硬壓卡與軟壓卡
    目前市面上流行的DVR板卡主要有軟壓縮卡與硬壓縮卡兩大類，兩類板卡各有其優(yōu)勢，現(xiàn)在我們來分析一下這兩類板卡。

    軟壓卡，也可稱為視頻采集卡，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)程序來實(shí)現(xiàn)，然后再由軟件來實(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開發(fā)商甚至可以不需自己動(dòng)手寫驅(qū)動(dòng)，直接調(diào)用芯片廠商提供驅(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。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），全世界能做非實(shí)時(shí)DVR的廠商并不多，一般都是研發(fā)實(shí)力非常強(qiáng)大的DVR一級開發(fā)商才能做到。

    硬壓卡是在CPU處理能力不夠用的情況下產(chǎn)生的，早期的還是MPEG-1硬壓縮，一直發(fā)展到今天的MPEG-4和H.264（其實(shí)大部分都并非嚴(yán)格意義上的H.264算法，僅采用了H.264的一些基本語法）硬壓卡，其視頻采集與視頻壓縮都是通過板卡上的芯片實(shí)現(xiàn)。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)，硬盤空間特別大的話可采用硬壓卡。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，但這樣也帶來了新的問題，就是數(shù)據(jù)量太大，故硬壓縮消耗硬盤也大，錄像保存的時(shí)間較短，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)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(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(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，得到的數(shù)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(shù)據(jù)經(jīng)過PCI，儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，得到的數(shù)字信號由經(jīng)過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)別是由誰來做壓縮處理。

    通過上面各種軟硬壓縮卡的綜合對比，每種產(chǎn)品都有其優(yōu)缺點(diǎn)。所以用戶必須根據(jù)自己的場所與其他條件，選擇合適的一款板卡。不能簡單的認(rèn)為硬壓卡好或者軟壓卡好，各家采用的方案不一樣，做工不一樣，軟件也不一樣，硬壓有做得好的，也有做得差的；軟壓有做得好的，也有做得不好的?，F(xiàn)在國內(nèi)客戶多喜歡用硬壓而國外客戶多喜歡用軟壓，不過現(xiàn)在的軟壓卡也跟硬壓一樣可以實(shí)現(xiàn)H.264壓縮算法，如果做得好性能一點(diǎn)都不比硬壓差。對于這點(diǎn)，深圳市波粒智能科技開發(fā)有限公司總經(jīng)理毛忠彪也認(rèn)為，未來軟壓卡發(fā)展拼的就是軟件實(shí)力，就是靠軟件拓展市場，而且對特殊行業(yè)進(jìn)行專門的軟件開發(fā)，滿足不同行業(yè)的不同需求，提高利潤。同時(shí)他認(rèn)為，民營市場上有些工程商是非常喜歡用板卡的，因?yàn)橛屑夹g(shù)的支持、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展方便。[nextpage]

DSP與ASIC
    前面提到，國內(nèi)客戶多喜歡用硬壓卡，市面上見到的多數(shù)也是硬壓卡。國內(nèi)做硬壓卡的主流廠家有?？低?、德加拉、武漢恒億、漢邦高科等。從壓縮處理芯片來看，硬壓卡又有DSP和ASIC兩種方案之分。

    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(shí)現(xiàn)視頻編解碼且能擴(kuò)展特色化功能。ASIC是專用視頻編碼器，它會(huì)集成一些外圍接口，通過硬件實(shí)現(xiàn)視頻編解碼，所開發(fā)出的產(chǎn)品功能較為單一且具有同質(zhì)性。DSP通過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)劃兼顧軟件升級的兼容性，有利于未來產(chǎn)品更新?lián)Q代。ASIC比較適合于消費(fèi)類產(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。

    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)安防市場發(fā)展的核心平臺(tái)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(tái)灣、韓國、美國市場應(yīng)用比較多。

