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软压与硬压
文 / 王乐彬 2008-04-18 天敏科技·视频采集卡销售
一、软压卡与硬压卡的来历
我们常见的视频采集卡（DVR、压缩卡、录像卡、监控卡）有两种：软压卡和硬压卡。
软压缩卡，也称视频采集卡，该电路板卡主要是由1个或多个视频采集芯片（如FUNSION 878A，菲利普公司的7130、7134，Techwell公司的6802、6805）及周边元件、电路组成，电路结构比硬压缩简单，成本也远低于硬压缩。这种卡只负责采集视频，而视频压缩、解压缩及其他视频处理则是由CPU运算实现。
硬压缩卡，也称视频采集压缩卡，该电路板卡与软压缩卡不同的是，多了视频压缩与解压缩部分电路结构，视频压缩没有交给电脑CPU去处理，而是交给DSP芯片去处理的。所以硬压缩卡电路更复杂。
简单的说，软压缩就是CPU压缩，硬压缩就是DSP压缩（软压缩与硬压缩的区别主要在于压缩算法由谁执行,如果压缩算法由CPU来执行运算，就是软压缩，如果压缩算法由嵌在DVR卡上的DSP或其他压缩芯片来运算，则是硬压缩）。
那为何CPU是软压缩，而DSP压缩命名硬压缩？实际上，无论是CPU压缩还是DSP压缩，他们都是处理器执行软件算法将视频压缩，都属于软压缩的呀！
据说，他的来历是这样的：在我们中国老百姓眼里，硬代表实实在在，软代表没东西。所以，最早做DSP压缩卡的厂家为自己产品命名硬压缩，而CPU压缩则命名为软压缩。之所以这种命名被默认下来了，是因为在2000-2004年，中国几乎没有软压缩DVR合法生产商，而大部分都是非法软压缩DVR（Digital Video Recorder也叫: Personal video recorder 即PVR——数字视频录像机或数字硬盘录像机,我们习惯上称为硬盘录像机）卡厂商。正版DSP压缩DVR厂商可以大做宣传，而非法软压缩DVR卡厂商只能低调，没有什么声音。久而久之软压缩与硬压缩的错误定义在没有反对意见的情况下出来了。
二、硬压缩的优势和劣势
1）硬压缩的主要优势主要有那些？
硬压缩，顾名思义，他处理图像的方式是通过视频采集卡自带的硬件元件完成的。
1、对系统配置要求比较低
硬件压缩卡从音视频的采集到处理，直接由硬件电路完成压缩运算，将已压缩好的数据流传给计算机中的应用软件处理。硬压卡占用系统资源较少，对计算机系统配置的要求比较低，可广泛的运用于各类监控系统。
硬压缩视频采集卡是在软压缩DVR处理能力有限（在2000-2001年，电脑市场的CPU基本是奔腾200或者MMX166、266等。当时的计算机配置比较低，CPU处理能力有限），而市场上大陆数全实时又有强烈需求的状况下诞生的。
那时的CPU只能处理些非实时录像，一直到2003年，CPU的处理性能还不能满足8路以上CIF分辨率实时录像，所以采用DSP压缩卡就有着巨大的市场空间。当时一台普通电脑一般只有一个CPU（软压卡处理靠CPU），而一个DVR卡上却可以放多个DSP，这样就满足了多路数实时压缩。这就是硬压缩最大的优势之一。
另外DSP压缩卡还有另外一大优势，对主板性能要求低，对PCI总线带宽要求低些（视频采集卡采集到的数据是通过主板的PCI等传到计算机上的，如果数据量大的话主板就有可能处理不过来，传输到计算机的图像数据就会有所丢失，导致显示出来的图像出现拉丝的现实。而硬压卡传过来的数据是被DSP处理过的，相对的数据量比较少，对主板性能的要求也就比较小。这个就是我们常遇到的主板跟软压卡兼容性的问题）。
2、大路数视频采集的实时效果好
软压缩的劣势表现在路数特别大的情况下还处理不过来，比如64路全实时监控，即使是采用双核CPU也满足不了，不过如果采用4核CPU，应该能压缩过来。那就要等1-2年了。
