視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心--NVR
基于網(wǎng)絡(luò)的高清視頻監(jiān)控已成為市場主流，隨著ONVIF等國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的完善，前端各廠家不同數(shù)字設(shè)備IPC/DVS與NVR之間的兼容也逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，不同廠家的前后端設(shè)備不再需要通過私有協(xié)議兼容，通過ONVIF協(xié)議，NVR即可實(shí)現(xiàn)針對IPC的移動偵測、遠(yuǎn)程抓圖、云臺控制等操作。鑒于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的完善，可以預(yù)見在未來的監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)僅僅是作為視頻采集設(shè)備進(jìn)行圖像的采集和傳輸，NVR通過ONVIF等國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議廣泛兼容前端各廠家不同數(shù)字設(shè)備的編碼格式，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化帶來的分布式架構(gòu)、組件化接入的優(yōu)勢，而后端設(shè)備和平臺軟件通過NVR，實(shí)現(xiàn)圖像的遠(yuǎn)程預(yù)覽、回放調(diào)閱、報警聯(lián)動、圖像上墻等遠(yuǎn)程集中管理。即NVR作為一個視頻中間件，成為前端設(shè)備與后端設(shè)備之間傳輸控制的紐帶。
NVR的兩種產(chǎn)品形態(tài)及其比
根據(jù)產(chǎn)品架構(gòu)NVR分為嵌入式NVR和基于X86架構(gòu)的NVR，嵌入式NVR采用專用的DSP芯片進(jìn)行視頻解碼，因此解碼能力強(qiáng)，主要表現(xiàn)為解碼路數(shù)多，解碼顯示時延小，一般單顆DSP芯片可實(shí)時解碼4路1080P，延時不超過300ms；而基于X86架構(gòu)的NVR采用軟解碼方式進(jìn)行視頻解碼，即系統(tǒng)把CPU的一部分資源拿出來進(jìn)行解碼顯示，解碼能力弱，解碼顯示時延長，且穩(wěn)定性差，容易造成系統(tǒng)異常宕機(jī)，而一旦系統(tǒng)異常死機(jī)，因系統(tǒng)在死機(jī)狀態(tài)無法感知自身的狀態(tài)，無法自動重啟，會造成丟失錄像等嚴(yán)重問題；而嵌入式NVR的硬件看門狗可以通過心跳感知系統(tǒng)狀態(tài)，系統(tǒng)異常死機(jī)可自動重啟，保證錄像數(shù)據(jù)的正常存儲。嵌入式NVR的研發(fā)技術(shù)難度大，涵蓋從PCB原理圖的設(shè)計、底層驅(qū)動的開發(fā)、上層應(yīng)用的開發(fā)、外部接口和協(xié)議的兼容等，對前期推入的人力成本和資金成本要求比較高；而X86架構(gòu)的NVR主要是把各種軟硬件集成在一起，技術(shù)含量低，開發(fā)難度小，但由于各種軟硬件之間的耦合度高，容易造成系統(tǒng)穩(wěn)定性差、故障率高。嵌入式NVR結(jié)構(gòu)簡單，核心部件只是一個PCB板，所以成本低；而X86架構(gòu)的NVR涉及到的硬件較多，成本較高。由于嵌入式NVR技術(shù)含量高，開發(fā)周期長，目前國內(nèi)NVR具有自研能力的廠家并不是很多，大多數(shù)自研的NVR產(chǎn)品仍是以X86架構(gòu)的NVR為主，但嵌入式NVR因其在穩(wěn)定性、成本上的優(yōu)勢，會像模擬時代嵌入式DVR取代工控式DVR一樣取代基于X86架構(gòu)的NVR。
嵌入式NVR的芯片方案及其對比
在視頻領(lǐng)域，“高清”一詞最早起源于高清電視，而高清機(jī)頂盒技術(shù)是高清電視業(yè)態(tài)中發(fā)展最早、技術(shù)最成熟的技術(shù)，該技術(shù)領(lǐng)域共有三家優(yōu)秀的芯片提供商，分別是TI、PHILIP、TRIDENT。安防高清時代，TI和TRIDENT先后進(jìn)入了安防市場，因其技術(shù)上的成熟和領(lǐng)先性，成為高清芯片方案的首選，比如海康威視采用了TI芯片方案，偉視清采用了TRIDENT芯片方案。除了TI和TRIDENT，國內(nèi)芯片廠商海思憑借其在模擬視頻監(jiān)控領(lǐng)域的多年積累，2011年也推出了針對高清視頻監(jiān)控的海思3531芯片，目前嵌入式NVR的方案主要有3種，分別是以TI、TRIDENT為代表的中高端，和以海思為代表的中低端。
