ＤＶＲ與ＮＶＲ存儲技術探討

劉立元

摘要：本文對目前幾種視頻存儲技術進行了研究，對其技術原理、網絡結構、存儲容量、擴展能力等方面進行比較，對數字視頻存儲建設具有一定參考價值。

關鍵詞：DVR；NVR

0 引言

隨著地鐵運營線路的增加，客流量的成倍增長，地鐵運營安全的重要性也隨之增加，原有的地鐵監控系統作為保證出入列車旅客的安全，進行監控的手段已經無法滿足，在加大攝像機數量的同時，對監控圖像的錄制存儲也作為重要的輔助手段越來越收到運營部門的重視，隨著網絡化數字化的發展，視頻圖像存儲技術也在不斷的發展，從早期的長延時磁帶錄像機（VCR）到數字硬盤錄像機（DVR）再到網絡視頻存儲（NVR）；存儲時長和檢索查詢得到極大的改善。在部分地鐵使用了DVR,

1 存儲技術

1.1 DVR的存儲

DVR的存儲是利用數字硬盤錄像機存儲圖像信號，以傳統PC機（或工控機）為基礎加插視頻編碼板實現，模擬攝像機直接連接DVR，實現模擬視頻的數字化編碼、存儲、控制和網絡傳輸等多項功能。

目前，DVR的技術發展方向有三個，即智能化、集成化、網絡化。市場上常見的嵌入式DVR采用的技術方案大多由四個重要部分組成，分別是：嵌入式軟體/硬體技術；硬盤管理技術；算法技術；網絡技術。

1.2 嵌入式軟件/硬件技術

嵌入式DVR的核心器件與PC類似，都是采用高性能的中央處理器CPU，兼容標準不同，功能各異。操作系統：目前市面上的嵌入式DVR采用的操作系統主要分為三類：第一類為廠家自己開發的簡單RTOS（實時操作系統）；第二類為商業化的專用嵌入式操作系統，如VXWORKS/WinCE；第三類為源代碼開放的LINUX操作系統。其中第三類是專門針對網絡的應用推出的系統，它支持的網絡協議很多，在相關軟件的支持下，可實現WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服務。而且其內核代碼完全公開，可以任意開發、更改。

1.3硬盤管理技術

嵌入式DVR硬盤管理系統分為兩類，一是與PC機相同的FAT格式管理系統，第二種是嵌入式DVR生產廠家自行開發的，適合存儲媒體數據流的硬盤管理系統。

1.4 算法技術

在算法上，MPEG-4的成熟應用及H.264的應用擴大必將成為趨勢。MPEG-4產品的開發商越來越多，使得它成熟度愈來愈高。而H.264因其更切合網絡傳輸的要求必將成為主流。

1.5網絡技術

新一代的嵌入式DVR已經具備與PC機相同的網絡特性，隨著網絡技術發展將使嵌入式DVR將能滿足不同網絡環境下圖像傳輸要求。嵌入式DVR的網絡技術正朝兩個方向發展：一是專網技術條件下開發滿足監控需求的高品質的網絡錄像機，其技術要求實時、清晰、可靠、組網靈活、分散存儲、多級管理，其最終發展目標是取代模擬光纜條件下的圖像傳輸市場；第二個網絡技術是公網條件下的網絡傳輸解決方案，由于公網網絡傳輸條件差，因此為了最大限度保證在公網圖像傳輸的QoS，需要采用多種新的網絡和圖像壓縮傳輸技術，如流媒體技術等。

1.6 NVR存儲

進入二十一世紀后，隨著網絡技術的發展，DVR系統又進一步發展成為具有網絡功能的NVR (Network DVR)系統。NVR的推出，因應了市場的網絡化視頻監控需求，其在未來將成為DVR強力競爭者。與DVR系統相比，NVR系統不但實現了視頻信息的數字化存儲，還實現了視頻檔案信息的數字化傳播，即NVR可以直接接入到IP網絡中，從而使存儲下來的視頻信息可以通過網絡方便的進行共享?？傮w上來說，DVR和NVR系統均屬于第二代，是部分數字化的視頻監視系統。

