視頻監控將趨于智能化

近些年，隨著(zhù)全球安全意識提升，視頻監控市場(chǎng)不斷增長(cháng)。盡管全球經(jīng)濟危機導致許多行業(yè)發(fā)展受阻，但ABIResearch數據顯示，2008年全球視頻監控市場(chǎng)仍然保持了10%的增長(cháng)率；而在09年經(jīng)濟開(kāi)始復蘇之際該市場(chǎng)仍繼續加速增長(cháng)。該分析機構還預測，2014年整個(gè)視頻監控市場(chǎng)價(jià)值將超過(guò)410億美元。受“平安城市”、展會(huì )賽事、行業(yè)安防等因素拉動(dòng)，中國視頻監控市場(chǎng)也在快速增長(cháng)。

視頻監控市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展為芯片廠(chǎng)商和系統廠(chǎng)商帶來(lái)巨大的市場(chǎng)機會(huì )，同時(shí)也為開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)新的挑戰。從技術(shù)發(fā)展趨勢看，網(wǎng)絡(luò )視頻監控將逐漸成為主流模式；智能化成為IP視頻監控的下一個(gè)重要發(fā)展方向。隨著(zhù)IP視頻監控逐漸向高清、智能化方向發(fā)展，對主芯片的處理能力也提出更高的要求。本期專(zhuān)題特別邀請數位業(yè)內專(zhuān)家共同探討視頻監控系統的發(fā)展趨勢以及設計挑戰，并對主流方案進(jìn)行分析。

TI中國通用DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理鄭小龍：視頻智能分析需要更強大的SoC系統

在中國的監控市場(chǎng)上，目前數字化視頻錄像系統(DVR)還是主導，但網(wǎng)絡(luò )視頻錄像機(NVR)和網(wǎng)絡(luò )攝像機(IPNC)的發(fā)展極具潛力。視頻智能分析正在成為數字視頻監控的熱點(diǎn)，而DSP將是這一技術(shù)的推動(dòng)力。目前還沒(méi)有關(guān)于智能數字視頻分析的國際標準，因此只有可編程的高性能DSP和視頻處理器才使得更復雜的監測算法的實(shí)現成為可能。

TI公司的數字信號處理器(DSP)曾經(jīng)有力地推動(dòng)了數字視頻監控技術(shù)的發(fā)展，其中具有里程碑的是TMS320DM642通用數字媒體處理器。TI之后所推出的數字媒體處理單片系統達芬奇(DavinciTM)更是為數字視頻監控提供了強大的平臺。達芬奇的各種系列平臺可以完全覆蓋數字視頻監控的各個(gè)應用方向，其中有以ARM為主控處理器和以DSP為主處理器兩個(gè)主要的發(fā)展方向。其共同的特性就是可以支持多種視頻壓縮格式，包括H.264/MPEG-4等等，所有DSP核心均具有支持VCA的能力。

目前基于DSPSoC的方案在監控市場(chǎng)占主流地位。同時(shí)，一些FPGA廠(chǎng)商希望能在差異化和客戶(hù)定制化方面顯示出自己的優(yōu)勢。通過(guò)針對監控應用將FPGA器件和MPU/DSP結合在一起，設計師能從可編程協(xié)處理器的固有靈活性中得到好處，還可利用FPGA將精力集中在開(kāi)發(fā)算法上，以充分利用MPU/DSP的處理能力。有的廠(chǎng)商就在其多路視頻監控系統硬件平臺中采用了DSP+FPGA的方式，用到的是TI的TMS320DM6437，只有1個(gè)數字視頻輸入接口，為了連接8路視頻解碼器，需要在視頻解碼器與DSP的視頻輸入接口之間增加耦合邏輯，而可編程的FPGA可以方便實(shí)現二者之間的耦合邏輯。

為滿(mǎn)足未來(lái)數字視頻監控市場(chǎng)的需求，更大限度的靈活性是必須的，視頻壓縮技術(shù)會(huì )向智能化編解碼發(fā)展，傳統的監控還是要向實(shí)時(shí)智能分析發(fā)展，光學(xué)系統將會(huì )與數字化電子系統更緊密地結合。為此，TI已經(jīng)做好了準備，目前正在開(kāi)發(fā)更強大的SoC系統，其規格涵蓋視頻多制式的支持、定點(diǎn)和浮點(diǎn)DSP兼容對VCA的支持、高性能的ISP視頻前端支持等特性，而這一切將為數字視頻監控領(lǐng)域帶來(lái)全新面貌。

