何为高清?
衡量图像清晰度的标准是分辨率,单位是像素。所谓高清、标清,差异就体现在这里。这两者之间的分界线就是百万像素或720p,即达到百万像素或720p以上的是高清,基于此标准,目前视频监控市场占主流的CIF和D1均属于标清。
无论是从分辨率、显示效果还是从流畅度来看,高清都比标清更有优势。从分辨率来看,删除720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍,在同样的显示环境下,高清会清晰得多;而从显示效果来看,高清既支持大屏显示,又支持16∶9的宽屏显示,可大大增强用户的观看体验;从流畅度来看,高清支持更高的帧率,比如720p和1080i/1080p都可支持60帧/S或60场/S,因此图像流畅度比标清要高一倍。
因此,高清取代标清是必然的。
然而,要实现真正的高清监控,必需要从视频源的采集、视频信号的压缩编码、视频浏览、录像文件的回放等方面入手全面支持高清。前端采取网络高清摄像机接入,会导致存储环节的DVR在接口技术、图像处理技术、存储技术等方面也做相应的调整,毫无疑问,录像设备的演变也正顺应了这一潮流。
传统DVR时代的视频信号处理,分为视频采集和视频编码两个部分。在视频信号采集部分,大多数的DVR都是模拟视频输入,均采用BNC接口的CVBS(即复合视频信号)信号输入。复合视频信号的最大分辨率是D1,DVR内部对于复合视频信号是按照D1分辨率采集、量化的。而高清视频信号,一般采用YPbPrCrCb的模拟分量接口,或DVI、HDMI、HD-SDI等数字视频接口,DVR均无这类视频接口。在编码部分,DVR对每路采集的视频信号可以编码成CIF、2CIF、DCIF、D1等分辨率,但编码最大分辨率只能为D1,不具备编720p或1080i、1080p的编码能力。因此,传统DVR已经无法匹配前端百万像素级的摄像机。
DVR发展历程
2000年中国第一台家用DVR问世,DVR并开始进入中国安防领域。随后,在技术以及市场的双重驱动下,DVR开始突飞猛进地发展。来到2006年,DVR已经占据了整个视频监控将近40%的市场份额。在视频监控从模拟向数字化发展的进程中,DVR扮演了极其重要的角色,可以说,DVR开创了一个数字监控时代。
2006年开始,随着网络化技术的发展和信息化建设的深入,视频监控产业开始进入网络化时代,市场对DVR的网络化功能及网络适应性要求越来越高,在这种需求下,一些主流厂商也开始重视网络功能,推出DVS产品。然而,由于DVS产品强大了网络功能,却降低了本地管理和控制能力,其显然无法涵盖DVR的原有市场。而DVR作为数模混合产品,又始终没有走出其半数字半模拟的尴尬境地。因此视频监控市场的竞争越来越激烈,产品同质化也越来越严重——市场在呼唤真正更新换代的产品。在监控市场网络化需求下,2007年开始,被称为DVR的取代者——NVR(Network Video Recorder)概念被频繁提及。
有人吆喝NVR三年内取代DVR,有人说DVR 在相当时期不会被取代,到底是上DVR还是上NVR呢?先来看看DVR和NVR各自的特点和功能。
DVR具有如下特点:
1、 实现了对视频、音频的数字化,便于传输和存储。
2、以计算机系统作为载体,使用和操作更简单、方便。
3、采用模块化的软硬件设计,便于扩展和维护。
4、 数字视频资料可以长期保存而图像质量不会失真。
5、录像资料的回放和检索更加方便快捷。
因此,DVR真正实现了对VCR的取代,标志了模拟时代进入数字时代。
NVR的全称为Network Video Recorder,其核心特点主要体现在字母“N(Network)”上,即网络化特性。在NVR 系统中,前端监控点安装网络摄像机或视频编码器。模拟视频、音频以及其他辅助信号经视频编码器数字化处理后,以IP码流形式上传到NVR ,由NVR进行集中录像存储、管理和转发,NVR不受物理位置制约,可以在网络任意位置部署。NVR 实质是个“中间件”,负责从网络上抓取视频音频流,然后进行存储或转发。因此NVR是完全基于网络的全IP 视频监控解决方案,基于网络系统可以任意部署。
事实上,在国外,NVR产品与技术已经开始应用于一些高端安防领域。而在国内,专业的安防媒体和其它理论界也对NVR恩宠有加,对NVR市场发展前景的评估也极为乐观。然而,这两年,整个网络监控产品的市场推广似乎并没有取得预期的成果,这导致国内NVR行业走得很缓慢、很辛苦。于是厂商和用户都开始对NVR、网络视频监控产生疑惑,NVR乃至整个网络视频监控产业的发展何去何从?
我们先从NVR与DVR优缺点比较入手看一下二者区别。
NVR VS DVR
NVR有着怎样的优势去“叫板”DVR?纵观NVR的功能与特色,有几个方面可与“前辈”DVR进行比较.
