了解視頻采集卡的主要功能及其識(shí)別技巧

　　硬件環(huán)境的構(gòu)建

　　此采集系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)前端四路視頻數(shù)據(jù)的人為切換式實(shí)時(shí)采集，在服務(wù)器端可同時(shí)采集和儲(chǔ)存兩路視頻數(shù)據(jù)(在此只用一個(gè)視頻采集卡)，也可以一次只采集一路視頻數(shù)據(jù)，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇蛻舳孙@示，服務(wù)器端也實(shí)時(shí)顯示所采集的視頻。在進(jìn)行視頻切換方面可在服務(wù)器端或客戶端自行切換，在服務(wù)器端可通過(guò)串行口操作VGA矩陣切換進(jìn)行相應(yīng)的視頻輸入輸出口的切換，在客戶端可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)-服務(wù)器程序相應(yīng)模塊-串行口-VGA矩陣切換進(jìn)行相應(yīng)的視頻輸入輸出口的切換。

　　視頻數(shù)據(jù)量較大，這就要求視頻數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)采集，大容量存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)處理的特點(diǎn)。軟件要實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集(最多兩路)、控制視頻接口、把視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)編碼保存并發(fā)送到多個(gè)客戶端。在服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，在此也承擔(dān)了大量的工作，因此對(duì)軟件和硬件方面要求也很高就成為必然。以上就是要在服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)的主要功能。

　　在采集方面最主要的是要有實(shí)時(shí)性，在此以事件驅(qū)動(dòng)的方法從端口獲取數(shù)據(jù)，采集到視頻數(shù)據(jù)流在桌面顯示的同時(shí)再編碼保存，視頻采集的數(shù)據(jù)要經(jīng)軟件的相應(yīng)模塊將其設(shè)為位圖型式的視頻幀，以利于在服務(wù)器端的顯示和編碼保存，在此采用Divx編碼，Divx編碼后形成以幀為格式的MPEG4流。

　　服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)

　　Divx解碼也是以幀的格式解壓，因此有利于向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)以幀為單位發(fā)送視頻數(shù)據(jù)流。媒體流分為四個(gè)流：視頻流、音頻流、文本流、MIDI流，用視頻卡采集的是兩路視頻流，保存時(shí)每路視頻流多加了一個(gè)文本流，文本流主要應(yīng)客戶要求加入的服務(wù)器時(shí)間和一些人為輸入的文本信息，在記錄兩個(gè)媒體流時(shí)一般有兩種記錄方法，在此采用的是將視頻流和文本流記到一個(gè)文件中的方式，這樣有利于文件以后的保存和查閱。在采集軟件實(shí)現(xiàn)方面主要應(yīng)用了相應(yīng)的SDK(Softwaredevelopmentkit)和API(應(yīng)用編程接口)，還可用VFW(VideoforWindows)。但后一種方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單單路視頻采集卡可以，對(duì)于多路視頻的采集用第一種方法更加靈活，但實(shí)現(xiàn)比第二種復(fù)雜的多。

　　在服務(wù)器端各方面協(xié)調(diào)工作是關(guān)鍵，程序啟動(dòng)首先默認(rèn)上次設(shè)定的視頻采集卡通道，如有視頻數(shù)據(jù)就顯示、保存，如果沒(méi)有視頻數(shù)據(jù)就等待，如果要調(diào)整視頻采集卡通道可用串口給VGA矩陣切換器發(fā)送相應(yīng)的命令讓VGA矩陣切換器進(jìn)行相應(yīng)的輸入輸出通道切換。也可經(jīng)客戶端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到服務(wù)器串口到VGA矩陣切換器進(jìn)行VGA矩陣切換器相應(yīng)的輸入輸出通道切換(在后面介紹客戶端時(shí)再介紹)。每次切換后將自動(dòng)保存原視頻文件，如切換后有視頻數(shù)據(jù)將自動(dòng)重新生成一個(gè)新的視頻文件。

