了解視頻采集卡的主要功能及其識別技巧

　　硬件環(huán)境的構建

　　此采集系統(tǒng)主要實現對前端四路視頻數據的人為切換式實時采集，在服務器端可同時采集和儲存兩路視頻數據(在此只用一個視頻采集卡)，也可以一次只采集一路視頻數據，再經網絡實時傳輸到客戶端顯示，服務器端也實時顯示所采集的視頻。在進行視頻切換方面可在服務器端或客戶端自行切換，在服務器端可通過串行口操作VGA矩陣切換進行相應的視頻輸入輸出口的切換，在客戶端可通過網絡-服務器程序相應模塊-串行口-VGA矩陣切換進行相應的視頻輸入輸出口的切換。

　　視頻數據量較大，這就要求視頻數據處理系統(tǒng)具有實時采集，大容量存儲和實時處理的特點。軟件要實現對視頻數據的實時采集(最多兩路)、控制視頻接口、把視頻數據實時編碼保存并發(fā)送到多個客戶端。在服務器端的實現是整個系統(tǒng)的關鍵，在此也承擔了大量的工作，因此對軟件和硬件方面要求也很高就成為必然。以上就是要在服務器上實現的主要功能。

　　在采集方面最主要的是要有實時性，在此以事件驅動的方法從端口獲取數據，采集到視頻數據流在桌面顯示的同時再編碼保存，視頻采集的數據要經軟件的相應模塊將其設為位圖型式的視頻幀，以利于在服務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。

　　服務器端的實現

　　Divx解碼也是以幀的格式解壓，因此有利于向客戶端發(fā)送數據時以幀為單位發(fā)送視頻數據流。媒體流分為四個流：視頻流、音頻流、文本流、MIDI流，用視頻卡采集的是兩路視頻流，保存時每路視頻流多加了一個文本流，文本流主要應客戶要求加入的服務器時間和一些人為輸入的文本信息，在記錄兩個媒體流時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。在采集軟件實現方面主要應用了相應的SDK(Softwaredevelopmentkit)和API(應用編程接口)，還可用VFW(VideoforWindows)。但后一種方法實現簡單單路視頻采集卡可以，對于多路視頻的采集用第一種方法更加靈活，但實現比第二種復雜的多。

　　在服務器端各方面協(xié)調工作是關鍵，程序啟動首先默認上次設定的視頻采集卡通道，如有視頻數據就顯示、保存，如果沒有視頻數據就等待，如果要調整視頻采集卡通道可用串口給VGA矩陣切換器發(fā)送相應的命令讓VGA矩陣切換器進行相應的輸入輸出通道切換。也可經客戶端經網絡到服務器串口到VGA矩陣切換器進行VGA矩陣切換器相應的輸入輸出通道切換(在后面介紹客戶端時再介紹)。每次切換后將自動保存原視頻文件，如切換后有視頻數據將自動重新生成一個新的視頻文件。

　　用局域網實時傳輸視頻數據已在一些領域大量的應用，局域網以有線局域網居多，因為有線局域網技術成熟、傳輸速度快，但是長時間傳輸大量視頻數據時也會引起傳輸速率不穩(wěn)定，引起數據堵塞，會導致視頻傳輸的質量大幅度下降，容易引起畫面的重影、抖動、花屏、延遲等現象。在服務器桌面顯示的畫面是沒經任何編碼處理的，但網絡傳輸和保存的視頻數據是經Divx編碼的，這樣有力的減輕了網絡間傳輸和服務器的負擔。

　　為了在局域網上有效的、高質量的實時傳輸媒體流，需要多種技術的支持，包括網絡傳輸層協(xié)議的選擇、編(解)碼技術，網絡傳輸層質量控制技術等等。

　　識別監(jiān)控視頻采集卡

　　安防領域(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者特別是剛入行者無從下手，您選購采集卡的目的不外乎就是能更方便的更有效的監(jiān)看，您應該需要關注一下幾個大區(qū)：是軟壓縮還是硬壓縮好、什么樣的卡畫質最好、能否實現遠程功能、備份方便么、售后服務怎么樣等相關問題。下面我們就將各種DVR卡的優(yōu)缺點經行區(qū)分和了解，以及選購采集卡的相關知識一一介紹一下。

