嵌入式DVR（精选三篇）
嵌入式DVR 篇1
随着嵌入式DVR在视频监控领域中所占的市场份额不断扩大，一些主流厂商在原构架的基础上，紧紧跟踪市场的需求，不断研发出各种新技术，并快速地将成熟的技术产品移植于嵌入式DVR中，使得近期嵌入式DVR更具有活力，更具有竞争力。
2 关键技术分析
2.1 双码流技术
双码流，顾名思义即在视频处理时同时并存两种码流，采用一种码流用于高品质实时存储DI格式图像，而采用另一种码流将DI图像转化为CIF图像进行网络传输。
双码流是通过在编码端采用两种格式进行分别编码来实现的。实现任意码流格式选择编码，即在编码时不再指定码流，可实时选定码流进行MPEG-4高压缩比编码，不仅实现了双码流传输、存储，还涵括了任意选择码流实时压缩、并存。
2.2 硬盘的预分配和多分区以及硬盘休眠技术
磁盘预分配技术和多分区技术：可以很好地解决由于硬盘磁头工作时长距离来回奔波而出现的写盘速度急剧下降，以及因此导致的硬盘寿命大大缩短的问题。
硬盘休眠技术：如果硬盘录像机有多个硬盘，多路图像应同时尽量记录在一个硬盘上，让其他硬盘主轴电机停止旋转。这一方面能延长硬盘寿命，另一方面也能降低硬盘录像机的功耗。
硬盘失效预警技术：针对硬盘盘片磁粉逐步损坏脱落及相关使用问题，将硬盘的SMART技术运用于硬盘录像机上。读取并分析、比较硬盘的SMART数据，当出现安全值范围以外的情况时，自动向用户发出警告。这样，可以对硬盘潜在故障进行有效预测，在硬盘失效前停止其工作，代之以另外的更为可靠的硬盘，从而大大提高数据的安全性，将用户的损失减至最小。
2.3 先进的压缩技术
2.3.1 系统解压缩方式
DVR目前采用的解压缩技术有纯软件解压缩、硬件解压缩和硬件软件相结合解压缩三种。软压缩是由生产企业自主实现编解码的算法。硬压缩由厂家制定，不能灵活适应市场的变化，易导致产品被淘汰。视频监控系统中，对解码通道要求不多的系统，可以采用软件解码方式实现音视频的还原;在用户要求同时对多通道进行解码时，则一般采用硬件解码方式进行处理，以节省计算机资源。所以，在具体应用中的选择要视用户需求而定，不能一概而论。
2.3.2 CCD干扰“实时滤波”的方式
中低档的CCD噪声干扰比较明显，特别是在低照度的环境中，干扰对图像质量有非常大的影响。这些噪声点因产品型号和工作环境的不同而有所不同。由于视频压缩算法是通过前后帧图像的差异实现压缩，因此这种随机噪声点对压缩的影响非常大，有的时候甚至造成码流成倍上升，将压缩算法的优点全部掩盖。
目前主要采用两种滤波方式：时间轴上的滤波与空间轴上的滤波。时间轴滤波采用运动自适应方式来去除伪颜色噪声，同时还原运动物体。空间轴滤波用来去除泊松噪声同时强化物体边缘。除此之外，还需要一套柱状均衡器，它通过平滑亮度信号的突变来改善对比度。
2.3.3 压缩算法的选择
当前的网络建设情况不允许占用太多的网络带宽，因此，选择压缩比较高的视频压缩算法非常重要，目前市场主流的嵌入式DVR都采用MPEG-4和H.264的算法，视频压缩比可达到200:1或者300:1。H.264的特点是在压缩算法本身上采用更为复杂的计算方法，如更加细分的图像单元等，从而提高压缩比，在相同网络带宽的条件下获得更好的图像效果。针对高端市场客户的不同需求和不同的细分市场有不同算法。
2.3.4 DVR智能化功能
DVR智能化功能大致分为两类：一类是基本功能智能化，另一类是按需功能智能化。
(1) DVR基本功能智能化
(1) 图像检索方法的智能化
以停车场管理系统为例，检索图像时通常是以时间、刷卡号、车牌号三者为依据进行智能快速检索，查找所需的视频信息。这样既方便，又能节省时间，还能降低误差率。
(2) 与其他系统交互联动的智能化
DVR和停车场系统联动智能化：赋予DVR的录放像功能以类似分控端播放的形式，使停车场系统能直接选择需放像的文件。这就需要停车场系统将刷卡信息在第一时间内通过网络或者RS485信号方式通知DVR，使DVR立即对指定的摄像机进行录像，并且在图像上叠加专用的停车系统标签，使录像的视频图像里加载有车辆的OSD信息。当连在网络上的停车系统需要调看该段录像时，通过网络就能调用存储于DVR的那个时间段的摄像机的录像资料。