　　用局域網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸視頻數(shù)據(jù)已在一些領(lǐng)域大量的應(yīng)用，局域網(wǎng)以有線局域網(wǎng)居多，因?yàn)橛芯�局域網(wǎng)技術(shù)成熟、傳輸速度快，但是長(zhǎng)時(shí)間傳輸大量視頻數(shù)據(jù)時(shí)也會(huì)引起傳輸速率不穩(wěn)定，引起數(shù)據(jù)堵塞，會(huì)導(dǎo)致視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量大幅度下降，容易引起畫(huà)面的重影、抖動(dòng)、花屏、延遲等現(xiàn)象。在服務(wù)器桌面顯示的畫(huà)面是沒(méi)經(jīng)任何編碼處理的，但網(wǎng)絡(luò)傳輸和保存的視頻數(shù)據(jù)是經(jīng)Divx編碼的，這樣有力的減輕了網(wǎng)絡(luò)間傳輸和服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。

　　為了在局域網(wǎng)上有效的、高質(zhì)量的實(shí)時(shí)傳輸媒體流，需要多種技術(shù)的支持，包括網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議的選擇、編(解)碼技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)傳輸層質(zhì)量控制技術(shù)等等。

　　識(shí)別監(jiān)控視頻采集卡

　　安防領(lǐng)域(視頻采集卡)，各種各樣的DVR卡琳瑯滿目，讓很多的工程商和消費(fèi)者特別是剛?cè)胄姓邿o(wú)從下手，您選購(gòu)采集卡的目的不外乎就是能更方便的更有效的監(jiān)看，您應(yīng)該需要關(guān)注一下幾個(gè)大區(qū)：是軟壓縮還是硬壓縮好、什么樣的卡畫(huà)質(zhì)最好、能否實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程功能、備份方便么、售后服務(wù)怎么樣等相關(guān)問(wèn)題。下面我們就將各種DVR卡的優(yōu)缺點(diǎn)經(jīng)行區(qū)分和了解，以及選購(gòu)采集卡的相關(guān)知識(shí)一一介紹一下。

　　軟壓縮和硬壓縮

　　現(xiàn)在只要你選購(gòu)DVR卡，店主一般的都是問(wèn)你是要那種類型的卡——軟卡還是硬卡？這里我們就先來(lái)介紹一下軟卡和硬卡的不同之處。

　　一、軟壓縮DVR

　　用軟卡的DVR我們一般叫做軟壓縮DVR，其實(shí)就是視頻采集卡，隨卡配有監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)視、錄像、回放歷史視頻以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，其硬件為一個(gè)或多個(gè)視頻采集芯片(如：fusion878a，saa7130/7134，tw6802B/6805等)接收來(lái)自模擬攝像機(jī)的信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后直接或通過(guò)PCI橋芯片從PCI金手指進(jìn)入主板，原始的數(shù)字視頻信號(hào)，在內(nèi)存里執(zhí)行CPU指令運(yùn)算，將視頻壓縮與處理，然后存儲(chǔ)到硬盤(pán)。另外原始視頻數(shù)據(jù)還直接發(fā)往顯卡，通過(guò)顯示器預(yù)覽。

　　軟卡的電路板很簡(jiǎn)單，板上沒(méi)有壓縮芯片與臨時(shí)存儲(chǔ)芯片，成本低，一般是硬壓縮的1/3左右，所以價(jià)格是它最大的優(yōu)勢(shì)，另外從原理我們可以看到，軟壓縮DVR是有CPU進(jìn)行壓縮的，所以其壓縮品質(zhì)較好，錄像清晰度高，在CPU資源充足的情況下，軟壓縮DVR無(wú)論在錄像、還是網(wǎng)絡(luò)以及其他功能絲毫不亞于硬壓縮DVR。

　　二、硬壓縮DVR

　　硬壓縮DVR，也可稱視頻采集壓縮卡，與軟壓縮原理基本一樣，不同的是，模擬視頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，并不直接通過(guò)PCI發(fā)到主板、顯卡、內(nèi)存，而是先由硬壓縮DVR卡自帶的DSP代替電腦CPU執(zhí)行壓縮算法指令，在DVR卡上的內(nèi)存芯片壓縮，然后再通過(guò)PCI金手指進(jìn)入主板。所以硬壓縮DVR電路板多了DSP或其他壓縮芯片與內(nèi)存芯片。所以硬壓縮DVR的主要優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在大路數(shù)監(jiān)控，比如32路以上全實(shí)時(shí)監(jiān)控錄像，軟壓縮難以實(shí)現(xiàn)，這個(gè)市場(chǎng)缺口就可以被硬壓縮所占有。