　　軟壓縮和硬壓縮

　　現在只要你選購DVR卡，店主一般的都是問你是要那種類型的卡——軟卡還是硬卡？這里我們就先來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，其實就是視頻采集卡，隨卡配有監(jiān)控軟件，實現視頻監(jiān)視、錄像、回放歷史視頻以及遠程監(jiān)控等功能，其硬件為一個或多個視頻采集芯片(如：fusion878a，saa7130/7134，tw6802B/6805等)接收來自模擬攝像機的信號，轉換為數字信號，然后直接或通過PCI橋芯片從PCI金手指進入主板，原始的數字視頻信號，在內存里執(zhí)行CPU指令運算，將視頻壓縮與處理，然后存儲到硬盤。另外原始視頻數據還直接發(fā)往顯卡，通過顯示器預覽。

　　軟卡的電路板很簡單，板上沒有壓縮芯片與臨時存儲芯片，成本低，一般是硬壓縮的1/3左右，所以價格是它最大的優(yōu)勢，另外從原理我們可以看到，軟壓縮DVR是有CPU進行壓縮的，所以其壓縮品質較好，錄像清晰度高，在CPU資源充足的情況下，軟壓縮DVR無論在錄像、還是網絡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，模擬視頻轉換為數字信號后，并不直接通過PCI發(fā)到主板、顯卡、內存，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卡上的內存芯片壓縮，然后再通過PCI金手指進入主板。所以硬壓縮DVR電路板多了DSP或其他壓縮芯片與內存芯片。所以硬壓縮DVR的主要優(yōu)勢主要表現在大路數監(jiān)控，比如32路以上全實時監(jiān)控錄像，軟壓縮難以實現，這個市場缺口就可以被硬壓縮所占有。

　　三、總結

　　通過上面的原理，我們可以看出硬壓縮的優(yōu)勢在于：

　　1、視頻壓縮通過自帶DSP完成，無需占用電腦CPU資源；

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

　　3、數字視頻先在DVR卡上進行壓縮，然后又要將壓縮視頻解壓縮后交給顯卡顯示器預覽顯示，其實大家都不知道，這個過程會導致視頻信號受損，圖像品質會下降。

　　注意：市場上經常聽說的半軟半硬卡，這個根本不存在，也沒有那樣的說法，朋友們一定要注意，這個主要是在2002-2004年里，因為當時CPU處理性能有限，價格昂貴，軟卡只能滿足4-8路實時監(jiān)控錄像，而國內監(jiān)控全實時8-32路監(jiān)控在政府工程里有強烈需求與市場，這時，硬壓縮通過在軟壓縮DVR卡上增加DSP與內存芯片，實現高路數實時監(jiān)控，得到了大量應用，再加上當時，國內DVR市場上，幾乎沒有正版軟壓縮DVR，大多是盜版，而政府工程里一般不采用不法盜版產品，那時硬壓縮DVR產業(yè)得到蓬勃快速發(fā)展。2004年里，曾經有國內某知名硬壓縮公司曾經在媒體宣稱，軟壓縮DVR已經進入了滅氓倒計時，而時隔3年，軟壓縮DVR不僅沒有死去，而且在逐步發(fā)展與壯大，并且銷售總量已經超越了硬壓縮DVR。特別是在民用監(jiān)控領域，依靠性價比競爭市場，軟壓縮處于明顯優(yōu)勢？后來經銷商們?yōu)榱酥\取利益而謊稱什么半軟半硬卡，其實一般都是軟壓縮卡。

　　監(jiān)控圖像的畫質

　　DVR最重要的功能就是回放歷史視頻，回放畫質是DVR最重要的性能指標之一，圖像質量的清晰度，圖像大小影響管理監(jiān)看人員是否能及時發(fā)現可疑情況，和有案情發(fā)生后可以清楚辨認犯罪嫌疑人，下面我們就講講影響圖像質量的幾個因素：

　　一、芯片

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

　　美國CONEXANT公司是最早做視頻采集卡芯片的廠家，進來有研發(fā)了CX25835非常有競爭力，八合一超低功耗，發(fā)熱小，色彩還原真實，不偏色，畫質細膩清晰，并在價格上也沒有突出的優(yōu)勢，將來可能成為未來DVR卡的主流芯片，目前與國內WAPA(波粒)聯手合作，研發(fā)出一款軟壓D1八合一卡，這將是全球DVR板卡行業(yè)的一個歷史性轉折。這個芯片最早是深圳東舜在做，但一直沒有好的軟件相配而價格也很貴，不被市場所接受，同樣在同類產品上面沒有價格優(yōu)勢，而且現在中恒基新出來的6802C在畫質與價格都比此類卡有優(yōu)勢；