ADI技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理詹柯：匯聚處理器提升智能分析處理能力

歷經(jīng)幾代技術(shù)的演進(jìn)，視頻監控系統正朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化(IP)和智能化方向邁進(jìn)。另外，模擬與數字監控系統混合并存也會(huì )是未來(lái)幾年中國安防市場(chǎng)的特點(diǎn)。

作為中高端的方案選擇，DSP是目前中國監控市場(chǎng)的主流處理器。ASIC SoC是后進(jìn)者，對市場(chǎng)有一定沖擊。此外，FPGA也在試圖進(jìn)入該市場(chǎng)，但目前還沒(méi)有明顯的成功例子。由于現階段還沒(méi)有標準的用于智能分析和處理的算法，基于不同的壓縮格式實(shí)現智能視頻分析處理會(huì )對DSP的MIPS要求有很大不同，所以算法的優(yōu)化非常關(guān)鍵。由于兼具靈活性和高性能，DSP更為擅長(cháng)智能分析處理工作。

針對圖像處理應用的理想DSP處理器必須具備以下幾方面的特點(diǎn)：內核處理能力強；專(zhuān)門(mén)針對圖像處理的指令集；易于大量數據傳輸的低功耗硬件架構；高集成度；豐富的軟件模塊庫；功能強大的開(kāi)發(fā)工具。對于視頻監控系統來(lái)說(shuō)，最適合的控制和處理應該是控制功能和數字信號處理功能合二為一的匯聚處理器，ADI的Blackfin匯聚處理器就是一個(gè)典型代表。

BlackfinDSP處理器基于由ADI和Intel公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的微信號架構(MSA)，通過(guò)將傳統DSP和MCU的優(yōu)點(diǎn)融為一體，兼顧了事件控制以及純算法運算處理功能，從而允許工程師在單芯片上實(shí)現圖像預處理、圖像處理、系統控制，大大提高了系統的集成度。

在指令集方面，Blackfin系列DSP針對圖像處理提供了豐富的向量指令和視頻指令。此外，ADI還提供多種針對圖像處理的軟件模塊，它們都專(zhuān)門(mén)針對Blackfin處理器而優(yōu)化，并經(jīng)過(guò)業(yè)界嚴格驗證。這些軟件模塊能夠大幅降低系統工程師的開(kāi)發(fā)難度，并顯著(zhù)提高系統效率。為滿(mǎn)足數字監控市場(chǎng)走向智能化的新特性，ADI下一代DSP處理器作為承載“數字化現實(shí)”的先鋒，將對智能視頻分析技術(shù)提供更加深廣的支持。

賽靈思亞太區市場(chǎng)及應用總監張宇清：高性能FPGA靈活應對視頻監控開(kāi)發(fā)新挑戰

網(wǎng)絡(luò )化、個(gè)人化和智能化是中國視頻監控市場(chǎng)重要的發(fā)展趨勢，視頻監控的應用也將逐步趨廣。

中國國內早期的視頻監控產(chǎn)品大部分都是采用DSP，在多通道、高分辨率視頻編解碼應用中，DSP用軟件很難達到系統的要求。而FPGA采用硬件加速的方法，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行多通道壓縮。FPGA的優(yōu)勢是可編程，非常適合需要靈活性高、提供差異化的應用設計。到目前為止，采用FPGA芯片的視頻監控產(chǎn)品已經(jīng)陸續開(kāi)始量產(chǎn)。賽靈思針對視頻監控應用推出的目標設計平臺(TDP)也為中國國內企業(yè)的研發(fā)提供了便利。

設計數字視頻監控系統的主要技術(shù)趨勢是需要達到高畫(huà)質(zhì)(1080p分辨率)、視頻分析、智能化管理、IP、H.264視頻壓縮標準、更高的圖像信號處理清晰度、器件功能針對應用并配合項目算法功能。這些新趨勢使開(kāi)發(fā)人員必須要面對低功耗、低成本以及在環(huán)保方面的挑戰。

