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中國 DVR 市佔分佈 |
DVR技術鏈首先是晶片,其次是視音頻壓縮演算法技術,三是軟體集成技術。本文可以說是中國大陸DVR的發展史。
1、市場的特定需求推動技術升級
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即時傳輸監控。但ASIC方案的壓縮演算法是由晶片商直接提供,而且已經固 化好,對板卡生產商來說沒有二次開發的平台,而當時一些晶片開發商並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晶片平台,加入自己的壓縮演算法開發出適應國內市場需求的DVR。時隔不久,這些晶片廠商推出了DSP解決方案,而DSP和ASIC兩種方案最根本的區別在於,ASIC方案中壓縮演算法是由晶片製造商固化好的,DSP方案中壓縮演算法,是由板卡製造商提供的,對下游整機製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,必須有自己的壓縮演算法技術。壓縮板卡的關鍵技術包括視頻壓縮演算法、網路技術及智慧化技術,尤為視頻壓縮演算法最為關鍵。
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中國近來 DVR 裝置路數統計 |
2、嵌入式技術成為主流
2001年當大陸企業的數位硬碟錄影機還剛剛起步時,韓國POSDATA和IDIS,率先將採用MPEG-4視頻壓縮技術的POS-WATCH 將嵌入式DVR產品帶入中國市場。以其前沿的技術優勢,優良的產品品質,完善的售後服務,一直佔領韓國和日本的大部分市場份額,也征服了大陸大部分數位監控錄影機市場。從2002年開始,已經有大陸企業試做嵌入式DVR產品,現在無論是採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,他們的需求並不像國外的消費者一樣僅僅是錄影儲存功能,是需要即時 傳輸和查看,而韓國的DVR產品並不具備這些功能,曾經一度頗受歡迎的產品並沒有得到大規模的應用,大陸市場仍然處於觀望狀態。
隨著海康威視、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、廣州金鵬等大陸DVR板卡研發企業,利用TI、飛利浦等晶片平台加上自己的壓縮演算法等核心技術, 批量生產出清晰、穩定又能即時傳輸和查看的視音頻壓縮板卡。從此採用此技術的DVR產品,在中國內地遍地開花,並在短短兩三年間已經發展為成熟產品並得到 廣泛應用。到2005年,韓國、臺灣的DVR產品在中國市場已經沒有了太大聲音。
3、軟硬壓縮的技術之爭
由於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,無法滿足大路數全即時監控需求。針對軟壓縮卡存在的問題,2002年大陸有一批廠家開始研究,通過DSP晶片技術,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式數位硬碟錄影機,無法做到高路數、全即時的監控要求,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,由於政府工程中對高路數、全即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,硬壓縮DVR產業得到了迅速的發展與壯大。軟壓縮技術DVR基本處於滅絕的邊緣。
一是軟壓縮技術主要是來自韓國和臺灣,在壓縮演算法方面,採用的是MJPEG和MPEGII格式,這種格式導致硬碟儲存佔用空間比較大,一般在350M-500M,而DSP硬壓縮採用的是H.264壓縮演算法,佔用空間比較小,一般在50M-150M;所以用硬壓縮卡就更省硬碟。
二是電腦配置在2004年以前,CPU效能太低,導致超過8路以上用軟壓縮卡基本都不是很穩定,CPU佔用率很高;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:電腦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,同樣能達到硬體壓縮的要求,而且成本相對較低,況且,視頻壓縮演算法不斷更新,週期很快,可以用最快的速度升級。持硬壓縮的觀點的人認為:採用專業的視頻晶片,佔用電腦資源少,能處理高路數視頻。
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,依託銀行的拉動,行業對大路數即時性和長時間穩定性的要求,致使基於MPEG1視頻晶片DVR逐漸佔據了上風,基於BT878晶片軟壓縮產品逐步退出高端市場,主要面向諸如社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佔用電腦資源少的特點呢?
答案是肯定的,隨著全球晶片業向SOC系統解決方案的推進,DSP晶片得到了長足的發展,人們考慮把視頻演算法往DSP上移植,用DSP完成視頻的編解碼,這樣就實現了在晶片基礎上的軟 應用。同時,MPEG4演算法不是像MPEG1和MPEG2那樣形成了一個固定的標準,並得到了大家的一致認可和廣泛的應用。
MPEG4演算法只是提供了一個 標準框架,是一個持續不斷發展的演算法,性能的好壞取決於各自的優化能力。MPEG4的專業晶片因市場定位和技術的不確定性,遲遲不能推出,但是MPEG4 演算法的優異表現得到了大家的一致認可。大陸MPEG4演算法的原型基本都是來源於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晶片,兩者的完美結合,使MPEG4演算法除了在軟體應用以外,在晶片層得到了大範圍的應用。2002年,大陸基於PHLIPLS公司 Trimedia1300的MPEG4板卡得到了成功的應用,在壓縮比、清晰度、網路傳輸性能上得到了很大的提升,MPEG4演算法的DVR成為主流,逐步取代了MPEG1 演算法的DVR,DSP板卡方案一統天下。
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2010年三大主流DVR企業產品毛利率表 |
PHLIPLS公司DSP板卡雖然贏得頭籌,但隨後被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、儲存空間和網路帶寬的要求也越來越高,視頻演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之後的新一代數位視頻壓縮格式,稱為MPEG4Part10(MPEG4AVC)或H.264(JVT)。視頻演算法和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。
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海康威視2010年部分年報資訊 |
2004年下半年,深圳天敏科技、深圳龍安視科技、深圳波粒智慧、深圳豪威等等幾家軟壓卡生產廠商,經過幾年的技術攻堅,在編碼演算法和圖畫質方面 都有了劃時代的突破,把H.264的壓縮演算法運用到軟壓縮卡上,自主開發基於PHILIP SSAA7130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年下半年後,電腦CPU性能猛增,價格猛跌,人民幣300多元的CPU就能滿足軟壓縮DVR卡,壓縮16路基本即時的高畫質無馬賽克視頻。2006年Intel 9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,克服了軟壓縮資料流程量瓶頸,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。
同時由於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將採用專用的壓縮演算法,處理性能比標準的MPEG-4提高一倍,同時採用雙核CPU,率先實現軟壓縮DVR卡做到 16路D1錄影。
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大華股份2010年中部分資訊 |
嵌入式CPU+硬壓縮圖像處理專業晶片,即大家常說的硬壓縮方式。由於硬壓縮圖像處理晶片開發難度高,升級能力差,技術革新週期太長,而且成本上沒有任何優勢,所以現在採用硬壓縮板卡做嵌入式DVR企業大大減少;嵌入式CPU+DSP晶片,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體比硬體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。目前大陸90%以上的廠家是軟壓縮模式的嵌入式DVR,但採用 的晶片組不一樣,產品穩定性可靠性層次不一,不同廠家的產品相互難以相容,產品的標準化很難統一,這確實是一個問題。