“芯”靈革命解讀視頻監控前進(jìn)的原動(dòng)力

有這么一句話(huà)：芯片廠(chǎng)商“跺一跺腳”，就會(huì )直接影響安防設備商的生死存亡。這話(huà)雖然略顯夸張，但在一定程度上，也體現出上游芯片廠(chǎng)家對于整個(gè)安防行業(yè)的技術(shù)發(fā)展起到了決定性的作用。正如深圳海思半導體有限公司網(wǎng)絡(luò )接入終端產(chǎn)品管理部戰略營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理羅勇華所稱(chēng)：“我們不是簡(jiǎn)單去做一個(gè)芯片，而是為整個(gè)安防整個(gè)系統做部件?！?

據第三方市場(chǎng)調查顯示，目前整個(gè)全球市場(chǎng)的后端DVR、NVR的規模大概為400萬(wàn)臺，預計到2014年左右將增加到550萬(wàn)臺的規模；智能編碼器DVS達到250萬(wàn)臺，到2014年將會(huì )達到400~450萬(wàn)臺；包括IP攝像機在內的整個(gè)數字監控產(chǎn)品市場(chǎng)，目前約為2000~2500萬(wàn)臺的市場(chǎng)規模，預計到2013年底可能會(huì )增加至3000~3500萬(wàn)臺。從以上調查數據可看出，整個(gè)監控行業(yè)規模巨大，且市場(chǎng)規模仍在繼續增長(cháng)之中。此外，中國已成為全球最大的安防市場(chǎng)，并在“平安城市”、北京奧運、世博會(huì )等國家重大項目的拉動(dòng)下，中國的安防市場(chǎng)正呈現出迅猛的直線(xiàn)上升態(tài)勢。

也正是近年中國數字視頻監控的飛速增長(cháng)，使視頻處理芯片市場(chǎng)也隨之得到了長(cháng)足發(fā)展，現在安防監控行業(yè)的需求(數字化、網(wǎng)絡(luò )化、高清化、智能化)已非常明確，芯片廠(chǎng)家也開(kāi)始主動(dòng)去推動(dòng)視頻監控這個(gè)潛力巨大的市場(chǎng)。視頻監控已成為繼工業(yè)自動(dòng)化、消費類(lèi)電子產(chǎn)品、電信電話(huà)等領(lǐng)域之后，芯片廠(chǎng)商新的利益角逐場(chǎng)。視頻監控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展吸引了越來(lái)越多的芯片廠(chǎng)商加入，監控行業(yè)已成為芯片廠(chǎng)商“施展拳腳”的重要領(lǐng)域。

面對如此蓬勃發(fā)展且規模巨大的行業(yè)，不少芯片廠(chǎng)商紛紛主動(dòng)出擊，如TI、ADI、NXP、Intersil旗下Techwell等國際半導體廠(chǎng)商均早就對中國安防市場(chǎng)給予了特別的關(guān)注；同時(shí)，中國大陸及臺灣廠(chǎng)商如海思、中星微、升邁、富涵微等也在視頻監控領(lǐng)域也做了不少卓有成效的開(kāi)拓工作。據業(yè)內有人預測，未來(lái)DVR、DVS、IP攝像機、NVR等網(wǎng)絡(luò )監控設備的需求將會(huì )成倍增長(cháng)，從而將更加吸引芯片廠(chǎng)商加大對視頻安防市場(chǎng)的投入力度。據統計，目前芯片市場(chǎng)至少有20多家廠(chǎng)商在競爭?？梢灶A見(jiàn)，隨著(zhù)搶食者的增多，未來(lái)競爭將十分激烈。

面對監控行業(yè)的網(wǎng)絡(luò )化、高清化、智能化的發(fā)展趨勢，作為上游的芯片廠(chǎng)商都十分看好市場(chǎng)和技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，并深感只要持續發(fā)力、順應市場(chǎng)、針對用戶(hù)需求、適時(shí)地推出適用的產(chǎn)品，最終終會(huì )被市場(chǎng)所認可。

