芯片廠(chǎng)商如何改變視頻監控行業(yè)

　　然而，表象背后，是否會(huì )續寫(xiě)PC電腦行業(yè)的悲哀，頻頻受制于英特爾？“狼來(lái)了”的口號是否會(huì )在安防行業(yè)響起？值得我們欣慰的是，安防行業(yè)產(chǎn)品種類(lèi)繁多，應用情況又各不相同，這也就決定了芯片廠(chǎng)商還沒(méi)有能力“一手遮天”。

　　未來(lái)，將會(huì )有越來(lái)越多的芯片廠(chǎng)商將目光投向SoC芯片，致力于提高集成度，引入先進(jìn)工藝，降低系統成本，改善系統性能以增強市場(chǎng)競爭力。為下游用戶(hù)帶來(lái)更多價(jià)值，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向更深、更廣的范圍發(fā)展。

　　目前，中國已成為全球最大的安防市場(chǎng)。中國安防產(chǎn)值從十年前兩百多億元增長(cháng)到目前的兩千億元，安防各類(lèi)產(chǎn)品、系統、解決方案的應用層出不窮，安防市場(chǎng)出現難得的“百花齊放”的景象。然而，繁華背后卻隱藏著(zhù)些許擔憂(yōu)。核心技術(shù)的缺失，阻礙了中國安防技術(shù)源動(dòng)力的蓬勃發(fā)展，成為中國安防市場(chǎng)向高端科技領(lǐng)域進(jìn)軍的掣肘。那么，是誰(shuí)在禁錮著(zhù)安防技術(shù)？誰(shuí)又在影響和改變著(zhù)安防呢？毋庸置疑，芯片決定著(zhù)安防技術(shù)的級別。

　　隨著(zhù)“平安城市”、“北京奧運”等重大項目的帶動(dòng)，中國視頻監控市場(chǎng)呈現迅猛發(fā)展的態(tài)勢，以年均40%的速度傲視整個(gè)安防市場(chǎng)。視頻監控市場(chǎng)需求的不斷增長(cháng)，除了引起安防監控設備廠(chǎng)商的關(guān)注，同樣也引起了視頻監控核心器件——芯片生產(chǎn)商的廣泛關(guān)注。作為安防產(chǎn)品的上游核心客戶(hù)，芯片廠(chǎng)商“跺一跺腳”就會(huì )直接影響著(zhù)安防設備生產(chǎn)商們的生死存亡。TI、NXP、ADI、Techwell等一大批國際半導體企業(yè)將目光投向中國安防市場(chǎng)，量身打造一些符合中國安防市場(chǎng)使用的芯片，對推動(dòng)中國安防市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展起到了一定積極的作用。另外，像中國臺灣和中國大陸的一些芯片商也紛紛拿出“看家本領(lǐng)”，進(jìn)一步推動(dòng)了中國安防市場(chǎng)的發(fā)展。海思、中星微、升邁、映佳等紛紛涉足視頻監控處理芯片領(lǐng)域。

　　芯片廠(chǎng)商發(fā)力視頻監控市場(chǎng)

　　1999年，恩智浦PNX1300芯片在中國推廣并得到應用之后，2003年，TI推出通用數字媒體處理器TMS320DM642，正式進(jìn)軍中國數字視頻監控領(lǐng)域。2006年左右，海思作為全球率先推出H.264SoC監控專(zhuān)用芯片的半導體公司，在綷-歷了三年多的調研和研發(fā)之后，進(jìn)入到大家的視野之中。幾乎在同一時(shí)間，臺灣升邁開(kāi)始整合ARMcore，兼容FA526CPU和MPEG4/MJPEGcodec及多項外圍IP，為數字監控量身打造視頻編解碼芯片SoC。

　　基于國內蓬勃發(fā)展的監控形勢，海思自2006年在全球推出首款針對安防應用的H.264SoC開(kāi)始，至今已綷-發(fā)展到了第三代SoC芯片，已成為國內領(lǐng)先的視頻監控解決方案供應商。海思半導體有限公司成立于2004年10月，前身是建于1991年的華為集成電路設計中心。作為領(lǐng)先的本土芯片提供商，海思的產(chǎn)品線(xiàn)覆蓋無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、固定網(wǎng)絡(luò )、數字媒體等領(lǐng)域的芯片及解決方案，并成功應用于全球100多個(gè)國家和地區。

