数字录像机DVR的性能组成，如何判断其好坏

1 图像质量

图像质量是评价数字录像机产品质量的核心问题。模拟的视频图像信号输入到 DVR 变成数字信号后，经压缩、存储、再经解压缩，其转换的优劣及转换的速度，可以从图像的清晰度、灰度、色彩还原、实时性能等多个方面加以评价，其中清晰度是评价图像质量的最重要的指标。 DVR0 清晰度可以分成为显示清晰度、录像清晰度和回放清晰度，一般显示清晰度 > 录像清晰度 > 回放清晰度，回放清晰度能表达 DVR 的录像和回放的总效果，清晰度评价的度量标准主要为两个方面：

1.1 图像的分辨率

图像的分辨率是指一幅图像能分解成多少个像素所组成，国际标准是按其水平和垂直的像素点的乘积来表征的。最常见的图像格式有 176×144 （ QCIF ）、 352×/288 （ CIF ）、 704×576 （ FCIF ）三种。

1.2 画质

对于同样的图像分辨率，由于应用的压缩方式和 / 或压缩数据速率的大小的不同，造成图像的大面积对比度和小面积对比度的不同，这样人们肉眼所能观察到的图像效果也有所不同，这就是我们所说的图像的画质。

影响 DVR 回放清晰度的因素有：

① 视频 A/D 转换器的时钟（ CP ）速度和带宽；

② RAM 的存取速度；

③ 图像的压缩方式；

④ 硬盘存取速度。 其中图像的压缩方式的选取是十分重要的，另外，硬盘是一种机电设备，它的存取速度也可能是个瓶颈。

2 压缩方式

压缩方式是 DVR 的核心技术，压缩方式很大程度上决定着图像的质量、压缩比、传输效率、传输速度等性能，它是评价 DVR 性能优劣的重要一环。 随着多媒体技术的发展，相继推出了许多压缩编码标准，目前主要有 JPEG/M-JPEG 、 H.261/H.263 和 MPEG 等标准。

2.1 JPEG/M-JPEG

① JPEG 是一种静止图像的压缩标准，它是一种标准的帧内压缩编码方式。当硬件处理速度足够快时， JPEG 能用于实时动图像的视频压缩。在画面变动较小的情况下能提供相当不错的图像质量，传输速度快，使用相当安全，缺点是数据量较大。

② M-JPEG 源于 JPEG 压缩技术，是一种简单的帧内 JPEG 压缩，压缩图像质量较好，在画面变动情况下无马赛克，但是由于这种压缩本身技术限制，无法做到大比例压缩，录像时每小时约 1-2GB 空间，网络传输时需要 2M 带宽，所以无论录像或网络发送传输，都将耗费大量的硬盘容量和带宽，不适合长时间连续录像的需求，不大实用于视频图像的网络传输。

2.2 H.261/H.263

① H.261 标准通常称为 P操64 ， H.261 对全色彩、实时传输动图像可以达到较高的压缩比，算法由帧内压缩加前后帧间压缩编码组合而成，以提供视频压缩和解压缩的快速处理。由于在帧间压缩算法中只预测到后 1 帧，所以在延续时间上比较有优势，但图像质量难以做到很高的清晰度，无法实现大压缩比和变速率录像等。

② H.263 的基本编码方法与 H.261 是相同的，均为混合编码方法，但 H.263 为适应极低码率的传输，在编码的各个环节上作了改进，如以省码字来提高编码图像的质量，此外， H.263 还吸取了 MPEG 的双向运动预测等措施，进一步提高帧间编码的预测精度，一般说，在低码率时，采用 H.263 只要一半的速率可获得和 H.261 相当的图像质量。

2.3 MPEG

MPEG 是压缩运动图像及其伴音的视音频编码标准，它采用了帧间压缩，仅存储连续帧之间有差别的地方 ，从而达到较大的压缩比。 MPEG 现有 MPEG-1 、 MPEG-2 和 MPEG-4 三个版本，以适应于不同带宽和图像质量的要求。

① MPEG-1 的视频压缩算法依赖于两个基本技术，一是基于16×16（像素×行）块的运动补偿，二是基于变换域的压缩技术来减少空域冗余度，压缩比相比 M-JPEG 要高，对运动不激烈的视频信号可获得较好的图像质量，但当运动激烈时，图像会产生马赛克现象。 MPEG-1 以 1.5Mbps 的数据率传输视音频信号， MPEG-1 在视频图像质量方面相当于 VHS 录像机的图像质量，视频录像的清晰度的彩色模式≥ 240TVL, 两路立体声伴音的质量接近 CD 的声音质量。 MPEG-1 是前后帧多帧预测的压缩算法，具有很大的压缩灵活性，能变速率压缩视频，可视不同的录像环境，设置不同的压缩质量，从每小时 80MB 至 400MB 不等，但数据量和带宽还是比较大。

② MPEG-2 它是获得更高分辨率（ 720×572 ）提供广播级的视音频编码标准。 MPEG-2 作为 MPEG-1 的兼容扩展，它支持隔行扫描的视频格式和许多高级性能包括支持多层次的可调视频编码，适合多种质量如多种速率和多种分辨率的场合。它适用于运动变化较大，要求图像质量很高的实时图像。对每秒 30 帧、 720操572 分辨率的视频信号进行压缩，数据率可达 3-10Mbps 。由于数据量太大，不适合长时间连续录像的需求。