而硬压卡因为处理数据是通过DSP的，所以在一台机器上要同时进行大路数实时监控的话，用硬压卡会比较好一点。例如，如果您使用的是惠州市天敏科技的软压卡，采用现在的主流配置进行24路实时监控预览和录像的话，画面效果是不会比硬压卡的差的。但是如果您要使用超过24路实时录像的话，我就建议您使用硬压卡的性价比会高一点（软压的需要CPU和主板支持，买高端机器需要的成本比较高）。
2）硬压缩的主要劣势有那些？
硬压缩的劣势自然也是有很多的，要不然，早就取代了软压缩的DVR了。
1、硬压卡大比特流压缩导致的问题
因为硬压缩不怎么用CPU资源，资源充足，故大多数硬压缩采用高分辨率显示（录象时并不采用高分辩率，故录象后图象清晰度不比软压缩高），采用大比特流压缩，图象清晰度高。
但这样也带来了新的问题，就是数据量太大，故硬压缩消耗硬盘也大，录象保存的时间较短，同时网络传输也带来了很大的压力，不适合多路远程监控。
另外硬压缩中的图象压缩DSP芯片，由于设计上远远不如CPU设计科学，其发热量大，最高温度达80度以上，如果将四张硬压缩卡并排插入电脑，组成16路实时录象，在没有良好散热条件下，夏天特别容易死机，所以在天气炎热的南方城市安装硬盘录象是不得不考虑这一问题。
2、硬件成本带来的问题
硬压缩还有一个无法克服的缺陷，就是因为硬压缩产品硬件成本太高，价格降不下来（硬件成本高，无论怎么降低成本，总是比软压缩成本高2-3倍）。
甚至有的压缩卡没有先进的加密技术，采用昂贵的USB接口加密狗来完成加密，这不仅增加了板卡硬件成本，同时也反映出该产品技术含量不够高等特点，如果一家DVR（视频采集卡）厂家连单片机加密与编程都实现不了，可想其研发实力不会有多强，开发出来的产品质量有待慎重考察（USB接口加密狗，主要用于纯软件商品防止盗版，而带有硬件电路的产品多采用电路板上的芯片加密）。
由于硬压卡造价昂贵，主要用于高端场所，难以推广到中低端场所，如住址小区、中小型宾馆、工厂保安、厂房监视管理用、家用监控等场所。
目前市场上出现的硬压卡主要是国内厂家制造，不涉及到硬件芯片驱动开发与图象采集压缩等操作，属于二次开发，硬压缩产品品种多，软硬件基本一样，只是各厂家软件稳定性与外观不一样，核心的东西是一样的。不过值得注意的是，国内有些公司开发的硬压卡软件不够成熟，出现死机现象等不稳定现象。
3、产品升级带来的问题
硬压缩DVR是将压缩算法写入DSP芯片，升级麻烦，使用寿命短，众所周知，前几年的价值高达几千甚至一万元以上的MPEG-1硬压缩卡，使用不到一年就因为无法升级而淘汰了（产品升级繁琐。导致国内早期MPEG-1硬压缩DVR升级只有拔出硬压卡来扔掉）。
当然，也不是不可以升级的。硬压卡也分ASIC实现还是DSP实现的，目前基本上都是DSP实现的，一样可以实现升级。只是升级的操作比较麻烦而已。
三、软压缩的优势和劣势
很多做硬压卡的厂商由于只看到硬压缩的优势，而没有认识到硬压缩的劣势与软压缩的优势，在2004年的《安全&自动化》杂志里，国内某大型硬压缩DVR公司大力宣传软压缩DVR已经进入淘汰倒计时，时隔两年了，他们的预测完完全全是片面的，是错误的，倒计时的时钟停止了摆动，恰恰相反，软压缩却在最近2年时间里得到了迅速发展。
1）软压缩的优势有
存在即合理！软压卡之所以能在竞争激烈的监控卡市场上占据一席之地，必然有他的独到之处。那，软压卡的优势有那些呢？
1、压缩效率越来越好
在监控应用中，有很多时候未必一定要全实时，而更重要的是回放画质，而且非实时DVR可以降低硬盘消耗，加长录像天数，降低网络远程监控带宽要求，所以长期以来，非实时监控一直存在。软压缩做非实时成本远低于硬压缩，而达到的效果几乎是一样的。甚至比硬压缩录像要好。