在視頻監控系統中，NVR是模擬錄像機和硬盤錄像機的理想升級換代產品，是在原來DVR基礎上實現的免除視窗操作系統和電腦配合的單機獨立操作設備。由于NVR采取高度集成化的芯片技術，擁有先進的數字化錄像、存儲和重放功能，不需要更換和存儲錄像帶，無需電腦配合和日常維護，因此，能夠實現高分辨率(可達到Full-D1分辨率)、高質量實時監控，并且簡單易用。NVR系統具有計算機快速處理能力、數字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄、視頻圖像清晰及單機顯示多路圖像等優點。

簡單來說，NVR系統將傳統的視頻、音頻及控制信號數字化，通過NVR設備上的網絡接口，以IP包的形式在網絡上傳輸，在DVR的基礎上，實現了系統的網絡化。

2 NVR與DVR的比較

2.1系統結構

傳統嵌入式DVR系統為模擬前端，監控點與中心DVR之間采用模擬方式互聯，因受到傳輸距離以及模擬信號損失的影響，監控點的位置存在很大局限性，無法實現遠程部署。而NVR作為全網絡化架構的視頻監控系統，監控點設備與NVR之間可以通過任意IP網絡互聯，因此，監控點可以位于網絡的任意位置，不會受到地域的限制。

2.2 布線

因DVR采用模擬前端，中心到每個監控點都需要布設視頻線、音頻線、報警線、控制線等諸多線路，布線的工作量相當繁瑣，并且，工程規模越大則工作量就越大、布線成本也越高。對NVR，在NVR系統中，中心點與監控點都只需一條網線即可進行連接，避免了所有繁瑣線路，成本的降低也就自然而然了。

2.3 即插即用

現在，使用NVR只需接上網線、打開電源，系統就會自動搜索IP前端、自動分配IP地址、自動顯示多畫面，在安裝設置上且不說優于DVR，但至少是旗鼓相當了。

2.4 錄像存儲

DVR擁有強大的錄像、存儲功能，但是這一性能的發揮仍舊受制于其模擬前端。而目前，市面上的NVR產品及系統可以支持中心存儲、前端存儲以及客戶端存儲三種存儲方式，并可實現中心與前端互為備份，一旦因故障導致中心不能錄像時，系統會自動轉由前端錄像并存儲；在存儲的容量上，NVR也裝置了大容量硬盤，并設硬盤接口、網絡接口、USB接口，可滿足海量的存儲需求。

2.5 安全性

網絡產品長期以來被認為具有安全隱患，的確，在沒有安全可靠的機制條件下，網絡確實是一個“多事之地”，然而，在網絡監控系統中，一旦通過使用AES碼流加密、用戶認證和授權等手段來確保安全，網絡監控產品源于網絡的安全隱憂就完全消除了，目前，NVR產品及系統已經可以實現這些保障；而相比之下，DVR模擬前端傳輸的音頻、視頻裸信號，沒有任何加密機制，很容易被非法截獲，而一旦被截獲則很輕易就被顯示出來。

2.6 管理

NVR監控系統的全網管理應當說是其一大亮點，它能實現傳輸線路、傳輸網絡以及所有IP前端的全程監測和集中管理，包括設備狀態的監測和參數的瀏覽；而DVR同樣又是因其中心到前端為模擬傳輸，從而無法實現傳輸線路以及前端設備的實時監測和集中管理，前端或線路有故障時，要查實具體原因非常不便。

3 結束語

在伴隨著監控網絡安全性要求的提高，監控點數量急劇增加，視頻存儲的數量、質量要求的提高，可從技術和經濟兩個方面統籌考慮存儲系統的建設，針對項目具體情況，酌情考慮系統設置，從而避免系統設計過度和不足的現象。