(1) 硬盘录像机的分辨率。硬盘录像机常见的分辨率有QCIF、CIF、 2CIF、4CIF、DCIF 和 D1。
1 ) QCIF 全称 Quarter Common Intermediate Format,是常用的标准化图像格 式。在H. 323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率,QCIF = 176x144 像素。
2) C1F是常用的标准化图像格式(Common IrUermedia丨e Format)。在H. 323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率,ciF = 352X288像 素。CIF格式具有如下特性:
•电视图像的空间分辨率为家用录像系统(Video Home System, VHS) 的分辨率,即352x288。
•使用非隔行扫描(non-interlaced scan)。
•使用1/2的PAL水平分辨率,即288线。
•对亮度和两个色差信号(Y、Cb和Cr)分量分别进行编码,它们的 取值范围同ITU-RBT.601。即黑色= 16,白色= 235,色差的最大值等于 240,最小值等于16。
1) 2CIF就是2个CIF,分辨率为7〇4><288像素。
2) DCIF分辨率是一种更为有效的监控视频编码分辨率(DCIF),其像素 为528x38七DCIF分辨率的视频图像来历是将奇、偶两个HALF D1,经反隔 行变换,组成一个D1 (720x576),D1作边界处理,变成4CIF (704x576), 4CIF经水平3/4缩小、垂直2/3缩小,转换成528x384, 528x384的像素数正 好是CIF像素数的2倍,为了与常说的2CIF (704x288)区分,被称之为 DOUBLECIF,简称DCIF。显然,DCIF在水平和垂直两个方向上,比HalfDl 更加均衡。
3) D1是数字电视系统显示格式的标准,分为以下5种规格:
• Dl: 480i格式(525i): 720x480 (水平480线,隔行扫描),与 NTSC模拟电视清晰度相同,行频为15.25kHz,相当于4CIF (720x576)。
• D2: 480P 格式(525p): 720x480 (水平 480 线,逐行扫描),较 D1 隔行扫描要清晰不少,与逐行扫描DVD规格相同,行频为31. 5kHz。
• D3: 1080i 格式(1125i): 1920x1080 (水平 1080 线,隔行扫描), 高清放送采用最多的一种分辨率,分辨率为1920xl080i/60Hz,行频 为 33. 75kHz。
• D4 : 720p格式(750p): 1280x720 (水平720线,逐行扫描),虽然分 辨率较D3M氐,但是因为逐行扫描,更多人感觉相对于10801 (实际逐次540 线)视觉效果更加清晰。分辨率为1280x720p/60Hz,行频为45kHz。
• D5: 1080p 格式(1125p): 1920x1080 (水平 1080 线,逐行扫描),目前 民用高清视频的最高标准,分辨率为1920><1080?/60112,行频为67.5出2。
其中D1和D2标准是一般模拟电视的最高标准,并不能称为髙清晰,D3 的1080i标准是高清晰电视的基本标准,它可以兼容720p格式,而D5的 1080P只是专业上的标准,并不是民用级别的。因为D1标准分辨率和4CIF相 同,故被应用到闭路监控系统中。
目前监控行业中硬盘录像机主要使用CIF (352x288)和D1 (704x576) 两种分辨率,CIF录像分辨率是主流分辨率,绝大部分产品都采用C1F分
辨率。
(2) 硬盘录像机所需存储容量的计算。前文论述过硬盘录像机分为PC式 和嵌入式两种,常见的路数有1, 2, 4, 8, 9, 12,16路和32路,甚至更大。 不论是PC式还是嵌人式硬盘录像机,主板上基本都配置有4个IDE 口(也有 配置2个IDE 口的),每个IDE 口可以连接2块硬盘,以目前的硬盘技术,每 块硬盘的最大容量为1000GB,每个IDE 口最大支持2000GB的硬盘容量。也 就是说,每台硬盘录像机最大内置8000GB的硬盘,这是目前的录像容量极 限,如果超过这个容量,则需要增加外部存储设备。
硬盘录像机对视频信号的处理主要通过视频压缩卡进行,主流的视频压缩 卡压缩输出码流为32~2048kbit/s可调,2048kbit/s就是常说的2M码流,由此 可以计算1路摄像机分别按照最小和最大码流录像lh所需要的硬盘空间。
最小码流
最大码流
在实际应用中,硬盘录像机的码流并不是按照最小码流或者最大码流计算 的。一般来说,如果是D1分辨率的硬盘录像机,就可以按照1024bit/s计算每 小时需要450MB的硬盘空间;如果是CIF分辨率的硬盘录像机,就可以按照 5l2bit/s计算每小时需要225MB的硬盘空间。由此可以计算16路硬盘录像机 录像 24h (1 天)所需的容量:CIF 为 5400MB (5.27GB), D1 为 10800MB (10.55GB)。那么8000GB的容量最多可录像天数:CIF约为95天(=8000GB/ 16/5.27), D1 约为47.5 天(=8000GB/16/10. 55)。