在以前，视频压缩能力方面，硬压缩优于软压缩。软压缩卡由于利用CPU压缩，消耗电脑资源，合理配置电脑是软压缩DVR长期稳定运行的关键。随市场主流CPU性能与速度加快，软压缩处理能力也随着加强，采用普通的P4 2.8G就能压缩4-24路（352 X 288）实时，一旦不久的将来64位Windows操作系统面市，软压缩卡采用廉价AMD64位CPU压缩视频，就成了轻轻松松的事情，压缩32路实时将不再是难题了。到了这时软压缩将可能取代硬压缩卡。
在压缩比方面，市面上常见的很多软压缩DVR卡是国外早期产品，它们采用的是小波算法甚至MJPEG，消耗硬盘大，网络性能差，但最近新推出软压缩DVR卡大多是采用MPEG-4或者H.264算法，每路每小时占硬盘30-150M。
2、当今计算机性能好，制约软压卡的因素减少
以前我们使用软压卡的时候，经常会碰到一些“兼容性”的问题。计算机的性能成了制约软压卡发展的最大瓶颈。1）CPU兼容性问题：软压卡处理图像靠的是CPU，以前的CPU处理数据的能力比较低下。优质的画面并且要求占用空间小，这样的录像文件是非常耗费CPU资源的。如果CPU占用率一直过高的话，就会导致系统死机。2）主板兼容性问题：软压卡采集的图像数据是没有经过处理的，数据量会比较大。主板如果对这些数据处理不过来的话，就会导致数据的丢失，进而出现图像拉丝、画面颜色失真等问题。3）电源兼容性问题：软压卡一般是不自带电源的，而视频采集芯片的正常运作是需要有足够的电源功率保障的。如果电源供电不足的话，可能会导致画面的失真、画面出不来、死机等现象。
随着计算机的快速发展，CPU性能猛增，价格猛跌，先后出现了赛扬D、双核CPU，4核CPU甚至还有6核CPU。
另外高性能的Intel 9系列主板也开始全球普及开来了，同时价格也较低，并且新的Intel 9系列主板带有PCI-E，PCI-E又克服了总线带宽瓶颈（软压卡是通过CPU处理图像的，而制约软压卡画面质量的最大因素可能就是：视频采集卡到CPU之间的数据传输带宽了。带宽越大，能传输过来的图像质量也就越好了）。
在以前是“高档配置”的机器，现在也变得非常普遍了。随着计算机性能的提高，制约软压卡兼容性的问题也得到了解决（当然啦，现在的机器配置相对于以前是多大的飞跃呀！）。所以很多工程商都开始说，“现在的机器配置，哪来的兼容性问题呀？买好点的机器才贵多少钱？”
这一切计算机配套技术的发展都带动了软压缩的成长，制约软压缩的因素越来越少。而相反却大大不利于硬压缩DVR，让硬压缩DVR优势逐步丧失。正是如此，软压缩DVR在最近几年里发展迅速。
并且随电脑配置提高，特别是64位、还有多核CPU与操作系统普及，软压缩DVR将成为趋势，硬压缩DVR将成为专用特殊场所监控用。其实很多电子产品都是由软取代硬的，如声卡、MODEOM，过去都是硬的，而如今市场软声卡与软MODEOM已经成为主流
3、成本优势
成本优势可能是DVR软压卡最大的优势了，软压缩DVR成本是硬压缩DVR的1/4-1/2，所以价格也好了很多，以16路为例，16路软压缩卡比硬压缩省了1600-2000元，但需要比硬压缩好一点点的CPU，增加100-200元的CPU成本，所以总共节省了1500-1800元（甚至更高）硬件成本。
随着现在计算机主流配置的提高，使用24路以内的实时预览和录像，使用DVR软压卡（以惠州市天敏科技的视频采集卡为例）的效果完全可以实现硬压卡的效果，性能好的机器效果会更好。超过24路的话我们建议使用硬压卡。
