半数字视频监控系统构成详解

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，人们越来越多地利用计算机（包括多媒体PC和嵌入式计算机）的高速数据处理能力进行视频的采集和处理。我们把模拟视频信号经传输至计算机处理后转换为数字信号供后续设备使用的视频监控系统叫做半数字视频监控系统，又叫准数字视频监控系统。由模拟摄像机获取模拟视频信号，视频信号经由同轴电缆或光缆传输，由多媒体控制主机或DVR进行数字处理与存储。视频信号只是在终端处变为数字信号，其他部分依然为模拟视频信号。

按照其主控台系统控制设备的不同我们把半数字视频监控系统又分为两种类型，即基于多媒体控制主机和基于DVR。后者是半数字视频监控系统的主流，我们也只以后者为例进行介绍。

基于多媒体控制主机系统又可分为两种类型：基于微处理器的视频切换控制与PC的多媒体管理和基于PC实现对矩阵主机和报警接口软件模块的控制。前者利用带微处理器器件的矩阵切换器，将原来分散的视频监控器件集中化，如将视频切换、前端云镜控制等功能集成，实现由矩阵切换器一机处理的功能。后者采用软件设计，实现摄像机到监视器的视频矩阵切换，云台和镜头的控制，通过串口连接报警设备的报警信息，并通过编程自动完成视频切换、云台控制、报警联动和报警录像等各项控制功能。

基于DVR的系统也有两种类型，分别为基于PC架构的PC式DVR和脱离PC架构的嵌入式DVR。

PC式DVR是以传统的PC为基本硬件，以Windows、Linux等操作系统为基本软件，配备图像采集或图像采集压缩卡，编制软件成为一套完整的系统。PC具有硬件更新速度快的特点，因而PC式DVR的产品性能提升较容易，同时软件修正、升级也比较方便。PC式DVR产品的主要问题表现为三个方面：首先为稳定性差，DVR软件、PC硬件、Windows OS不兼容等易造成死机；其次是维护工作难度大，PC式DVR产品操作及维护需要有一定的技术基础；最后是记录存储易丢失或被修改，可易于从PC的底层进入系统对已记录的图像文件进行删改或因寄生的OS故障而系统受影响等。PC式DVR适合于对可靠性要求不高的商用办公环境，不能用于工业控制领域。其按PC的不同又可分为工控机PC DVR、商用机PC DVR和服务器PC DVR三种。工控机PC DVR采用工控机箱，可以抵抗工业环境的恶劣和干扰，采用CPU工业集成卡和工业底板，可以支持较多的视音频通道以及更多的IDE硬盘，图3-1所示为工控机PC DVR。商用机PC DVR一般也采用工控机箱，用以提高系统的稳定可靠性，视音频路数较少时也可用普通PC机箱和通用的PC主板，价格便宜，适用于一般场合。服务器PC DVR采用服务器的机箱和主板，其系统的稳定性和可靠性都较前两者强很多。图3-2所示为PC式DVR的系统应用结构示意图。

图3-1 工控机PC DVR

图3-2 PC式DVR的系统应用结构示意图(https://www.xing528.com)

嵌入式DVR是基于嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统的嵌入式系统，它采用专门芯片对图像进行压缩及解压回放，嵌入式操作系统主要是完成整机的控制及管理。嵌入式系统集系统的应用软件与硬件融于一体，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的应用。它的整个视音频的压缩、显示、网络等功能全部通过一块单板实现，产品品质稳定性和可靠性均较高，不会出现死机等问题，并且在视音频压缩码流的存储速度、分辨率及画质上都有较大的改善。它的应用如图3-3所示。

图3-3 嵌入式DVR的应用示意图

半数字视频监控系统是在模拟视频监控系统的基础上发展来的，该系统包括模拟部分和数字部分，如图3-4所示。模拟部分主要对视频和图像的生成、传输和矩阵的切换进行操作，而对于图像分割部分的处理，既可以采用模拟装置完成，也可以利用电子计算机通过软件形式来完成。

图3-4 半数字视频监控系统的结构示意图

半数字视频监控系统与模拟视频监控系统在结构上的不同在于使用硬盘录像机进行记录存储。硬盘录像机采用数字化技术把模拟的视频图像进行数字信号的转化之后，再进行压缩、切换和记录等一系列的连续处理。