　　三、總結(jié)

　　通過(guò)上面的原理，我們可以看出硬壓縮的優(yōu)勢(shì)在于：

　　1、視頻壓縮通過(guò)自帶DSP完成，無(wú)需占用電腦CPU資源；

　　2、在進(jìn)入PCI總線之前先進(jìn)行壓縮，可以節(jié)省PCI總線帶寬。但是由于目前CPU性價(jià)比迅速增長(zhǎng)，非常便宜的CPU就能輕松的壓縮16路CIF視頻，導(dǎo)致硬卡優(yōu)勢(shì)1正在逐步退化，另外隨著主板上PCI-E的出現(xiàn)，硬壓縮能節(jié)省PCI帶寬的優(yōu)勢(shì)也在弱化并最終失去意義。而它的主要缺點(diǎn)就是在于卡上自帶的DSP芯片使其成本非常高；

　　3、數(shù)字視頻先在DVR卡上進(jìn)行壓縮，然后又要將壓縮視頻解壓縮后交給顯卡顯示器預(yù)覽顯示，其實(shí)大家都不知道，這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致視頻信號(hào)受損，圖像品質(zhì)會(huì)下降。

　　注意：市場(chǎng)上經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)的半軟半硬卡，這個(gè)根本不存在，也沒(méi)有那樣的說(shuō)法，朋友們一定要注意，這個(gè)主要是在2002-2004年里，因?yàn)楫?dāng)時(shí)CPU處理性能有限，價(jià)格昂貴，軟卡只能滿足4-8路實(shí)時(shí)監(jiān)控錄像，而國(guó)內(nèi)監(jiān)控全實(shí)時(shí)8-32路監(jiān)控在政府工程里有強(qiáng)烈需求與市場(chǎng)，這時(shí)，硬壓縮通過(guò)在軟壓縮DVR卡上增加DSP與內(nèi)存芯片，實(shí)現(xiàn)高路數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，得到了大量應(yīng)用，再加上當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)DVR市場(chǎng)上，幾乎沒(méi)有正版軟壓縮DVR，大多是盜版，而政府工程里一般不采用不法盜版產(chǎn)品，那時(shí)硬壓縮DVR產(chǎn)業(yè)得到蓬勃快速發(fā)展。2004年里，曾經(jīng)有國(guó)內(nèi)某知名硬壓縮公司曾經(jīng)在媒體宣稱，軟壓縮DVR已經(jīng)進(jìn)入了滅氓倒計(jì)時(shí)，而時(shí)隔3年，軟壓縮DVR不僅沒(méi)有死去，而且在逐步發(fā)展與壯大，并且銷(xiāo)售總量已經(jīng)超越了硬壓縮DVR。特別是在民用監(jiān)控領(lǐng)域，依靠性價(jià)比競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，軟壓縮處于明顯優(yōu)勢(shì)？后來(lái)經(jīng)銷(xiāo)商們?yōu)榱酥\取利益而謊稱什么半軟半硬卡，其實(shí)一般都是軟壓縮卡。

　　監(jiān)控圖像的畫(huà)質(zhì)

　　DVR最重要的功能就是回放歷史視頻，回放畫(huà)質(zhì)是DVR最重要的性能指標(biāo)之一，圖像質(zhì)量的清晰度，圖像大小影響管理監(jiān)看人員是否能及時(shí)發(fā)現(xiàn)可疑情況，和有案情發(fā)生后可以清楚辨認(rèn)犯罪嫌疑人，下面我們就講講影響圖像質(zhì)量的幾個(gè)因素：