相对的，硬压缩最大的劣势就是成本高，而优势却逐步丧失，为了与软压缩竞争，所以不得不降低硬件成本，以前一个DSP压缩一路视频，如今很多硬压缩是一个DSP压缩4路视频，导致录像回放质量降低了一些。这一点通常还未必能发现的了，但如果采用快速运动录像来测试，立即能发现马赛克严重的现象。有人采用国内某知名硬压缩卡同时采用知名品牌监控软件测试，发现录像文件只有设置到每小时500M以上才能具备较好的录像质量，反之则有大量马赛克。
、软压卡将替代硬压卡？
正是因为软压卡有着越来越大的优势以及广阔的前景，于是有些人就得出了下面的结论：
软压卡会逐步淘汰硬压卡。理由很简单：对于DVR板卡而言，专用硬件压缩处理器是多余的。2008年，双核处理器会成为主流，它的图像处理能力要远超普通的DSP处理器，而廉价的双核赛扬CPU将是PC DVR的最佳选择，而同样廉价的G31芯片组主板拥有3个以上的PCI-E接口，由此把制约软压卡的PCI带宽问题也彻底解决了。由于技术的发展，软压卡在图像质量和价格上都全面压倒硬压卡，因此软压卡淘汰硬压卡就只是时间问题了，虽然目前市场上海康、恒亿、汉邦等公司的硬压卡仍然在用户知名度、市场占有率上有强大的优势，但这是技术发展的必然，技术进步必然淘汰旧事物，就如同10多年前的硬件电影解压卡一样。
4、自定义数据分辨率的优势
软压卡的图像数据是不经过处理的原始数据流，他在显示器上面显示的分辨率是可以自定义设置的。而硬压卡传输过来的图像是处理过后的，他有着固定的最大分辨率，是无法自定义修改画面尺寸的。
2）软压缩的劣势
根据马克思唯物辩证法，什么事情都是有他的两面性的。世界上并没有十全十美的产品，每样产品都有他自己的优点和缺点的，所以我们说适合客户的产品才是最好的产品。
同样的，DVR软压卡也有着他自身设计的原因带来的缺陷。
1、兼容性问题
A、主板的兼容性问题
主板的兼容性问题是现在影响软压卡发展的最大瓶颈。软压卡的图像是不经过处理直接传输到主板的数据总线的，因此他的数据量会比较大，如果使用的主板总线数据处理能力比较差的话，往往会导致图像数据的丢失。这就是我们经常遇到的画面拉丝、重影、拖影、颜色失真等现象的根源。
关于主板的兼容性问题，我们曾经做过一个兼容性对比测试。我们用惠州市天敏科技的采集卡VC8000跟市面上常见的波粒卡、俊明视卡、宏视卡、东舜卡做过对此性测试。某一款出现画面拉丝等问题的，其他卡都会出现或多或少的画面质量的拉丝问题。特别是945主板的卡，对软压卡是存在兼容性问题的。
正是因为存在着主板跟软压卡的这些兼容性问题，所以市面上才会因为这种需求的存在而推出了DVR专用监控主板。DVR专用的监控主板，一般都是总线数据处理能力比较强大的主板。
B、显卡的兼容性问题
谈到显卡，就不得不提到一个专业名称“Overlay资源”。
Overlay（覆盖）是一种数字视频的显示技术，它允许数字信号不经过显示芯片处理，而直接通过显存输出到显示器屏幕上。Overlay显示模式最大的用途在于优化视频播放。由于不同的视频有不同基准色调、亮度、对比度和饱和度，对于不同的电脑、不同的视频文件，为了获得最好的显示效果就需要对各种显示属性进行调节，普通显示模式显然无法胜任，所以就用到了Overlay显示模式进行单独调节。Overlay显示模式具有速度快、画质好、占用系统资源少等特点，很适合于视频播放。
视频采集卡（软压卡）工作时，默认是采用Overlay显示模式，即视频图像窗口是覆盖在显示器屏幕上的。早期的显卡由于不支持该模式，就会造成看监控画面时“有声音无图像”或“画面被压扁”的现象。
一般的独立显卡都是有Overlay资源的，集成显卡有些是没有Overlay资源的，所以一般我们都会推荐客户使用独立显卡。
四、主要板卡厂商
（下面仅仅是一家之言，有不恰当之处大家见谅）