工作方式
传统嵌入式DVR系统为模拟前端,监控点与中心DVR之间采用模拟方式互联,因受到传输距离以及模拟信号损失的影响,监控点的位置也存在很大的局限性,无法实现远程部署。而NVR作为全网络化架构的视频监控系统,监控点设备与NVR之间可以通过任意IP网络互联,因此,监控点可以位于网络的任意位置,不会受到地域的限制。
对于NVR,不可以独立工作、自成系统,NVR需要与前端的IP摄像机或DVS 配合使用,实现对前端视频的存储和管理。对于DVR,可以直接连接模拟摄像机进行视频获取、编码压缩、存储和管理,完全可以自成系统独立工作。
布线
因DVR采用模拟前端,中心到每个监控点都需要布设视频线、音频线、报警线、控制线等诸多线路,稍不留神,哪条线出了问题还需一条一条进行人工排查,因此布线的工作量相当繁琐,并且,工程规模越大则工作量越大,布线成本也越高。对比NVR,在NVR系统中,中心点与监控点都只需一条网线即可进行连接,免去了上述包括视频线、音频线等在内的所有繁琐线路,成本的降低也就自然而然了。
DVR通常具有丰富的接口,包括视频输入输出、音频输入输出、PTZ 控制接口、报警输入输出接口、存储扩展接口、网络接口等,这些接口对于自成系统的DVR来讲是基本而必须的;而对于NVR ,其功能定位在视频的存储与转发,并且通常作为“中间件”部署在二级机房,那么意味着远离现场,远离各类视频音频输入输出、远离报警接口,远离工作站,因此,为其部署多余的接口意味着成本的增加及故障点的增加。
即插即用
长久以来,包括NVR在内的网络产品,因罩着网络这层神秘面纱——要设IP地址,要操作复杂的管理后台等等,一直让大部分工程商“敬而远之”,但现在,使用NVR已经不必这样了,只需接上网线、打开电源,系统会自动搜索IP前端、自动分配IP地址、自动显示多画面,在安装设置上不说优于DVR,但至少是旗鼓相当了。
DVR 系统中,通常由于其本身具有视频采集、编码压缩、存储、管理等全面的功能,可以自成系统独立工作,因此,较少考虑不同厂商系统间的兼容性,缺乏“团队合作精神”,通常视频编码方式、网络传输协议、视频文件系统等均私有化,不利于集成。但是,基于目前模拟监控超高的市场占有率和应用率,DVR 可以实现真正的“即插即用”,因为模拟监控与DVR的接口是非常标准的复合视频(BNC)及PTZ控制接口(485),因此,从这个角度讲,DVR具有更好的“开放性”。
录像存储
DVR受到用户欢迎的一个重要因素就是它拥有强大的录像、存储功能,但是这一性能的发挥仍旧受制于其模拟前端,即DVR无法实现前端存储,一旦中心设备或线路出现故障,录像资料就无从获取了;而目前,市面上的NVR产品及系统可以支持中心存储、前端存储以及客户端存储三种存储方式,并能实现中心与前端互为备份,一旦因故导致中心不能录像时,系统会自动转由前端录像并存储;在存储的容量上,NVR也装置了大容量硬盘,并设硬盘接口、网络接口、USB接口,可满足海量的存储需求。
NVR可以采用各种方式进行存储,如DAS 、SAN、NAS等,可以采取各种级别的RAID技术实现数据保护,并且NVR 的集中存储方式更有利于存储设备的集中部署,从而降低存储设备成本、维护成本、机房成本。DVR系统,存储通常是由DVR 内部挂接的多块硬盘或外挂磁盘阵列完成,不便于集中存储设备的部署。但是,需要注意的是DVR由于存储不依赖于网络的连接,因此,网络的中断对其存储功能没有任何影响,而NVR 的存储要求网络实时畅通,一旦网络中断,视频录像数据将会丢失,或者需要前端的编码器/IP摄像机具有本地视频数据的缓存功能。存储方式同样决定了两个产品的定位,中小型系统及大规模系统。
安全性
网络产品长期以来被认为有安全隐患。的确,在没有安全可靠的机制条件下,网络确实是一个多事之地。然而,在网络监控系统中,一旦通过使用AES码流加密、用户认证和授权等这些手段来确保安全,网络监控产品源于网络的安全隐忧就完全消除了。目前,NVR产品及系统已经可以实现这些保障;而相比之下,DVR模拟前端传输的音频、视频裸信号,没有任何加密机制,很容易被非法截获,而一旦被截获则很轻易就被显示出来。
管理
NVR监控系统的全网管理应当说是其一大亮点,它能实现传输线路、传输网络以及所有IP前端的全程监测和集中管理,包括设备状态的监测和参数的浏览;而DVR同样又是因其中心到前端为模拟传输,从而无法实现传输线路以及前端设备的实时监测和集中管理,前端或线路有故障时,要查实具体原因非常不便。
从以上几点可以看出,NVR占优!另一方面,当前高清视频传感器以CMOS为主,CMOS传感器直接输出数字化的视频信号。在摄像机中通过DSP或ASIC对数字高清视频信号直接进行压缩编码,然后以网络方式传输,要比一般摄像机直接输出高清信号来得经济。基于上述原因,在市场上用于监控的高清摄像机基本上都是网络摄像机,能够接收网络摄像机发来的视音频码流,并能进行本地存储和浏览的设备,就是NVR。
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