1 圖像質(zhì)量

圖像質(zhì)量是評(píng)價(jià)數(shù)字錄像機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的核心問題。模擬的視頻圖像信號(hào)輸入到 DVR 變成數(shù)字信號(hào)后，經(jīng)壓縮、存儲(chǔ)、再經(jīng)解壓縮，其轉(zhuǎn)換的優(yōu)劣及轉(zhuǎn)換的速度，可以從圖像的清晰度、灰度、色彩還原、實(shí)時(shí)性能等多個(gè)方面加以評(píng)價(jià)，其中清晰度是評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的最重要的指標(biāo)。 DVR0 清晰度可以分成為顯示清晰度、錄像清晰度和回放清晰度，一般顯示清晰度 > 錄像清晰度 > 回放清晰度，回放清晰度能表達(dá) DVR 的錄像和回放的總效果，清晰度評(píng)價(jià)的度量標(biāo)準(zhǔn)主要為兩個(gè)方面：

1.1 圖像的分辨率

圖像的分辨率是指一幅圖像能分解成多少個(gè)像素所組成，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是按其水平和垂直的像素點(diǎn)的乘積來表征的。最常見的圖像格式有 176×144 （ QCIF ）、 352×/288 （ CIF ）、 704×576 （ FCIF ）三種。

1.2 畫質(zhì)

對(duì)于同樣的圖像分辨率，由于應(yīng)用的壓縮方式和 / 或壓縮數(shù)據(jù)速率的大小的不同，造成圖像的大面積對(duì)比度和小面積對(duì)比度的不同，這樣人們?nèi)庋鬯苡^察到的圖像效果也有所不同，這就是我們所說的圖像的畫質(zhì)。

影響 DVR 回放清晰度的因素有：

① 視頻 A/D 轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘（ CP ）速度和帶寬；

② RAM 的存取速度；

③ 圖像的壓縮方式；

④ 硬盤存取速度。 其中圖像的壓縮方式的選取是十分重要的，另外，硬盤是一種機(jī)電設(shè)備，它的存取速度也可能是個(gè)瓶頸。

2 壓縮方式

壓縮方式是 DVR 的核心技術(shù)，壓縮方式很大程度上決定著圖像的質(zhì)量、壓縮比、傳輸效率、傳輸速度等性能，它是評(píng)價(jià) DVR 性能優(yōu)劣的重要一環(huán)。 隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，相繼推出了許多壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，目前主要有 JPEG/M-JPEG 、 H.261/H.263 和 MPEG 等標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 JPEG/M-JPEG

① JPEG 是一種靜止圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它是一種標(biāo)準(zhǔn)的幀內(nèi)壓縮編碼方式。當(dāng)硬件處理速度足夠快時(shí)， JPEG 能用于實(shí)時(shí)動(dòng)圖像的視頻壓縮。在畫面變動(dòng)較小的情況下能提供相當(dāng)不錯(cuò)的圖像質(zhì)量，傳輸速度快，使用相當(dāng)安全，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)量較大。

② M-JPEG 源于 JPEG 壓縮技術(shù)，是一種簡(jiǎn)單的幀內(nèi) JPEG 壓縮，壓縮圖像質(zhì)量較好，在畫面變動(dòng)情況下無馬賽克，但是由于這種壓縮本身技術(shù)限制，無法做到大比例壓縮，錄像時(shí)每小時(shí)約 1-2GB 空間，網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)需要 2M 帶寬，所以無論錄像或網(wǎng)絡(luò)發(fā)送傳輸，都將耗費(fèi)大量的硬盤容量和帶寬，不適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)錄像的需求，不大實(shí)用于視頻圖像的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2.2 H.261/H.263

① H.261 標(biāo)準(zhǔn)通常稱為 P操64 ， H.261 對(duì)全色彩、實(shí)時(shí)傳輸動(dòng)圖像可以達(dá)到較高的壓縮比，算法由幀內(nèi)壓縮加前后幀間壓縮編碼組合而成，以提供視頻壓縮和解壓縮的快速處理。由于在幀間壓縮算法中只預(yù)測(cè)到后 1 幀，所以在延續(xù)時(shí)間上比較有優(yōu)勢(shì)，但圖像質(zhì)量難以做到很高的清晰度，無法實(shí)現(xiàn)大壓縮比和變速率錄像等。

② H.263 的基本編碼方法與 H.261 是相同的，均為混合編碼方法，但 H.263 為適應(yīng)極低碼率的傳輸，在編碼的各個(gè)環(huán)節(jié)上作了改進(jìn)，如以省碼字來提高編碼圖像的質(zhì)量，此外， H.263 還吸取了 MPEG 的雙向運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)等措施，進(jìn)一步提高幀間編碼的預(yù)測(cè)精度，一般說，在低碼率時(shí)，采用 H.263 只要一半的速率可獲得和 H.261 相當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量。

