“芯”靈革命解讀視頻監控前進的原動力

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，也體現出上游芯片廠家對于整個安防行業的技術發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的規模大概為400萬臺，預計到2014年左右將增加到550萬臺的規模；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控產品市場，目前約為2000~2500萬臺的市場規模，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，整個監控行業規模巨大，且市場規模仍在繼續增長之中。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出迅猛的直線上升態勢。

也正是近年中國數字視頻監控的飛速增長，使視頻處理芯片市場也隨之得到了長足發展，現在安防監控行業的需求(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控這個潛力巨大的市場。視頻監控已成為繼工業自動化、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。視頻監控產業的發展吸引了越來越多的芯片廠商加入，監控行業已成為芯片廠商“施展拳腳”的重要領域。

面對如此蓬勃發展且規模巨大的行業，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控領域也做了不少卓有成效的開拓工作。據業內有人預測，未來DVR、DVS、IP攝像機、NVR等網絡監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。據統計，目前芯片市場至少有20多家廠商在競爭。可以預見，隨著搶食者的增多，未來競爭將十分激烈。

面對監控行業的網絡化、高清化、智能化的發展趨勢，作為上游的芯片廠商都十分看好市場和技術發展的動態，并深感只要持續發力、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展，已逐步從模擬轉向基于IP網絡高清。而今，在高清監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，其最大優勢在于高分辨率的辨識效益，表現在覆蓋范圍大、圖質好。在監控范圍相同條件下，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。也有許多業內人士預見，要不了多久，720P與1080P實時分辨率將會成為行業主流，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攝像機進行研發的。其中DM6467是業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，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，傳統模擬攝像機雖備受“擠壓”，但在模擬監控仍占較多市場份額的當前來說，如何將模擬監控順利轉變到高清監控系統，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控系統，并充分利用原有同軸電纜，實現既有效降低布線成本、使工程實施簡單，又能實現高清視頻監控的效果。

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

經過十年發展，芯片編碼能力有了很大提升。之前要實現1080i的圖像質量需要10顆芯片編碼，現在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。而隨著智能監控時代的來臨，為了滿足監控系統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。

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展，不斷地提高壓縮比、并進行算法優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勢、開發習慣、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格外，還會與甲方、工程商進行交流，如了解現在的系統遇到了什么問題、哪里需要改進等等。芯片廠商只有這樣才能走在整個行業的前端，跟得上市場前進的節奏。