視頻解碼器

視頻解碼器是對已編碼的數字視頻進行還原解碼操作的程序（視頻播放器）或設備。比如系統安裝了real編碼器那就能將其他格式文件轉換成rm或rmvb格式，如果安裝了real解碼器那就能播放rm或rmvb格式文件。

由於計算機有PC機和蘋果機之分，因此也有對應的兩大類視頻播放器：Windows Media Player 和 QuickTimePlayer。還有適於網路視頻的RealPlayer播放器和免費的KMplayer及“暴風影音”等眾多視頻播放程序。播放器的核心是支持的視頻格式的多少，格式越多功能越強，因此可安裝“萬能視頻解碼器”來增強視頻播放器的多格式支持能力。

右圖顯示出系統中已安裝的視頻編解碼器的種類和格式。視頻播放器正向著支持高清晰度視頻方向發展。

DVD影碟機及藍光影碟機就是一台視頻解碼設備，還有數

字機頂盒，數字高清播放機等都屬於視頻解碼設備。

解碼器分為軟體解碼器。硬體解碼器和無線解碼器

電腦里所說的解碼器是軟解碼器，即通過軟體方法解出音頻視頻數據。與之相對應的是DVD和vcd機，它們屬於硬體解碼器。通常的，電腦所要播放某種格式視頻，即需要支持該視頻編碼的解碼器，視頻解碼器就應運而生。 RM/RMVB Real Media解碼器MOV Quick Time解碼器 3GP/MP4解碼器 DVD/VOB解碼器 Divx解碼器 xvid解碼器 WMV解碼器

解碼器的存在是因為音頻視頻數據存儲要先通過壓縮，否則數據量太龐大，而壓縮需要通過一定的編碼，才能用最小的容量來存貯質量最高的音頻視頻數據。因此在需要對數據進行播放時要先通過解碼器進行解碼. 可以解碼的數字編碼格式有AC-3，HDCD，DTS等。這些都是多聲道音視頻編碼格式。如果要達到高保真的水平，有雙聲道的PCM數字編碼的。所以在選擇硬體解碼器的時候應該注意是否支持這些格式的軟體。

頻率範圍

頻率範圍是指無線解碼器在規定的失真度和額定輸出功率條件下的工作頻帶寬度，即無線解碼器的最低工作頻率至最高工作頻率之間的範圍。單位Hz（赫茲）。無線解碼器實際的工作頻率範圍可能會大於定義的工作頻率範圍。

頻率穩定度

頻率穩定度標識了無線解碼器工作頻率的穩定程度。單位為ppm（part per million，百萬分比）。通常無線解碼器的頻率穩定度應在：±1.5ppm左右。

通道間隔

通道指發射接收時佔用的頻率值。相鄰通道之間的頻率差值稱為通道間隔。規定的通道間隔有25KHz(寬頻)、20KHz、12.5KHz(窄帶)等。

調製方式

無線解碼器的調製方式主要有以下幾類：

1、 GMSK

高斯濾波最小頻移鍵控。GMSK調製是在MSK（最小頻移鍵控）調製器之前插入高斯低通預調製濾波器這樣一種調製方式。GMSK提高了數字移動通信的頻譜利用率和通信質量。

2、 CPFSK

連續相位頻移鍵控。採用CPFSK調製方式使接收機易於實現，與QPSK的調製方式相比對相位穩定度要求不高，不易受外界溫度雜訊的影響，而且在信號解調處理時實現低功耗。

3、 QAM

正交振幅調製。QAM是用數字信號去調製載波的幅度和相位，使載波的幅度和相位受控於數字信號，常用有16QAM、32QAM、64QAM等。這種調製由於載波的幅度和相位都帶有信息，所以它比QPSK方式所能傳輸的數碼率高。

