ISP推動(dòng)芯片改革，助力安防高清

　　“平安城市”項(xiàng)目在安防領(lǐng)域有著典型的特點(diǎn)，如涉及的區(qū)域廣、站點(diǎn)數(shù)量較多;人流量大，涉及到防災(zāi)、治安等多個(gè)方面;其包括重點(diǎn)企事業(yè)單位監(jiān)控、社區(qū)監(jiān)控、網(wǎng)吧/賓館行業(yè)監(jiān)控、危險(xiǎn)/污染行業(yè)監(jiān)控、闖紅燈電子警察、城市出入卡口監(jiān)控、公共道路/治安場(chǎng)所監(jiān)控。其將整個(gè)城市的監(jiān)控作為一個(gè)整體，各個(gè)站點(diǎn)的圖像會(huì)涉及到多個(gè)系統(tǒng)、多個(gè)部門;在控制中心，涉及到交通治安、社會(huì)治安、防災(zāi)等均需要實(shí)時(shí)視頻作為第一手參考資料。

　　因此，“平安城市”項(xiàng)目對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的要求，已經(jīng)不再僅僅是要求“看到”，而是要“看清”，標(biāo)清系統(tǒng)所能提供的畫面清晰度，已經(jīng)成為系統(tǒng)升級(jí)的瓶頸，特別是智能交通的電子警察，違章車輛跟蹤和車牌識(shí)別，更是要求前端實(shí)時(shí)圖像高清化，否則智能分析將無(wú)從下手。

　　近年來(lái)，相對(duì)于已發(fā)展成熟的CCD停滯不前的狀態(tài)，CMOS傳感器隨著技術(shù)發(fā)展已逐步打開被CCD獨(dú)占的市場(chǎng)。但CMOS目前的技術(shù)與CCD相比，仍具有感光度低、信噪比高的缺點(diǎn)。這時(shí)作為CMOS和CCD攝像機(jī)中重要搭配零組件的ISP，應(yīng)CMOS的大量出貨而引發(fā)的更多應(yīng)用開發(fā)，以彌補(bǔ)CMOS在感光度低、信噪比高上的不足。隨著人們對(duì)畫質(zhì)的關(guān)注，ISP已經(jīng)越來(lái)越受到芯片商和攝像機(jī)制造商的重視。對(duì)于高清的重視同時(shí)引發(fā)了市場(chǎng)對(duì)芯片的萃取。

　　ISP應(yīng)用廣泛

　　ISP，事實(shí)上就是圖像信號(hào)處理器，無(wú)論是手機(jī)鏡頭、攝像機(jī)鏡頭還是監(jiān)控鏡頭中都包含該元素；單以圖像畫質(zhì)來(lái)說，ISP自身就是針對(duì)圖像處理的元件，再加上圖像降噪技術(shù)，那么可能會(huì)到達(dá)一個(gè)令人滿意的結(jié)果。

　　眾所周知，早年芯片市場(chǎng)素有ASIC、DSP之爭(zhēng)，現(xiàn)今多家芯片公司基于ASIC或DSP開發(fā)出整合度更高、更加適合視頻監(jiān)控需求的片上系統(tǒng)——SoC。SoC將處理器資源、內(nèi)存資源、編解碼算法、外圍設(shè)備接口等都集成在單個(gè)平臺(tái)上，將大部分功能固化，并對(duì)特殊功能需求模塊化，以源代碼方式給廠商，廠商根據(jù)不同應(yīng)用需求進(jìn)行二次開發(fā)，同時(shí)，還可以增加視頻協(xié)處理器以及其他視頻子系統(tǒng)，以強(qiáng)化視頻圖像處理能力。它綜合ASIC、 DSP兩者優(yōu)勢(shì)，協(xié)助終端產(chǎn)品客戶簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。不論選用何種芯片方案，可以看到主流芯片大多已整合ISP功能。

　　ISP在推動(dòng)芯片改革的同時(shí)，助力高清監(jiān)控的應(yīng)用發(fā)展

　　在高清監(jiān)控產(chǎn)品推進(jìn)的過程中，ISP技術(shù)的革新起到了巨大的作用。它涵蓋了增益控制、白平衡、噪聲控制、曝光控制等技術(shù)。ISP從高清攝像機(jī)輔助技術(shù)逐漸演變?yōu)殛P(guān)鍵核心技術(shù)。不僅如此，為了滿足另類高清監(jiān)控的需求，部分廠商將CCD傳感器替換為CMOS；在進(jìn)一步提升畫質(zhì)的同時(shí)，將 ISP內(nèi)置到CMOS中，這不僅減少了內(nèi)部空間同時(shí)也降低了功耗，該技術(shù)目前在移動(dòng)多媒體設(shè)備中較為普及。

