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六、硬盘录像机培训知识----DVR的基本分类DVR的基本分类DVR在发展初期由于百家争鸣、种类繁多，让业内相关人士颇有「眼花撩乱」之感，在经过一段时间的变化后，各种型态的分类也大致成形。
根据台湾工业技术研究院光电工业研究所《光电产业发展剖析》报告中，大致将所有的DVR分成三个类别：一．数字STB类型STB指的是Set-top Box（一般译成：数字卫星接收器、机顶盒、电视上网机、随选视讯盒等，由于译名分歧，故在此以STB统称之）。
数字STB类型的DVR在性质上属于功能整合性的讯号接收平台，以提供数字录像功能与接收数字广播及互动应用的讯号为主，可选择接收数字无线地面传播（Digital Terrestrial）、数字有线电视传播（Digital Cable）、数字卫星传播（Digital Satellite）等不同种类的传播讯号。
二．PC-based类型PC-based类型的DVR其应用平台为一般的PC、手提电脑等。
在PC内装置一片或多片影像撷取卡，利用软件进行影像压缩并执行影像编辑功能，系统较不稳定。
三．单机（Standalone）类型单机型的DVR乃重新利用CPU及RAM来开发设计，采用专属的软件程序，研发成本较高。
采用硬件压缩，品质稳定，不会有死机的问题产生，且在影像储存速度、分辨率及影像画质上都有较大的改善。
这类型的产品只单纯提供数字录放影功能，而不附加其它如广播讯号接收、上网际网络等功能。
由于应用在安全监视领域的产品多属于上述的第2类及第3类，因此本文将仅就这两个类型做探讨。
PC-based类型与单机类型系统孰优孰劣的争议，到目前为止仍无法下定论。
目前虽以PC-based的DVR占市场多数，但据观察，两种类型的产品将各自产生市场区隔。
1995年即投入DVR领域发展的日本Ikegami 公司，其海外部经理Yasuhiko Saito就指出：「DVR市场将朝向两个不同方向发展，一方面，由于RTOS(Real time Operation System，实时操作系统)在运作时的可靠性，预料会有很大的发展；但另一方面，对强调可联网工作的DVR产品，Windows 操作系统则因为操作简单而将成为另一种主流」。
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。
DVR基础知识图像是通过人类视觉获得的，视觉是人类最主要的感觉器官，图像（视觉）信息是人们由客观世界获得信息的主要来源之一，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，所以说百闻不如一见。
视频图像实际上就是连续的静态图像序列，是对客观事物形像、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、通信和微电子技术的快速发展和人民物质生活水平的提高，视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点，日益受到人们的重视。
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，称为第一代视频监控系统，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，人们利用计算机的高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量，增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，即模拟输入与数字压缩、显示和控制系统。
因为核心设备是数字设备，因此可以称为数字视频监控系统。
到了20世纪90年代末特别是近两三年；随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控进入了全数字化的网络时代，称为第三代视频监控系统，即全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革命。
视频监控系统的第二阶段和第三阶段可以统称为数字视频监控系统，在本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，系统的功能并没有本质的区别。
目前国内的视频监控系统的发展情况是：模拟视频监控的比例急速减少，数字视频监控系统逐渐占据主导地位，特别是新安装的视频监控系统。
硬盘录象机的原理
硬盘录像机（DVR）是一种数字录像的设备，主要用于监控系统中的视频录制和储存。
其原理如下：
1. 视频采集：DVR通过视频输入端口连接到监控摄像头或其他视频源上，并获取视频信号。
