作為DVR發(fā)展原動(dòng)力的板卡,其技術(shù)的革新與突破必將帶來(lái)DVR市場(chǎng)的發(fā)展,甚至數(shù)字監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)步。而中國(guó)的DVR板卡技術(shù)在國(guó)內(nèi),甚至國(guó)際市場(chǎng)上都有其一席之地,是中國(guó)安防產(chǎn)業(yè)引以為傲的地方之一。
編輯整理/吳勇華
硬壓卡與軟壓卡
軟壓卡,也可稱(chēng)為視頻采集卡,它是以1個(gè)或多個(gè)視頻采集芯片為核心,配合周邊元件完成1路或者多路視頻采集的功能電路板卡,軟壓卡的視頻采集是由芯片驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn),然后再由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像處理與視頻壓縮及解壓縮回放等。軟壓卡又分為全實(shí)時(shí)卡與非實(shí)時(shí)卡。全實(shí)時(shí)板卡中每個(gè)芯片只負(fù)責(zé)一個(gè)通道的視頻采集,DVR開(kāi)發(fā)商甚至可以不需自己動(dòng)手寫(xiě)驅(qū)動(dòng),直接調(diào)用芯片廠(chǎng)商提供驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)視頻采集。非實(shí)時(shí)板卡中的每個(gè)芯片負(fù)責(zé)采集多個(gè)通道的視頻信號(hào)。一個(gè)芯片同時(shí)采集多路視頻存在非常多的技術(shù)難題(如丟幀、視頻上下抖動(dòng)、色彩等)。
硬壓卡是在CPU處理能力不夠用的情況下產(chǎn)生的,如果您的主機(jī)CPU頻率低,監(jiān)控路數(shù)多,而且要求全實(shí)時(shí),硬盤(pán)空間特別大的話(huà)可采用硬壓卡。因?yàn)橛矇嚎s不怎么占用CPU資源,資源充足,故大多數(shù)硬壓縮采用高分辨率顯示(錄像時(shí)并不采用高分辨率,故錄像后圖像清晰度不比軟壓縮高)。采用大比特流壓縮,圖像清晰度高,但這樣也帶來(lái)了新的問(wèn)題,就是數(shù)據(jù)量太大,故硬壓縮消耗硬盤(pán)也大,錄像保存的時(shí)間較短,同時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸也帶來(lái)了很大的壓力。另外硬壓縮中的圖像壓縮DSP芯片,由于設(shè)計(jì)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如CPU設(shè)計(jì)科學(xué),其發(fā)熱量大,最高溫度達(dá)80度以上,如果將四張以上硬壓縮卡并排插入電腦,組成16以上路實(shí)時(shí)錄像,在沒(méi)有良好散熱條件下,夏天特別容易死機(jī),所以在天氣炎熱的南方城市不得不考慮這一問(wèn)題。
所以,綜合來(lái)講,硬壓縮即模擬視頻輸入到DVR板卡,板卡由前端芯片實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換,得到的數(shù)字信號(hào)由板卡自帶的ASIC或DSP芯片完成壓縮工作,壓縮后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)PCI,儲(chǔ)存到HD;軟壓縮即視頻信號(hào)輸入到DVR板卡,板卡由前端芯片實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換,得到的數(shù)字信號(hào)由經(jīng)過(guò)PCI,送到內(nèi)存,由CPU執(zhí)行壓縮,壓縮后的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到HD上。兩者的區(qū)別是由誰(shuí)來(lái)做壓縮處理。
DSP與ASIC
DSP為通用媒體處理器,即以DSP為核心并集成視頻單元和豐富的外圍接口,DSP通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻編解碼且能擴(kuò)展特色化功能。ASIC是專(zhuān)用視頻編碼器,它會(huì)集成一些外圍接口,通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)視頻編解碼,所開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品功能較為單一且具有同質(zhì)性。DSP通過(guò)高性能的軟件可編程特色可以全面支持各種標(biāo)準(zhǔn)格式視頻編解碼算法,并且產(chǎn)品規(guī)劃兼顧軟件升級(jí)的兼容性,有利于未來(lái)產(chǎn)品更新?lián)Q代。ASIC比較適合于消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品應(yīng)用,成本價(jià)位可以控制在較低水平,但是在成形后再難以有所變化且應(yīng)用范圍很窄,不便于產(chǎn)品升級(jí)。
DSP由于采用軟件編程,能夠獲得更大的靈活性和更強(qiáng)的高性能,因此在多種數(shù)字視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)存在的今天,占據(jù)了引領(lǐng)安防市場(chǎng)發(fā)展的核心平臺(tái)地位。也因此,目前中國(guó)市場(chǎng)上的視頻壓縮處理芯片主要是以DSP為主流,像TI、NXP、ADI這些芯片廠(chǎng)家都是以提供DSP軟件編程的芯片為主。與之相反的是,ASIC方案在臺(tái)灣、韓國(guó)、美國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用比較多。
DSP和ASIC兩種方案最根本的區(qū)別在于DSP方案中的壓縮算法是由板卡生產(chǎn)商提供的,技術(shù)升級(jí)比較方便,而ASIC方案中的壓縮算法是由芯片商提供,并且已經(jīng)固化好,對(duì)板卡生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)開(kāi)發(fā)技術(shù)難度低。
視頻處理方面也已經(jīng)由前幾年的ASIC方案轉(zhuǎn)向DSP平臺(tái),在DSP平臺(tái)上進(jìn)行視頻產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有以下幾方面的優(yōu)勢(shì):第一,用戶(hù)開(kāi)發(fā)自由度更大,支持多種個(gè)性化開(kāi)發(fā),可以滿(mǎn)足市場(chǎng)不斷提出的新的要求,在第一時(shí)間提升產(chǎn)品性能,增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力;第二,DSP處理能力強(qiáng),可以在一個(gè)DSP上同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路音視頻信號(hào)的壓縮處理,同時(shí)為了及時(shí)滿(mǎn)足應(yīng)用的需要、還提供了很多視頻專(zhuān)用功能,比如視頻濾波、De-interlace處理、高分辨顯示輸出、OSD功能等,甚至像網(wǎng)絡(luò)接口、IDE接口都成為了視頻DSP的主要功能,這樣使進(jìn)一步大幅度降低產(chǎn)品的成本成為可能(這一點(diǎn)很重要);第三,開(kāi)發(fā)周期短,實(shí)現(xiàn)快速技術(shù)更新和產(chǎn)品換代;第四,芯片功耗低,對(duì)提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性提供可靠保障。(本文來(lái)自于《安防工程商》第53期)