　　一、芯片

　　這里我們主要講一講軟卡的芯片，目前市場(chǎng)上的軟壓DVR卡常見(jiàn)的芯片主要有美國(guó)CONEXANT公司的FUSION878A、CX23811、CX25851，PHILIPS公司的SAA7130、SAA7134和美國(guó)TECHWELL公司的TW6800、TW6802、TW6802B、TW6805。

　　美國(guó)CONEXANT公司是最早做視頻采集卡芯片的廠家，進(jìn)來(lái)有研發(fā)了CX25835非常有競(jìng)爭(zhēng)力，八合一超低功耗，發(fā)熱小，色彩還原真實(shí)，不偏色，畫(huà)質(zhì)細(xì)膩清晰，并在價(jià)格上也沒(méi)有突出的優(yōu)勢(shì)，將來(lái)可能成為未來(lái)DVR卡的主流芯片，目前與國(guó)內(nèi)WAPA(波粒)聯(lián)手合作，研發(fā)出一款軟壓D1八合一卡，這將是全球DVR板卡行業(yè)的一個(gè)歷史性轉(zhuǎn)折。這個(gè)芯片最早是深圳東舜在做，但一直沒(méi)有好的軟件相配而價(jià)格也很貴，不被市場(chǎng)所接受，同樣在同類產(chǎn)品上面沒(méi)有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而且現(xiàn)在中恒基新出來(lái)的6802C在畫(huà)質(zhì)與價(jià)格都比此類卡有優(yōu)勢(shì)；

　　PHILIPS公司的SAA7130芯片具有9比特高清畫(huà)質(zhì)，畫(huà)質(zhì)柔和偏暖色，噪點(diǎn)低的優(yōu)點(diǎn)，一直是軟壓卡的主流芯片。由于市場(chǎng)的原因，導(dǎo)致7130的退市，同樣也有產(chǎn)品芯片的缺限，而被7134所替代，同樣產(chǎn)品的芯片的投入這塊目前只有深圳一家在做，反映的效果也沒(méi)有預(yù)期要好！主要同行業(yè)的芯片在兼容性與實(shí)現(xiàn)要比此芯片要強(qiáng)，因?yàn)橹饕�是芯片的選擇比前要容易，所以在廠家做起來(lái)比較自由，不受限制；這樣SSA7134目前也不會(huì)成為市場(chǎng)主流產(chǎn)品；

　　TECHWELL公司從2003年先后推出TW6802、6800、6802B、6805芯片用于軟壓卡，此卡最大的優(yōu)勢(shì)就是做非實(shí)時(shí)的DVR時(shí)，可以做到不丟幀切換采集，而且他們?cè)谝粢曨l同步采集上效果也比其他的芯片要好，目前軟卡里音視頻同步的采集卡大部分都是此芯片。此類芯片也解決了產(chǎn)品全兼容性的產(chǎn)品，這也是此類芯片能成主流的原因，也有人說(shuō)兼容性是軟件問(wèn)題，也有人說(shuō)是硬件的問(wèn)題，最終也沒(méi)有一個(gè)明確的說(shuō)法，但實(shí)踐能說(shuō)明一切，目前市場(chǎng)兼容性最好的卡只有這種芯片；

　　綜上所述，DVR的畫(huà)質(zhì)和采集卡的芯片有直接的關(guān)系，但是一流的采集卡的品質(zhì)還要取決于DVR軟件、DVR電路板設(shè)計(jì)，特別是監(jiān)控軟件，再好的芯片沒(méi)有成熟的監(jiān)控軟件相配，那么它的的品質(zhì)也是一般。

　　隨著各大芯片廠家不但進(jìn)入安防這個(gè)領(lǐng)域，其投入也是不斷的在增加，芯片的處理與圖像清晰的能力也是越來(lái)越優(yōu)秀的，這樣之前是一個(gè)芯片做一路來(lái)處理，現(xiàn)在一個(gè)芯片來(lái)處理四路或八路，在效果與畫(huà)質(zhì)方面更突出，包括在芯片處理上就更有優(yōu)勢(shì)，在速度與壓縮方面的占線就更少，同樣也對(duì)硬件成本的也在減少，更能得到很好的品質(zhì)保證與穩(wěn)定，這也是行為進(jìn)步一個(gè)標(biāo)志；用過(guò)采集卡的人就知道，多芯片比單芯片的維修率高很多的；這塊中恒基安防根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的比率在7%與1%。同樣也是一個(gè)產(chǎn)品主流的發(fā)展，能減少售后維護(hù)也能降低成本！這一塊中理恒安防是做得比較完善一家公司，首先提出視頻采集卡五年質(zhì)保第一家。可想而知對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)與信心是很自信，同時(shí)也得芯片廠家的直接的支持與跟研發(fā)團(tuán)隊(duì)是分不開(kāi)。