2.3 MPEG

MPEG 是壓縮運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的視音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它采用了幀間壓縮，僅存儲(chǔ)連續(xù)幀之間有差別的地方 ，從而達(dá)到較大的壓縮比。 MPEG 現(xiàn)有 MPEG-1 、 MPEG-2 和 MPEG-4 三個(gè)版本，以適應(yīng)于不同帶寬和圖像質(zhì)量的要求。

① MPEG-1 的視頻壓縮算法依賴于兩個(gè)基本技術(shù)，一是基于16×16（像素×行）塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，二是基于變換域的壓縮技術(shù)來減少空域冗余度，壓縮比相比 M-JPEG 要高，對(duì)運(yùn)動(dòng)不激烈的視頻信號(hào)可獲得較好的圖像質(zhì)量，但當(dāng)運(yùn)動(dòng)激烈時(shí)，圖像會(huì)產(chǎn)生馬賽克現(xiàn)象。 MPEG-1 以 1.5Mbps 的數(shù)據(jù)率傳輸視音頻信號(hào)， MPEG-1 在視頻圖像質(zhì)量方面相當(dāng)于 VHS 錄像機(jī)的圖像質(zhì)量，視頻錄像的清晰度的彩色模式≥ 240TVL, 兩路立體聲伴音的質(zhì)量接近 CD 的聲音質(zhì)量。 MPEG-1 是前后幀多幀預(yù)測(cè)的壓縮算法，具有很大的壓縮靈活性，能變速率壓縮視頻，可視不同的錄像環(huán)境，設(shè)置不同的壓縮質(zhì)量，從每小時(shí) 80MB 至 400MB 不等，但數(shù)據(jù)量和帶寬還是比較大。

② MPEG-2 它是獲得更高分辨率（ 720×572 ）提供廣播級(jí)的視音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。 MPEG-2 作為 MPEG-1 的兼容擴(kuò)展，它支持隔行掃描的視頻格式和許多高級(jí)性能包括支持多層次的可調(diào)視頻編碼，適合多種質(zhì)量如多種速率和多種分辨率的場(chǎng)合。它適用于運(yùn)動(dòng)變化較大，要求圖像質(zhì)量很高的實(shí)時(shí)圖像。對(duì)每秒 30 幀、 720操572 分辨率的視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮，數(shù)據(jù)率可達(dá) 3-10Mbps 。由于數(shù)據(jù)量太大，不適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)錄像的需求。

③ MPEG-4 是為移動(dòng)通信設(shè)備在 Internet 網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸視音頻信號(hào)而制定的低速率、高壓縮比的視音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。 MPEG-4 標(biāo)準(zhǔn)是面向?qū)ο蟮膲嚎s方式，不是像 MPEG-1 和 MPEG-2 那樣簡(jiǎn)單地將圖像分為一些像塊，而是根據(jù)圖像的內(nèi)容，其中的對(duì)象（物體、人物、背景）分離出來，分別進(jìn)行幀內(nèi)、幀間編碼，并允許在不同的對(duì)象之間靈活分配碼率，對(duì)重要的對(duì)象分配較多的字節(jié)，對(duì)次要的對(duì)象分配較少的字節(jié)，從而大大提高了壓縮比，在較低的碼率下獲得較好的效果， MPEG-4 支持 MPEG-1 、 MPEG-2 中大多數(shù)功能，提供不同的視頻標(biāo)準(zhǔn)源格式、碼率、幀頻下矩形圖形圖像的有效編碼。

3 每秒處理圖像的總幀數(shù)

DVR 每秒處理圖像的總幀數(shù)取決于 DVR 圖像處理速度

在早期數(shù)字錄像機(jī)的應(yīng)用中，主要考慮的是錄像功能，以少路數(shù)、大存儲(chǔ)容量為主，當(dāng)要求視頻監(jiān)控點(diǎn)比較多時(shí)，必然會(huì)降低每路的時(shí)間分辨率或 / 和減少實(shí)時(shí)錄像的路數(shù)，而采用多機(jī)層疊應(yīng)用來增加輸入路數(shù)時(shí)，則會(huì)使控制 操 作很不方便，同時(shí)在圖像網(wǎng)絡(luò)傳輸中，又會(huì)由于多機(jī)傳輸，遠(yuǎn)程客戶端需要逐個(gè)切換登錄，造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)。所以， DVR 每秒處理圖像的總幀數(shù)也是評(píng)價(jià) DVR 性能優(yōu)劣的一個(gè)方面。 DVR 每秒處理圖像的總幀數(shù)取決于 DVR 的圖像處理速度，在基于 PC 機(jī)的 DVR 中，圖像處理速度又決定于 CPU 的處理速度 . 總線的傳輸速度，硬盤的存取速度和內(nèi)存容量。 目前，基于 PC 機(jī)的 DVR 中，常見的提高圖像處理速度的辦法有：

①選擇高的 CPU 處理速度和大的內(nèi)存容量的 PC 機(jī)