　　在中國芯片業(yè)發(fā)展的歷史上，有這樣一家公司為歷史所銘記，它的名字叫“中星微電子有限公司”。這家承擔了國家戰略項目——“星光中國芯工程”的企業(yè)，致力于數字多媒體芯片的開(kāi)發(fā)、設計和產(chǎn)業(yè)化。中星微電子從2006年開(kāi)始投入IP視頻監控系統的研發(fā)和設計，在網(wǎng)絡(luò )攝像機專(zhuān)用芯片、終端以及運營(yíng)級網(wǎng)絡(luò )視頻監控平臺等方面持續投入，并取得了一系列的成果。目前，中星微依靠多媒體芯片、視頻編解碼、智能、網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)積累，提供多媒體處理芯片、高清網(wǎng)絡(luò )攝像機、硬件視頻智能分析終端、視頻監控統一媒體平臺四大視頻監控組件，并在此基礎上提供視頻監控應用解決方案。有專(zhuān)家指出，安防用的芯片具有幾個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)：一是長(cháng)時(shí)間不間斷工作，二是多視頻的集中管理，三是視頻信息的安全和穩定性要求，四是視頻的實(shí)時(shí)傳輸和存儲要求。這些特點(diǎn)使得芯片和開(kāi)發(fā)包更強調視頻的實(shí)時(shí)編碼和視頻流的管理以及網(wǎng)絡(luò )傳輸使用，同時(shí)對芯片性能和接口帶寬等負荷提出要求。所以安防監控所用的芯片不僅是一顆芯片，而是一個(gè)綜合解決方案，需要對提供的開(kāi)發(fā)包、芯片接口以及上層API封裝方面，針對安防行業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行特殊處理。

　　改變一：讓我們看得越來(lái)越清晰

　　網(wǎng)絡(luò )視頻監控市場(chǎng)的快速發(fā)展，給芯片供應商帶來(lái)了新的發(fā)展機會(huì )。在數字信號處理、模擬供電、監控平臺等方面，各大芯片供應商加緊研發(fā)，不斷推出新品，以搶占市場(chǎng)先機。記者在采訪(fǎng)中了解到，幾年前清晰度在720p以上的數字網(wǎng)絡(luò )高清攝像機的成本要七八千元每臺，隨著(zhù)海思、TI、ADI等公司壓縮技術(shù)的成熟，芯片成本的不斷降低，現在數字高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的成本開(kāi)始大幅走低。從清晰度方面看，720p將成為主流，1080p將開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用。

　　安防芯片根據行業(yè)不同，或者應用方向不同，種類(lèi)不一樣，即使同樣的芯片可能在不同的行業(yè)被應用和強調的特性都是不同的。在安防的芯片分類(lèi)上，一般是根據芯片自身的特性來(lái)分類(lèi)。安防其他細分市場(chǎng)可能使用到CPU、MCU等芯片，所以還很難直接把芯片按安防的特點(diǎn)來(lái)分類(lèi)。

　　目前，行業(yè)內可以提供高清視頻壓縮芯片的廠(chǎng)商已有多家，其中TI所提供的平臺可以支持篭-蓋各種高清需求并支持多種高清視頻壓縮格式，而且具有更高的系統靈活性?，F已大批量生產(chǎn)的DM6467是一顆單片可實(shí)現H.264及其它視頻壓縮格式高清或更高的芯片，其600MHz時(shí)鐘版本就可支持H.264@1080P30，1GHz時(shí)鐘版本所支持性能將接近穃-番。該平臺集成有ARM9處理器和視頻處理器及高速C64+x的DSP核心，還有BT1120高清視頻輸入和輸出端口，另外配備豐富的外圍接口。除進(jìn)行高清的視頻編解碼之外，其DSP單元可以承擔智能視頻處理功能。同樣量產(chǎn)的DM365所支持能力為H.264@720P30/MPEG-4@1080i30或MPEG-4@1080P30/H.264@1080P12，已綷-作為高清入門(mén)產(chǎn)品在監控IP攝像機中得到很好地應用。