DVR与门禁系统联动智能化：当门打开或者使用者刷卡时，对应的摄像机开始录像，并且也打上了属于这段录像的特有信息。当查证时，只要调看门禁的开关记录就可直接将该段录像调用出来。这样就有了针对性，并减少了漏录与多录。
报警联动智能化：根据报警信息将快球转到预设的报警区域，并开始报警录像与叠加方便于日后查证的信息;也可弹出具有明显标识显示的电子地图以及声光警示，使监控人员能在第一时间监视报警点的情况。即使监控室内无人，DVR系统也能自动地将报警点的图像记录下来。
总之，DVR与其他系统联动智能化后，能大大地扩展DVR的功能，使其有了较高的适应性，能满足各方面的需求。
(3) 录像功能的智能化
现在采用的MPEG-4和H.264的压缩算法，可以对动态图像分区域采用不同的压缩比，甚至在重点区域采用无损压缩。
(4) 视频移动检测的智能化
基于静态的不变的背景图像，DVR可以嵌入视频移动检测智能化功能，主要是记录动态图像，包括视频移动检测报警，可广泛应用于防盗报警系统中。
(2) DVR按需智能化功能
(1) 人体生物特征识别的智能化功能
人体生物特征识别主要有人的步态、面相与声音识别三种，它通过与数据库档案中相应的人体生物特征进行比较，来识别犯罪人员。在识别出犯罪人员后，即进行锁定跟踪与预/报警。
(2) 人与物的异常行为状态检测的智能化功能
当检测到图像序列人的异常行为，如翻越院墙、栏杆，戴着面罩，拿出刀枪抢劫与绑架，打架、斗殴等时，进行锁定跟踪与预/报警。
当检测到图像序列物品的异常状态，如箱子、包裹、车辆等物体在敏感区域停留的时间超过了预定义的时间时，进行报警。
(3) 道路交通检测的智能化功能
主要用于城市道路智能交通系统，包括车辆异常行为检测、识别的智能化功能，如闯红灯、压黄线、超速、逆行与非法停靠等，此外还有车牌识别系统功能。
(4) 用于商业等用途的智能化功能
识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等。还可统计人们在某物体前面停留的时间，据此可以评估新产品或新促销策略的吸引力，也可以计算为顾客提供服务所用的时间等。
通过视频监控设备对监控画面的分析，能够自动统计计算穿越重要部门、重要出入口或指定区域的人或物体的数量。
3 结束语
第8感9DVR虚拟现实体验馆介绍 篇2
VR英文全称Virtual Reality，中文翻译为虚拟现实，它利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，为用户提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让用户如身历其境，可以及时、无限制地观察三维空间内的事物。虚拟现实（Virtual Reality, 或VR），增强现实（Augmented Reality, 或AR）和介导现实（Mediated Reality, 或MR）不是技术而是概念。在智能眼镜硬件上实现这些概念的方法才是技术。
第8感VR主题乐园专注于虚拟现实技术(Virtual Reality)，拥有面积2000平方米的现代化生产基地，顶尖的技术研发实验室，来自澳洲、美国硅谷的VR内容团队和品牌运营团队。坚持掌握核心技术，引领行业潮流，已拥有齐全、新颖独特、高性价比的VR主题乐园体验馆产品线、虚拟现实主题乐园系统运营方案和专业的服务，成为全球虚拟互动行业值得信赖的领导品牌，产品远销全球多个国家。
技术点：
1、图像质量：屏幕图像的显示质量，是否存在“纱窗效应”。
头部追踪：当你的头部不停晃动观察各个角度时，屏幕内容的快速渲染能力。
身体感知：在VR场景中是否可以感知到自己身体，比如朝下可以看到自己的手，让有人向你靠近，他们的大小准确地改变。
环境交互：你可以和你周围的世界产生交互。比如你在一个桌子上留下一个东西，转过身那个东西仍然在那里。
社交：多人可以在一个虚拟空间内进行交流。
2、VR设备不只是头显，还有各种输入设备，对OSVR而言，它将设备分成
Tracker，人体跟踪Button，物理按键Analog，模拟信号EyeTracker，眼球跟踪Gesture，手势检测Imager，摄像头画面Skeleton，骨骼跟踪Display，显示输出