　　PHILIPS公司的SAA7130芯片具有9比特高清畫質，畫質柔和偏暖色，噪點低的優(yōu)點，一直是軟壓卡的主流芯片。由于市場的原因，導致7130的退市，同樣也有產品芯片的缺限，而被7134所替代，同樣產品的芯片的投入這塊目前只有深圳一家在做，反映的效果也沒有預期要好！主要同行業(yè)的芯片在兼容性與實現要比此芯片要強，因為主要是芯片的選擇比前要容易，所以在廠家做起來比較自由，不受限制；這樣SSA7134目前也不會成為市場主流產品；

　　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)勢就是做非實時的DVR時，可以做到不丟幀切換采集，而且他們在音視頻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品全兼容性的產品，這也是此類芯片能成主流的原因，也有人說兼容性是軟件問題，也有人說是硬件的問題，最終也沒有一個明確的說法，但實踐能說明一切，目前市場兼容性最好的卡只有這種芯片；

　　綜上所述，DVR的畫質和采集卡的芯片有直接的關系，但是一流的采集卡的品質還要取決于DVR軟件、DVR電路板設計，特別是監(jiān)控軟件，再好的芯片沒有成熟的監(jiān)控軟件相配，那么它的的品質也是一般。

　　隨著各大芯片廠家不但進入安防這個領域，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越優(yōu)秀的，這樣之前是一個芯片做一路來處理，現在一個芯片來處理四路或八路，在效果與畫質方面更突出，包括在芯片處理上就更有優(yōu)勢，在速度與壓縮方面的占線就更少，同樣也對硬件成本的也在減少，更能得到很好的品質保證與穩(wěn)定，這也是行為進步一個標志；用過采集卡的人就知道，多芯片比單芯片的維修率高很多的；這塊中恒基安防根據市場調查發(fā)現的比率在7%與1%。同樣也是一個產品主流的發(fā)展，能減少售后維護也能降低成本！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保第一家。可想而知對產品品質與信心是很自信，同時也得芯片廠家的直接的支持與跟研發(fā)團隊是分不開。

　　二、算法

　　國內市場上DVR行業(yè)里，常用的算法有H.264、MPEG-4、小波算法、MJPEG等，但是現在根據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，為了達到一個平衡點都采用了H.264。

　　三、碼流

　　碼流簡單說就是圖像的數據量，每秒存儲的數據量越多，圖像的清晰度就越高，減少碼流，也就是把圖像中的部分細節(jié)丟掉，圖像數據就少了，占用空間也就小了，但是圖像就不清晰了，碼流和圖像也是個正比關系。故而控制好碼流也是影響圖像畫質的一個重要因素。

　　四、分辨率

　　分辨率顧名思義就是看清物體的清晰度。我們需要關注的有兩個：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，雖然現在監(jiān)視器的分辨率可以達到1280*1024，但是大部分廠家的軟件不支持1280*1024高清分辨率，只是強制的上下擠壓或拉伸，使圖像看起來變形了，效果不好，目前市場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量是由算法來決定的，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，現在幾乎所有的廠家在CIF格式下錄像每小時都在230M以上，據我了解中恒基的超級放風三代軟件在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建議

　　第一：請盡量購買ATI顯卡，因為ATI顯卡的畫質是業(yè)界公認最好的，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，但是在畫質上從色彩鮮艷、細膩、銳度、色彩還原這方面比其他牌子的顯卡都要好的多；

　　第二：購買好品牌的顯示器，顯示器的畫質效果主要取決于顯示器的所用的面板，目前畫質好的顯示器有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的碼流，云臺因為時刻在轉動，畫面變化多，數據量就很大，畫面變化越多，數據量就越大。在相同參數設置下(就是所有通道壓縮率相同)，有云臺的通道的錄像文件會比其他的要大，這個是正常現象，如果強制限制這個通道的錄像碼流，那么錄像回放就模糊不清晰，所以不建議對云臺做碼流限制。