芯片廠商如何改變視頻監(jiān)控行業(yè)

　　然而，表象背后，是否會續(xù)寫PC電腦行業(yè)的悲哀，頻頻受制于英特爾？“狼來了”的口號是否會在安防行業(yè)響起？值得我們欣慰的是，安防行業(yè)產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用情況又各不相同，這也就決定了芯片廠商還沒有能力“一手遮天”。

　　未來，將會有越來越多的芯片廠商將目光投向SoC芯片，致力于提高集成度，引入先進工藝，降低系統(tǒng)成本，改善系統(tǒng)性能以增強市場競爭力。為下游用戶帶來更多價值，從而推動產(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。中國安防產(chǎn)值從十年前兩百多億元增長到目前的兩千億元，安防各類產(chǎn)品、系統(tǒng)、解決方案的應(yīng)用層出不窮，安防市場出現(xiàn)難得的“百花齊放”的景象。然而，繁華背后卻隱藏著些許擔憂。核心技術(shù)的缺失，阻礙了中國安防技術(shù)源動力的蓬勃發(fā)展，成為中國安防市場向高端科技領(lǐng)域進軍的掣肘。那么，是誰在禁錮著安防技術(shù)？誰又在影響和改變著安防呢？毋庸置疑，芯片決定著安防技術(shù)的級別。

　　隨著“平安城市”、“北京奧運”等重大項目的帶動，中國視頻監(jiān)控市場呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢，以年均40%的速度傲視整個安防市場。視頻監(jiān)控市場需求的不斷增長，除了引起安防監(jiān)控設(shè)備廠商的關(guān)注，同樣也引起了視頻監(jiān)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，芯片廠商“跺一跺腳”就會直接影響著安防設(shè)備生產(chǎn)商們的生死存亡。TI、NXP、ADI、Techwell等一大批國際半導(dǎo)體企業(yè)將目光投向中國安防市場，量身打造一些符合中國安防市場使用的芯片，對推動中國安防市場的蓬勃發(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)”，進一步推動了中國安防市場的發(fā)展。海思、中星微、升邁、映佳等紛紛涉足視頻監(jiān)控處理芯片領(lǐng)域。

　　芯片廠商發(fā)力視頻監(jiān)控市場

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

　　基于國內(nèi)蓬勃發(fā)展的監(jiān)控形勢，海思自2006年在全球推出首款針對安防應(yīng)用的H.264SoC開始，至今已綷-發(fā)展到了第三代SoC芯片，已成為國內(nèi)領(lǐng)先的視頻監(jiān)控解決方案供應(yīng)商。海思半導(dǎo)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(shè)計中心。作為領(lǐng)先的本土芯片提供商，海思的產(chǎn)品線覆蓋無線網(wǎng)絡(luò)、固定網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字媒體等領(lǐng)域的芯片及解決方案，并成功應(yīng)用于全球100多個國家和地區(qū)。

　　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(zhàn)略項目——“星光中國芯工程”的企業(yè)，致力于數(shù)字多媒體芯片的開發(fā)、設(shè)計和產(chǎn)業(yè)化。中星微電子從2006年開始投入IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計，在網(wǎng)絡(luò)攝像機專用芯片、終端以及運營級網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺等方面持續(xù)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(jiān)控統(tǒng)一媒體平臺四大視頻監(jiān)控組件，并在此基礎(chǔ)上提供視頻監(jiān)控應(yīng)用解決方案。有專家指出，安防用的芯片具有幾個顯著特點：一是長時間不間斷工作，二是多視頻的集中管理，三是視頻信息的安全和穩(wěn)定性要求，四是視頻的實時傳輸和存儲要求。這些特點使得芯片和開發(fā)包更強調(diào)視頻的實時編碼和視頻流的管理以及網(wǎng)絡(luò)傳輸使用，同時對芯片性能和接口帶寬等負荷提出要求。所以安防監(jiān)控所用的芯片不僅是一顆芯片，而是一個綜合解決方案，需要對提供的開發(fā)包、芯片接口以及上層API封裝方面，針對安防行業(yè)的特點進行特殊處理。

　　改變一：讓我們看得越來越清晰

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

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

　　目前，行業(yè)內(nèi)可以提供高清視頻壓縮芯片的廠商已有多家，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(tǒng)靈活性?，F(xiàn)已大批量生產(chǎn)的DM6467是一顆單片可實現(xiàn)H.264及其它視頻壓縮格式高清或更高的芯片，其600MHz時鐘版本就可支持H.264@1080P30，1GHz時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-作為高清入門產(chǎn)品在監(jiān)控IP攝像機中得到很好地應(yīng)用。

