隨著現代電子技術的發展，尤其是近年來編解碼技術、多媒體通信技術以及嵌入式技術的日趨成熟，一大批有著嶄新技術特點的新設備出現在了電視節目的制播系統中，本文所介紹的多通道數字硬盤錄像機就是其中的一個典型代表。

一、數字硬盤錄像機簡述

數字硬盤錄像機（DVR：DigitalVideoRecorder）最初應用于金融、交通等安防監控領域，攝像頭等影像采集設備將所需監控內容以特定格式保存在硬盤中，從而可以在任意時間選擇任意內容進行回放。由于存儲介質基于硬盤而非傳統的磁帶，我們簡單地稱之為“硬盤錄像機”。通過配置，數字硬盤錄像機可以輕松地實現數據的格式轉換、加密存儲、遠程控制、碼率控制及多通道同時錄制及回放，這些基于近年來電子及通信行業新技術的特性使它在監控領域完全取代了基于傳統磁帶介質的傳統錄像手段。這些新特性，尤其是其高可靠性和重用性，對于電視制播行業而言同樣非常誘人。

但是，和電子監控領域不同，電視行業對于錄像機的要求不僅僅是要“有”錄放功能，而是要求達到“高質量”的錄放功能。換句話說，要求錄像機的圖像質量必須達到或接近廣播級，即達到CCIR601（ITU601）文件所規定的演播室數字視頻標準，諸如取樣率為13.5MHz、量化比特至少為8比特、取樣比4:2：2、標準數據碼流27MB/s等等。同時，由于應用范疇的不同，電視行業對于錄像機的運用要求更高的可靠性、更長的平均無故障時間，更好的可維護性。因此，電視節目制播行業所用的硬盤錄像機在結構上有很多不同于普通硬盤錄像機的特點，各公司又出于不同的考慮做出各自不同的設計。下面，先就廣播級多通道硬盤錄像機的系統構成做個整體性解析。

二、多通道數字硬盤錄像機結構解析

以系統構成方式來分，硬盤錄像機通常可分為PC式系統和嵌入式系統。

1.PC式系統

PC式系統以傳統計算機為硬件平臺。圖1為PC式系統的典型框圖。

圖1

圖中基本PC系統就是以主板、CPU、內存、顯卡等構成的普通計算機系統，PC系統式硬盤錄像機是在此硬件平臺上的改造和拓展。視音頻編/解碼器用于將不同制式和格式的視、音頻信號統一為符合廣播級視、音頻錄制播放的信號。視頻壓縮/解壓縮卡用于將編碼后的信號進行高比壓縮以利于傳輸和存儲，這兩個模塊通常是PCI接口的板卡。硬盤系統是硬盤錄像機最為核心和重要的部分，一般以多塊SCSI接口硬盤組成冗余磁盤陣列（RAID：RedundantArraysofIndependentDisks），并可視不同使用情況組成高速海量的RAID0、保障數據安全的RAID1或是兩者兼顧的RAID3、RAID5。外圍I/O接口中，高速網卡用于進行數據快速傳輸、而串口用于控制信號的傳輸。考慮到節目制作的安全，硬盤錄像機一般加裝冗余電源和自動倒換開關或是大容量UPS以備不時之需。

軟件上，PC系統式硬盤錄像機多以MicrosoftWindow2000或linux這類簡潔穩定的操作系統為軟件平臺。上層安裝必要的通信協議和人機交互軟件。

這樣的系統結構簡單，成本容易控制。由于脫胎于PC系統，操作簡便直觀，也便于升級維護。當然，同計算機一樣，它也會有感染病毒、系統崩潰、數據損毀的潛在危險，但是一般正常規范地使用，它完全可以滿足安全直播的要求。熟悉計算機維護的技術人員能排除大多數軟故障，而硬件故障也只要更換相應部件即可。

2.嵌入式系統

嵌入式系統是近年來的熱點課題，各行各業的電子設備中都越來越多地出現了嵌入式設計，數字切換臺、特技臺也有很多嵌入式產品。嵌入式系統一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等4個部分組成，定義為“以應用為中心，以計算機技術為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統”。那么對于一個嵌入式的硬盤錄像機來說，它就是一個經過裁剪的，可完成所有硬盤錄像機指定功能的最小系統。圖2是一個典型的嵌入式硬盤錄像機的系統構成圖。

圖2

DSP數字信號處理器負責控制工作流程、類似于CPU，不同的是專用DSP數字信號處理器多采用哈佛總線結構，將數據和程序指令分開，相對于傳統CPU的馮·諾依曼結構有更高的效率。視頻編/解碼器用于實現視頻源選擇、濾波、A/D轉換、自動增益控制、多制式解碼及亮度、對比度和飽和度控制，從而將不同制式的模擬或數字信號統一成如ITU601所要求的標準格式。視頻壓縮/解壓縮芯片實現視頻信號的高壓縮比壓縮，當前常用的壓縮算法有很多，如DV25、DV50、MPEG2、MJPEG甚至更先進的MPEG4、H.264，各個專業廠商也生產了各種基于不同算法的壓縮/解壓縮芯片。除了上述核心部件外，嵌入式硬盤錄像機系統還應當有SCSI、IDE或SATA的硬盤接口、I/O接口（BNC接口、串口等）、用戶操作面板及顯示設備接口。CPLD作為各模塊不同通信方式的橋梁，實現各模塊之間的數據通信。

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