③ MPEG-4 是为移动通信设备在 Internet 网实时传输视音频信号而制定的低速率、高压缩比的视音频编码标准。 MPEG-4 标准是面向对象的压缩方式，不是像 MPEG-1 和 MPEG-2 那样简单地将图像分为一些像块，而是根据图像的内容，其中的对象（物体、人物、背景）分离出来，分别进行帧内、帧间编码，并允许在不同的对象之间灵活分配码率，对重要的对象分配较多的字节，对次要的对象分配较少的字节，从而大大提高了压缩比，在较低的码率下获得较好的效果， MPEG-4 支持 MPEG-1 、 MPEG-2 中大多数功能，提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图形图像的有效编码。

3 每秒处理图像的总帧数

DVR 每秒处理图像的总帧数取决于 DVR 图像处理速度

在早期数字录像机的应用中，主要考虑的是录像功能，以少路数、大存储容量为主，当要求视频监控点比较多时，必然会降低每路的时间分辨率或 / 和减少实时录像的路数，而采用多机层叠应用来增加输入路数时，则会使控制 操 作很不方便，同时在图像网络传输中，又会由于多机传输，远程客户端需要逐个切换登录，造成网络资源的浪费。所以， DVR 每秒处理图像的总帧数也是评价 DVR 性能优劣的一个方面。 DVR 每秒处理图像的总帧数取决于 DVR 的图像处理速度，在基于 PC 机的 DVR 中，图像处理速度又决定于 CPU 的处理速度 . 总线的传输速度，硬盘的存取速度和内存容量。 目前，基于 PC 机的 DVR 中，常见的提高图像处理速度的办法有：

①选择高的 CPU 处理速度和大的内存容量的 PC 机

②采用纯硬件的解压缩方式。 采用纯硬件解压缩，尽可能节省占用 PC 机的 CPU 和内存资源。在采用软件或硬件、软件相结合的解压缩技术的 DVR 中，因软件解压缩占用 CPU 和内存资源较多，因而使每秒能够处理和录制图像的能力受到影响。例如纯软件解压缩的数字录像机处理图像帧数一般不能超过 200 帧 / 秒，在有些要求图像质量好 . 压缩比大的压缩算法，能处理的图像帧数会更少。另外，采用纯硬件解压缩还将减少软件运行的不确定因素，提高 DVR 的工作稳定性。

③视音频采集、编码压缩、解压缩显示采用一片集成芯片，利用 PC 机 PCI 总线结构将多路视音频流直接分配传输到显卡， IDE 总线进行图像显示和存储，使 CPU 只起到控制和分配作用。 然而，总线传输速度 .CPU 处理速度和硬盘存取速度是有限的，所以提高 DVR 的图像处理速度将受 PC 机的限制。

4 监控功能

具有监控功能是 DVR 的一个优越性能的表征， DVR 的监控功能应具备：

①、报警输入输出和多云台、镜头的控制 支持外接的各种报警器及联动报警设备，支持云台、镜头一体化快球，这样在发生事故时，控制摄像机到预定的位置并自动启动录像机进行录像。

②、具有矩阵切换功能和多画面处理显示功能，使 DVR 的录像功能得到更充分的发挥。

③、远程监控 可通过 Internet 网、局域网、电话网进行远程实时监控，控制远程的云台、镜头、报警器，支持远程设置报警区域、检索、回放等功能的 操 作及远程录像。

5 稳定性

稳定工作对DVR是至关重要的，也是当前DVR最主要的问题。

对于基于PC机的DVR，影响其稳定运行的主要因素有：

①PC机

兼容的PC机用于24小时不间断工作的性能不是很稳定，工控机相对兼容PC机的稳定性是一种档次上的提高，适用于较复杂的工作环境，对外部电/磁场的干扰有一定的抑制功能。

②操作平台

Windows98操作系统的稳定性不高，容易死机。WindowsNT，Linux等操作系统较Windows98有更稳定的性能。

③应用软件

应用软件的设计也必须进行稳定性的考证，其能力上应支持多任务并发处理，如监控、录像、回放、备份、报警、控制、远程接入等的多工处理能力。

④硬件压缩与软件压缩

硬件压缩在多工模式和系统稳定性上比较软件压缩更为优越，其主要原因是软件压缩占用CPU资源非常大，使其它功能在运行时，CPU来不及处理造成DVR死机。

⑤视频采集的结构

视频采集可采用多卡方式，也可采用单卡方式，单卡方式集成度高，稳定性会优于多卡方式，有时为了提高性能，如提高图像的处理速度，采用多卡方式，甚至一路一卡方式，这样很容易形成软。硬件冲突，对DVR的稳定性有较大的影响。解决DVR稳定性的根本出路在于选用一体化嵌入式的DVR，但目前这种嵌入式DVR 4路以上的机型还较为少见，在网络功能、视音频同步等方面的功能也不令人满意。 目前，有部分DVR产品，由于无法保证系统的长时间连续正常运行，而采用硬件看门狗功能具有防死机重启电路，可维持DVR稳定的运行，虽然在启动期间无法录像，对安全上是一个漏洞，但是作为权宜应急措施还是可取的。