IP Camera的視頻性能及動態分析

現代人對人身及財產安全越來越關注，這促使視頻安全監控市場迅速走紅。基于對這一市場的關注，以及數字信號處理技術（DSP）和網絡技術的發展，視頻監控已經由模擬監控（VCR ，Video Cassette Recorder）發展到數字和模擬混合的DVR（Digital Video Recorder），進而向IP視頻監控系統這種數字視頻監控發展。目前，DVR系統占據了全球視頻監控市場的50%，可謂如日中天。但業界對IP視頻監控的發展趨勢一致看好，視頻監控系統向數字化發展成為發展趨勢。

IP Camera的優勢

IP視頻監控系統在布控距離、擴展能力和布控成本上與傳統的模擬監控和DVR相比有所不同。從布控距離上講，IP視頻監控系統中的網絡服務器直接連入網絡，沒有線纜長度和信號衰減的限制，沒有地域概念；從擴展能力上講，這種系統對于設備數量沒有限制，增加設備只意味著IP地址的擴充。在成本上，IP視頻監控系統占用帶寬較少，可以利用企業現有的局域網，在安裝時節省布線建網的成本。相比之下，對于其他的視頻監控系統，如要增加新的監控點需要重新建網，新的設備很難添加到原有的系統中，并要受到線纜長度和信號衰減的限制。

IP Camera監控系統常見開發平臺分析

IP視頻監控系統包括網絡視頻服務器監控系統和IP Camera監控系統，其中IP Camera是系統的前端處理部分。CCD/CMOS圖像傳感器把場景的光信號轉變為電信號，這些電信號轉換為數字信號后通過數據接口傳輸到DSP存儲器。DSP作為IP Camera的數字圖像處理和壓縮以及操作系統運行的主處理器芯片,完成圖像壓縮、編碼的同時把數據流送到硬盤或其他存儲設備中保存。可以想見，前端設備對視頻圖像質量好壞有極大影響。因此，處理器的選擇在開發人員如何能夠成功地滿足數字視頻監控產品的設計需求上扮演了重要角色。

目前市場上，ASIC、FPGA與傳統的DSP是常見的幾種方案，每種都有自己的特點。其中，ASIC比較適合沒有算法基礎的研發隊伍采用，因為ASIC芯片本身的壓縮算法可以幫助加快產品研發進度。但是，隨著音/視頻格式和標準的不斷演進，這種方案的靈活性對它在視頻監控領域的廣泛應用又成為一種限制。相比之下，傳統的DSP處理具有更加靈活的處理能力，在數據處理方面也更加強大。然而，DSP傳統的處理架構的重點還是集中在數據運算能力上面，對于視頻監控應用來說不夠優化。對于那些具有復雜的控制能力和更高速媒體流需求的系統級應用來說，傳統的DSP并不理想――DSP中更多的系統資源被浪費掉了。由于具有強大的并行處理能力，在要求復雜和密集的視頻信號處理的高端視頻監控領域，理論上FPGA應該具有很大優勢。遺憾的是，FPGA的產業生態環境、較大的功耗以及高昂的成本拖了它的后腿，使它很難成為這個應用領域的競爭者。

還有一種方案是采用MCU（ARM核）＋DSP。由于ARM采用RISC指令集，適合處理控制代碼，對視頻編解碼則力不從心。DSP則能彌補ARM的不足，其運算能力能夠滿足人們對視頻流暢程度的需求。這種方案的思路是發揮ARM核的控制作用和DSP處理器的處理能力。但是，研發人員需要對MCU和DSP這兩套代碼進行掌握和維護，研發成本和對研發人員的要求都比較高。

顯而易見，如果能夠有一種處理平臺，將MCU和DSP的性能融合起來，不但能克服ARM核＋DSP所存在的瑕疵，同時能保留兩則的優勢特性。Blackfin處理器平臺正是這樣的匯聚平臺，它給視頻監控產品開發帶來了新的力量。匯聚處理器將MCU和DSP的性能融合在一起，在單核上對uCLinux、協議棧和媒體流進行處理，將實時多媒體數據流及以控制為導向的任務進行優化。Blackfin家族使用了MSA（Micro Signal Architecture）架構，在一個單核架構中提供可編程的16/32位MCU和DSP功能，能夠對控制、網絡、多媒體以及信號處理區域進行劃分。同樣的開發環境適用于所有的Blackfin產品線，使IP視頻監控產品的上市時間加快，成本大大降低。

IP Camera的視頻性能和動態范圍

通過強大的視頻處理算法、豐富的外圍接口等，Blackfin系列產品能夠顯著改善IP Camera系統的視頻性能和動態范圍。