4、 QPSK

四進位相移鍵控調製。QPSK是一種四進位的相位鍵控調製方式，可以看成

是兩正交的二相調製合成。把相繼碼元的四種組合（00、01、10、11）對應於載波的四個相位（0、±π/2、π）。

數據介面

無線解碼器常見介面為RS-232埠。RS-232-C介面（又稱EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串列通訊介面。它是在1970年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、數據機廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串列通訊的標準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串列二進位數據交換介面技術標準”該標準規定採用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。

介面速率

無線解碼器常見的介面速率有：1200，2400，4800，9600，19200，38400bps（位/秒）以及更高的N*64Kbps。

介面校驗

無線解碼器介面的常見校驗形式有奇校驗和偶校驗。

奇校驗規定：正確的代碼一個位元組中1的個數必須是奇數，若非奇數，則在最高位b7添1。如：

1 0110，0101

0 0110，0001

偶校驗規定：正確的代碼一個位元組中1的個數必須是偶數，若非偶數，則在最高位b7添1。如：

1 0100，0101

0 0100，0001

奇偶校驗能夠檢測出信息傳輸過程中的部分誤碼（1位誤碼能檢出，2位及2位以上誤碼不能檢出），同時，它不能糾錯。在發現錯誤后，只能要求重發。但由於其實現簡單，仍得到了廣泛使用。

天線阻抗

天線阻抗指含有電阻、電感和電容的天線電路里，對交流電所起的阻礙，單位Ω（歐姆）。常見的天線阻抗為50Ω或75Ω。

播放器包含解碼器。不同的播放器包含的解碼器數量種類不同。所以有時候需要添加解碼器來對播放器進行補充。（簡單的說就是讓你的播放器支持各種格式的文件，比如MP3,RM這些都是一般就支持的）解碼器本身不帶播放功能，當然很多說自己是解碼器但同時也附帶了簡單的播放器。安裝后你以前不能播放的文件就可以直接通過雙擊來播放了（當然取決於你默認的播放器）。 Hantro公司的5150MPEG-4視頻解碼器，這是以IP形式出售的固定功能引擎的例子。該引擎準備用作協處理器，附屬於一個通用處理器，後者處理一些MPEG-4解碼所需要的要求不太高的子任務。

固定功能硬體的主要缺點是缺乏靈活性。由於它不可編程，產品開發人員就不能很容易地修改固定功能硬體，使其支持新標準或者不同的功能。這點很令人關切，因為許多視頻應用目前來看仍然不夠成熟，標準和功能變化很快。

比如卓然公司的Vaddis 5R，是面向DVD錄像機中音頻和視頻處理的高度專業化的晶元。所需要的關鍵演演算法都已確定：最突出的是MPEG-2視頻壓縮與解壓縮。

Vaddis 5R包含兩個RISC處理器，但它在執行計算量最大的任務時使用固定功能硬體加速器，如MPEG-2視頻解碼和彩色空間轉換。出於上述原因，Vaddis 5R (和其它類似的ASSP)也具有固定功能引擎的優缺點：擁有良好的性能和能源效率，但靈活性有限。

靈活性有限，意味著系統設計人員在設計產品時，使其產品與採用同樣ASSP的其它產品容易雷同。它還意味著，系統設計人員高度依賴晶元供應商的路線圖，因為需要新款晶元支持顯著不同的功能。

還有一種是主要依賴可編程處理器執行繁重視頻任務的ASSP，為獲得靈活性而犧牲了能源效率和成本效率。這類ASSP通常與視頻解碼器和硬體驅動器等關鍵軟體相捆綁，使系統開發人員不必從事許多低級軟體的開發工作。但是，與採用基於固定功能硬體的ASSP相比，仍可能需要在軟體開發和集成方面花費很大的精力。伺服器編碼器將視頻編碼播出，接受端使用視頻解碼器完成解碼接受