　　二、算法

　　國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上DVR行業(yè)里，常用的算法有H.264、MPEG-4、小波算法、MJPEG等，但是現(xiàn)在根據(jù)工程的要求以及各方面的考慮，壓縮率、圖像清晰度、錄像占用空間等，為了達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)都采用了H.264。

　　三、碼流

　　碼流簡(jiǎn)單說(shuō)就是圖像的數(shù)據(jù)量，每秒存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量越多，圖像的清晰度就越高，減少碼流，也就是把圖像中的部分細(xì)節(jié)丟掉，圖像數(shù)據(jù)就少了，占用空間也就小了，但是圖像就不清晰了，碼流和圖像也是個(gè)正比關(guān)系。故而控制好碼流也是影響圖像畫(huà)質(zhì)的一個(gè)重要因素。

　　四、分辨率

　　分辨率顧名思義就是看清物體的清晰度。我們需要關(guān)注的有兩個(gè)：顯示器分辨率和錄像分辨率。顯示器分辨率就是你監(jiān)看的監(jiān)視器的分辨率，雖然現(xiàn)在監(jiān)視器的分辨率可以達(dá)到1280*1024，但是大部分廠家的軟件不支持1280*1024高清分辨率，只是強(qiáng)制的上下擠壓或拉伸，使圖像看起來(lái)變形了，效果不好，目前市場(chǎng)里軟卡軟件能做到高清目前只有一二家能做到。錄像分辨率主要影響圖像的質(zhì)量是由算法來(lái)決定的，大家只要記住，錄像分辨率和錄像容量、圖像清晰度成正比就可以了，現(xiàn)在幾乎所有的廠家在CIF格式下錄像每小時(shí)都在230M以上，據(jù)我了解中恒基的超級(jí)放風(fēng)三代軟件在CIF格式下(不限碼流)僅150M，D1分辨率錄像容量大概是CIF的4倍

　　五、獲得清晰圖像的幾個(gè)建議

　　第一：請(qǐng)盡量購(gòu)買(mǎi)ATI顯卡，因?yàn)锳TI顯卡的畫(huà)質(zhì)是業(yè)界公認(rèn)最好的，顯卡行業(yè)都在比渲染、線管、處理速度、3D紋理等等，ATI顯卡在某些方面可能不如其他廠家，但是在畫(huà)質(zhì)上從色彩鮮艷、細(xì)膩、銳度、色彩還原這方面比其他牌子的顯卡都要好的多；

　　第二：購(gòu)買(mǎi)好品牌的顯示器，顯示器的畫(huà)質(zhì)效果主要取決于顯示器的所用的面板，目前畫(huà)質(zhì)好的顯示器有PHILIPS、三星、優(yōu)派等；

　　第三：把錄像分辨率和碼流設(shè)高，如上面分析錄像分辨率高，圖像清晰，碼流高或不限碼流，圖像就清晰。另外在此提一下云臺(tái)的碼流，云臺(tái)因?yàn)闀r(shí)刻在轉(zhuǎn)動(dòng)，畫(huà)面變化多，數(shù)據(jù)量就很大，畫(huà)面變化越多，數(shù)據(jù)量就越大。在相同參數(shù)設(shè)置下(就是所有通道壓縮率相同)，有云臺(tái)的通道的錄像文件會(huì)比其他的要大，這個(gè)是正常現(xiàn)象，如果強(qiáng)制限制這個(gè)通道的錄像碼流，那么錄像回放就模糊不清晰，所以不建議對(duì)云臺(tái)做碼流限制。