(3) 视频压缩标准 MPEG。MPEG (Moving Picture Experts Group),是 1988年成立的一个移动影像专家组。这个专家组在1991年制定了一个 MPEG-1国际标准,其标准名称为“动态图像和伴音的编码”,用于速率小于 每秒约1.5MB的数字存储媒体。这里的数字存储媒体指一般的数字存储设备, 如CD-ROM、硬盘和可擦写光盘等。MPEG的最大压缩可达约1 : 200,其目标 是要把目前的广播视频信号压缩到能够记录在CD光盘上并能够用单速的光盘 驱动器来播放,并具有VHS的显示质量和高保真立体伴音效果。MPEG采用 的编码算法简称为MPEG算法,用该算法压缩的数据称为MPEG数据,由该 数据产生的文件称MPEG文件,它以.MPG为文件后缀。
MPEG视频压缩标准按发展的阶段分为MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3和 MPEG-40
1) MPEG-1:广泛应用在VCD制作和一些视频片段下载的网络应用上, 可以说99%的VCD都是用MPEG1格式压缩的。目前习惯的MP3,并不是 MPEG-3,而是MPEG1 layer3,属于MPEG1中的音频部分。MPEG1的像质等 同于VHS,存储媒体为CD-ROM,图像尺寸320x240,音质等同于CD,比特 率为1.5Mbit/s。该标准分三个部分:
&助
•系统:控制将视频、音频比特流合为统一的比特流。
•视频:基于H. 261和JPEG。
•音频:基于MUSICAM技术。
越来越广泛的应用。同时也要注意,H.264获得优越性能的代价是计算复杂度 增加,据估计,编码的计算复杂度大约相当于H. 263的3倍,解码复杂度大约 相当于H. 263的2倍。
H. 264标准中的内部预测创造了一种从前面已编过码的一幅或多幅图像中 预测新的模型。此模型是通过在参考中替换样本的方法做出来的(运动补偿 预测)。AVC编码使用基于块的运动补偿。从H. 261标准制定以来,每一个主 要的视频标准都采用这个原理。H. 264与以往标准的重要区别是:支持一定范 围的图像块尺寸(可小到4x4)和更细的分像素运动矢量(在亮度组件中为 1/4像素)。
H. 264标准的主要特点是:
• H. 264具有较强的抗误码特性,可适应丢包率高、干扰严重的信道 中的视频传输。
• H.264支持不同网络资源下的分级编码传输,从而获得平稳的图像质量。
• H. 264能适应不同网络中的视频传输,网络亲和性好。
• H. 264的基本系统无需使用版权,具有开放的性质,能很好地适应 IP和无线网络的使用,这对目前的因特网传输多媒体信息、移动网中传输宽带信息等都具有重要的意义。
由以上描述可知,H.264是MPEG-4PartlO,故两种标准有很大的相似 性,所以很多硬盘录像机所标识的压缩标准为H. 264,实际上和MPEG-4是 类似的。
1 ) QCIF 全称 Quarter Common Intermediate Format,是常用的标准化图像格 式。在H. 323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率,QCIF = 176x144 像素。
2) C1F是常用的标准化图像格式(Common IrUermedia丨e Format)。在H. 323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率,ciF = 352X288像 素。CIF格式具有如下特性:
•电视图像的空间分辨率为家用录像系统(Video Home System, VHS) 的分辨率,即352x288。
•使用非隔行扫描(non-interlaced scan)。
•使用1/2的PAL水平分辨率,即288线。
•对亮度和两个色差信号(Y、Cb和Cr)分量分别进行编码,它们的 取值范围同ITU-RBT.601。即黑色= 16,白色= 235,色差的最大值等于 240,最小值等于16。
1) 2CIF就是2个CIF,分辨率为7〇4><288像素。
2) DCIF分辨率是一种更为有效的监控视频编码分辨率(DCIF),其像素 为528x38七DCIF分辨率的视频图像来历是将奇、偶两个HALF D1,经反隔 行变换,组成一个D1 (720x576),D1作边界处理,变成4CIF (704x576), 4CIF经水平3/4缩小、垂直2/3缩小,转换成528x384, 528x384的像素数正 好是CIF像素数的2倍,为了与常说的2CIF (704x288)区分,被称之为 DOUBLECIF,简称DCIF。显然,DCIF在水平和垂直两个方向上,比HalfDl 更加均衡。
3) D1是数字电视系统显示格式的标准,分为以下5种规格:
• Dl: 480i格式(525i): 720x480 (水平480线,隔行扫描),与 NTSC模拟电视清晰度相同,行频为15.25kHz,相当于4CIF (720x576)。