    回顧安防行業(yè)的發(fā)展歷史，最早進(jìn)入安防市場的成熟壓縮板卡是基于ASIC方案的，并在一段時(shí)間內(nèi)成為市場的主流產(chǎn)品，然而隨著DSP技術(shù)的發(fā)展，采用ASIC和DSP的視頻壓縮板卡之爭在2002年下半年開始凸顯出來，經(jīng)過市場的優(yōu)勝劣汰，采用DSP方案的壓縮板卡占據(jù)了主流市場，并成為這一階段的發(fā)展方向。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，對板卡生產(chǎn)商來說開發(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(gè)性化開發(fā),可以滿足市場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)品的競爭能力;第二,DSP處理能力強(qiáng),可以在一個(gè)DSP上同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路音視頻信號的壓縮處理,同時(shí)為了及時(shí)滿足應(yīng)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,甚至象網(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,對提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性提供可靠保障。

    新加坡德加拉（成都）數(shù)碼科技發(fā)展有限公司市場總監(jiān)喻翔卻表示，該公司生產(chǎn)的高清卡采用的是ASIC芯片，可兼容MPEG-1/2/4三種格式，采用MPEG-2格式錄制的文件是標(biāo)準(zhǔn)的DVD格式，可以直接用DVD機(jī)來播放；采用MPEG-4格式錄制的文件是標(biāo)準(zhǔn)的D1格式，圖像效果優(yōu)于用DSP做的高清卡。

發(fā)展方向
    隨著人們的安防意識(shí)不斷加強(qiáng)，監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了前所未有的新高度，板卡相關(guān)技術(shù)也在發(fā)展。下面，整理了一下板卡的一些發(fā)展方向，供讀者參考。[nextpage]

---算法的優(yōu)化與“一芯八路”的出現(xiàn)
    應(yīng)用不同的視頻壓縮格式會(huì)影響到圖像清晰度、畫面延時(shí)、穩(wěn)定性，主要的視頻壓縮算法包括：M-JPEG、Mpeg、H.264、Wavelet（小波壓縮）、JPEG2000、AVS。當(dāng)前，中國市場上出現(xiàn)的板卡主要應(yīng)用的是MPEG-4或者H.264（其實(shí)大部分都并非嚴(yán)格意義上的H.264算法，僅采用了H.264的一些基本語法）壓縮算法。

    MPEG-4傳輸速率要求較低，與MPEG-1和MPEG-2相比，更適于交互AV服務(wù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。此算法也是目前在監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛、成熟的；目前市場上的MPEG-4壓縮算法有MPEG-4ASP(AdvancedSimpleProfile),MPEG-4SP(SimpleProfile),及MPEG-4ShortHeader，其中由于MPEG-4ASP提供完整的I,B,Pframes，因此可提供較好的壓縮比率，而MPEG-4SP及MPEG-4ShortHeader只能提供I,Pframes，因此在相同的影像畫質(zhì)下，MPEG-4ASP所需的頻寬遠(yuǎn)比MPEG-4SP或ShortHeader來得小。在目前的實(shí)際應(yīng)用中，MPEG-4ASP及SP通常用在ASIC架構(gòu)的芯片上，而ShortHeader多用在DSP架構(gòu)上。

    H.264從技術(shù)上來說也是屬于MPEG-4范疇的，是ITU-T的視頻編碼專家組（VCEG）和ISO/IEC的活動(dòng)圖像編碼專家組（MPEG）的聯(lián)合視頻組（JVT：jointvideoteam）開發(fā)的一個(gè)新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。與MPEG-4一樣，H.264是目前在監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的算法。在同等的圖像質(zhì)量條件下，H.264具有更高的數(shù)據(jù)壓縮比當(dāng)前MPEG-2高2-3倍，比MPEG-4高1.5-2倍。H.264具有一定的先進(jìn)性是公認(rèn)的，但是它并不是首選的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，特別是作為監(jiān)控產(chǎn)品，因?yàn)樗€帶有一些技術(shù)上的缺陷，如系統(tǒng)資源占用高、音視頻不同步以及錄象占用空間大。