芯力助攝像機高清

前端攝像機經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已逐步從模擬轉向基于IP網(wǎng)絡(luò )高清。而今，在高清監控需求和高清技術(shù)逐漸成熟的催化下，許多廠(chǎng)家紛紛推出百萬(wàn)像素高清攝像機。相比40萬(wàn)像素(D1分辨率)標清機，高清機的清晰、細膩的圖像效果讓用戶(hù)在視覺(jué)上有全新的體驗，其最大優(yōu)勢在于高分辨率的辨識效益，表現在覆蓋范圍大、圖質(zhì)好。在監控范圍相同條件下，一臺高清機可替代2或3臺標清機，甚至更多。攝像機臺數的減少，維護也更方便。所以對廣視角、大范圍監控場(chǎng)所部署高清攝像機是個(gè)絕好的選擇。

依據MultimediaIntelligence公司在08年4月發(fā)布的數據顯示，截止到2012年，出貨的IP攝像機將有半數會(huì )是720P或更高的分辨率。也有許多業(yè)內人士預見(jiàn)，要不了多久，720P與1080P實(shí)時(shí)分辨率將會(huì )成為行業(yè)主流，500~1000萬(wàn)像素的攝像機也將開(kāi)始進(jìn)入高端應用市場(chǎng)。

對于攝像機高清，其主要取決于鏡頭、傳感器以及芯片技術(shù)。而對攝像機本身，最核心的還是傳感器技術(shù)和芯片技術(shù)的突破。由于高清攝像機視頻數據量非常大，所以對芯片的壓縮、CPU處理能力要求非常高，芯片的壓縮及處理能力將直接決定了對傳輸網(wǎng)絡(luò )、錄像存儲以及后端處理的要求，決定著(zhù)圖像的質(zhì)量。

針對目前監控市場(chǎng)的高清化，芯片廠(chǎng)家正順應著(zhù)市場(chǎng)需求，在不斷推出性能優(yōu)秀的芯片產(chǎn)品。

如TI的DM6467和DM6467T芯片，就是分別針對100萬(wàn)像素和200~500萬(wàn)像素IP攝像機進(jìn)行研發(fā)的。其中DM6467是業(yè)界首個(gè)單片多格式實(shí)時(shí)編碼轉換解決方案，其是基于DSP的片上系統，能以10倍的性能和1/10的幾個(gè)同時(shí)進(jìn)行多種格式HD編碼轉換。而Intersil旗下Techwell新推的魚(yú)眼方案，其采用的主要是TW2871芯片，用于魚(yú)眼方案的攝像機，可輕松看到360度的高清畫(huà)面全景，達到4臺攝像機才能實(shí)現的視角范圍。另外用戶(hù)可通過(guò)軟件來(lái)截取某一個(gè)需要的部分，將半球的圖像自動(dòng)轉化為直角圖像，正因為無(wú)需云臺配合轉動(dòng)，所以不會(huì )造成云臺因長(cháng)時(shí)間運行而造成損壞。

海思的Hi3512也是針對720P的高清H.264IP攝像機解決方案。其基于A(yíng)RM9處理器內核及視頻硬件加速引擎的高性能通信媒體處理器，視頻助理單元可支持H.264MainProfile、BaselineProfile、MJPEG、JPEG等多種協(xié)議實(shí)時(shí)編解碼，支持H.264編解碼90fps@D1、高清1.3MegaPixels@30fps，支持最大300萬(wàn)像素的JPEG抓拍，此外還可支持雙碼流編碼，而圖形處理單元能提供De-interlace算法處理、靈活的運動(dòng)檢測，并可支持視頻、圖形縮放、OSD等，而其豐富的外圍接口非常方便滿(mǎn)足設備規格需求，可有效降低整機BOM的成本。

不過(guò)，隨著(zhù)IP攝像機高清化進(jìn)程的加快，傳統模擬攝像機雖備受“擠壓”，但在模擬監控仍占較多市場(chǎng)份額的當前來(lái)說(shuō)，如何將模擬監控順利轉變到高清監控系統，新建網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)也即是一個(gè)必須要考慮的問(wèn)題。而Techwell推出的SLOC數字模擬混合同軸電纜傳輸解決方案，則可以最小的代價(jià)將D1分辨率升級到高清視頻監控系統，并充分利用原有同軸電纜，實(shí)現既有效降低布線(xiàn)成本、使工程實(shí)施簡(jiǎn)單，又能實(shí)現高清視頻監控的效果。

