視頻監(jiān)控采集存儲(chǔ)卡技術(shù)應(yīng)用環(huán)境分析

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從下手，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，下面來看下視頻采集卡的軟、硬之分以及應(yīng)用。

視頻采集卡軟、硬之分

現(xiàn)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(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。另外原始視頻數(shù)據(jù)還直接發(fā)往顯卡，通過顯示器預(yù)覽。

軟卡的電路板很簡單，板上沒有壓縮芯片與臨時(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。

視頻采集卡技術(shù)應(yīng)用

電子設(shè)備已經(jīng)從默默無聞從而走進(jìn)了人們的日常生活，面對(duì)市場(chǎng)上日新月異的監(jiān)控產(chǎn)品，以及不斷更新的監(jiān)控卡報(bào)價(jià)，人們總是一頭霧水，所以我們只有不斷的去了解監(jiān)控市場(chǎng)，以及監(jiān)控技術(shù)才能立于不敗之地。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)引入視頻采集、視頻處理領(lǐng)域，用計(jì)算機(jī)處理視頻信息和用數(shù)字傳輸視頻數(shù)據(jù)在很多領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用，在我們的飛機(jī)試飛中也被大量的應(yīng)用。視頻圖像采集的方法較多，基本可分為2大類：數(shù)字信號(hào)采集和模擬信號(hào)采集。

采用圖像采集芯片組完成圖像的采集、幀存儲(chǔ)器地址生成以及圖像數(shù)據(jù)的刷新;除了要對(duì)采集模式進(jìn)行設(shè)定外，主處理器不參與采集過程，我們只要在相應(yīng)的幀存儲(chǔ)器地址取出采集到的視頻數(shù)據(jù)即可得到相應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)，這種方法，無論在功能、性能、可靠性、速度等各方面都得到了顯著的提高，但成本高。后者采用通用視頻A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)圖像的采集，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集占用CPU的時(shí)間，對(duì)處理器的速度要求高，成本低、易于實(shí)現(xiàn)，能夠滿足某些圖像采集系統(tǒng)的需要。

此系統(tǒng)要求每秒采最大25幀(設(shè)為可調(diào))，客戶端實(shí)時(shí)顯示最大25幀(設(shè)為可調(diào))，保存為MPEG4格式，畫面要求為最大分辯率為1024X768。多路視頻實(shí)時(shí)采集使用的是VisionRGB-PRO卡(英國Datapath公司)，此卡可同時(shí)實(shí)時(shí)采集兩路視頻數(shù)據(jù)，基本達(dá)到了本系統(tǒng)的要求，再用一臺(tái)VGA矩陣切換器將前端數(shù)據(jù)源的四路視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行人為切換采集。

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)器桌面顯示的畫面是沒經(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。