    進(jìn)入2007年這個(gè)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)期，隨著壓縮算法的進(jìn)步和芯片技術(shù)的發(fā)展，一些廠家于2007年年前推出了“一芯八路”技術(shù)。這個(gè)變革主要表現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)“一芯八路”技術(shù)，一方面使得CIF產(chǎn)品將以8路和16路形態(tài)為主；另一方面，D1產(chǎn)品的集成度也會(huì)大大提高；而“一芯八路”技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，也將會(huì)使嵌入式DVR降低制造成本。有關(guān)專家介紹，“一芯八路”產(chǎn)品與目前的大多數(shù)產(chǎn)品相比，其成本有著明顯的下降趨勢，這也響應(yīng)了終端客戶對產(chǎn)品價(jià)格希望趨于合理的要求。

    浙江大華技術(shù)股份有限公司高級產(chǎn)品線經(jīng)理周蔚表示，壓縮卡的發(fā)展技術(shù)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是壓縮技術(shù)的改進(jìn)，從早期的MPEG-1到MPEG-2及發(fā)展到目前的MPEG-4和H.264。另一個(gè)技術(shù)是總線傳輸技術(shù)，隨著PC總線技術(shù)的發(fā)展，壓縮卡的總線技術(shù)也跟著發(fā)展，從早期的PCI總線發(fā)展到現(xiàn)在的PCI-E總線技術(shù)。

---高清晰與雙碼流技術(shù)
    目前安防監(jiān)控主流有三種不同分辨率標(biāo)準(zhǔn)：CIF（352×288）、Half-D1（704×288）以及D1（704×576）。其中CIF為安防監(jiān)控領(lǐng)域主流，D1是安防監(jiān)控領(lǐng)域追求的目標(biāo)。在安防監(jiān)控領(lǐng)域很多場合需要清晰的畫質(zhì)，雖然D1產(chǎn)品市場份額較小，但某些特殊場合如金融領(lǐng)域的銀行金庫、醫(yī)療等方面，這些場合對畫質(zhì)的要求相對較高。因此，生產(chǎn)D1產(chǎn)品的廠家也在努力挖掘這一部分市場潛力，以期擴(kuò)大D1的市場總數(shù)及市場占有率。同時(shí)隨著存儲(chǔ)設(shè)備容量的不斷增大，價(jià)格不斷地降低，新的存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，攝像機(jī)的全數(shù)字、高清晰度不斷完善，高畫質(zhì)圖像標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將投入市場，成為數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的新寵。[nextpage]

    “在模擬時(shí)代，也就是99年以前，監(jiān)控器的畫質(zhì)已經(jīng)很好了，當(dāng)前數(shù)字化產(chǎn)品由于網(wǎng)絡(luò)化導(dǎo)致畫質(zhì)不是很理想。D1的發(fā)展是對PCDVR發(fā)展的最大支持，PCDVR很快過渡到D1的分辨率?！北本h邦高科數(shù)字技術(shù)有限公司總經(jīng)理劉毅說道。

    目前，困擾中國網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場發(fā)展的主要因素就是缺乏良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境，而雙碼流，則是對網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的一次提速。一個(gè)碼流用于本地錄像壓縮、一個(gè)用于遠(yuǎn)程傳送，這樣的好處就是：在保持本地高碼流錄像的前提下，遠(yuǎn)程可以用低一些的碼流來傳送，以便保持網(wǎng)絡(luò)傳送的流暢性。雙碼流技術(shù)大大提高了網(wǎng)傳效果，為窄帶圖像傳輸提供了切實(shí)可行的解決方案。

---智能化與靈活性的要求
    板卡發(fā)展到今天，如何實(shí)現(xiàn)智能化是一個(gè)熱點(diǎn)話題。由于目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)的用于智能分析和處理的算法，基于不同的壓縮格式實(shí)現(xiàn)智能視頻分析處理會(huì)對DSP的MIPS（衡量CPU速度的一個(gè)指標(biāo)）要求有很大不同，所以算法的優(yōu)化非常關(guān)鍵。由于ASIC的性能表現(xiàn)不能滿足智能處理的需求，而DSP的靈活性和高性能，使得智能分析處理成為DSP比較擅長的工作。所以，目前很多DSP芯片廠商會(huì)同算法合作伙伴一起，從指令層面對算法進(jìn)行優(yōu)化。DSP將來的發(fā)展趨勢應(yīng)該是把編碼運(yùn)算工作由內(nèi)部的加速器（accelerator）來處理，從而把DSP空間留給用于智能處理的算法。