3、虚拟现实(Virtual?Reality,VR)是利用计算机生成有视觉、听觉、触觉的虚拟环境,让用户
对客体获得身临其境的感受.在建筑、城市规划领域,虚拟现实主要用于对物质环境、景观的视觉仿真.目前,比较广泛接受的虚拟现实是在计算机中建立物体的三维几何模型,然后动态、交互地观察、感受景观,由于受计算机处理能力的限制,原始数据输入计算机工作量又很大,这种虚拟现实还难以大量推广.基于图像的虚拟现实(IMage-based?VitrualReality,IMVR)是一种成本低、效果好、实用性强的技术途径.本文介绍了该项技术的基本原理、应用过程,以及应用实例,表明该项技术在建筑、城市规划中生命力强,适合广泛应用.4、虚拟现实是一个由计算机设备通过一系列技术手段生成的存在于计算机内部的环境，当
用户置身于这个环境的时候，试图给用户创造一种全新的感官体验，使其具有置身于真实世界的感觉，但实际上它是虚拟的不真实的。
嵌入式DVR 篇3
视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于安防、监控等场合,成为金融、商业、交通乃至住宅、社区等领域安全防范的重要手段,为这些行业的安全防范和环境监控起到了不可忽视的作用。数字硬盘录像机简称DVR,具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能,它集中了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等功能,依托其强大的数字化、网络化功能,已取代了传统模拟录像的地位,成为监控市场的主流。
目前,DVR的产品技术主要有两种:一种是基于PC平台的插卡式DVR,另一种是基于嵌入式技术的DVR。PC-DVR功能强大,但成本相对较高,稳定性较差。嵌入式DVR所采用的操作系统虽然稳定,但硬件升级困难,功能相对较弱,难以适应智能化发展的要求。如何使DVR既能做到与嵌入式DVR那样稳定,同时具有PC-DVR那么强大的功能,是视频监控界追求的目标。
本文基于英特尔嵌入式技术,采用2008年推出的凌动处理器[1]架构进行嵌入式DVR数字视频监控系统设计,整个系统功耗低、性能高,能克服目前嵌入式DVR处理性能有限而PC式DVR配机繁琐与兼容性问题及不稳定因素。同时,采用XPE嵌入式可视化操作系统,既有嵌入式稳定性,又具备Windows操作友好与强大性能以及开发快捷特征,符合数字视频监控由数字化、网络化到智能化的发展方向[2]。开发的系统已在视频监控中得到商业化的应用。
1系统的总体架构
整个系统采用Menlow平台架构,平台由凌动Silverthrone Z530和Pouslbo(集成南北桥)组成,该处理器为低功耗45nm科技嵌入式微架构,CPU 最大功耗2.2W,最高支持2 GB 板载及SODIMM DDR2 400/533 MHz 内存,支持超线程技术。系统硬件结构如图1。
整个系统采用集中监控模式。应用软件开发包括集中监控中心管理平台、客户端软件、视频回放软件、IE端软件及远程升级、移动视频监控软件等,以满足不同用户的需求。
DVR的操作系统采用XPE嵌入式可视化操作系统。XPE是桌面操作系统Windows XP的组件化版本,可以根据实际需要,选择相应的功能组件,构建出适合自己需要的操作系统。相对于Linux等其它嵌入式操作系统,选择嵌入式XP的好处是,开发的编程人员可以采用基于Windows的编程方法,利用如MFC等强大的编程工具,提供易操作及人性化的用户界面,而嵌入式的交互界面的开发一直是一个不好解决的问题。这样构建出的操作系统结构简单、内存占用小,因而既有嵌入式稳定性,又具备Windows操作友好与强大性能以及开发快捷特征。本系统所制作的嵌入式XPE仅有200M的大小,支持U盘启动,支持所有网络协议,自定义Shell,完全可以满足视频监控的需要,同时该操作系统还具备FBWF写保护功能,可有效地防止原始磁盘上的数据被恶意修改,同时也避免了硬盘因频繁写操作而破坏。
2XPE操作系统的构建