TI和TRIDENT的芯片方案在技術(shù)上成熟并領(lǐng)先，主要表現(xiàn)在支持的編碼格式多、解碼能力強(qiáng)、功能完善、穩(wěn)定性強(qiáng)，BUG少。但國外的芯片廠商只專注于芯片本身的研發(fā)，不提供整體方案的支撐；而海思除了提供芯片本身，更提供整體方案的支撐，開發(fā)人員只需要在海思提供的開發(fā)版上做少量的二次開發(fā)和優(yōu)化即可開發(fā)出滿足自身要求的產(chǎn)品，所以基于TI和TRIDENT芯片的NVR開發(fā)門檻高、難度大，因沒有整體方案的支撐只能從底層做起，周期長，加上廠家對中小公司的技術(shù)支持力度也小，一般NVR的研發(fā)周期需要1-3年，且芯片成本高，所以盡管TI和TRIDENT在高清視頻方面表現(xiàn)卓越，但使用TI和TRIDENT等高清專用芯片的廠家仍較少；而海思的芯片因?yàn)樵诟咔孱I(lǐng)域的積累相對較少，雖技術(shù)上略遜于前兩種芯片，但因其開發(fā)門檻低、難度小、周期短，成本低廉，廠家的技術(shù)支持力度大，并且有成熟方案的支撐，即使其芯片在高清視頻方面表現(xiàn)稍遜與TI和TRIDENT，但仍然成為眾多中低端嵌入式NVR的首選。
針對不同的部署方式，嵌入式NVR的功能側(cè)重不同
監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)部署方式可分為分布式架構(gòu)和集中式架構(gòu)，不同架構(gòu)的NVR應(yīng)用具有不同的側(cè)重點(diǎn)。
分布式架構(gòu)下，如銀行營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、加油站、便利店等場合，因單個網(wǎng)點(diǎn)的接入路數(shù)少，且對每路圖像實(shí)時預(yù)覽的要求高，這時候集存儲、解碼、媒體轉(zhuǎn)發(fā)功能的小盤位多路數(shù)的NVR更能滿足項(xiàng)目的需要。這種場景下，NVR直接連接顯示器，NVR進(jìn)行本地數(shù)據(jù)存儲同時，圖像實(shí)時解碼顯示在的顯示器上，以便于使用人員實(shí)時預(yù)覽，其次重要通道的錄像通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的上級監(jiān)控中心，這種形態(tài)的NVR需要集存儲、解碼、轉(zhuǎn)發(fā)等功能于一體，而且NVR更側(cè)重于解碼顯示，用戶更關(guān)心實(shí)時顯示的時效性。
在集中式架構(gòu)中，NVR通常部署在監(jiān)控中心的設(shè)備間，不需要直接連接顯示器進(jìn)行解碼顯示，由于接入路數(shù)多，系統(tǒng)更側(cè)重于大容量數(shù)據(jù)的存儲，對實(shí)時預(yù)覽的需求主要的是通過客戶端輪詢的方式進(jìn)行重要圖像的監(jiān)看。在這種架構(gòu)下，NVR更側(cè)重于存儲而不需要解碼顯示，支持多路數(shù)大容量數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的NVR更具優(yōu)勢。目前，有一些前瞻性的有技術(shù)實(shí)力的嵌入式NVR廠家正在研發(fā)針對集中存儲架構(gòu)的純存儲的低成本的嵌入式NVR，用于取代高成本的基于X86架構(gòu)的磁盤陣列，這類純存儲的嵌入式NVR成本是相同性能磁盤陣列的一半，且穩(wěn)定性高于磁盤陣列，更適合于監(jiān)控行業(yè)的集中存儲架構(gòu)，這類形態(tài)的NVR只負(fù)責(zé)多路數(shù)大容量數(shù)據(jù)的存儲，然后通過轉(zhuǎn)發(fā)功能在客戶端進(jìn)行圖像的實(shí)施預(yù)覽。
結(jié)束語
隨著高清數(shù)字化的發(fā)展，NVR作為監(jiān)控系統(tǒng)的視頻中間件產(chǎn)品，因其網(wǎng)絡(luò)化帶來的分布式架構(gòu)、組件化接入的優(yōu)勢，越來越占據(jù)著系統(tǒng)核心的地位，而在嵌入式NVR和基于X86架構(gòu)的NVR的PK上，嵌入式NVR憑借著高穩(wěn)定性、低成本優(yōu)勢將逐步取代基于X86架構(gòu)的NVR。同時針對不同的系統(tǒng)架構(gòu)和部署方式，嵌入式NVR必須進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品形態(tài)，推出有針對性的產(chǎn)品，來滿足不同系統(tǒng)架構(gòu)和部署方式對NVR產(chǎn)品的不同需求，更好的契合市場的應(yīng)用。
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