    智能回放在實(shí)現(xiàn)上相對于以往的監(jiān)控模式來說是一個(gè)技術(shù)的創(chuàng)新和突破。在以往的監(jiān)控模式下，用戶只能在預(yù)覽階段設(shè)置報(bào)警條件，例如用戶可能只是知道事件發(fā)生的大概時(shí)間段，假如這個(gè)時(shí)間段是5個(gè)小時(shí)，用戶如果要在監(jiān)視前盯著看5個(gè)小時(shí)顯然不夠現(xiàn)實(shí)。而智能回放讓用戶在圖像回放階段也能根據(jù)需要設(shè)置報(bào)警條件，使用戶在發(fā)生了事故之后不必花費(fèi)很大的精力去遍歷整個(gè)錄像文件來查找場景中發(fā)生的情況。比如用在金庫中的DVR，正常的畫面都是靜態(tài)的，即就是畫面中沒有移動(dòng)的物體，而一旦有非法人員闖入，則會(huì)破壞原有的靜態(tài)的畫面。遇到這種情況，監(jiān)控人員在檢索錄像資料的時(shí)候，就可以用智能回放功能使靜態(tài)的畫面可以直接快進(jìn)過去，只要瀏覽有異常的、動(dòng)態(tài)的畫面，為監(jiān)控人員節(jié)省了大量的時(shí)間。

    雖然由于該技術(shù)是在回放階段重新對圖像進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)起來具備一定的技術(shù)難度，但對于板卡的二次開發(fā)商來說，要應(yīng)用這個(gè)功能其實(shí)只需要通過調(diào)用DVR板卡制造商提供的SDK接口，就很容易實(shí)現(xiàn)解決方案，從容地應(yīng)用到工程實(shí)例上。所以，板卡廠家在產(chǎn)品的可擴(kuò)展性、靈活性等特點(diǎn)上做深入開發(fā)，提供能滿足市場需求的產(chǎn)品。豪威未來科技有限公司王波總經(jīng)理表示，該公司是國內(nèi)首先用LINUX語言做開發(fā)的廠商。他認(rèn)為板卡未來的技術(shù)開發(fā)一是要解決兼容性的問題，二是加入智能化技術(shù)。

結(jié)語
    板卡在短短幾年間從ASIC的MPEG-1編碼，發(fā)展到更加高效的單路DSP的MPEG4編碼，再到單芯片4路的H.264卡，最后發(fā)展到單芯片8路的H.264卡，從中可以看到中國廠商的技術(shù)發(fā)展的能力和整個(gè)行業(yè)的市場成功普及。技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)產(chǎn)品和市場的變革，隨著市場的發(fā)展，壓縮卡不再有“軟”“硬”之分，由于需求的多樣性，在以視頻智能分析等多樣化安防應(yīng)用驅(qū)動(dòng)下，PCDVR板卡仍會(huì)有巨大的市場需求。

    談到板卡的發(fā)展，武漢恒億電子科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理陳勇表示，嚴(yán)格來說，板卡還不是一個(gè)完全的產(chǎn)品，只能說是一個(gè)“部件”。作為板卡廠商需要為下游合作伙伴提供滿意的服務(wù)（其中包括：品牌、價(jià)值和技術(shù)），成為可信賴的合作伙伴。恒億更加重視的是為客戶提供服務(wù)和解決方案。如今的客戶也開始越來越看重上游板卡廠商的服務(wù)和解決方案的提供能力。經(jīng)過這幾年的發(fā)展，現(xiàn)在的客戶圈子已經(jīng)基本穩(wěn)定，有了一定的使用和采購習(xí)慣，價(jià)格的敏感度也在下降，未來廠商的競爭點(diǎn)關(guān)鍵在于企業(yè)的整體實(shí)力，找出有差異性同時(shí)又能增加價(jià)值的競爭部分。