　　改變二：讓監控智能化成為可能

　　智能視頻分析應該算是數字視頻監控永恒的話(huà)題。模擬系統只能通過(guò)人工的監視或反復地觀(guān)看錄像帶進(jìn)行異常情況的處理，即便是數字錄像，仍然難以擺脫人力的參與觀(guān)察與識別，直到有視頻內容分析算法的出現。早期的視頻內容分析基于PC機的后端處理，可以幫人減輕繁重的重復觀(guān)看負擔，但卻沒(méi)有可能及時(shí)發(fā)現并干預監控現場(chǎng)的突發(fā)事件。DSP的引入可以使嵌入式的視頻內容分析成為可能。

　　視頻監控常規產(chǎn)品DVR、DVS和IP攝像機都可以通過(guò)添加前端智能視頻處理來(lái)增加風(fēng)險性管理和智能化業(yè)務(wù)。據TI通用DSP業(yè)務(wù)發(fā)展部綷-理鄭小龍介紹，TI的DM642在智能視頻嵌入化應用中發(fā)揮了重要的作用，而后續推出的Davinci系列平臺則可以滿(mǎn)足不同方面的數字視頻需求并不斷取得市場(chǎng)的成功。為促進(jìn)智能視頻的開(kāi)發(fā)，TI基于C64+x平臺開(kāi)開(kāi)發(fā)并集合了超過(guò)五十種軟件內核組成智能視頻基礎函數庫VLIB，其中包含背景建模與背景抽取算法、目標特性提取、跟蹤與識別以及低級別像素處理等。VLIB可高度擴展的軟件基礎平臺，應用領(lǐng)域包括視頻分析、計算機和汽車(chē)視覺(jué)、嵌入式視覺(jué)系統，也包含消費類(lèi)電子產(chǎn)品視覺(jué)。TI從C64+的成功引入，到C64+x的廣泛采用，還將以C674x核心集成到新一代的高清SOC中。這是一個(gè)浮點(diǎn)和定點(diǎn)兼容的DSP核心，將更有益于更多智能視頻的實(shí)現。ADI公司在智能視頻監控方面的市場(chǎng)策略比較獨特。ADI同許多高校與科研院所(如清華大學(xué))進(jìn)行合作，共同展開(kāi)視頻分析的開(kāi)發(fā)工作。視頻智能分析算法屬于前沿技術(shù)，挑戰性很強，而科研院所內的智力資源比較豐富，非常適合做這方面的研究。目前，ADI公司的一些DSP智能視頻監控已經(jīng)走向實(shí)際應用。在印度，人員計數(peoplecounting)系統已綷-實(shí)現量產(chǎn)；在美國，車(chē)牌識別系統實(shí)現了小批量應用；在中國，人臉識別也實(shí)現了小批量應用等。

　　改變三：讓視頻監控產(chǎn)品線(xiàn)更加豐富

　　芯片廠(chǎng)商的大舉進(jìn)軍，不僅提升了視頻監控產(chǎn)品的技術(shù)實(shí)力，更是豐富了其產(chǎn)品線(xiàn)。DVR、DVS、IP攝像機成為視頻監控領(lǐng)域芯片廠(chǎng)商競相爭奪的領(lǐng)域。也正是由于他們的高度關(guān)注，這類(lèi)產(chǎn)品的發(fā)展可謂用“神速”來(lái)概括。從標清到高清，從一芯一路到一芯多路，中國視頻監控行業(yè)仿佛一夜之間破繭化蝶。從而也造就了諸如DVR這類(lèi)產(chǎn)品享譽(yù)全球，成就了諸如?？低?、大華、大立、科達等一批視頻監控企業(yè)的成功上市。

