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DVR各種操作系統(tǒng)及壓縮技術的探討

在數位錄放影機的發(fā)展過程中,多數制造商認為操作系統(tǒng)及視頻壓縮技術是產品制造的重要關鍵點,也因此延伸出許多爭議性的問題。為此,本刊將分別從此兩方面的各式技術之優(yōu)缺點加以討論,以期為讀者提供一個較清楚的技術全貌。
近年來,由於消費者逐漸無法滿足於類比技術,因此,在資訊科技的發(fā)展帶動下,數位技術產品異軍突起,并以銳不可擋之姿席卷了全球安防產業(yè)。數位技術產品在提高產品的使用效率、減少用戶開支的同時,也為用戶提供了安防技術的全新概念。就CCTV領域來說,數位化產品在使用上不僅比類比產品方便,而且品質也遠遠超過了類比技術,比如數位錄放影機,其在圖像存儲、事件查詢、圖像辨認以及其他的操作功能方面,較之類比產品技術有相當大的提升。

操作系統(tǒng)

目前市面上有兩種類型的DVR產品,一種PC-based,一種單機系統(tǒng),目前是PC-based占絕對多數,然而未來情勢撲朔迷離,誰將成為市場的勝利者尚無人能下定論。而供應商對市場發(fā)展狀況也抱持不同看法,更有部分供應商認為此兩種類型的產品將長期分流。Ikegami公司海外部Yasuhiko Saito指出∶「近期內安全產品將會出現兩種發(fā)展的可能性;一方面,鑒於RTOS(Real-time Operation System,實時操作系統(tǒng))在運作時的可靠性,預料未來將成為發(fā)展主流。另一方面,對于基于局域網、Internet的安防產品,Windows操作系統(tǒng)則因為操作簡單而成為這部分的主要操作系統(tǒng)」。


基於Windows的DVR


對於以PC為主要架構的安全產品來說,Windows以其使用簡單、應用普遍等特點而名列各種操作系統(tǒng)名單的榜首。3R集團總裁Sung-Ik Chang表示∶「大多數DVR及其相關產品的廠商都采用基於Windows的操作系統(tǒng);尤其在美國這樣的大市場,用戶為了日後維護方便,多傾向於使用基於Windows3.1或Windows95的DVR產品」。Digital Logic公司海外市場部經理Jonathan Kim也說∶「簡而言之,我們認為Windows操作系統(tǒng)是最適合DVR系列產品的。因為Windows是目前較通用的操作系統(tǒng),不論任何地方Windows都可以支援任何相關產品」。



除此之外,Windows操作系統(tǒng)在軟件升級方面,也強於其他操作系統(tǒng)。由於IT產業(yè)與安防產業(yè)密切相關,因此當數位技術在IT產業(yè)日進萬里的同時,安全產業(yè)必然無法置身事外。Winnertec System總經理M.Y.Shin說道∶「我相信Windows對於數位錄放影機來說,是很不錯的操作系統(tǒng);這種操作系統(tǒng)具有強大的可升級性,而且可迎合各種市場需求」。Comart System公司業(yè)務經理Vitto Kim也同樣認為∶「對於DVR產品來說,由於系統(tǒng)不可能長期停留在一個水平上面,因此可升級性成為一個系統(tǒng)發(fā)展關鍵點。然而,由於產品售價高,用戶不太愿意去買一套嶄新的系統(tǒng)來替換。因此,一旦用戶對於監(jiān)控系統(tǒng)有了更高的要求或者原有的系統(tǒng)暴露出一些缺陷,產品的升級就成為首要的解決方案」。



盡管供應商認為,系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決於用戶的實際操作方式,然而,Windows操作系統(tǒng)本身不穩(wěn)定性,仍令使用者相當質疑。佳鋒集團總經理劉鴻鈞表示∶「如果只單純使用監(jiān)控系統(tǒng),Windows 98系統(tǒng)相當穩(wěn)定;但如果在Windows平臺上同時運行別的程式,則系統(tǒng)就會不穩(wěn)定,甚至出現當機的情況」。



基於Linux操作系統(tǒng)的DVR


IT業(yè)界中Windows和Linux兩者間的激烈競爭也繼續(xù)延燒到安防產業(yè),尤其是DVR產品。和Windows相似,Linux也因為它系統(tǒng)簡單,而成為DVR制造商所采用的暫時性操作系統(tǒng)。有鑒於此,部分供應商甚至表示Linux比Windows更加合適應用在數位錄放影機上。Eastern Info-Com公司海外市場部協(xié)理Hyoksang Kwon即表示∶「由於Windows的穩(wěn)定性欠缺,且價格頗高,相形之下,Linux看起來是最有發(fā)展?jié)摿Φ闹髁鞑僮飨到y(tǒng)」。



實際上,現在就對「Linux作為DVR的操作系統(tǒng)會優(yōu)於Windows」的問題下結論仍嫌太早。據其他制造商反應,Linux在相容性方面仍存在著一些問題,如列印機支援、Internet聯(lián)接方面,都不如Windows。劉鴻鈞即表示,「市面上的主流列印機一般都是針對Windows操作系統(tǒng)而不是Linux設計的」。



基於RTOS操作系統(tǒng)的DVR



對於單機型或非PC操作的DVR產品來說,RTOS(Real Time Operation System)是最佳的操作系統(tǒng),以韓國和日本為主要供應商。許多韓國廠家,最近都推出了非PC操作的DVR,諸如3R、Korea Computer Technologies, Kodicom, Artinix等,而且都是采用基於RTOS接收機(Set-top box)的形式。這些廠家認為,單機型DVR具有高經濟效益、高穩(wěn)定性及高相容性等特點。此外,另一個讓日本廠商熱衷於單機型DVR的原因在於圖像清晰度。目前,大多數基於PC的DVR的圖像品質都不如單機型的DVR。



