式，根据图像内容，将其中的对像（物 体、人物、背景）分离出來分别进行压缩。电视数字化解决了数据压缩的问题，使Z便于通信，可以利用备种公共信息网 络來传送，这就使系统成为一种可以无所不到的、开放的、可以根据耍求门动牛成的系统。
摄像机将不再是系统唯-或生要的信源。由于图像处理功能和能力的提高将促使新的成像技术的出现和实用化,如亳米 波成像、超声波成像等。这将把电视从可视范围扩大到不可视的范围，血这些新的探测方式将为安全检查和安全防范提 供新的手段。在出入口控制系统中的各种特征识别装置将从定义识别变为模式识别为主,以编码数据的提取变为图像的 提取C数字视频监控系统将是具有探测和特征识别功能的综合系统C
与网络结合起來。数字视频监控系统的网络化将具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任 务调度算法的快速响应，纽成分布式监控系统。
可靠性的提高,传输质鼠的有效控制。采川对网络带宽具有门适应功能的流媒体技术，可以提高视频传输的可靠性。数 字视频监控系统硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通川性强、开放性好、系统组态 灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单，系统运行热备份，容错能力强等 特点。