在日常生活中，視頻解碼器的應用非常廣泛。例如在DVD(MPEG-2)中，在VCD(MPEG-1)中，在各種衛星和陸上電視廣播系統中，在網際網路上。

視頻解碼器通過衛星和CATV前端，符合用戶特定需求，進行專業視頻傳輸，應用於電信、SDH或微波。

另一種為電腦軟體，用於轉化不同格式的視頻，用於播放。一般音頻播放器都自帶有這種軟體。

專業用途

ASI或SPI DVB介面應用於：

· 傳輸流監控

· 傳輸流再復用

·解碼器串接

·SDI、AES/EBU輸出

· 雙語音頻傳送

· 報警（GPI）

·同步鎖定

·TVB 8、TVB星河頻道

Format : MPEG-2 Program-------------格式

Format/Family : MPEG-2------------格式所屬族，現在是MPEG(動態圖象專家組)

File size : 170 MiB------------文件大小

PlayTime : 5mn 10s-------------播放時間

Bit rate : 4592 Kbps--------比特率，越高質量越好但是文件也越大

Video------視頻

Codec : MPEG-2 Video---------------編解碼器

Codec profile : Main@Main-------編解碼器文件

Codec settings/Matrix : Standard--------編解碼器設置-----基本

PlayTime : 5mn 10s------播放時間

Bit rate : 6000 Kbps-------比特率

Bit rate mode : CBR-----比特率模式，現在是固定碼率，比特率不變，優點：壓縮快，兼容性好，缺點：文件大

Width : 720 pixels------寬度，現在是720象素

Height : 480 pixels----高度，現在480象素Aspect ratio : 4/3 縱橫比，現在是4:3

Frame rate : 29.970 fps幀速率,現在是30幀1秒

Standard : NTSC------制式，現在是NTSC(國家電視系統委員會制式)

Bits/(Pixel*Frame) : 0.579------比特/幀乘象素

Audio-----音頻

Codec : MPEG-1 Audio layer 2-------重複.....

Channel(s) : 2 channels------雙聲道(立體聲)

Sampling rate : 48 KHz-----採樣率，現在是48千赫茲

Resolution : 16 bits--------16位解析

繼電器是解碼器中的動作發生器，通常解碼器會匹配九隻繼電器，其中有五隻較大的繼電器，是控制雲台的上下左右動作，其餘四隻較小繼電器是控制三可變鏡頭光圈、變倍、聚焦。松下、歐姆等繼電器都是一流的產品，但價格較高，通常在門禁控制器等領域使用。監控解碼器使

用的繼電器中有兩個品牌比較多，松樂、匯港，質量差別不大，在實際使用中繼電器故障率不高，我個人認為基本可以忽略不計。但解碼器工作時，繼電器要頻繁的開合，而每次開合時都有一個瞬時電流通過。如果繼電器容量太小，瞬時電流有可能超過繼電器的容量，繼電器的使用壽命會大大縮短，一定要用7A以上額定工作電流的繼電器，而有些廠家過於追求成本而選擇1A的小繼電器。還有一個問題需要注意，有些解碼器設計時取消了鏡頭控制的3個繼電器，用三極體和電阻代替，這種設計在使用中故障率也不高，基本在正常範圍之內，但我個人持保留意見，三極體的驅動能力有限，當在相對複雜的環境中使用時，可能會不穩定。

解碼器的通信晶元主要是負責RS485匯流排上數據信號的接收，最常用的是75176晶元，75176晶元是相對較老的一種產品，但價格較低，穩定性較好，但在驅動能力上較差，由於解碼器屬於RS485單向通信匯流排，不存在驅動能力問題，對於現在競爭激烈的市場，低成本的75176晶元成為95%以上生產解碼器廠家的選擇。但建議不要使用採用75176作為通信晶元的碼轉換器，由於驅動能力有限，當控制32台以上解碼器運行時，故障率很高。

