DVR采用数字压缩技术,用硬盘来储存影像,集画面分割、视频切换、录像机的功能于一体,本身可连接传感器、警报器,尚具有移动侦测、通过译码器控制云台和镜头、通过网络传输图象和控制信号等功能,所以事实上它可被称做是一台智能数字监控录像主机。DVR的技术目前仍不断在发展中,而其中的关键技术在于操作系统及影像压缩技术。
一.压缩技术
现阶段DVR所采用的压缩技术以JPEG、MPEG1、MPEG2为主。严格说起来,这些压缩技术都未必能完全符合长时间录像的需求。
1. JPEG
JPEG的压缩倍数为20~80倍,适合静态画面的压缩,分辨率没有选择的余地。以往的JPEG压缩技术是直接处理整个画面,所以要等到整个压缩档案传输完成才开始进行解压缩成影像画面,而这样的方式造成传输一个高解析画面时须耗时数十秒甚至数分钟。而新一代的JPEG是采取渐层式技术,先传输低解析的图档,然后再补送细部之资料,使画面品质改善。这种方式所需的时间虽然与原先的方式一样,但由于可以先看到画面,所以使用者会觉得这种方式较好。
2. MPEG1及MPEG2
而MPEG1、MPEG2在影像移动不大的情况下其压缩倍数约为100倍(一般VCD、DVD约为35倍),若从VCD、DVD的规格来看,MPEG1的分辨率为320 ×240(或以下),MPEG2则通常为720 ×480。MPEG1、MPEG2是传送一张张不同动作的局部画面。
3. MPEG4
至于压缩倍数为450倍(静态图像可达800倍),分辨率输入可从320 ×240到1280 ×1024的MPEG4,则是专为移动通信设备(例如移动电话)在英特网实时传输音/视频讯号而制定的最新MPEG标准。MPEG4和MPEG以往的版本相比,最大不同之处在于MPEG4使用「图层」(layer)方式,能够智能化选择影像的不同之处,在压缩下个别编辑画面,使图文件容量大幅缩减,而加速音/视频的传输。有人认为MPEG4的出现,对于DVR厂商而言无疑是一大福音,然而也有厂商认为,MPEG4规格虽已定出,但实际应用于DVR的技术上却尚未成熟,现阶段无论以软、硬件来实现都有待突破(详情《技术篇─MPEG4压缩技术于DVR的应用》一文)。
对于哪种压缩方式较适用于DVR产品的看法,厂商的意见相当分歧。韩国3R公司的Sung-IK Chang具体指出:「大体来说,压缩技术采用两种方法,一种是intraframe,另一种是Interframe。Interframe可区分每幅影像的差异,并只传送影像不同的部分,H.263和MPEG是这种格式的代表。而Intraframe方式则把一个动画分解成若干个固定的画面一幅一幅的传输,以Wavelet 和Motion JPEG为此方式的代表。从传输效率考量,Interframe在性能上要远远优于Intraframe;而且,Interframe技术在画面变动较小情况下,能提供相当不错的画质」。然而,安全产品的用户必须考虑到图象画质的问题,在这一点上MPEG较Wavelet和JPEG要逊色。Digital Logic公司的Jonathan Kim就表示:「我们承认MPEG4在视频压缩方面比较优秀,但MPEG系列皆存在着图象干扰和画面扭曲失真的情况。如果用户想购买存储量大的DVR,他可以考虑MPEG压缩格式;但如果用户希望能有良好的画质,则应该考虑其它的压缩方式;至于那种方式好,则取决于客户需求」。Eastern Info-com公司的Hyoksang认为:「图象清晰度,和图象的压缩率、CPU以及其它相关硬件的负载是成反比的,由于MPEG4具有极高的压缩率,因此导致图象的不清晰,要达到安防产业对于图象要求的标准,还有很大的改进空间」。DM公司的执行总裁Mike Fawcett进一步指出:「对于静止的画面,不论用JPEG方式压缩还是MPEG方式压缩,传输的速度都是一样的。然而,如果物体是呈现运动状态,则MPEG格式不会立即反应传输,这是因为MPEG格式传输的速度较慢,或者监控中的场景容易出现干扰」。他认为,JPEG压缩技术不论在图象画质还是在传输速度上,都更加适合安防产业。他说:「我认为JPEG的品质较好,较具有竞争力,也较安全」。随着DVR技术的不断发展、存储容量逐步扩大,用户会对画质的要求必然越来越高。英国Visionfactory董事长David Beanland表示:「尽管JPEG和Wavelet格式的图象需要占用较大的存储空间,但这种压缩技术在DVR产业仍然是主流。毫无疑问地,DVR的存储容量会逐步扩展,存储容量达200GB以上的DVR最慢会在2、3年后出现于市面上。一旦容量问题得到解决,使用者便会将焦点放在图象的画质,而MPEG压缩技术方式将会被淘汰」。Beanland也同时质疑MPEG压缩技术录制的图象是否能作为可靠的法庭证据,目前在欧美市场还值得商榷。现任职于飞利浦公司,具有14年经验的Alan Everid则认为对于DVR产品而言,Wavelet是最好的压缩方式。主要原因在于Wavelet移除了图象的高频成分(high frequency components),仅保留单帧图象信号。这个特点,特别适用于画面变更频繁的场合,例如多画面分时显示。不过,Wavelet虽然符合安防产业的图象要求,但在考量联网与否的因素下,读者需注意Wavelet并非现行的IT网络所普遍支持的格式,所以在联网的使用上会有所限制。
二.操作系统
1. 以Windows为操作接口
对于以PC为主要架构的DVR来说,Windows平台以其使用简单、应用普遍等特点而名列各种操作系统名单的榜首。韩国3R集团总裁Sung-Ik Chang表示:「目前大多数DVR及其相关产品的厂商都采用基于Windows的操作系统;尤其在美国这样的大市场,用户为了日后维护方便,多倾向于使用基于Windows的DVR产品」。韩国Digital Logic公司海外市场部经理Jonathan Kim也说:「我们认为Windows操作系统是最适合DVR系列产品的。因为Windows是目前较通用的操作系统,因此具备较高的支持性,不论任何地方Windows都可以支持大部分相关产品」。
此外,Windows在软件升级方面,也强于其它操作系统。由于近年来IT产业与安防产业密切相关,因此当数字技术在IT产业日进万里的同时,相关技术发展势必影响安全产业。Windows之所以会被众多厂商所爱用,乃是因为它具有强大的可升级性。厂商认为,由于DVR系统不可能长期停留在固定水平,因此可升级性势必成为系统发展的关键点。如果考量汰旧成本,一旦用户对于既有系统产生更高的要求或者原有的系统暴露出一些缺陷,大部分的用户不太可能去买一套全新的系统来替换,如此一来,产品的升级就成为首要的解决方案。
尽管供货商认为,系统的稳定性取决于用户的实际操作方式,然而,Windows操作系统本身的不稳定性,仍令使用者相当质疑。有厂商就表示,如果只单纯使用监控系统,Windows 98系统相当稳定;但如果在Windows平台上同时运行别的程序,系统不稳定、甚至死机就无可避免。