• D2: 480P 格式(525p): 720x480 (水平 480 线,逐行扫描),较 D1 隔行扫描要清晰不少,与逐行扫描DVD规格相同,行频为31. 5kHz。
• D3: 1080i 格式(1125i): 1920x1080 (水平 1080 线,隔行扫描), 高清放送采用最多的一种分辨率,分辨率为1920xl080i/60Hz,行频 为 33. 75kHz。
• D4 : 720p格式(750p): 1280x720 (水平720线,逐行扫描),虽然分 辨率较D3M氐,但是因为逐行扫描,更多人感觉相对于10801 (实际逐次540 线)视觉效果更加清晰。分辨率为1280x720p/60Hz,行频为45kHz。
• D5: 1080p 格式(1125p): 1920x1080 (水平 1080 线,逐行扫描),目前 民用高清视频的最高标准,分辨率为1920><1080?/60112,行频为67.5出2。
其中D1和D2标准是一般模拟电视的最高标准,并不能称为髙清晰,D3 的1080i标准是高清晰电视的基本标准,它可以兼容720p格式,而D5的 1080P只是专业上的标准,并不是民用级别的。因为D1标准分辨率和4CIF相 同,故被应用到闭路监控系统中。
目前监控行业中硬盘录像机主要使用CIF (352x288)和D1 (704x576) 两种分辨率,CIF录像分辨率是主流分辨率,绝大部分产品都采用C1F分
辨率。
(2) 硬盘录像机所需存储容量的计算。前文论述过硬盘录像机分为PC式 和嵌入式两种,常见的路数有1, 2, 4, 8, 9, 12,16路和32路,甚至更大。 不论是PC式还是嵌人式硬盘录像机,主板上基本都配置有4个IDE 口(也有 配置2个IDE 口的),每个IDE 口可以连接2块硬盘,以目前的硬盘技术,每 块硬盘的最大容量为1000GB,每个IDE 口最大支持2000GB的硬盘容量。也 就是说,每台硬盘录像机最大内置8000GB的硬盘,这是目前的录像容量极 限,如果超过这个容量,则需要增加外部存储设备。
硬盘录像机对视频信号的处理主要通过视频压缩卡进行,主流的视频压缩 卡压缩输出码流为32~2048kbit/s可调,2048kbit/s就是常说的2M码流,由此 可以计算1路摄像机分别按照最小和最大码流录像lh所需要的硬盘空间。
最小码流



(3) 视频压缩标准 MPEG。MPEG (Moving Picture Experts Group),是 1988年成立的一个移动影像专家组。这个专家组在1991年制定了一个 MPEG-1国际标准,其标准名称为“动态图像和伴音的编码”,用于速率小于 每秒约1.5MB的数字存储媒体。这里的数字存储媒体指一般的数字存储设备, 如CD-ROM、硬盘和可擦写光盘等。MPEG的最大压缩可达约1 : 200,其目标 是要把目前的广播视频信号压缩到能够记录在CD光盘上并能够用单速的光盘 驱动器来播放,并具有VHS的显示质量和高保真立体伴音效果。MPEG采用 的编码算法简称为MPEG算法,用该算法压缩的数据称为MPEG数据,由该 数据产生的文件称MPEG文件,它以.MPG为文件后缀。
MPEG视频压缩标准按发展的阶段分为MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3和 MPEG-40
1) MPEG-1:广泛应用在VCD制作和一些视频片段下载的网络应用上, 可以说99%的VCD都是用MPEG1格式压缩的。目前习惯的MP3,并不是 MPEG-3,而是MPEG1 layer3,属于MPEG1中的音频部分。MPEG1的像质等 同于VHS,存储媒体为CD-ROM,图像尺寸320x240,音质等同于CD,比特 率为1.5Mbit/s。该标准分三个部分:
&助
•系统:控制将视频、音频比特流合为统一的比特流。
•视频:基于H. 261和JPEG。
•音频:基于MUSICAM技术。
越来越广泛的应用。同时也要注意,H.264获得优越性能的代价是计算复杂度 增加,据估计,编码的计算复杂度大约相当于H. 263的3倍,解码复杂度大约 相当于H. 263的2倍。
H. 264标准中的内部预测创造了一种从前面已编过码的一幅或多幅图像中 预测新的模型。此模型是通过在参考中替换样本的方法做出来的(运动补偿 预测)。AVC编码使用基于块的运动补偿。从H. 261标准制定以来,每一个主 要的视频标准都采用这个原理。H. 264与以往标准的重要区别是:支持一定范 围的图像块尺寸(可小到4x4)和更细的分像素运动矢量(在亮度组件中为 1/4像素)。
H. 264标准的主要特点是:
• H. 264具有较强的抗误码特性,可适应丢包率高、干扰严重的信道 中的视频传输。
• H.264支持不同网络资源下的分级编码传输,从而获得平稳的图像质量。
• H. 264能适应不同网络中的视频传输,网络亲和性好。
• H. 264的基本系统无需使用版权,具有开放的性质,能很好地适应 IP和无线网络的使用,这对目前的因特网传输多媒体信息、移动网中传输宽带信息等都具有重要的意义。
由以上描述可知,H.264是MPEG-4PartlO,故两种标准有很大的相似 性,所以很多硬盘录像机所标识的压缩标准为H. 264,实际上和MPEG-4是 类似的。