“芯”靈革命解讀視頻監(jiān)控前進的原動力

有這么一句話：芯片廠商“跺一跺腳”，就會直接影響安防設備商的生死存亡。這話雖然略顯夸張，但在一定程度上，也體現(xiàn)出上游芯片廠家對于整個安防行業(yè)的技術發(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絡接入終端產品管理部戰(zhàn)略營銷經理羅勇華所稱：“我們不是簡單去做一個芯片，而是為整個安防整個系統(tǒng)做部件?！?

據第三方市場調查顯示，目前整個全球市場的后端DVR、NVR的規(guī)模大概為400萬臺，預計到2014年左右將增加到550萬臺的規(guī)模；智能編碼器DVS達到250萬臺，到2014年將會達到400~450萬臺；包括IP攝像機在內的整個數字監(jiān)控產品市場，目前約為2000~2500萬臺的市場規(guī)模，預計到2013年底可能會增加至3000~3500萬臺。從以上調查數據可看出，整個監(jiān)控行業(yè)規(guī)模巨大，且市場規(guī)模仍在繼續(xù)增長之中。此外，中國已成為全球最大的安防市場，并在“平安城市”、北京奧運、世博會等國家重大項目的拉動下，中國的安防市場正呈現(xiàn)出迅猛的直線上升態(tài)勢。

也正是近年中國數字視頻監(jiān)控的飛速增長，使視頻處理芯片市場也隨之得到了長足發(fā)展，現(xiàn)在安防監(jiān)控行業(yè)的需求(數字化、網絡化、高清化、智能化)已非常明確，芯片廠家也開始主動去推動視頻監(jiān)控這個潛力巨大的市場。視頻監(jiān)控已成為繼工業(yè)自動化、消費類電子產品、電信電話等領域之后，芯片廠商新的利益角逐場。視頻監(jiān)控產業(yè)的發(fā)展吸引了越來越多的芯片廠商加入，監(jiān)控行業(yè)已成為芯片廠商“施展拳腳”的重要領域。

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

面對監(jiān)控行業(yè)的網絡化、高清化、智能化的發(fā)展趨勢，作為上游的芯片廠商都十分看好市場和技術發(fā)展的動態(tài)，并深感只要持續(xù)發(fā)力、順應市場、針對用戶需求、適時地推出適用的產品，最終終會被市場所認可。

芯力助攝像機高清

前端攝像機經過多年發(fā)展，已逐步從模擬轉向基于IP網絡高清。而今，在高清監(jiān)控需求和高清技術逐漸成熟的催化下，許多廠家紛紛推出百萬像素高清攝像機。相比40萬像素(D1分辨率)標清機，高清機的清晰、細膩的圖像效果讓用戶在視覺上有全新的體驗，其最大優(yōu)勢在于高分辨率的辨識效益，表現(xiàn)在覆蓋范圍大、圖質好。在監(jiān)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(jiān)控場所部署高清攝像機是個絕好的選擇。

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攝像機將有半數會是720P或更高的分辨率。也有許多業(yè)內人士預見，要不了多久，720P與1080P實時分辨率將會成為行業(yè)主流，500~1000萬像素的攝像機也將開始進入高端應用市場。

對于攝像機高清，其主要取決于鏡頭、傳感器以及芯片技術。而對攝像機本身，最核心的還是傳感器技術和芯片技術的突破。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絡、錄像存儲以及后端處理的要求，決定著圖像的質量。

針對目前監(jiān)控市場的高清化，芯片廠家正順應著市場需求，在不斷推出性能優(yōu)秀的芯片產品。

如TI的DM6467和DM6467T芯片，就是分別針對100萬像素和200~500萬像素IP攝像機進行研發(fā)的。其中DM6467是業(yè)界首個單片多格式實時編碼轉換解決方案，其是基于DSP的片上系統(tǒng)，能以10倍的性能和1/10的幾個同時進行多種格式HD編碼轉換。而Intersil旗下Techwell新推的魚眼方案，其采用的主要是TW2871芯片，用于魚眼方案的攝像機，可輕松看到360度的高清畫面全景，達到4臺攝像機才能實現(xiàn)的視角范圍。另外用戶可通過軟件來截取某一個需要的部分，將半球的圖像自動轉化為直角圖像，正因為無需云臺配合轉動，所以不會造成云臺因長時間運行而造成損壞。

海思的Hi3512也是針對720P的高清H.264IP攝像機解決方案。其基于ARM9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)議實時編解碼，支持H.264編解碼90fps@D1、高清1.3MegaPixels@30fps，支持最大300萬像素的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足設備規(guī)格需求，可有效降低整機BOM的成本。

不過，隨著IP攝像機高清化進程的加快，傳統(tǒng)模擬攝像機雖備受“擠壓”，但在模擬監(jiān)控仍占較多市場份額的當前來說，如何將模擬監(jiān)控順利轉變到高清監(jiān)控系統(tǒng)，新建網絡布線也即是一個必須要考慮的問題。而Techwell推出的SLOC數字模擬混合同軸電纜傳輸解決方案，則可以最小的代價將D1分辨率升級到高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并充分利用原有同軸電纜，實現(xiàn)既有效降低布線成本、使工程實施簡單，又能實現(xiàn)高清視頻監(jiān)控的效果。

高清編解碼是關鍵

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，正式進軍中國視頻監(jiān)控領域；2004年，海思作為全球率先推出H.264soc監(jiān)控專用芯片；幾乎同時，臺灣升邁整合ARMcore，兼容FA526CPU和MPEG4/MJPEGcodec及多項外圍IP，為數字監(jiān)控量身打造了視頻編解碼芯片SoC。

經過十年發(fā)展，芯片編碼能力有了很大提升。之前要實現(xiàn)1080i的圖像質量需要10顆芯片編碼，現(xiàn)在2、3顆即可。結合市場需求看，追求更好的圖像品質是用戶非常合理且永恒的要求。而隨著智能監(jiān)控時代的來臨，為了滿足監(jiān)控系統(tǒng)對視頻圖像的分析處理要求，如車牌識別、人臉識別等，則對圖像質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(zhàn)。

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

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的壓縮質量的基本要求，高速的系統(tǒng)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)秀的關鍵。

從當前主流芯片廠商所推出的產品來看，大多有支持高清格式的產品，如，ADI的ADV202、212產品可以支持高清格式；TI的DM355即可支持720p下的MPEG4實時編碼，碼率為4Mbp至8Mbps，可作為高清網絡攝像機或高清視頻服務器的核心處理器。據了解，TI可支持720p下的H.264實時編碼芯片也即推出。

結語

雖然未來高清化的趨勢發(fā)展已成為一個不爭的事實，但即便如此，芯片廠商在推出產品的時候，還是要多傾聽市場的聲音。正如海思的羅勇華表示，DVR、NVR、IPCamera等設備商在選擇芯片時，常常是要做綜合的考量，而不僅僅是注重價格，每個設備廠家都會以自己的渠道優(yōu)勢、開發(fā)習慣、后期服務等作為依據。而芯片廠家則要知道并滿足設備廠家的這些需求，并且芯片廠家要清楚地知道自己正是在做一個提高整個行業(yè)效率的產品。深圳海思公司做芯片的思路就是，除了要跟下游廠家確定規(guī)格外，還會與甲方、工程商進行交流，如了解現(xiàn)在的系統(tǒng)遇到了什么問題、哪里需要改進等等。芯片廠商只有這樣才能走在整個行業(yè)的前端，跟得上市場前進的節(jié)奏。