集中式 | 分布式 | ||||||||
PC架構 | 純硬件 | 純硬件 | 嵌入式CPU | PC架構 | |||||
原理 | 以計算機系統作為主體,通過插入多塊采集卡和顯卡,來實現大屏拼接,圖像處理主要由CPU完成 | 通過硬件電路將采集到的圖像高速串行化,然后通過背板上的高速串行芯片將圖像分發到各個輸出板卡顯示 | 在采集節點端,將圖像分解成網絡數據包,在輸出節點,將網絡包合并成圖像 | 在采集端將圖像轉換成H.264碼流,在圖像輸出端將H.264碼流轉換成視頻輸出 | 輸入節點機通過插入采集卡采集圖像,通過VNC方式分發到各個輸出節點機顯示 | ||||
系統構成 | 采集端 | PCI/PCI-E采集卡 | 采集板 | 圖像采集節點 | 輸入節點機 | ||||
顯示端 | 顯卡,多屏卡 | 輸出板 | 圖像輸出節點 | 輸出節點機 | |||||
數據交換設備 | 電腦主板 | 自定義高速串行總線交換板 | 通用交換機 | ||||||
操作系統 | Windows/Linux | 無 | 無 | Linux | |||||
傳輸 | 數據結構 | 數據塊 PCI/PCI-E每次傳輸都從圖像中取出一塊塊進行突發傳輸 | 全幀切換圖像的傳輸是以幀為單位 | 數據包輸入節點將圖像分解為標準的網絡數據包 | 數據流 輸入節點將圖像封裝為H.264視頻碼流 | ||||
延遲 | 100MS | 60MS | 70MS | 500MS | 100MS | ||||
壓縮 | 無壓縮 | 無壓縮或者無損壓縮 | H.264 | H.264 | |||||
性能 | 拼接路數 | 一般不超過16進16出 | 一般不超過72入72出 | 取決于交換機能力,目前單臺通用千兆交換最大為576口,通過級聯方式能支持更大的拼接 | |||||
圖像質量 | 好 | 好 | 好 | 較好,在文字邊緣有細小馬賽克 | 好 | ||||
分辨率 | 高清 | 高清 | |||||||
整屏同步性 | 好 | 好 | 好 | 一般 | |||||
功耗 | 50W/ 每路 | 20W/ 每路 | 5W/ 每路 | 10W/ 每路 | 60W/ 每路 | ||||
單屏開窗數 | 無限制 | 2路到4路 | 4路到64路不等 | ||||||
穩定性 | 一般 | 高(7×24) | 高(7×4) | 一般 | 一般 | ||||
信號預覽 | 支持 | 需要配置預覽卡 | 支持 | ||||||
超高分辨率 | 軟件方式支持 | 硬件方式支持 | 通過軟件/硬件方式支持 | 軟件方式支持 | |||||
網絡攝像頭解碼 | 支持 |
如果從數據處理角度來看,PC架構的集中式采用的方法是分散采集(通過采集卡采集到內存),分散顯示(從內存到顯卡), CPU集中計算(當然,這種架構也在發展,目前開始出現了CPU只負責調度,由PCI-E Switch芯片轉發數據包,由顯卡計算這種方式)。由CPU來集中處理的方式也就決定了PC架構的不穩定性,以及拼接路數的限制。
PC架構的處理器平均功耗很高,主要原因是在PC上運行,功耗的百分之九十可以叫做靜態功耗,被操作系統等軟件消耗掉。
集中式硬件架構其實是分散化實現數據處理的,它的圖像處理在輸出板卡完成,交換背板只負責數據分發。由于交換背板是各個廠家自行設計的,每路帶寬可以達到幾G帶寬,但是交換背板的芯片是一種叫做高速串行總線交換開關的芯片,只能通過配置內部寄存器,作點對點傳輸,這樣帶來的一個結果就是無法進行圖像分割,傳輸帶寬是顯示帶寬的好幾倍,所以一般而言,純硬件集中式單屏開窗能力只能做到4路。同樣的道理,交換芯片無法將采集內容數據化,也就不支持圖像直接進入計算機預覽的能力,所以純硬件集中式處理的信號預覽只能通過插入額外的預覽卡,將圖像轉換成網絡數據包。當然,這樣做的好處是不需要做復雜的幀存控制,可以達到很低的延遲。
分布式,尤其是嵌入式CPU分布式,利用嵌入式CPU 的解碼能力和內嵌Linux操作的便利性,能夠很方便的進行基于H.264碼流的傳輸,做一些靈活的大屏控制。由于H.264碼流無法進行圖像切割,存在著計算帶寬是顯示帶寬的好幾倍的問題。這在做跨屏漫游時很容易突破計算能力而導致畫面停頓。H.264碼流還存在參考幀和關鍵幀的區別,每一幅畫面的解碼都依賴于前幾幅(可到15幅)畫面。所以延遲較大。
純硬件分布式由于可以作畫面分割,完全按照所需帶寬傳輸,所以可以實現單屏64路信號。純硬件分布式沒有依賴于第三方廠家的圖像處理引擎(嵌入式CPU方式的圖像處理引擎由芯片廠家提供),只能自主開發,由于通用圖像處理引擎過于復雜,一般自主開發時會針對大屏應用舍棄許多不需要的功能,而對大屏應用需要的部分作強化,所以能夠實現低功耗高性能。