视频信号可以通过多个输入通道同时输入。
2. 编码：DVR使用编码器将采集到的模拟视频信号转换成数字视频信号。
常用的视频编码标准包括MPEG-2、H.264、H.265等。
3. 压缩：为了节省存储空间，DVR会对数字视频信号进行压缩。
常用的压缩算法有JPEG、MPEG等。
4. 存储：DVR将压缩后的视频数据存储在内置的硬盘上。
硬盘的容量决定了录像的时间长度，较大的硬盘容量可以存储更多的视频数据。
5. 录制管理：DVR会根据用户的设置进行录制管理，可以进行手动录制、定时录制、报警录制等。
用户可以设置录像分辨率、帧率、码率等参数。
6. 录像回放：用户可以通过DVR的回放功能，选择特定的时间段和摄像头来查看录制的视频。
DVR会对存储的视频数据进行解码和解压缩，然后通过视频输出端口输出到显示设备上。
7. 远程访问：DVR还可以通过网络连接，实现远程访问的功能。
用户可以通过手机、电脑等终端设备，使用专门的软件或网页来查看实时视频、回放录像、进行设置等操作。
总之，硬盘录像机的原理是通过采集、编码、压缩、存储等步骤，将模拟视频信号转换成数字视频信号并进行存储，以实现视频监控系统的录制和回放功能。
入手硬盘录像机硬盘录像机（DigitalVideoRecorder，引DVR），即数字视频录像机，相对于传统的模拟视频录像机，采用硬盘录像，故常常被称为硬盘录像机，也被称为DVR。
它是一套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能。
DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身，用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能，而且在价格上也逐渐占有优势。
DVR采用的是数字记录技术，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的首选产品。
要区分数字录像机(DVR)的优劣，可以从录像速率、储存容量、画面清晰度、操作使用方式等重要性能来做判断。
1、录像速度对录像速率而言，其实所有的DVR在实时状态下都是30画面/秒或60图场/秒(NTSC格式)，凡是超过此指标的广告宣传都是不切实际的。
如果同时记录16路图像，每路的速率只有每秒30/16张或每秒60/16图场，多路录像时，某些DVR采用先进的影像位移检测的方式大幅度提高录像速率，活动图像的记录速度实际上几乎达到实时，比没有影像位移检测功能的录像机快出许多倍。
但要注意影像位移检测录像是指全画面压缩记录有影像位移的摄影机全画面，而不是只压缩记录每路摄影机图像中有影像位移活动的部分，后者虽也可以提升录像速率，但在欧美的法律中，这种图像将不能作为呈堂证供。
2、储存容量及备份录像容量也是越大越好，但最重要的是要有接口连接外部数字储存设备，进行图象数据的备份，只有经常进行备份，才能保证有价值的图象能够被安全地保存下来，并方便进行传输。
把几个月的图像都存在机器内置硬盘上是很不明智的，一旦机器损毁，所有资料都将完全丢失。
3、图像清晰度图像清晰度的高低直接反映了DVR的品质，但是从技术原理上来说，清晰度越高，占用的储存容量就越大，所以让用户根据实际情况去调节清晰度的高低，才是最好的设计，这一点几乎各厂牌的产品都已经做到了。
数字硬盘录像基础知识
也已广泛用于高质量图像压缩，如DVD产品等。
为什么目前的DVR产品大都采用MPEG4压缩标准呢？在图像及伴音质量方面，它远高于电视电话的图像及伴音质量，与VHS录像机的图像质量和光盘CD-ROM的放像质量相当。
即使在通常的计算机显示屏上这些质量也是基本令人满意的。
在存储方面，可以存储于多种媒体如光盘，数字录音带DAT，硬盘，可写光盘等。
在压缩率或传输码率方面，普遍认为符合目前计算机网络的传输码率，以MPEG4的压缩比在目前容量的硬盘上可以存储一个月甚至更长时间的视音频数据（根据选择的压缩比和硬盘大小决定）。
由于目前采用了一种可变码率的MPEG4压缩方法，给用户在容量和质量的选择上以更大的自由空间。
在视频图像传输方面，压缩存储的图像可转存于光盘形成国内应用广泛的VCD格式，方便日后查看。
3.2 文件系统
数字硬盘录像系统的录像文件搜索查询功能要做到强大、高效、准确、方便实用。
对用户而言，一切与Windows系统有关的文件操作都应是透明的，即用户无需知道文件怎样放置，怎么样查询，以及如何自动覆盖。
当用户查找到某一文件时他甚至无需知道文件存放在哪个硬盘上。
这样就增强了对系统的安全保护，也极大地方便了用户。
在JH8000系统中的文件操作封装了快速文件的查找，文件大小的判断，逻辑硬盘的快速搜索，最小空间的快速判断，文件属性的快速动态修改，以及在硬盘总空间非常小时对报警的快速处理等。
