市场正从行业监控(例如政府部门、金融、公安、交通、平安城市、电力、校园、医院等)向多领域延伸,逐渐走向“社会大监控”的方向,这是一个急速膨胀的市场。据市调公司IHS iSuppli公司年初发布的报告显示,2011年中国的视频监控及安防产业将增长10.4%达到72亿美元。此后,中国视频监控及安防产业的营收在2014年将达到95亿美元,相比2009年营收的53亿美元,达到了年复合增长率12.1%。
视频监控的产业链主要参与者包括芯片厂商、设备制造商、软件提供商、系统集成商、电信运营商以及终端用户。作为产业链上游的芯片厂商,在监控设备性能起着关键的主导作用。目前,ASIC产品凭借成本、功耗等优势占据了目前监控处理器市场的主流地位,但是考虑到应对媒体格式、算法的改进和升级方面的天生的弊端,在音视频标准不断演进以及算法不断改进的视频监控市场,传统的处理器供应商如TI、ADI、NXP等有着先天的竞争力。比较而言,ADI和NXP的平台芯片选择余地较少,但是完成特定产品应用的开发比较方便,而随着市场的进一步选择,TI众多平台芯片型号使其占据了除ASIC之外的较大市场份额。
我们明显的能看到处理器的发展正将向ASIC和SoC的中间地带靠拢,更好地利用两者的优势才能为不同客户提供解决方案。“目前很多公司都在这么做。希望能设计出性价比更高的芯片。”中电器材CEAC高级顾问董伯明指出:“但要调和ASIC和SoC之间的矛盾,是很困难的。对于以成熟、大量生产的产品采用ASIC时必须控制好市场需求和产量。对于经常要更新的产品采用SoC是必然的。”
在设计数字视频监控系统时,很明显的技术趋势是高清(1080p分辨率)、视频分析、智能化管理、IP、H.264视频压缩标准、更高的图像信号处理清晰度、器件功能针对应用并配合项目算法功能。
前端模拟:迈向高清的关键角色
一方面使用者需要观看更清晰的图像,另一方面,后端的智能分析平台的也需要更清晰的图像才能进行准确的分析,所以视频监控必然是朝着更高清的方向发展的。但要实现真正的高清监控,必须从视频源的采集、视频信号压缩编码、视频浏览、录像文件的回放等多方面全面支持高清。
对于所有接受模拟视频输入、并包含数字视频处理的系统来说,视频解码(模数转换)是视频信号通路的第一个环节。视频解码器的性能决定了后续处理中的信号质量,影响着模拟视频系统向数字视频方案的转变。
“目前要实现高清的图像代价是比较高的,因为目前的高清前端绝大部分都是数字的,它们不能很好的兼容旧的模拟监控系统。”Intersil公司视频产品全球营销总裁马大伦指出:“在这个背景下,我们和SONY正在努力构建一个新的视频标准——960H。通过运用更先进的模拟视频技术,向监控市场提供了模拟高清(Effio)相机以及配套的视频解码器,这一新的技术可以轻松的实现700线的高解析度,相比目前通用的模拟前端可以有效提升大约200线左右,通过运用这一技术,DVR厂商可以有效提升视频图像质量以及智能分析平台的效率。”
在现有的模拟视频解决方案中,500线的清晰度已经基本上是极限了,“但是通过使用960H解决方案,可以把清晰度提升30%到700线左右,”马大伦表示。通过与SONY的紧密合作,Intersil-Techwell正在创建新的模拟高清标准,相比较与数字高清,其模拟高清可以通过使用原有的模拟监控网络来实现,这样可以减少标清到高清转变的费用和难度。目前该公司是唯一拥有960H视频解码技术的厂商,据悉正在与客户一起向市场推出搭载的960H视频解码器的DVR。已经推出了四路960H解码器TW2960以及和一路960H解码器TW9960。
此外,科胜讯、美信、升迈和Nextchip等公司也积极的推出了相关的多通道解码器产品,通过集成高位ADC、滤波器、多种业界标准接口推动了这一转换趋势。
前端摄像头的传感器厂商、视频IP厂商与FPGA厂商合作,通过在FPGA中实现的传感器处理设计,包括全ISP,完成自动曝光、自动增益和自动白平衡功能等,能够快速实现高清宽动态范围(WDR)CMOS图像传感器处理解决方案。例如,Altera的Cyclone FPGA搭配Apical的IP实现的MT9M033高清晰WDR CMOS图像传感器;莱迪思半导体公司支持使用LatticeXP2 FPGA的Aptina的高速串行像素接口(HiSPi),该参考设计实现了任意带有传统CMOS并行总线的图像信号处理器(ISP)与Aptina HiSPi CMOS传感器的连接。
“很多厂商的视频监控产品是面向全球市场的,而市场的需求是不一样的。这就需要开发不同传感器的系统,”赛灵思公司亚太区市场及应用总监张宇清指出,“而搭配Spartan-6 FPGA与赛灵思公司的前端ISP(iPipe IP)的优势就在于可针对不同传感器和应用提供针对性的功能,满足差异化要求,提高设计灵活性。目前中国已有很多厂商采用FPGA为前端的ISP来搭配传感器作为方案。”
“横向市场的硬件厂商与纵向市场的应用专家合作模式在技术行业非常普遍。人们只要看看IBM个人电脑和微软视窗就可以此类推。PC硬件和专门软件之间存在着进一步的合作,例如Adobe和Autodesk。”莱迪思半导体公司企业营销副总裁及幕僚长Douglas Hunter指出:“在FPGA行业,FPGA供应商与纵向市场知识产权(IP)供应商之间的合作在有线和无线通信等市场已经非常常见。莱迪思摄像机解决方案就将这个概念扩展到摄相机市场。这种模式极大地有利于客户,因为他们是两全其美的:高度优化的FPGA架构适合他们的市场,最好的IP适用于纵向市场。我们的观点是,这就是持久的合作模式。”
另一方面,通用媒体处理器的厂商也试图更好的将视频前端集成到处理器中,宣称这样既可以增加集成度,降低成本,同时对于提升系统性能也有可靠的保证。“在TI新的体系结构中,以增强型ISP为核心的前端模块有专门的M3微处理器控制,而高达1GHz的Cortex A8主处理器在必要时则可以分担前端视频的处理能力。”TI公司通用DSP业务发展经理郑小龙表示。 |