构建XPE操作系统需要用到的开发工具为Windows Embedded Studio,该开发工具主要包括[3]:目标分析器、目标设计器、组件设计器、组件数据库管理器。
XPE操作系统的制作过程概括为:分析硬件、制作组件、配置生成和部署映像,其流程如图2所示[4]。
2.1硬件平台分析
利用目标分析器去分析开发机的硬件配置情况。首先在开发机上安装上所有的硬件驱动。然后运行目标分析器中的TAP.exe,它会在同一个目录下生成一个XML格式的输出文件Devices.pmq,该文件中包含开发机的主要硬件信息。
2.2XPE组件制作
将生成的Devices.pmq文件做成XPE组件。运行组件设计器,把生成的Devices.pmq文件导入组件设计器中,进行相应的配置,把Devices.pmq文件制成目标系统配置宏组件Devices.sld。然后运行组件数据库管理器,把制成的宏组件Devices.sld导入组件数据库,以便以后反复使用该组件。
自定义Shell组件的制作。打开组件设计器,创建一个新的组件文件,修改组件的名字为MyShell,选择组件类型,填写DVR应用程序可执行文件及所需的动态库文件的位置;把自制的壳组件添加到组件数据库的Shell组中,便于以后方便查找组件的位置;保存组件MyShell.sld到相应的位置;最后,把制作好的组件导入到组件数据库中,组件制作完成。
2.3添加组件到系统配置中
运行目标设计器,在组件浏览器中可以看到数据库中所有的组件,包括软件和硬件信息以及根据硬件平台分析的宏组件Devices.sld。分别加入系统基本组件和Devices.sld、MyShell.sld、USB boot 2.0等组件后进行相关性检查,目标设计器会自动添加关联组件。再根据视频监控系统的需要,删除系统用不到的组件,从而减小操作系统的尺寸。再次作相关性检查,检查无误后开始构建系统镜像image。
2.4准备CF卡
首先,使用USB boot软件把CF(compact flash)卡格式化成可以引导进入DOS的启动盘;然后,把Bootprep.exe拷贝到CF卡中,用CF卡引导进入DOS系统,在DOS下运行Bootprep.exe,启动DOS,运行该程序创建引导区。
2.5FBA
根据镜像中的设置修改开发机中boot.ini的ARC路径,使两者保持一致。在开发机的BIOS中把First Boot设置为USB-HDD模式,打开USB Support支持;将生成的XPE镜像移入开发机的CF卡中,重启,系统进行FBA(first boot agent)后便构造了自己的XPE操作系统。
DVR应用程序软件采用VC开发工具,C++语言在Windows XP平台下开发的,将该软件固化在XPE系统下,在注册表中设置开机自动允许软件,开机后就直接进入DVR的操作界面,如图3所示。
3XPE系统中写保护功能的实现
在由XPE构建的操作系统中,通过施加写保护可以将对写保护的磁盘的写操作转移到内存或其它存储介质,从而让操作系统认为只读存储器是可写的。通过写操作转移,在以flash为存储介质的嵌入式系统中,可以减少对flash存储设备的写操作次数,这样可以很好地延长这些flash存储设备的寿命,如上述的CF卡等。在DVR系统中,需要对操作系统和一些关键数据实施保护,这样不但可以防止操作系统核心系统文件被恶意改写,还可以避免系统突然掉电对操作系统和数据所带来的损害。
在XPE系统中,EWF和FBWF都具有写保护功能[5,6]。一般的应用系统很多都用EWF保护能,但是EWF功能有致命的缺点――没有回收内存功能,很容易导致内存泄露;同时EWF功能只能对整个分区或卷进行保护,不能保护文件或文件夹更小的级别,保护的灵活性上受到了限制。FBWF功能除了具备EWF功能之外,还可以防止内存泄露,同时可以对分区、目录、文件进行保护,例如, WINDOWS系统目录被保护,避免用户错误操作系统死机;而杀毒软件目录不被保护,方便病毒库的正常更新。对于安防领域的DVR系统需要把录像信息不断的写入内存,而EWF没有内存回收功能,很快就会使系统内存耗光而死机。FBWF功能则可以避免这一点,当文件或文件夹删除时内存会被释放,避免了内存的溢出。基于此,本系统写保护功能采用FBWF保护。
3.1FBWF