　　改變二：讓監(jiān)控智能化成為可能

　　智能視頻分析應(yīng)該算是數(shù)字視頻監(jiān)控永恒的話題。模擬系統(tǒng)只能通過人工的監(jiān)視或反復(fù)地觀看錄像帶進行異常情況的處理，即便是數(shù)字錄像，仍然難以擺脫人力的參與觀察與識別，直到有視頻內(nèi)容分析算法的出現(xiàn)。早期的視頻內(nèi)容分析基于PC機的后端處理，可以幫人減輕繁重的重復(fù)觀看負擔，但卻沒有可能及時發(fā)現(xiàn)并干預(yù)監(jiān)控現(xiàn)場的突發(fā)事件。DSP的引入可以使嵌入式的視頻內(nèi)容分析成為可能。

　　視頻監(jiān)控常規(guī)產(chǎn)品DVR、DVS和IP攝像機都可以通過添加前端智能視頻處理來增加風(fēng)險性管理和智能化業(yè)務(wù)。據(jù)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(yīng)用中發(fā)揮了重要的作用，而后續(xù)推出的Davinci系列平臺則可以滿足不同方面的數(shù)字視頻需求并不斷取得市場的成功。為促進智能視頻的開發(fā)，TI基于C64+x平臺開開發(fā)并集合了超過五十種軟件內(nèi)核組成智能視頻基礎(chǔ)函數(shù)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(chǔ)平臺，應(yīng)用領(lǐng)域包括視頻分析、計算機和汽車視覺、嵌入式視覺系統(tǒng)，也包含消費類電子產(chǎn)品視覺。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。這是一個浮點和定點兼容的DSP核心，將更有益于更多智能視頻的實現(xiàn)。ADI公司在智能視頻監(jiān)控方面的市場策略比較獨特。ADI同許多高校與科研院所(如清華大學(xué))進行合作，共同展開視頻分析的開發(fā)工作。視頻智能分析算法屬于前沿技術(shù)，挑戰(zhàn)性很強，而科研院所內(nèi)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(jiān)控已經(jīng)走向?qū)嶋H應(yīng)用。在印度，人員計數(shù)(peoplecounting)系統(tǒng)已綷-實現(xiàn)量產(chǎn)；在美國，車牌識別系統(tǒng)實現(xiàn)了小批量應(yīng)用；在中國，人臉識別也實現(xiàn)了小批量應(yīng)用等。

　　改變?nèi)鹤屢曨l監(jiān)控產(chǎn)品線更加豐富

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

　　Techwell推出的1080PDVR專用高清顯示接口芯片TW2880，是專為下一代1080PDVR而設(shè)計的芯片，它可以接受16路D1的現(xiàn)場輸入以及同時回放16路D1，并且同時輸出16路D1給后端壓縮芯片。它包含了幾乎所有專用的DVR功能，能夠給終端用戶帶來非凡的，從未有過的1080P高清DVR體驗。

　　目前，海思的安防監(jiān)控芯片有Hi3510、Hi3511、Hi3512、Hi3515、Hi3520等，均為SOC架構(gòu)。2006年推出了1路D1的Hi3510，主要面向IPCamera及DVS應(yīng)用。2008年推出了一芯8路CIF的Hi3511以及一芯4路CIF的Hi3512，同時Hi3512單芯片實現(xiàn)720PH.264編解碼能力，滿足高清IPCamera應(yīng)用。2009年安博會期間海思發(fā)布了一芯8D1的Hi3520以及一芯4D1的Hi3515，Hi3515可實現(xiàn)1080P的編解碼能力，持續(xù)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(zhòng)-處理器。自2007年到現(xiàn)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(tǒng)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(shù)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(yīng)用。

　　是時機還是危機？

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

　　未來，芯片廠商越來越多的將目光投向SoC芯片，致力于提高集成度，引入先進工藝，降低系統(tǒng)成本，改善系統(tǒng)性能以增強市場競爭力。從電子行業(yè)來看，SoC芯片是一個必然的發(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，增強了各個子系統(tǒng)的衆(zhòng)-同工作能力，它最小化了成本、功耗、硅片面積同時提高了產(chǎn)品可靠性。在規(guī)模足夠大，產(chǎn)品的基本規(guī)格、功能和需求穩(wěn)定，SoC芯片就一定會成為主流。

　　芯片廠商無疑推動了安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最基本的功能、規(guī)格由芯片來完成并提供一個強大的平臺，這樣讓設(shè)備廠家能夠把更多的資源應(yīng)用到研究、開發(fā)并為下游用戶帶來更多價值上來，從而推動產(chǎn)業(yè)向更深、更廣的范圍發(fā)展。