高清編解碼是關(guān)鍵

1999年，飛利浦PNX1300芯片在中國推廣并得到應用；2003年，TI推出通用數字處理器TMS320DM642，正式進(jìn)軍中國視頻監控領(lǐng)域；2004年，海思作為全球率先推出H.264soc監控專(zhuān)用芯片；幾乎同時(shí)，臺灣升邁整合ARMcore，兼容FA526CPU和MPEG4/MJPEGcodec及多項外圍IP，為數字監控量身打造了視頻編解碼芯片SoC。

經(jīng)過(guò)十年發(fā)展，芯片編碼能力有了很大提升。之前要實(shí)現1080i的圖像質(zhì)量需要10顆芯片編碼，現在2、3顆即可。結合市場(chǎng)需求看，追求更好的圖像品質(zhì)是用戶(hù)非常合理且永恒的要求。而隨著(zhù)智能監控時(shí)代的來(lái)臨，為了滿(mǎn)足監控系統對視頻圖像的分析處理要求，如車(chē)牌識別、人臉識別等，則對圖像質(zhì)量提出了更高的要求，例如高清格式。這對芯片編解碼能力提出了更大的挑戰。

另一方面，壓縮算法的不斷升級改變著(zhù)圖像的畫(huà)質(zhì)。隨著(zhù)市場(chǎng)主流壓縮算法向H.264，甚至更高級的算法發(fā)展，不斷地提高壓縮比、并進(jìn)行算法優(yōu)化已成為芯片廠(chǎng)商的追求。

就運算量而言，MPEG-4比JPEG復雜4倍，H.264又較MPEG4復雜3倍以上，除了Decoder的兼容性和Encoder的壓縮質(zhì)量的基本要求，高速的系統架構、內存頻寬、高效率的DMA控制器，甚至多核的平行處理都是SoC效能是否優(yōu)秀的關(guān)鍵。

從當前主流芯片廠(chǎng)商所推出的產(chǎn)品來(lái)看，大多有支持高清格式的產(chǎn)品，如，ADI的ADV202、212產(chǎn)品可以支持高清格式；TI的DM355即可支持720p下的MPEG4實(shí)時(shí)編碼，碼率為4Mbp至8Mbps，可作為高清網(wǎng)絡(luò )攝像機或高清視頻服務(wù)器的核心處理器。據了解，TI可支持720p下的H.264實(shí)時(shí)編碼芯片也即推出。

結語(yǔ)

雖然未來(lái)高清化的趨勢發(fā)展已成為一個(gè)不爭的事實(shí)，但即便如此，芯片廠(chǎng)商在推出產(chǎn)品的時(shí)候，還是要多傾聽(tīng)市場(chǎng)的聲音。正如海思的羅勇華表示，DVR、NVR、IPCamera等設備商在選擇芯片時(shí)，常常是要做綜合的考量，而不僅僅是注重價(jià)格，每個(gè)設備廠(chǎng)家都會(huì )以自己的渠道優(yōu)勢、開(kāi)發(fā)習慣、后期服務(wù)等作為依據。而芯片廠(chǎng)家則要知道并滿(mǎn)足設備廠(chǎng)家的這些需求，并且芯片廠(chǎng)家要清楚地知道自己正是在做一個(gè)提高整個(gè)行業(yè)效率的產(chǎn)品。深圳海思公司做芯片的思路就是，除了要跟下游廠(chǎng)家確定規格外，還會(huì )與甲方、工程商進(jìn)行交流，如了解現在的系統遇到了什么問(wèn)題、哪里需要改進(jìn)等等。芯片廠(chǎng)商只有這樣才能走在整個(gè)行業(yè)的前端，跟得上市場(chǎng)前進(jìn)的節奏。