FBWF 是File Based Write Filter的简写,意思是基于文件的写过滤器,是微软在Windows XP Embedded FP2007及以后版本的XPE开发工具中推出的最新写保护技术。在FBWF开启的状态下,如果有写入操作,FBWF将重定向写操作到内存上的一个区域中,通常称之为覆盖层。覆盖层类似于原始磁盘的一个投影,对原始磁盘做的任何写操作都将映射到覆盖层中,因此看到的最终文件内容则是原始磁盘和覆盖层的总和。当覆盖层被删除的时候,例如重新启动计算机,原始磁盘上的数据将保持不变。从而避免了由于用户操作不当造成系统死机或崩溃现象。其原理如图4所示[5]。
FBWF覆盖层的信息保存在内存中,当上层的应用程序试图通过一些API函数向原始目标磁盘(Disk)实施写入操作时,FBWF可以过滤掉所有的针对目标磁盘的写操作,经过文件系统驱动(File System Driver)、卷的管理(Volume Manager)、磁盘驱动(Disk Driver)完成对整个磁盘的操作,在交互的过程中,FBWF会将首先判断写入的文件或数据是否是允许的操作,如果允许操作就把数据放入到原始磁盘中,如果是被保护的内容,就会将文件中的信息交换到覆盖层进行保存。
3.2FBWF的配置
首先确保File Based Write Filter (FBWF)组件和CMD - Windows Command Processor组件被加入工程中,然后在工程中对FBWF进行配置。
在File Based Write Filter组件的Setting中选择Enable FBWF,在FBA之后自动启用FBWF功能。组件属性配置如图5所示。
图5中就是对D盘的Windows文件夹的子文件夹Temp未被写保护,可以往该文件夹中写入信息,而操作系统上的其他位置均不能写入信息。
在开发工具的SP2的版本中,要想使FBWF功能起作用,还需要在命令行中输入相应的命令fbwfmgr /enable,重启后FBWF功能被开启;如果想屏蔽FBWF功能,在命令行中输入fbwfmgr / disable,重启后FBWF功能被屏蔽;如果想添加写保护的卷、文件或文件夹,不必重做系统,都可在命令行中通过相应的命令实现。
4结束语
基于英特尔嵌入式技术,采用2008年推出的凌动处理器架构进行嵌入式DVR数字视频监控系统设计,采用XPE嵌入式可视化操作系统作为软件平台。整个系统功耗低、性能高,同时具备Windows操作友好与强大性能以及开发快捷特征,能克服目前嵌入式DVR处理性能有限而PC式DVR配机繁琐与兼容性问题及不稳定因素。该系统符合数字视频监控由数字化、网络化到智能化的发展方向。开发的系统已在视频监控中得到商业化的应用。
摘要：介绍了一种基于XPE的嵌入式DVR系统的设计与实现方法。该系统采用英特尔凌动处理器作为硬件平台,采用Win-dows XP Embedded with SP2作为软件平台,能有效克服目前嵌入式DVR处理性能有限而PC式DVR配机繁琐与兼容性问题及不稳定因素。详细介绍了XPE操作系统的开发过程以及FBWF写保护功能的原理和实现方法。基于该方案设计的嵌入式DVR系统经过实际测试,达到了预期的设计效果。
关键词：嵌入式DVR,凌动处理器,XPE操作系统,FBWF,EWF
参考文献
[1]向农.英特尔新“凌动”直面嵌入式好戏在好头.http://www.eeworld.com.cn/news2,008.9
[2]李虹辉.浅析嵌入式DVR的现状及未来发展.http://www.zncp.com/Art2,008.8
[3]郭娜娜,曹银杰,黄慧,等.嵌入式XPE操作系统的构建与应用[J].电子设计工程,2009(9):12-13
[4]陈宝塔,顾建松,邹鹏毅.XPE操作系统在便携式磁力仪中的开发与应用[J.]声学与电子工程,2010,1:45-47
[5]Microsoft Corporation.FBWF Architecture of File-Based Write Filter[EB/OL].http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa940926(WinEmbedded.5).aspx