NVR的技术特点和应用

文/苏会珍

NVR(Network Video Recorder)全称为网络视频录像机，主要工作模式是通过网络接入数字摄像机的视音频信号，通过硬盘进行音视频录像，其核心功能同DVR一样仍然在于硬盘录像，因此NVR也被称为网络硬盘录像机。

NVR设备主要根据前端接入的网络摄像机的数量来划分为单路、4路、8路、16路、32路以及更多路数，银行等金融行业主要以8、16路为主流产品，其它小的商店、学校的监控上比较倾向于4路的设备。

从2000年以来，DVR面世在安防行业以来，就开启了数字视频监控系统时代。DVR可以整合摄像机、报警输入/输出设备、控制键盘、显示设备、鼠标、遥控器、远程终端设备等组成一个完整的监控系统，实现对音视频信号的图像和语音进行长时间录像、远程监视、远程控制、回放、备份的功能。

图1 NVR监控组网图

图1是NVR监控组网图，相对于DVR，NVR的使用上更加便捷，仅通过网络接口便可以实现前段摄像机音视频的接入。

监控组网图主要组成部分说明如下：

摄像机：NVR 通过网络接入网络摄像机音视频信号，由于不受物理接口限制，一台NVR设备可以根据机器性能接入更多的音视频信号。接入的一台32路的NVR最多可以接入32个模拟摄像机。

报警输入/输出设备：报警输入/输出设备可以接入NVR设备相对应的报警输入/输出接口，在产生报警时，NVR设备可以及时录像以及记录报警信息并通过网络或者报警输出设备输出，及时通知监控人员关注。

显示输出：硬盘录像机接入显示设备方式包括3种，一种是通过BNC接口输出至普通CRT监视器，另一种是通过VGA接口输出至具有VGA接口的其它类型显示器，如电脑显示器等，一般应用较多的是NVR均支持HDMI显示高清输出。通过显示输出可以直接查看设备接入的各个摄像机的实时、清晰的监视画面。

远程终端：可通过网络端口将音/视频信息传输至PC机，从而可在PC终端利用专门的监控软件予以管理。在远程PC终端可以通过IE浏览器或者专用的监控软件登陆NVR设备，可以实现对NVR设备的远程监控、远程配置、远程录像调取回放。并可以对前端云台镜头及预置位、自动巡航、轨迹、灯光、雨刷等进行控制，监控人员只需要坐在监控室就可以集中查看所有NVR设备连接的各个监控画面及控制设备。

控制键盘：通过控制键盘可以远程控制NVR设备；鼠标：鼠标通过USB接口直接接入NVR设备，操作配置NVR；遥控器：一般NVR均可以通过红外接收窗口接收遥控器按键命令，对设备进行操作。

NVR性能表现

NVR的性能目前从如下几个方面进行评测：

接入视频图像质量

目前NVR可支持3MP/5MP/6MP甚至4K分辨率的视频，但接入图像主要是分辨率为1920×1080的高清视频，码率一般设置在2M-10Mbps。与传统D1相比较，其分辨率更高、画质更清晰、画面更细腻，色彩还原度更真实，满足了对于视频质量清晰度的要求。但是对于高分辨率接入的摄像机、NVR本身解码分辨率、视频输出显示器都对应调节为及1920×1080以上分辨率，接入NVR视频图像质量的显示才是最佳的。对于相同分辨率，各个厂家在图像色彩的亮度、色度、饱和度等参数上进行对比，还要考虑无噪点、马赛克、抖动的问题。

接入的各个厂家的网络摄像机的兼容性

NVR通过网络接入网络摄像机，各个厂家网络摄像机支持协议不同，因此各个厂家网络摄像机需要支持统一的onvif协议，NVR也需要支持标准onvif协议。NVR支持通过onvif协议或私有协议接入网络摄像机的视频稳定性及功能兼容性成为NVR的一个重要指标。

解码技术

市面上主流的NVR采用的编解码技术有JPEG、、MPEG-4、H.264、M-JPEG,而MPEG-4、H.264是国内最常见的编解码方式；

JPEG的压缩倍数为20～80倍，适合静态画面的压缩，分辨率没有选择的余地。以往的JPEG压缩技术是直接处理整个画面，所以要等到整个压缩档案传输完成才开始进行解压缩成影像画面，而这样的方式造成传输一个高解析画面时须耗时数十秒甚至数分钟。

M-JPEG源于JPEG压缩技术，是一种简单的帧内JPEG压缩，压缩图像质量较好，在画面变动情况下无马赛克，但是由于这种压缩本身技术限制，无法做到大比例压缩，录像时每小时约1-2GB空间，网络传输时需要2M带宽，所以无论录像或网络发送传输，都将耗费大量的硬盘容量和带宽，不适合长时间连续录像的需求，不大实用于视频图像的网络传输。

MPEG是压缩运动图像及其伴音的视音频编码标准，它采用了帧间压缩，仅存储连续帧之间有差别的地方 ，从而达到较大的压缩比，MPEG-4是为移动通信设备在Internet网实时传输视音频信号而制定的低速率、高压缩比的视音频编码标准。

H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍,H.264可提供更高的压缩效率和更好的图像质量，满足视频监控市场的需要，因此目前各厂家的NVR录像编解码均以H.264方式为主。

录像保存时间

监控应用上要求的录像段保存时间一般为3个月，随着压缩技术的发展以及硬盘容量的不断扩大，对于1080P分辨率的录像段，录像保存时间上没有问题。以一台8路NVR为例，8路均接入1080P，码流为4Mbps的录像段，每天按照12小时录像，保存3个月录像段需要的硬盘容量为15T，NVR上可以插入5块3T硬盘即可满足使用要求。目前硬盘最大容量已经可以支持到6T，主流也在4T左右。主流的NVR产品一般可以支持8-24块硬盘，均可以满足录像保存时间要求。