品牌較好的解碼器通常帶有簡易的防雷系統，主要是防止感應雷通過RS485匯流排對解碼器的破壞。標準的防雷系統價格會比解碼器本身還要高几倍，所以通常設計相對簡易的防雷系統。以瀋陽先凱麗柯電子有限公司的先柯解碼器為例，防雷部分要由2隻防雷二極體來完成，可以防止10毫秒600W的感應雷破壞，基本上可以抵禦常見感應雷襲擊。當感應雷能量超出防雷二極體承受極限時，防雷二極體會燒毀，同時吸收感應雷能量，保護解碼器內部器件和電源變壓器不被破壞。防雷管被燒毀后，將防雷管取下后，解碼器便可正常工作，但已經不具備防雷功能。由於解碼器使用環境複雜，被雷擊情況經常發生，建議選擇解碼器時，選擇帶有防雷系統的產品。

解碼器中的保險絲基本上有2大作用：

1.防止220V電源在施工過程中短路或對人員造成傷害，當220V電源短路或人員觸電時保險絲會自動切斷220V電源，保證人員及設備安全。通常220伏保險絲會設計一個透明塑料外殼，防止保險絲金屬接頭引起觸電。

2.防止攝像機短路造成電源變壓器燒毀，此種通常不用保險絲座外殼。

在一些設計比較完善的解碼器中，有3個保險絲，增加了一個對外輸出交流24伏的輸出保護，防止雲台短路引起的解碼器內部器件及電源變壓器的燒毀。

驅動晶元NLU2003

解碼器的動作是由CPU控制繼電器的吸合來實現的，但CPU的驅動能力一般都不強，需要藉助驅動晶元來實現繼電器的控制，比如瀋陽先凱麗柯公司的先柯解碼器就使用了2片NLU2003型號驅動晶元，當CPU發出動作指令時由NLU2003晶元來驅動繼電器的吸合和斷開，2片NLU2003分別控制雲台控制繼電器和鏡頭控制繼電器。

首先，觀察解碼器電路板的光澤度，是否飽滿，字體印刷是否清晰，元器件排列是否整齊。是否有中文接線說明，解碼板厚度是否夠厚，標準應該在1.5毫米以上，足夠厚的解碼板張力較強，可以適應更複雜環境，電路板變形機率更小，電路板邊緣用手觸摸會不會划手的感覺，如果有說明生產時切板機不夠先進。

解碼器通常有2個參數需要人工設置分別是通信波特率和地址碼。波特率是指解碼器與硬碟錄像機或矩陣通過485匯流排通信時的通信速率，不同的通信協議通信速率不相同，但大致可以分為1200、2400、4800、9600幾種。它們通常用二進位撥碼開關來設置，具體設置方法每種品牌各不相同。以先柯解碼器為例，共計8位撥碼開關，其中1、2位為通信波特率設置開關，3－8位為地址設置開關。

地址碼設置，由於485通信匯流排上一般都連結多個解碼器為了把它們區別開，分別對每個解碼器設置一個地址。地址碼也是用二進位來表示的。

協議就是數據通信時的信息存儲格式，解碼器的通信協議大約有100多種，其中比較常見的還有多個版本，最常使用的派爾高D協議，就有大概7個版本。以派爾高D為例，分析一下協議的數據結構。

通信數據為7位位元組，分別為：1－2－3－4－5－6－7

1、標誌位：確定協議種類；

2、地址位：所發出動作所對應的解碼器地址；

3、4、動作位：具體的工作指令；

5、6、速度和預置位：定義動作的速度和預置到的坐標；

7、校驗位：校驗數據是否正確。

通常解碼器會根據協議的格式來識別協議的種類，這就是通稱談到的自識別協議解碼器，又叫萬碼解碼器。硬碟錄像機發出控制命令后，硬碟錄像機的串列介面RS－232會以軟體設置協議的波特率和數據格式發出控制協議代碼， RS－232轉RS-485碼轉換器將RS－232信號轉換成RS－485信號，然後再傳輸（理論上可傳輸1200米），系統經過485匯流排上的每個解碼器都會接收到控制協議代碼，然後對比自己的地址，控制協議代碼與地址相同解碼器才會執行動作。使用232轉485碼轉換器的主要是RS232信號傳輸距離比較近約15米，而485信號可傳輸12000米，使控制距離大大加長。嵌入式硬碟錄像機本身就有485通信介面，不必再加RS－232轉 RS-485通傳協議轉換器。