快速文件按摄像机通道号及日期时间排序。
同时，对于文件备份，该系统封装了快速动态查找备份盘的函数，而且为文件备份单独开了一个线程，使备份能与系统其它操作同时进行而不相互影响。
通过对文件属性的判断实现数据备份，在重要文件来不及备份前先实行有效地保护。
在后台录像，前台播放历史文件时，把正在播放队列中的文件进行保护，使之不受系统自动覆盖的影响。
此外该设备在系统录像启动后会自动启动一个时钟，这个时钟每过一分钟自动侦测当前正用于录像的硬盘空间大小，如果空间不够会自动跳转查找下一个或上一个空间较大的硬盘，文件系统相应地做出处理。
如果总的硬盘空间不够，系统会启动自动或手动覆盖方式，覆盖最早一天的部分未保护文件，并给出相应的提示。
总之，数字硬盘录像系统的文件系统要给用户一个安全、快速、方便的文件操作手段。
3.3 图像处理
图像处理也是数字硬盘录像系统的一个重要方面。
对于历史影像的重现和处理可有助于对重要事件画面的辨认。
1．图像变换
图像变换，主要是指数字图像的几何变换，或称为图像的空间变换，即图像中点与点之间的空间映射关系。
图像变换是图像变形的基础，被广泛应用于遥感图像的几何校正、医学成像、计算机视觉、电视监控以及电影、电视和媒体广告等的影像特技处理中。
数字图像的几何变换或空间变换，是指一种建立一幅图像与其变形后的图像中所有各点之间映射关系的函数，可表示为：
[x，y]=[X(u，v)，Y(u，v)]
或
[u，v]=[U(x，y)，V(x，y)]
式中，[u，v]表示输入图像中像素的坐标，[x，y]表示变换后的坐标。
X，Y，U，V表示惟一确定空间变换关系的映射函数，即它们惟一地定义了输入图像和输出图像中所有点之间的几何（或空间）对应关系。
X，
Y将输入映射到输出，称为前向映射（Forward mapping）；U，V将输出映射到输入，我们称之为逆向映射（Inverse mapping）。
在数学关系上体现为实数集到实数集的映射。
但是，数字图像的像素坐标必须采用离散的整数来表示。
因此，对于这种从整数集到实数集的映射，在需要将实数集离散成整数集时，可能会产生两个问题，即产生洞孔或重叠。
将连续的采样点映射到输出栅格的稀疏位置时，有的栅格点不能被映射到，这就是所谓的洞孔现象；当两个或多个采样点映射到同一像素位置上，就产生了所谓的重叠现象。
由于图像变换是一种一一对应的映射关系，因此只要出现洞孔，就一定存在重叠，反之亦然。
为了避免上述情况，在映射过程中必须进行一定的处理，如相交检测、非均匀采样等。
因此，前向映射需要很大的时间和空间开销。
我们知道，空间变换在频域体现为乘积关系，在空间域上就体现为卷积关系。
卷积可以简单地看成加权求和的过程。
卷积时使用的权通常用一个很小的矩阵来表示。
为了保证图像处理的实时性和图像处理的效率，我们通常采用一个3×3的变换矩阵来表示这种变换关系。
例如，我们在应用程序中就是采用3×3的变换矩阵。
其变换表达式为：
[ra，ga，ba]=[rb，gb，bb]T
式中，ra，ga，ba为变换后空间各点的R、G、B值，rb，gb，bb为变换前空间各点的R、G、B值，T为3×3的变换矩阵。
为了保证图像不溢出失真，且不改变图像的亮度信息。
T变换矩阵必须保证总的权重为1。
2．图像处理
图像处理就是用一系列特定的操作来改变图像的像素，以达到特定的目标，比如使图像变得更清晰，或从图像中提取某些特定的信息等。
数字图像处理是现代图像处理的主要方法，它具有再现性好、精度高、适用面广和灵活性大等优点。
现在较通行的图像处理方法是区域处理法，即输出的像素值不仅与输入的像素值有关，而且与输入像素在一定范围内的相邻像素值有关。
数字硬盘录像系统中采用的图像处理方法就是区域法。
(1) 图像平滑（或称柔化）
在图像处理中，我们采用低通滤波的方法实现图像的平滑。
低通滤波的基本思路是保留空间频率的低频成分，减少图像的高频成分。
低通滤波可以降低图像中的视觉噪声，同时除去图像中的高频部分以后，图像中那些原本不很明显的低频部分就更容易识别了。
低通滤波可用卷积的方法来实现，低通滤波的截止频率由卷积核的大小及卷积系数所决定，用于低通滤波的卷积核叫做低通滤波器，低通滤波器应具备以下特征：
(a) 卷积核的行数、列数（即卷积核的大小）为奇数，通常为3；
(b) 卷积系数以中心点为中心对称分布；
(c) 所有的卷积系数都为正数；
(d) 距中心点较远的卷积系数的值较小或保持不变；
(e) 为了不改变图像的亮度，所有的卷积系数之和为1。
下面的低通滤波器是本系统为实现图像平滑所采用的滤波器：
1/16 1/8 1/16
1/8 1/4 1/8
1/16 1/8 1/16
由于低通滤波削弱了图像的高频成分，图像中像素值的突变被平均值所替代，因此低通滤波使图像变得平滑，在视觉上变得模糊。
