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編碼器的核心部分就是壓縮算法芯片，此芯片內將根據上述各種既定算法對模數轉換后的原始數字視頻流進行壓縮計算，然后輸出到網絡傳輸模塊傳送到網絡。對于開發(fā)實力不強的廠家來說，他們通常采購已經內置了固定算法的處理芯片(ASIC)來生產數字攝像機，這種芯片在市場上可以購買得到，內置的算法是現成的，廠家不需要做二次開發(fā)直接使用即可，但這種方式的弊端是算法相對固定，且被固化在芯片中，廠家即使發(fā)現算法不合理，也不能對其進行改善，這些算法通常是較為通用的壓縮算法，芯片的制造商認為其內置的壓縮算法可以滿足市場上一般的應用。對于具有較強開發(fā)實力的廠家來說，他們的做法通常是購買通用的高性能數字信號處理芯片(DSP)，而根據項目實際或者根據長期的開發(fā)經驗把自己認為較好的壓縮算法寫入這些空白芯片。這樣做的好處是顯而易見的，數字攝像機廠商可以根據市場的要求或者自己對技術的理解開發(fā)自己的視頻壓縮算法，但是這對廠家的開發(fā)實力提出了較高的要求。值得說明的是，即使對于同一種壓縮算法，如果要完全按照算法的標準定義去做開發(fā)，難度是巨大的，且算法本身的復雜程度也超出預料，將會造成較大的延時，同時對設備性能要求極高。正因如此，各個廠家也會根據實際需要選擇此標準算法下部分算法集做開發(fā)以降低開發(fā)難度和算法的復雜程度。
由于上述現狀的存在，導致了目前數字監(jiān)控領域的一個極大的不便，就是編解碼算法嚴重不統一，各家的算法千差萬別，導致不同廠家的編解碼器不能混用。眾所周知，純數字監(jiān)控系統的核心是一套數字監(jiān)控管理軟件，如果要在PC上觀看視頻，軟件必須取得監(jiān)控前端的視頻SDK開發(fā)包才行，所以目前數字系統的管理軟件多由數字攝像機制造廠商自己提供。這里會產生一個問題，這些廠商長擅長于硬件制造，其提供的管理軟件往往在功能上較為簡單，無法完全滿足用戶的要求。而市場上也有專門做數字視頻監(jiān)控管理軟件的廠家，他們善于軟件開發(fā)且往往具有多年的軟件開發(fā)經驗，他們的軟件功能完善，能較好地滿足用戶的要求，但是他們往往不生產監(jiān)控前端。于是，每一次數字監(jiān)控系統的實施中，要么就是用戶對管理軟件不滿意，要么就是專業(yè)軟件廠商用硬件設備的SDK開發(fā)包做二次開發(fā)，如果前端使用的設備不同，那么軟件廠家就要獲得各家的硬件開發(fā)包才行，這點在技術上沒有難度，但是卻增加了開發(fā)的成本和周期。前端設備壓縮算法的不統一也是數字系統沒有達到原來傳統模擬監(jiān)控所達到的開放性的原因之一，在模擬系統中，增加一個前端點，無論是哪家的模擬攝像機都可以順利接入，但是在數字系統中，如果新接入的不同廠家數字前端無法直接在PC或者解碼器上解碼輸出，無形中，這將限制業(yè)主選擇不同的設備，不利于增強系統可延續(xù)性，也不便于未來的系統擴容和維護。
現階段數字監(jiān)控系統的瓶頸在此，這是技術轉型期必然出現的問題，隨著技術的發(fā)展和行業(yè)的規(guī)范，數字編解碼算法必然趨于統一。
軟解碼和硬解碼
