對DVR來說,它的發展除了光學技術、激光技術、微電子技術、細微加工技術、計算機與自動控制技術、壓縮技術的進步帶來存儲技術在記錄密度、容 量、數據傳輸率等等關鍵技術的巨大突破外,完全依賴于通訊和信息網絡技術的快速發展。從模擬到數字,從硬壓縮到軟壓縮,從一芯一路到一芯多路,從PC到嵌 入式DVR,各領風騷。但不管技術如何發展變化,技術方向與產品特色化是關鍵所在。
DVR技術三形態
一、市場的特定需求推動技術升級
DVR技術鏈首先是芯片,其次是視音頻壓縮算法技術,三是軟件集成技術。目前DVR芯片國內還沒有企業能夠開發。
隨著金融、交通、公安監控市場需求的增加,很多用戶希望能夠實現穩定的實時傳輸監控。但ASIC方案的壓縮算法是由芯片商直接提供,而且已經固 化好,對板卡生產商來說沒有二次開發的平臺,而當時一些芯片開發商并不知道中國市場的這些特定需求。這些二次開發商迫切需要一種新的芯片平臺,加入自己的 壓縮算法開發出適應國內市場需求的DVR。時隔不久,這些芯片廠商推出了DSP解決方案,而DSP和ASIC兩種方案最根本的區別在于,ASIC方案中壓 縮算法是由芯片制造商固化好的,DSP方案中壓縮算法是由板卡制造商提供的,對下游整機制造商來說技術升級方便。
同時,DSP方案給板卡開發商也無形之中設置了一個較高的門檻,必須有自己的壓縮算法技術。壓縮板卡的關鍵技術包括視頻壓縮算法、網絡技術及智能化技術,尤為視頻壓縮算法最為關鍵。
二、嵌入式技術成為主流
2001年,當國內企業的數字硬盤錄像機還剛剛起步時,韓國POSDATA和IDIS率先將采用MPEG-4視頻壓縮技術的POS-WATCH 嵌入式DVR產品帶入中國市場。以其前沿的技術優勢,優良的產品質量,完善的售后服務一直占領韓國和日本的大部分市場份額,也征服了國內大部分數字監控錄 像機市場。從2002年開始,已經有國內企業試做嵌入式DVR產品,現在無論是采用軟壓縮還是硬壓縮技術,毫無疑問嵌入式DVR已經成為市場主流產品。
但是,DVR產品在中國市場的消費者絕大多數都是政府部門和金融等重點單位,他們的需求并不像國外的消費者一樣僅僅是錄像存儲功能,是需要實時 傳輸和查看,而韓國的DVR產品并不具備這些功能,曾經一度頗受歡迎的產品并沒有得到大規模的應用,國內市場仍然處于觀望狀態。隨著??低?/u>、成都德加 拉、浙江大華、浙江大立、北京漢邦、武漢恒億、深圳圖敏、廣州金鵬等國內DVR板卡研發企業,利用TI、飛利浦等芯片平臺加上自己的壓縮算法等核心技術, 批量生產出清晰、穩定又能實時傳輸和查看的視音頻壓縮板卡。從此,采用此技術的DVR產品在中國內地遍地開花,并在短短兩三年間已經發展為成熟產品并得到 廣泛應用。到2005年,韓國、***的DVR產品在國內市場已經沒有了太大聲音。
三、軟硬壓縮的技術之爭
由于2001-2004年期間,CPU速度比較慢,而且價格相對比較昂貴,軟壓縮DVR受CPU性能影響,無法滿足大路數全實時監控需求。針對 軟壓縮卡存在的問題,2002年,國內有一批廠家開始研究通過DSP芯片技術代替CPU運算壓縮視頻,降低了電腦CPU資源的消耗,解決電腦配置偏低導致 PC式數字硬盤錄象機無法做到大路數全實時的監控要求,稱為硬壓縮技術,這種監控卡稱為硬壓卡;這批廠家的主要代表就是杭州的海康威視、武漢恒億、北京漢 邦。在此期間,由于政府工程中對大路數全實時監控市場需求較大,硬壓縮DVR所具有大優勢得到了充分發揮,那一期間國內硬壓縮DVR產業得到了迅速的發展 與壯大。軟壓縮技術DVR基本處于滅絕的邊緣。一是軟壓縮技術主要是來自韓國和***,在壓縮算法方面,采用的是MJPEG和MPEGII格式,這種格式導 致硬盤存儲占用空間比較大,一般在350M-500M,而DSP硬壓縮采用的是H.264壓縮算法,占用空間比較小,一般在50M-150M;所以用硬壓 縮卡就更省硬盤;二是電腦配置在2004年以前,CPU太低,導致超過8路以上用軟壓縮卡基本都不是很穩定,CPU占用率很高;而且雖說硬壓卡成本高,軟 壓卡價格便宜,但從整機成本來看,軟壓卡的整機就沒有任何價格優勢了;三是一些做盜版軟壓縮DVR的公司技術服務不到位,且盜版公司銷售的是國外過時的舊 版軟壓縮DVR卡,使得原本穩定的軟壓縮DVR卡因使用不當導致不穩定。在加上輿論的宣導,誤導消費者,使得軟壓縮發展更為艱難。
軟壓縮還是硬壓縮?這是DVR在發展過程中形成的兩大陣營。持軟壓縮觀點的人認為:計算機運算速度會越來越快,處理視頻的能力會越來越 強,DVR路數也隨之增加,從開始的1路到4路逐步增加,同樣能達到硬件壓縮的要求,而且成本相對較低,況且,視頻壓縮算法不斷更新,周期很快,可以用最 快的速度升級。持硬壓縮的觀點的人認為:采用專業的視頻芯片,占用計算機資源少,能處理大路數視頻。