②采用純硬件的解壓縮方式。 采用純硬件解壓縮，盡可能節(jié)省占用 PC 機(jī)的 CPU 和內(nèi)存資源。在采用軟件或硬件、軟件相結(jié)合的解壓縮技術(shù)的 DVR 中，因軟件解壓縮占用 CPU 和內(nèi)存資源較多，因而使每秒能夠處理和錄制圖像的能力受到影響。例如純軟件解壓縮的數(shù)字錄像機(jī)處理圖像幀數(shù)一般不能超過 200 幀 / 秒，在有些要求圖像質(zhì)量好 . 壓縮比大的壓縮算法，能處理的圖像幀數(shù)會(huì)更少。另外，采用純硬件解壓縮還將減少軟件運(yùn)行的不確定因素，提高 DVR 的工作穩(wěn)定性。

③視音頻采集、編碼壓縮、解壓縮顯示采用一片集成芯片，利用 PC 機(jī) PCI 總線結(jié)構(gòu)將多路視音頻流直接分配傳輸?shù)斤@卡， IDE 總線進(jìn)行圖像顯示和存儲(chǔ)，使 CPU 只起到控制和分配作用。 然而，總線傳輸速度 .CPU 處理速度和硬盤存取速度是有限的，所以提高 DVR 的圖像處理速度將受 PC 機(jī)的限制。

4 監(jiān)控功能

具有監(jiān)控功能是 DVR 的一個(gè)優(yōu)越性能的表征， DVR 的監(jiān)控功能應(yīng)具備：

①、報(bào)警輸入輸出和多云臺(tái)、鏡頭的控制 支持外接的各種報(bào)警器及聯(lián)動(dòng)報(bào)警設(shè)備，支持云臺(tái)、鏡頭一體化快球，這樣在發(fā)生事故時(shí)，控制攝像機(jī)到預(yù)定的位置并自動(dòng)啟動(dòng)錄像機(jī)進(jìn)行錄像。

②、具有矩陣切換功能和多畫面處理顯示功能，使 DVR 的錄像功能得到更充分的發(fā)揮。

③、遠(yuǎn)程監(jiān)控 可通過 Internet 網(wǎng)、局域網(wǎng)、電話網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制遠(yuǎn)程的云臺(tái)、鏡頭、報(bào)警器，支持遠(yuǎn)程設(shè)置報(bào)警區(qū)域、檢索、回放等功能的 操 作及遠(yuǎn)程錄像。

5 穩(wěn)定性

穩(wěn)定工作對(duì)DVR是至關(guān)重要的，也是當(dāng)前DVR最主要的問題。

對(duì)于基于PC機(jī)的DVR，影響其穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素有：

①PC機(jī)

兼容的PC機(jī)用于24小時(shí)不間斷工作的性能不是很穩(wěn)定，工控機(jī)相對(duì)兼容PC機(jī)的穩(wěn)定性是一種檔次上的提高，適用于較復(fù)雜的工作環(huán)境，對(duì)外部電/磁場(chǎng)的干擾有一定的抑制功能。

②操作平臺(tái)

Windows98操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高，容易死機(jī)。WindowsNT，Linux等操作系統(tǒng)較Windows98有更穩(wěn)定的性能。

③應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)也必須進(jìn)行穩(wěn)定性的考證，其能力上應(yīng)支持多任務(wù)并發(fā)處理，如監(jiān)控、錄像、回放、備份、報(bào)警、控制、遠(yuǎn)程接入等的多工處理能力。

④硬件壓縮與軟件壓縮

硬件壓縮在多工模式和系統(tǒng)穩(wěn)定性上比較軟件壓縮更為優(yōu)越，其主要原因是軟件壓縮占用CPU資源非常大，使其它功能在運(yùn)行時(shí)，CPU來不及處理造成DVR死機(jī)。

⑤視頻采集的結(jié)構(gòu)

視頻采集可采用多卡方式，也可采用單卡方式，單卡方式集成度高，穩(wěn)定性會(huì)優(yōu)于多卡方式，有時(shí)為了提高性能，如提高圖像的處理速度，采用多卡方式，甚至一路一卡方式，這樣很容易形成軟。硬件沖突，對(duì)DVR的穩(wěn)定性有較大的影響。解決DVR穩(wěn)定性的根本出路在于選用一體化嵌入式的DVR，但目前這種嵌入式DVR 4路以上的機(jī)型還較為少見，在網(wǎng)絡(luò)功能、視音頻同步等方面的功能也不令人滿意。 目前，有部分DVR產(chǎn)品，由于無法保證系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)正常運(yùn)行，而采用硬件看門狗功能具有防死機(jī)重啟電路，可維持DVR穩(wěn)定的運(yùn)行，雖然在啟動(dòng)期間無法錄像，對(duì)安全上是一個(gè)漏洞，但是作為權(quán)宜應(yīng)急措施還是可取的。