解碼是編碼的逆過程。模數轉換后生成的數字視頻經過特定算法壓縮后將生成壓縮數字視頻，這樣的視頻不經過解碼計算是無法還原成可見視頻的。這里就牽扯到如何解碼的問題。從原理上說，解碼的過程是編碼的逆過程，解碼設備把壓縮過的視頻經過對應的解碼算法以及數模轉換后還原為原始視頻，在PC上或者經過解碼器輸出。具體來說，如果圖像要在PC機上瀏覽，那么數字監(jiān)控軟件里一定有解碼算法，解碼的工作將交給計算機的CPU完成。由于CPU還要完成別的工作，解碼的工作只是占用計算機CPU的部分資源，換言之，這種類型的解碼是一種特殊的應用程序，和大多數運行于PC機操作系統下的應用程序一樣，都由計算機的CPU完成。如果一臺客戶端要同時瀏覽多路視頻，我們就能明顯感覺到延時性增加，同時CPU的占有率直線上升，每解一路視頻都要耗費PC機CPU的資源，所以對于那些要同時瀏覽多路高分辨率的數字系統客戶端來說，PC的配置性能要求會較高。這種方式就是軟解碼。而硬解碼則有所不同，和編碼設備一樣，廠商通常采購相應的DSP芯片，把相關解碼算法寫入這些芯片，這些固化了解碼算法的芯片只用來進行視頻的解碼而不做別的用途，廠家可以利用這些芯片做成特定的硬件設備，也可以做成板卡插入PC機箱內，但是這種做法不再占用PC的CPU資源，完全由本身的解碼芯片完成視頻解碼。
由于這些芯片在處理能力和結構合理性上遠不能和PC機的CPU芯片相比，所以，這種硬解碼設備的發(fā)熱量將會很大，同時穩(wěn)定性不如PC的CPU芯片，但是好在設備專用且成本較低。所有硬件形式的視頻解碼器或者解碼卡都采用硬解碼的方式。
其實視頻的編碼壓縮也有硬壓縮和軟壓縮之分，道理和解碼類似。當然，解碼設備的算法必須和編碼器匹配才能保證視頻的重現。
[nextpage] 數字視頻的延時性
數字視頻存在延時性，在目前的條件下，這種延時性可以明顯地感覺到。從上述內容中可以發(fā)現，數字視頻的延時產生于如下幾個環(huán)節(jié)：PCM模數轉換、壓縮編碼、傳輸、解碼和顯示。
在這幾個環(huán)節(jié)中，模數轉化產生的延時幾乎無法察覺，最明顯的例子就是數字視頻光端機。眾所周知，數字視頻光端機同樣存在PCM數字化的環(huán)節(jié)，但是經過數字視頻光端機傳輸的視頻完全感覺不到延時，這是因為，數字視頻光端機的數字化過程中只有PCM模數轉換環(huán)節(jié)而不包括編解碼過程，所以，模擬視頻的模數變換產生的延時可以忽略不計。順便說一句，單路數字光端機通常用150M的光模塊，這是因為，單路視頻數字化后的數據量大概是120M左右，這個規(guī)格的光模塊剛好滿足要求。對于大路數的光端機，光模塊通常會采用2.5G的了。同樣，顯示的延時也是可以忽略不計的。
在方案設計時，就會充分保證網絡帶寬，所以傳輸環(huán)節(jié)產生的延時也可忽略。
如此說來，視頻產生延時的環(huán)節(jié)主要是編解碼的過程，且這期間延時的長短和算法的復雜程度有關。算法越復雜，延時性越長，如果設備的性能不高，將會加大視頻的延時。目前主流的H.264壓縮算法可以在保證視頻質量優(yōu)秀的情況下盡量減少帶寬，但是如前所述，這樣的優(yōu)點是以算法的復雜程度為代價的，要想盡量縮短延時，必須提高編解碼設備的性能。
事實上，真正的視頻編解碼技術遠比以上描述的復雜，以上只是簡要敘述了與數字視頻編解碼技術相關的一些概念，希望能對讀者更好地理解數字視頻編解碼技術提供一些幫助。
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