然而,由於越來越多的用戶介入到網絡,使得文件、資源共享在安全行業(yè)也越來越普及,因此網絡連結成為單機型DVR所面臨的最大考驗。Digital Logic公司的Jonathan Kim表示∶「當我們談論單機型DVR時,經常遺漏掉網絡化的遠端控制部分。但DVR系統(tǒng)如果不能和網絡銜接,那就不成其為DVR系統(tǒng)」。尤其是西方制造商,如美國、德國、英國以及其他北歐國家,已經將網絡功能視為是數位CCTV產品的關鍵因素。Dedicated Micros執(zhí)行總經理Mike Fawcett舉例說明∶「英國的化工廠是成本很高的地方,因此需要很多的人員進行監(jiān)控,然而,效果不是很好。現在采用了網絡設備,除了可以在任何地方觀察工作人員和生產線狀況之外,制造商也可以節(jié)省不少成本」。



現在,用戶可以通過LAN/WAN、Internet等網絡來監(jiān)視他們所關心的事務,比如從遠端通過網絡瀏覽器觀察生產線的現場情況或預錄的影像。這個特性既為現有的CCTV攝像系統(tǒng)提供更加多元的使用方式,又大幅降低操作時的危險程度。為了達到這個目的,單機型DVR制造商陷入兩難的局面,因為,這需要在產品中增加晶片才能使DVR相容於現有系統(tǒng),而此舉將增加廠商生產成本。Korea Computer Technology公司總經理Y.H.Min指出∶「這種狀況(指增添晶片)迫使我們增加投資金額,但在價格競爭日益劇烈的情況下,對我們相當不利」。



MPEG4是更好的DVR壓縮方式嗎?

再從視頻壓縮技術來看。MPEG是由Motion Picture Expert Group所制定的的圖像壓縮標準;而MPEG4是專為移動通信設備(例如行動電話)在英特網實時傳輸音/視頻訊號而制定的最新MPEG標準。和MPEG以往的版本相比,MPEG4最大不同之處在於使用「圖層」(layer)方式,能夠智慧化選擇影像的不同之處,使圖檔容量大幅縮減,而加速音/視頻的傳輸,因此,MPEG4的出現廠商而言,無疑是一大福音。3R公司的Sung-IK Chang具體指出∶「大體來說,壓縮技術采用兩種方法,一種是intraframe,另一種是Interframe。Interframe,可區(qū)分每幅影像的差異,并單只傳送影像不同的部分,H.263和MPEG是這種格式的代表。而Intraframe方式則把一個動畫分解成若干個固定的畫面一幅一幅的傳輸,以Wavelet 和Motion JPEG為此方式的代表。從傳輸效率考量,Interframe在性能上要遠遠優(yōu)於Intraframe;而且,interframe技術在畫面變動較小情況下,能提供相當不錯的畫質」。



然而,安全產品的用戶必須考慮到圖像畫質的問題。在這一點上MPEG較之wavelet和JPEG要遜色。Digital Logic公司的Jonathan Kim認為∶「我們承認MPEG4在視頻壓縮方面比較優(yōu)秀,但MPEG系列皆存在著圖像干擾和畫面扭曲失真的情況。如果用戶想購買存儲量大的DVR,他可以考慮MPEG壓縮格式;但如果用戶希望能有良好的畫質,則應該考慮其他的壓縮方式;至於那種方式好,則取決於客戶需求」。



Estern Info-com公司的Hyoksang認為∶「圖像清晰度,同圖像的壓縮率、CPU和其他相關硬體的負載是成反比的,由於MPEG4具有極高的壓縮率,因此導致圖像的不清晰,要達到安防產業(yè)的標準,還有很大的改進空間」。



DM公司的執(zhí)行總裁Mike Fawcett進一步指出∶「對於靜止的物體,不論用JPEG方式壓縮還是MPEG方式壓縮,傳輸的速度都是一樣的。然而,如果物體是呈現運動狀態(tài),則MPEG格式不會立即反應傳輸,這是因為MPEG格式傳輸的速度較慢,或者監(jiān)控中的場景出現干擾」。Fawcett認為,JPEG壓縮技術不論在圖像畫質還是在傳輸速度上,都更加適合安防產業(yè)。他說∶「我認為JPEG的品質更好,更加具有競爭力,也更安全」。




擴展存儲容量有助於更高畫質的要求

隨著DVR技術的不斷發(fā)展、存儲容量逐步擴大,用戶會對畫質的要求必然越來越高。Visionfactory董事長David Beanland表示∶「盡管JPEG和Wavelet格式的圖像需要占用較大的存儲空間,但這種壓縮技術在DVR產業(yè)仍然是主流。毫無疑問地,DVR的存儲容量會逐步擴展,存儲容量達200GB以上將不再只是一個夢想。而用戶在容量問題得到解決之後,便會將焦點指向圖像的畫質,MPEG方式將會被排除在外」。Beanland同時也指出,采用MPEG壓縮技術錄制的圖像是否能作為可靠的法庭證據還值得商榷。



現任職於飛利浦公司,具有14年經驗的Alan Everid指出,事實上對於DVR產品而言,Wavelet是最具潛力的壓縮方式。其原因在於Wavelet省略了圖像的高頻成分,僅保留了單幀圖像信號。這個特點,特別適用於畫面變更頻繁的場合,比如多畫面分時顯示。



不過,用戶需要考量連網與否,作為選擇壓縮方式的依據,因為,Wavelet雖然適合安防產業(yè)使用,但并非現行的IT網絡所普遍支援的格式,所以在使用上會有所限制。



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