硬碟錄像機與解碼器之間的通信是單向通信，數據硬碟錄像機發出到解碼器接收為止，解碼器不向硬碟錄像機發送任何數據。因此，為了降低成本監控系統使用的碼轉換器有相當的比例是單功碼轉，即由232信號轉換成RS485信號。因此，在門禁等雙向通信系統中使用監控系統碼轉可能會發生通信不良的問題。

解碼器電源一般都使用多電壓輸出的線性變壓器，線性變壓器大致可以分成3種：

1. EI型變壓器；

2. R型變壓器；

3. 環型變壓器。

EI型鐵芯變壓器製造工藝簡單，成本相對較低。由於鐵晶元及與其相配套的線圈骨架均已形成系列並大

量生產，所以應用十分廣泛。

EI型鐵芯變壓器所用的鐵芯材料十分複雜，有熱軋硅鋼板(俗稱低硒)、冷軋無取向硅鋼帶、冷軋取向硅鋼帶(俗稱高硒)。現在使用的冷軋無取向硅鋼帶主要是0.5毫米厚的(俗稱中硒)，0.35毫米的(俗稱國產高硒)已經淘汰。這些材料中冷軋取向硅鋼帶材質最好，其厚度在0.35毫米以下，冷軋無取向硅鋼帶次之，熱軋硅鋼板材質質量最差。因而同一尺寸的變壓器，不同的鐵芯材料，變壓器輸出的功率差別較大。

R型變壓器比EI變壓器小30%，薄40%，輕40%。

R型變壓器漏磁最小，比EI型變壓器小10倍。

R型鐵芯變壓器產生的熱量最少比EI型變壓器小50%。

R型變壓器不會產生噪音，這一特點遠勝EI型變壓器或鐵芯有間隙的切形鐵芯變　R型變壓器與環形變壓器相比，工作性能更強，可靠性更高，絕緣性能強，安裝簡便。

R型變壓器的構造比EI和C型變壓簡單但可靠性和品質都比它們高。

環型變壓器的鐵心是用優質冷軋硅鋼片（片厚一般為0.35mm以下），無縫地卷制而成，這就使得它的鐵心性能優於傳統的疊片式鐵心。環形變壓器的線圈均勻地繞在鐵心上，線

圈產生的磁力線方向與鐵心磁路幾乎完全重合，與疊片式相比激磁能量和鐵心損耗將減小25%。環型變壓器有以下特點：

（1）電效率高鐵心無氣隙，疊裝係數可高達95%以上，鐵心磁導率可取1.5～1.8T（疊片式鐵心只能取1.2～1.4T），電效率高達95%以上，空載電流只有疊片式的10%。

（2）外形尺寸小，重量輕環形變壓器比疊片式變壓器重量可以減輕一半，只要保持鐵心截面積相等，環形變壓器容易改變鐵心的長、寬、高比例，可以設計出符合要求的外形尺寸。

（3）磁干擾較小環形變壓器鐵心沒有氣隙，繞組均勻地繞在環形的鐵心上，這種結構導致了漏磁小，電磁輻射也小，無需另加屏蔽都可以用到高靈敏度的電子設備上，例如應用在低電平放大器和醫療設備上。

（4）振動雜訊較小鐵心沒有氣隙能減少雜訊。

解碼器RS485通信線的連接

鏈式連接圖是標準的接線方式，所有解碼器均掛接在RS485匯流排上，通信距離遠，傳輸數據穩定，最後一個解碼器需要跳線接通120Ω電阻，用來改善通訊質量，建議施工時利用此種布線方式。

星型連接圖中解碼器都單獨通過一條RS485匯流排與發送設備相連，當485通信數據通過結點向2個以上方向傳輸時，其傳輸距離會大大縮短。建議在施工時避免利用此種接線方式。如果採用此種接線方式建議使用RS485HUB解決。