為應對這些挑戰，賽靈思配合專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的第三方合作伙伴開(kāi)發(fā)IP核，為客戶(hù)提供方便使用的交鑰匙解決方案。例如，賽靈思與美國Eutecus公司合作提供基于Spartan-3ADSP的視頻分析解決方案。其中，高性能視頻分析IP—多核視頻分析引擎(MVE)具有高度優(yōu)化的架構，可顯著(zhù)提高性能，主要針對高精度的原始高清處理分析應用。

今年2月，賽靈思公司還推出了Spartan-6FPGA，對性能和靈活性進(jìn)行了理想的結合。利用基于嵌入式DSP邏輯片實(shí)現的高度并行架構，基于Spartan-6FPGA開(kāi)發(fā)的系統能夠以全幀速率處理原始分辨率的圖像數據。同時(shí)還可利用經(jīng)濟的可定制MicroBlaze軟處理器實(shí)現領(lǐng)先的視頻分析功能。Spartan-6FPGA不僅支持這些先進(jìn)功能，同時(shí)還比前一代解決方案成本可降低多達33%，采用先進(jìn)的功率管理和以太網(wǎng)供電技術(shù)，功耗也可降低多達50%。

目前FPGA在眾多應用和市場(chǎng)中逐步成為可替代ASIC和ASSP器件的高度靈活的解決方案。在視頻監控領(lǐng)域亦是如此，應用越來(lái)越廣泛。

中星電子總裁金兆瑋：下一代監控系統更趨合理化、標準化

中國的視頻監控市場(chǎng)經(jīng)歷了模擬監控、數字監控及網(wǎng)絡(luò )監控三個(gè)主要階段，縱觀(guān)安防監控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，監控系統的各個(gè)組成部分都在經(jīng)歷著(zhù)由模擬向數字的轉化。展望視頻監控市場(chǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢，全數字化的監控系統即將到來(lái)。

從產(chǎn)品角度來(lái)看，目前的數字視頻監控產(chǎn)品主要以ASIC、FPGA、DSP幾種模式為主。這幾種方案各有利弊，根據不同的使用需求發(fā)揮著(zhù)各自的特點(diǎn)。

特別值得關(guān)注的是，隨著(zhù)ASIC集成度日益提高，系統級芯片(SoC)以其高性能、低功耗以及通過(guò)軟件編程實(shí)現功能的靈活性等特點(diǎn)，即將成為未來(lái)大多數數字視頻監控產(chǎn)品的主流方案。

尤其是多核異構SoC，將會(huì )為數字視頻監控產(chǎn)品設計帶來(lái)新的發(fā)展機遇。未來(lái)的監控系統取決于更加先進(jìn)的科技含量，同樣也取決于更加合理的系統設計構架。

作為核心設備和解決方案提供商，中星電子針對不同的細分行業(yè)，定制了基本功能與特色功能相結合的行業(yè)解決方案。

中星電子自主研發(fā)的ViVS統一媒體平臺中間件是一種基于客戶(hù)需求的差異化的產(chǎn)品。它將多種不同應用的技術(shù)特性抽象出來(lái)，形成穩定可靠的基礎平臺，在這個(gè)基礎上可以增加相應的業(yè)務(wù)模塊，以達到基于需求的差異化平臺設計。

下一代監控系統產(chǎn)品的發(fā)展方向將更趨于合理化、標準化?；谥袊卜辣O控產(chǎn)業(yè)的現狀，國家有關(guān)部門(mén)已著(zhù)手制定《安全防范視頻監控數字音視頻編解碼(SVAC)技術(shù)要求》，以規范行業(yè)標準。SVAC標準可以從很大程度上滿(mǎn)足監控系統中將會(huì )出現的更多新的應用需求。同時(shí)，標準的開(kāi)放性也有利于加強視頻監控產(chǎn)業(yè)鏈間的合作，將領(lǐng)先技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化成果共享，形成行業(yè)內良性競爭，共同推動(dòng)中國視頻監控市場(chǎng)快速、穩定地向前發(fā)展。