软压缩产品，因开发难度大，市面上出现的品种不多，主要是加拿大PIC02000、惠州天敏科技的 VC4000_8000系列、韩国PICASO、韩国KODICOM等，另外市面也有一些非法盗版的PICO、PICASO、KODICOM等，自己重新对产品命名。因软压缩产品开发难度特别大，能开发此类产品的基本上属于研发实力很强大的公司，软件设计科技含量高，如使用恰当，软件性能与稳定性都比较好。
A）加拿大PIC02000是国外早期产品，因计算机技术发展迅速，新产品不断推出，该产品将逐步退出市场，该产品图象质量不够佳，尤其是在图象运动时，会出现锯齿与拖尾等现象。另外该产品在图象采集技术上与现代硬盘录象技术比，也落后了，特别是在图象切换时，丢帧厉害，导致图象连续性差，动作一跳一跳的，另外该产品还有一个缺陷就是色彩调节不方便，单芯片卡接多路镜头，调节色彩不仅无法软件调色，而且不能单独每个画面调色。但该产品因安装简单、运行稳定、采用MPEG-4格式压缩、消耗硬盘小、价格低廉也受很多消费者欢迎 。尤其是低端厂商运用较多，不过2004年底随ETHER9000产品的推出，PIC02000市场占有量与价格更进一步下降了。
B）韩国PICASO是韩国早期硬盘录象产品。一年前，该产品在国内曾经非常流行过，但因计算机技术更新迅速，与新一代硬盘录象产品相比，该产品各项性能都显的有些落后，该产品与ETHER9000相反，只能在WINDOWS98下安装，而不能在WINDOWS2000下安装，因为开发那套录象系统时，WINDOWS2000还没有面市，不支持WIN2000是可以理解的，另外该产品对主板与显卡特别挑剔，安装麻烦，压缩格式采用的是耗硬盘大的M-JPEG格式，由于数据量太大，网络性能不佳。
C） 韩国KODICOM，一直到现在，国内应用还比较广泛，该产品各方面性能优于PICASO,但压缩格式不够先进，采用的小波变换，耗硬盘依然较大，网络性能也不算优秀，KODICOM与PICO2000一样，一卡8路监视时，因切换技术落后，没有克服图形抖动的弊端。在这一两年内，该产品也同样要面临被新一代硬盘录象机ETHER9000替代。
D) 惠州天敏科技 (VC 8000 VC 4000)、深圳波粒智能（9404 9808）、深圳亿志（440E 800E) 等企业做的软压卡都采用9bit的菲利普713X系列的芯片，均采用MPEG 4压缩算法、图像效果、网传效果等都超过以前878的芯片效果。这三家企业属天敏最具有研发实力、能自主研发驱动、应用软件、SDK 开发包等，目前市场上多为这三家的产品。
天敏的软压卡(VC 8000 VC 4000)： 采用 mpeg 4 －x及WMV9压缩算法
该公司是国内最大的视频类、板卡生产企业、主要是电视卡、摄像头、电视盒和监控卡。该公司的监控卡软件功能齐全、界面华丽、稳定性能不错。价格稍高,不过还没有亿志的卡贵。这个也和他们自己的板卡用料和庞大的研发队伍有关吧，好像大公司的产品都比较贵一点，但是质量确实可靠。
波粒智能（9404 9808）： mpeg4 压缩算法 （号称H.264，其实都是mpeg 4 ，因为软压卡采用H.264的压缩算法占用资源，上网查一下就知道了）
主要是做视频采集卡、人数不多，也是自己开发、软件界面一般，基本监控功能都具备。
亿志科技（440E 800E) ： mpeg 4 压缩算法 （号称 H.264 或者半软半硬其实根本就是MPEG 4的）
主要做视频软压卡和车载以及硬盘录像机等。该公司的视频卡：软件界面一般、功能、图像也不错、价格比上面两家都高。
其他市面上常见的均为模仿或者抄袭 8800（878）芯片的卡，和部分仿天敏、或者波粒的卡。（像上面3家公司都会升级自己的软件，而盗版卡很难破解正版加密、故其效果和稳定性能均不是很好。但是价格非常便宜）
( 该文章转自论坛：【天敏科技】关于视频采集卡--硬压卡与软压卡的剖析 )