軟壓縮DVR和硬壓縮DVR較量了一段時間,通過產品在市場的洗禮,2001年-2002年上半年,依托銀行的拉動,行業對大路數實時性和長時 間穩定性的要求,致使基于MPEG1視頻芯片DVR逐漸占據了上風,基于BT878芯片軟壓縮產品逐步退出高端市場,主要面向諸如小區監控等非金融行業。 軟壓企業陷入進退兩難的境地,有沒有一種方式,既保留了軟壓縮的靈活性特點,又集成了硬壓縮穩定占用計算機資源少的特點呢?答案是肯定的,隨著全球芯片業 向SOC系統解決方案的推進,DSP芯片得到了長足的發展,人們考慮把視頻算法往DSP上移植,用DSP完成視頻的編解碼,這樣就實現了在芯片基礎上的軟 應用。同時,MPEG4算法不是象MPEG1和MPEG2那樣形成了一個固定的標準,并得到了大家的一致認可和廣泛的應用。MPEG4算法只是提供了一個 標準框架,是一個持續不斷發展的算法,性能的好壞取決于各自的優化能力。MPEG4的專業芯片因市場定位和技術的不確定性,遲遲不能推出,但是MPEG4 算法的優異表現得到了大家的一致認可。國內MPEG4算法的原型基本都是來源于DIVX和XVID的開放源碼,在此基礎上進行優化和封裝,將MPEG4算 法移植到DSP芯片,兩者的完美結合,使MPEG4算法除了在軟件應用以外,在芯片層得到了大范圍的應用。2002年,國內基于PHLIPLS公司 Trimedia1300的MPEG4板卡得到了成功的應用,在壓縮比、清晰度、網絡傳輸性能上得到了很大的提升,MPEG4算法的DVR成為主流,逐步取代了MPEG1 算法的DVR,DSP板卡方案一統天下。PHLIPLS公司DSP板卡雖然贏得頭籌,但隨后被TI公司迎頭趕上,TMS642的成功推出,使DSP板卡形 成PHLIPLS和TI兩大陣營,隨著DSP處理器性能的不斷提高,DVR對圖像的清晰度、存儲空間和網絡帶寬的要求也越來越高,視頻算法也得到了進一步 發展。H.264是國際標準化組織(ISO)和國際電信聯盟(ITU)共同提出的繼MPEG4之后的新一代數字視頻壓縮格式,稱為MPEG4Part10(MPEG4AVC)或H.264(JVT)。視頻算法和DSP性能的提高,使DVR不再只滿足CIF格式,開始向D1發展,單個DSP不再只處理一路視頻,開始處理 4路、八路或者更高路數的視頻,板卡競爭向大路數和高清晰度發展。
2004年下半年,深圳天敏科技、深圳龍安視科技、深圳波粒智能、深圳豪威等等幾家軟壓卡生產廠商經過幾年的技術攻堅,在編碼算法和圖畫質方面 都有了劃時代的突破,把H.264的壓縮算法運用到軟壓縮卡上,自主開發基于PHILIPSSAA7130新一代9比特高畫質DVR卡。正是此卡的推出, 改變了中國軟壓縮DVR產業不利局面。2005年下半年后,電腦CPU性能猛增,價格猛跌,300多元的CPU就能滿足軟壓縮DVR卡壓縮16路基本實時 的高畫質無馬賽克視頻。2006年Intel9系列主板開始普及,這種新型主板不僅比原先8系列主板的性能大大提升,同時也改善了軟壓縮DVR性能;另外 9系列主板的PCI-E,克服了軟壓縮數據流量瓶頸,更可喜的是經過測試,雙核CPU使得軟壓縮DVR的處理性能翻了一倍。隨著很快就要到來雙核CPU的 普及,CPU的發展越來越快,以及其他種種有利因素的出現,中國軟壓縮DVR得到了迅速發展與壯大。
同時由于硬壓縮卡在技術上和生產成本上都沒有優勢可言,2006年以來,整體銷量開始下滑,到2008年,硬壓卡的月銷量占所有監控板卡總量不 到20%,新一代PCI-E軟壓縮DVR將采用專用的壓縮算法,處理性能比標準的MPEG-4提高一倍,同時采用雙核CPU,率先實現軟壓縮DVR卡做到 16路D1錄像。
嵌入式CPU+硬壓縮圖像處理專業芯片,即大家常說的硬壓縮方式。由于硬壓縮圖像處理芯片開發難度高,升級能力差,技術革新周期太長,而且成本 上沒有任何優勢,所以現在采用硬壓縮板卡做嵌入式DVR企業大大減少;嵌入式CPU+DSP芯片,即軟壓縮方式。使用這種方案使嵌入式DVR成本相對比較 低廉,而且修改產品應用軟件比硬件壓縮模式要容易得多,非常合適變化莫測的安防市場的需要。目前國內90%以上的廠家是軟壓縮模式的嵌入式DVR,但采用 的芯片組不一樣,產品穩定性可靠性層次不一,不同廠家的產品相互難以兼容,產品的標準化很難統一,這確實是一個問題。
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