有人認為，數(shù)字信號處理器(DSP)已經(jīng)風光不再，數(shù)字視頻處理技術將由專用處理器（ASIC）一統(tǒng)天下；也有人覺得，通用處理器（CPU）性能已有很大提高，足以挑戰(zhàn)或抗衡DSP而分得半壁江山。然而，如果靜下心來進行理性的回顧與展望，并全面、系統(tǒng)地加以分析，我們不難看出：DSP不僅引領了過去視頻監(jiān)控技術的發(fā)展，而且還將繼續(xù)推進未來視頻監(jiān)控智能化的創(chuàng)新！

DSP：數(shù)字視頻壓縮編解碼最佳平臺
       DSP屬于軟件可編程的處理器，所提供實時運算的性能與同時代的處理器相比，都是嵌入式處理器中的佼佼者，因此最適合于處理大量并行且復雜的實時算法，因而成為數(shù)字視頻壓縮編碼和解碼的最佳平臺。
       在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化進程中，為適應視頻壓縮標準的不斷地演變，作為硬件編解碼器的ASIC總是滯后，并難以適時地滿足視頻監(jiān)控的諸多特殊要求，所以基于DSP的數(shù)字視頻監(jiān)控解決方案就發(fā)揮了無可替代的作用，并長期成為數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的主流平臺。特別是從MPEG4向H.264發(fā)展中，ASIC“不幸”出現(xiàn)了斷代，而以通用媒體處理器DM642為代表的平臺，采用DSP為核心，在3-4年內(nèi)就崛起成就了一個行業(yè)標準。隨后，集成有DSP和CPU的片上系統(tǒng)SOC，如“達芬奇（Davinci）”系列平臺，再次引領行業(yè)更新?lián)Q代。當然，隨著ASIC技術的發(fā)展進步，其后也可集成H.264算法并簡化系統(tǒng)設計，但其對數(shù)字視頻監(jiān)控所需的標準適應性和靈活性卻有著天生的不足，如對于具有自主知識產(chǎn)權的視頻壓縮標準，目前唯有DSP能給予最好的支持。
       DSP技術的支持也有通用與專用兩種。通用是指全開放的平臺，如TI的從C64x定點核心到C674x的浮點核心，還有最新的定/浮點兼容的C66x核心。專用則是指SOC中集成的專用的DSP加速器，如從Davinci平臺開始啟用的視頻和視覺協(xié)處理器，這不僅促進了高清視頻壓縮效率的提高，還推動了視頻智能分析應用的發(fā)展。
       如果說DSP是數(shù)字視頻編解碼的通行平臺，那么DSP在視頻智能化處理中就是無可爭議的最佳通行平臺，其中不少基于C64x的智能視頻軟件堪稱經(jīng)典應用。領先的國內(nèi)外智能視頻的軟件提供商，幾乎都將DSP作為其嵌入式產(chǎn)品的首選平臺。因此，智能視頻應用的產(chǎn)業(yè)鏈的形成具有雄厚的DSP背景，并將直接影響和加速智能視頻浪潮的到來。

智能化需求倒逼芯片“大躍進”
       數(shù)字智能視頻分析首先源自于PC機，且大多基于X86體系，這是因為智能視頻分析最初就是科研項目，都是由電腦編程實現(xiàn)，之后的應用也是多在后端。真正能把視頻分析應用推向前端的則是高速DSP，特別是從DM642應用初露鋒芒，再到Davinci 系列中的DM6437和DM648應用層出不窮，真正實現(xiàn)了嵌入式智能視頻。
       目前，越來越多的國際和國內(nèi)智能視頻算法提供商，作為DSP的第三合作伙伴，參與到智能化安防產(chǎn)業(yè)。其實，DSP的智能化成功應用由來已久，例如在人臉識別、車牌識別和模式識別等，因此將數(shù)字視頻監(jiān)控技術向智能化演進，首先在于技術的融合與應用拓展。由車牌識別技術和模式識別延伸出眾多的智能交通應用就具有典型性；由人臉識別和模式識別應用開拓出五花八門的前端智能視頻分析，且預警監(jiān)控應用更具有實用性；由模式識別理論所不斷完善的機器視覺和汽車視覺應用，目前已經(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化進程。DSP從始至終都在扮演著不和或缺的角色，并以最大的靈活性和再用性，有效地保障了投入和推動了未來的發(fā)展。
       隨著數(shù)字視頻監(jiān)控圖像分辨率從標清發(fā)展到高清，又將向超高清分辨率發(fā)展，其所支持智能視頻分析的運算量急劇增加，因此當前監(jiān)控視頻芯片在實際應用中存在的不足就表現(xiàn)得非常明顯。
       對于入門級的應用，在低分辨應用下，確實有些算法通過優(yōu)化可以基于ARM核來實現(xiàn)，但對于專業(yè)級的應用，則必須要采用高速DSP內(nèi)的大量并行流水運算。DSP可以有多個核心累加器，一個指令就可以實現(xiàn)一系列的乘加運算，一次運算性能可以達到其主頻的八倍甚至更高。高清以上的智能視頻分析，還可以選擇多個DSP核心的單芯片。在這方面具有代表性的是目前業(yè)界性能極高的八核DSP （C6678），每個C66x核心可達到1.25GHz主頻，故單片總時鐘為10GHz，而運算性能可為80GMIPS（1MIPS為每秒百萬次運算）。所有這些性能的飛躍，將為更多更復雜的智能視頻算法實現(xiàn)提供更大突破和創(chuàng)新的空間。此類DSP都具有極強的級聯(lián)功能而構成DSP陣列，這就使得其嵌入式的綜合處理可以同基于X86的高端服務器匹敵。至于硬件可編程的FPGA，固然也可以有較高的性能和較低的體積，但其軟件的兼容性不強。而C6000系列DSP的可用C/C++高級語言編程，通過編譯鏈接在DSP上進行有效運行。