　　而作為非移動(dòng)的視頻設(shè)備，傳感器內(nèi)置圖像信號(hào)處理器也并不是沒有可能。通過模塊的整合將成像質(zhì)量進(jìn)一步提升，并在曝光、自動(dòng)白平衡和色彩飽和度上有著完美的表現(xiàn)。針對(duì)夜視監(jiān)控來(lái)說，低照度環(huán)境則是夜晚監(jiān)控的一大弊端，該技術(shù)也在近紅外響應(yīng)下有著不俗的表現(xiàn)。

　　新技術(shù)必然面臨著市場(chǎng)應(yīng)用的挑戰(zhàn)，CMOS傳感器內(nèi)置ISP方案目前還只能完成一些不太復(fù)雜的算法，如手機(jī)等小型移動(dòng)多媒體設(shè)備，而隨著智能化要求的不斷提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)圖像處理要求也越多，其算法也必然更加復(fù)雜，這就要求芯片提供更強(qiáng)的動(dòng)力，這也是未來(lái)高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)核心部件技術(shù)升級(jí)的重要部分。目前，集成ISP有多種方案，芯片集成ISP后對(duì)安防廠家的研發(fā)水平要求降低，并同時(shí)降低系統(tǒng)成本，隨著芯片所集成的ISP功能的不斷強(qiáng)大，已可滿足大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用需求。但對(duì)于尋求高端差異化發(fā)展的安防廠家來(lái)說，目前市場(chǎng)SoC上所集成的ISP并不能滿足他們?nèi)康男枨蟆?/P>

　　但是，ISP在未來(lái)高清監(jiān)控設(shè)備中的優(yōu)勢(shì)將不會(huì)減少，無(wú)論是針對(duì)模擬高清還是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)高清，亦或是在復(fù)雜的智能化高清應(yīng)用中，ISP技術(shù)都能提供高清晰的視頻圖像畫質(zhì)。

　　高清需求加劇影響監(jiān)控設(shè)備芯片未來(lái)方向

　　各廠家都在追求產(chǎn)品集成度的提升。現(xiàn)有芯片可以實(shí)現(xiàn)4路1080p高清碼流，多路高清成為芯片發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)；另外，在芯片上集成更多組件的功能也是一個(gè)趨勢(shì)所在，SoCFPGA設(shè)計(jì)為人們所關(guān)注，SoCFPGA是整合了FPGA、實(shí)體處理器以及其他硬件IP組件的SoC芯片，在市場(chǎng)需求、技術(shù)成熟與商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)等因素推動(dòng)下，在可見的未來(lái)里，眾廠商在SoCFPGA設(shè)計(jì)上將大有所為。

　　另一個(gè)孜孜以求的方向是智能分析。除了TI、海思之外，作為老牌芯片商ADI目前推出了針對(duì)安防監(jiān)控系統(tǒng)推出的 BlackfinBF60x處理器系列。據(jù)ADI處理器和數(shù)字信號(hào)處理器亞太區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理張鐵虎介紹，其亮點(diǎn)之一是流水線視覺處理器PVP，PVP屬于高性能視頻分析加速器范疇，提供12個(gè)高性能，配置靈活的信號(hào)處理模塊(卷積，縮放，算數(shù)等)，支持各種常用算法，例如索貝爾(sobel)，坎尼 (Canny)，拉普拉斯，閥值，直方圖，積分，可用于加速多達(dá)五個(gè)并行圖像算法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)象跟蹤、檢測(cè)和識(shí)別性能，以應(yīng)對(duì)安防產(chǎn)業(yè)對(duì)智能分析識(shí)別的需求。

　　云端安防是市場(chǎng)的趨勢(shì)所在，芯片商也應(yīng)該根據(jù)市場(chǎng)的需求，提供效能更優(yōu)異的影像編解能力來(lái)減輕云端服務(wù)器的負(fù)荷。此外，芯片商也在考慮提供更快速的視頻圖像編解碼技術(shù)以減輕服務(wù)器的負(fù)荷，高集成度、高負(fù)荷之下必然帶來(lái)高功耗，芯片商也在節(jié)能方面考慮較多，像TI亦有朝向節(jié)能芯片的趨勢(shì)。

　　面對(duì)越來(lái)越高要求的安防監(jiān)控要求，具有更快運(yùn)算處理速度、更高集成度、可應(yīng)對(duì)更高復(fù)雜度的智能分析、更為強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，并且更低功耗的芯片，已然是安防廠商共同關(guān)心的要素。雖然不可能有一顆芯片，可以十全十美的對(duì)應(yīng)市場(chǎng)上的所有功能，但市場(chǎng)的期待總是芯片商努力的方向。