　　Techwell推出的1080PDVR專(zhuān)用高清顯示接口芯片TW2880，是專(zhuān)為下一代1080PDVR而設計的芯片，它可以接受16路D1的現場(chǎng)輸入以及同時(shí)回放16路D1，并且同時(shí)輸出16路D1給后端壓縮芯片。它包含了幾乎所有專(zhuān)用的DVR功能，能夠給終端用戶(hù)帶來(lái)非凡的，從未有過(guò)的1080P高清DVR體驗。

　　目前，海思的安防監控芯片有Hi3510、Hi3511、Hi3512、Hi3515、Hi3520等，均為SOC架構。2006年推出了1路D1的Hi3510，主要面向IPCamera及DVS應用。2008年推出了一芯8路CIF的Hi3511以及一芯4路CIF的Hi3512，同時(shí)Hi3512單芯片實(shí)現720PH.264編解碼能力，滿(mǎn)足高清IPCamera應用。2009年安博會(huì )期間海思發(fā)布了一芯8D1的Hi3520以及一芯4D1的Hi3515，Hi3515可實(shí)現1080P的編解碼能力，持續提升高清IPCamera的性能。海思芯片歷綷-從IP到DVR、從CIF到D1，基本完成了安防產(chǎn)品布局。

　　NXP目前有PNX1700、PNX1005用作DVR、DVS、NVR、混合DVR、IPC(IP攝像機)的主機處理器或衆-處理器。自2007年到現在，PNX1700被廣泛用作DVR/DVS/NVR等的SOC或協(xié)處理器。PNX1700系列芯片適合于8xCIFMPEG4編碼，也能提供高質(zhì)量的MPEG4視頻解碼和音頻解碼。

　　升邁科技推出的GM8180是高度集成的編解碼系統單芯片，支持H.264、MPEG-4以及JPEG編解碼，CPU核心頻率可達333/500MHz。GM8180集成各種存儲方式接口，還有圖形輸出接口。它支持高清影像傳輸接口，集成H.264硬件解碼，在分辨率1280×720和1280×960pixels，H.264壓縮效能可以達到30和22.5幀。該芯片非常適于數字可視對講、2路D1的DVS(視頻服務(wù)器)、8路CIF的DVS、DVR，高清的網(wǎng)絡(luò )攝像機等應用。

　　是時(shí)機還是危機？

　　眾所周知，一直以來(lái)，PC產(chǎn)業(yè)處于單一的供應鏈條中，電腦中包括什么不包括什么，基本上都是英特爾“說(shuō)了算”，硬件升級更新的速度也是由英特爾決定的，大部分OEM廠(chǎng)商只能等著(zhù)上游CPU的更新，來(lái)通過(guò)控制庫存，提高運營(yíng)效率來(lái)爭取份額。延伸來(lái)看，安防行業(yè)中是否也會(huì )碰到如此情況？業(yè)內人士紛紛指出，中國安防行業(yè)不必有如此擔心。安防產(chǎn)品種類(lèi)繁多，應用情況又各不相同，這也就決定了芯片廠(chǎng)商還沒(méi)有能力“一手遮天”。市場(chǎng)不需要一模一樣的安防系統，有差異化和定制化的產(chǎn)品或系統方能立于不敗之地。

　　未來(lái)，芯片廠(chǎng)商越來(lái)越多的將目光投向SoC芯片，致力于提高集成度，引入先進(jìn)工藝，降低系統成本，改善系統性能以增強市場(chǎng)競爭力。從電子行業(yè)來(lái)看，SoC芯片是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢。每一代新的SoC都更為有效地優(yōu)化和共享了資源，增強了各個(gè)子系統的衆-同工作能力，它最小化了成本、功耗、硅片面積同時(shí)提高了產(chǎn)品可靠性。在規模足夠大，產(chǎn)品的基本規格、功能和需求穩定，SoC芯片就一定會(huì )成為主流。

　　芯片廠(chǎng)商無(wú)疑推動(dòng)了安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最基本的功能、規格由芯片來(lái)完成并提供一個(gè)強大的平臺，這樣讓設備廠(chǎng)家能夠把更多的資源應用到研究、開(kāi)發(fā)并為下游用戶(hù)帶來(lái)更多價(jià)值上來(lái)，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向更深、更廣的范圍發(fā)展。