解碼器的外部結構可分為兩種，第一種鐵盒噴漆，此種比較常見，大約

占解碼器市場85%以上份額。第二種為鑄鋁外殼，市場佔有10% ，有防水性好，外觀大方等特點。由於鑄鋁外殼成本較高，使用較少，通常品牌解碼器才會選用。

在室內環境時，兩種外殼的解碼器功能沒有區別。在室外環境時，鐵盒解碼器和鑄鋁解碼器功能沒有區別，但鑄鋁外殼解碼器密封性比較好可以直接放置地面，不會發生進水等情況，而鐵盒解碼器由於密封性不如鑄鋁結構，通常被掛裝在牆壁或監控桿上，配置防水接線頭后，可以防止雨水進入，由於鑄鋁結構解碼器通常比鐵殼結構價格高1倍以上，所以在中低端端市場，鑄鋁結構外殼已經不多見了。

鐵殼外結構也有很多種，其中有一種抽拉式結構設計比較成功，現在應用也最多，抽拉式結構由兩部分組成，一部分為一個下端面為空的鐵盒立方體，另一部分為像一個抽屜式的L型鐵板，解碼板、電源等安裝在鐵板上，在將鐵板插入鐵盒，用鍍鋅（防鏽）螺絲固定，在出線口處配置2個防水頭。施工時L型鐵板插入方向下，可以防止雨水灌入，保護內部電器元件。調試時可以卸下L型鐵板上兩個螺絲，鐵板可拉下，當解碼器板全部露出后，L型鐵板上掛鉤自動掛住解碼器外殼，更方便安裝。

解碼器與編碼器的區別

在多媒體方面，編碼器主要把模擬視音頻信號壓縮數據編碼文件，而解碼器把數據編碼文件轉為模擬視音頻

信號的過程。解碼器的分類：

解碼器按照雲台供電電壓分為交流解碼器和直流解碼器。交流解碼器為交流雲台提供交流230V或24V電壓驅動雲台轉動；直流雲台為直流雲台提供直流12V或24V電源，如果雲台是變速控制的還要要求直流解碼器為雲台提供0-33或36V直流電壓信號，來控制直流雲台的變速轉動。

按照通訊方式分為單向通訊解碼器和雙向通訊解碼器。單向通訊解碼器只接收來自控制器的通訊信號並將其翻譯為對應動作的電壓/電流信號驅動前端設備；雙向通訊的解碼器除了具有單向通訊解碼器的性能外還向控制器發送通訊信號，因此可以實時將解碼器的工作狀態傳送給控制器進行分析，另外可以將報警探測器等前端設備信號直接輸入到解碼器中由雙向通訊來傳送現場的報警探測信號，減少線纜的使用。

按照通訊信號的傳輸方式可分為同軸傳輸和雙絞線傳輸。一般的解碼器都支持雙絞線傳輸的通訊信號，而有

些解碼器還支持或者同時支持同軸電纜傳輸方式，也就是將通訊信號經過調製與視頻信號以不同的頻率共同傳輸在同一條視頻電纜上。

解碼器的電路是以單片機為核心，由電源電路、通訊介面電路、自檢及地址輸入電路、輸出驅動電路、報警輸入介面等電路組成。

解碼器一般不能單獨使用，需要與系統主機配合使用。

●解碼器到雲台、鏡頭的連接線不要太長，因為控制鏡頭的電壓為直流12伏左右，傳輸太遠則壓降太大，會導致鏡頭不能控制。另外由於多芯控制電纜比屏蔽雙絞線要貴，所以成本也會增加。

●室外解碼器要做好防水處理，在進線口處用防水膠封好是一種不錯的方法，而且操作簡單。

●從主機到解碼器通常採用屏蔽雙絞線，一條線上可以並聯多台解碼器，總長度不超過1500米（視現場情況而定）。如果解碼器數量太大，需要增加一些輔助設備，如增加控制碼分配器或在最後一台解碼器上並聯一個匹配電阻