智能视频分析

智能视频分析是通过自动识别和提取图像中所含的关键信息，让计算机代替人去监看视频图像，根据检测的视频图像进行智能录像和报警。智能视频分析的应用性能受多种环境因素的影响，如摄像机安装的角度、高度，环境的光照条件，场景中人员的密集程度等。需要完成安装后需要对应用进行现场调试，针对具体的现场环境调整最佳的应用性能。当前市场上多家厂商的IPC产品均支持包括周界保护、绊线检测、遗留物检测、物品丢失检测、人数统计、斗殴检测、人员滞留、人员贴近、哨兵管控、ATM看护等智能功能，在目前的ATM自动取款机上有很广泛的应用。NVR上也可以接入带智能视频分析功能的IPC后，可以接收智能报警并在NVR上显示智能报警信息。

数据备份

NVR设备均支持数据备份的功能，可以通过USB接口将需要的录像段从设备上截取备份出来。随着USB3.0的发展，NVR设备上的USB备份速度也得到很大提高。可以快捷的备份用户需要的资料。并且备份的资料可以在通用播放器上进行播放，方便用户对录像的查阅。

网络功能

通过网络连接厂家的专用监控软件或平台，实现同时监控多台NVR设备的所有画面，全部画面能达到清晰、实时、流畅，长时间连接稳定性高。在保证性能基础上还需要网络功能全面，可以实现NVR基本配置，录像段下载备份等功能，操作快捷简单，比如在查看NVR设备时，可以通过网络搜索显示出设备的基本信息，确认设备后，通过点击一个按钮就可以实现该设备添加所有画面的预览。尤其对于民用的一些应用上，对于一键配置、自动打开预览画面，可以简化用户的操作。

手机监控

随着3G网络发展及手机应用软件的普及，目前监控也在手机业务上转移。在手机上通过专用的监控软件，对于公司和商店的业主外出期间，可以随时随地查看公司和商铺运作情况，提供公司和商铺24 小时的昼夜监视和布控，按用户要求对异常情况即时录像，供分析破案参考。医院和幼儿园，可以使用本系统让用户随时了解父母和幼儿情况。其他特殊场所：城市交通状况的监管；以及一些不适合看管人员长久坐班但又需要看管的场所如机房、仓库、药库等等。

DVR与NVR的区别

目前随着网络高清摄像机的发展，网络硬盘录像（NVR）也在逐渐取代DVR成为最新一代的网络监控设备。对于NVR和DVR的主要区别如下：

接入摄像机方式

DVR是通过BNC物理接口及物理线缆接入模拟摄像机的信号。而NVR仅需要一根网线通过网络链接接入网络摄像机，物理布线上会更加简单。

分辨率

DVR支持的分辨率为D1或者WD1，清晰度一般在400线，而NVR可以支持高清分辨率720P（1280×720）及1080P（1920×1080）的摄像机的接入，甚至目前更高的500W、4K分辨率的接入，清晰度可达到1000线，接入后进行解码显示及编码存储，视频监控画面表现更加清晰，同样也需要较高的网络带宽，对于图像的压缩控制及硬盘存储也会有较高要求。

NVR新技术应用

针对当前NVR高清监控带来的网络带宽不足和硬盘存储空间不足的问题，蓝色星际在技术和产品形态上都有创新：

蓝色星际推出了高清转码双码流回放技术，即在NVR上接入高清1080P的4M的码率，高清预览及存储录像，远程客户端在调阅视频时，在高速带宽情况下，可以选择高清的视频预览及回放。如果带宽不足，无法调阅高清视频，那么在远程预览时，可以选择低分辨率标清D1的预览，远程回放的时候同样也可以根据网络情况选择标清D1/CIF低码率，将已经录制好的高清视频流转换为标清低码率视频流进行网络传输，解决高清录像远程窄带调阅的问题，破局高清化应用难题。

推出16/24盘位的NVR存储设备，可支持前板插拔硬盘，安装方便，设备形态如下：单块硬盘容量均可支持到6T，16/24块硬盘可分组对前端视频图像录制，硬盘解决高清存储硬盘空间不足的问题。为提高大盘位设备上硬盘读写速度及硬盘损坏的冗余及容错性能，蓝色星际还增加了磁盘阵列RAID功能，将多个硬盘配置在一个阵列中同时存储和读取数据来提高硬盘的吞吐量，当单个硬盘损坏时，可以通过新加入的热备盘自动进行数据的重构，保证录像数据不丢失，提供系统运行的稳定性。

NVR未来发展

在很多金融行业，由于线路已经铺设完成，并且可以稳定运行使用，因为并不着急额外花成本去更换为NVR设备。对于新的对于监控质量要求较高的场所，投入一些高清的网络硬盘录像机是一个明智的选择。因此，在DVR和NVR的结合上有混合式硬盘录像机HDVR的应用，同一台设备既可以接入模拟摄像机，保持原有链路的使用，也可以新接入网路摄像机，适应新的高清网路监控的需求。各个厂家在对于HDVR的使用上也保持灵活性，一般的HDVR也可以扩展为一台高路数的网络硬盘录像机使用。

随着网络高清和数字化的发展，NVR的应用会越来越广，NVR与前端接入的网络摄像机兼容性和稳定性上不断提高。配合现场高热度的云视频，可以实现在云上查看高清或者标清监控视频。H.265发展后可以大大降低高清视频流的带宽，对于4K甚至8K高清流的存储和传输都有很大提高。为了配合高清存储，NVR 也不断在推出高路数16盘、24盘的型号，支持磁盘阵列功能，提高硬盘存储的效率和安全性。