芯片提升強化智能化應用
       視頻監(jiān)控智能化發(fā)展對芯片要求是多方面的，但在不改變已采用的核心處理器條件下，能否實現(xiàn)智能視頻應用？答案是肯定的。業(yè)界最初的想法主要是在主處理器上開辟空間，即在進行主控的同時再實現(xiàn)一些簡單智能算法。事實證明這是可行的，但也絕非完美無瑕，因為任何安防產(chǎn)品的主控可靠與否都至關重要，多余的負擔有可能帶來不利的后果。因此，更好的選擇還在于其它的集成處理器，如DSP，還有視覺協(xié)處理器。
       以Davinci系列為例，其中作為標配的DSP能支持高級復雜的智能算法。為更有效地實現(xiàn)這些算法，還可以通過使用廠商提供的免費基礎函數(shù)庫VLIB而大幅提高運算效率。在TI新一代的DM81xx系列中，C674x核心成為智能處理的核心引擎。在下一代產(chǎn)品中，DSP將升級為C66x，并將有多個核心引擎。
       集成視覺協(xié)處理器是一種有效的舉措，就是在不改變硬件設計的前提下，通過軟件升級來實現(xiàn)基本智能視頻功能。例如TI的DMVAx系列，就是在業(yè)界熟識并廣泛應用的DM36x系列網(wǎng)絡攝像機平臺上延伸的器件，并具有硬件設計完全相同、而軟件體系兼容的特點，其所具有的智能視頻功能包含人數(shù)統(tǒng)計、移動物體偵測、警戒區(qū)檢測、攝像機防攻擊如遮擋、移動、焦距突變等。除此之外，還有名為Metadata手段，進行前后景分離并采用流媒體交互處理拓展應用。其實DM36x本身的視頻前端就具有人臉檢測和視頻穩(wěn)定功能，若再結合智能視頻編解碼（Smart Codec）技術，不僅能夠應對視頻監(jiān)控中的多種智能監(jiān)視需求，還能實現(xiàn)感興趣區(qū)強化、自適應存儲、智能化帶寬管理等特色化功能。
       一種更高性能的內(nèi)嵌式增強視覺新處理器引擎(EVE)已經(jīng)開發(fā)出來，并將現(xiàn)身于年內(nèi)面市的新一代產(chǎn)品中，其突出特點就是具有高達4G的總體性能，其中的多重系統(tǒng)結構完全針對數(shù)字智能視頻處理的特點而設計。這樣的協(xié)處理器可以有多個，并且可以與集成的多個C66x高速通用DSP核心協(xié)調(diào)工作。因此，未來的SOC已經(jīng)成為一個同時具有專用和通用開放智能視頻分析的集中處理平臺，在這里智能化的任何夢想都有可能實現(xiàn)。

DSP引領智能化浪潮，助推安防產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級
       在當前激烈的市場競爭中，如何通過智能化創(chuàng)造視頻監(jiān)控應用的價值，以實現(xiàn)時效性是關鍵。立足于現(xiàn)有的產(chǎn)品和系統(tǒng)，從基礎的智能視頻入手，摸索出其應用的特點。誠然，做到萬無一失是用戶的期待，然而沒有什么技術手段是萬能的。因此，要設定可行的期望值，切實去面對和解決具體的問題。基于DSP的智能化方案的推進是一個循序漸進的過程，這將對安防產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生深遠影響。為此，安防設備商須與系統(tǒng)集成商緊密協(xié)作，深入了解并領會用戶的具體需求，并保持與芯片廠商進行有效溝通，以獲得盡可能全面的支持，以過硬的產(chǎn)品和系統(tǒng)迎接智能化應用的高潮。

作者：鄭小龍       德州儀器半導體技術（上海）有限公司通用DSP業(yè)務發(fā)展經(jīng)理