作為DVR發(fā)展原動力的板卡,其技術的革新與突破必將帶來DVR市場的發(fā)展,甚至數字監(jiān)控技術的進步。而中國的DVR板卡技術在國內,甚至國際市場上都有其一席之地,是中國安防產業(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,也可稱為視頻采集卡,它是以1個或多個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動程序來實現,然后再由軟件來實現圖像處理與視頻壓縮及解壓縮回放等。軟壓卡又分為全實時卡與非實時卡。全實時板卡中每個芯片只負責一個通道的視頻采集,DVR開發(fā)商甚至可以不需自己動手寫驅動,直接調用芯片廠商提供驅動程序實現視頻采集。非實時板卡中的每個芯片負責采集多個通道的視頻信號。一個芯片同時采集多路視頻存在非常多的技術難題(如丟幀、視頻上下抖動、色彩等)。
硬壓卡是在CPU處理能力不夠用的情況下產生的,如果您的主機CPU頻率低,監(jiān)控路數多,而且要求全實時,硬盤空間特別大的話可采用硬壓卡。因為硬壓縮不怎么占用CPU資源,資源充足,故大多數硬壓縮采用高分辨率顯示(錄像時并不采用高分辨率,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,但這樣也帶來了新的問題,就是數據量太大,故硬壓縮消耗硬盤也大,錄像保存的時間較短,同時網絡傳輸也帶來了很大的壓力。另外硬壓縮中的圖像壓縮DSP芯片,由于設計上遠遠不如CPU設計科學,其發(fā)熱量大,最高溫度達80度以上,如果將四張以上硬壓縮卡并排插入電腦,組成16以上路實時錄像,在沒有良好散熱條件下,夏天特別容易死機,所以在天氣炎熱的南方城市不得不考慮這一問題。
所以,綜合來講,硬壓縮即模擬視頻輸入到DVR板卡,板卡由前端芯片實現A/D轉換,得到的數字信號由板卡自帶的ASIC或DSP芯片完成壓縮工作,壓縮后的數據經過PCI,儲存到HD;軟壓縮即視頻信號輸入到DVR板卡,板卡由前端芯片實現A/D轉換,得到的數字信號由經過PCI,送到內存,由CPU執(zhí)行壓縮,壓縮后的數據儲存到HD上。兩者的區(qū)別是由誰來做壓縮處理。
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通過軟件編程來實現視頻編解碼且能擴展特色化功能。ASIC是專用視頻編碼器,它會集成一些外圍接口,通過硬件實現視頻編解碼,所開發(fā)出的產品功能較為單一且具有同質性。DSP通過高性能的軟件可編程特色可以全面支持各種標準格式視頻編解碼算法,并且產品規(guī)劃兼顧軟件升級的兼容性,有利于未來產品更新換代。ASIC比較適合于消費類產品應用,成本價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用范圍很窄,不便于產品升級。
DSP由于采用軟件編程,能夠獲得更大的靈活性和更強的高性能,因此在多種數字視頻編解碼標準存在的今天,占據了引領安防市場發(fā)展的核心平臺地位。也因此,目前中國市場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方案在臺灣、韓國、美國市場應用比較多。
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商提供的,技術升級比較方便,而ASIC方案中的壓縮算法是由芯片商提供,并且已經固化好,對板卡生產商來說開發(fā)技術難度低。
視頻處理方面也已經由前幾年的ASIC方案轉向DSP平臺,在DSP平臺上進行視頻產品開發(fā)有以下幾方面的優(yōu)勢:第一,用戶開發(fā)自由度更大,支持多種個性化開發(fā),可以滿足市場不斷提出的新的要求,在第一時間提升產品性能,增強產品的競爭能力;第二,DSP處理能力強,可以在一個DSP上同時實現多路音視頻信號的壓縮處理,同時為了及時滿足應用的需要、還提供了很多視頻專用功能,比如視頻濾波、De-interlace處理、高分辨顯示輸出、OSD功能等,甚至像網絡接口、IDE接口都成為了視頻DSP的主要功能,這樣使進一步大幅度降低產品的成本成為可能(這一點很重要);第三,開發(fā)周期短,實現快速技術更新和產品換代;第四,芯片功耗低,對提高產品的穩(wěn)定性提供可靠保障。(本文來自于《安防工程商》第53期)