近幾年來，數(shù)字視頻監(jiān)控相關產品的技術和產業(yè)化發(fā)展問題一直是國內安防行業(yè)的一個熱點，通過國內整個行業(yè)的不斷努力，目前國內數(shù)字監(jiān)控的技術水平達到了國際先進水平，開始直接參與國際競爭，同時產品已經開始進入國際市場。我們在國際市場上的競爭力來源于我們掌握了相關的核心技術，為將來的不斷發(fā)展奠定了堅實的基礎。

    視頻壓縮作為數(shù)字監(jiān)控中的核心技術一直是人們討論的熱門話題，目前數(shù)字監(jiān)控產品中單芯片壓縮技術主要采用DSP技術。從歷史角度講，以前的DSP名詞是指數(shù)字信號處理技術，一直到上個世紀八十年代初推出DSP芯片，DSP才逐步成為一種全新高速處理器的名稱。最初的DSP處理能力有限，主要應用在于數(shù)據(jù)通信和語音處理領域，其后DSP應用逐步擴展到各種電子產品中，諸如硬盤驅動器、通用調制解調器、數(shù)字答錄機、無線通信終端。隨著技術的飛速發(fā)展，九十年代中DSP在數(shù)字GSM手機應用和無線基站應用中獲得了巨大的成功。目前DSP開始全面拓展到應用領域，在寬帶通信、數(shù)字控制、數(shù)字音頻、數(shù)字視頻等市場上開始占居主角。

    視頻處理方面也已經由前幾年的ASIC方案轉向DSP平臺，在DSP平臺上進行視頻產品開發(fā)有以下幾方面的優(yōu)勢：第一，用戶開發(fā)自由度更大，支持多種個性化開發(fā)，可以滿足市場不斷提出的新的要求，在第一時間提升產品性能，增強產品的競爭能力；第二，DSP處理能力強，可以在一個DSP上同時實現(xiàn)多路音視頻信號的壓縮處理，同時為了及時滿足應用的需要、還提供了很多視頻專用功能，比如視頻濾波、De-interlace處理、高分辨顯示輸出、OSD功能等，甚至象網絡接口、IDE接口都成為了視頻DSP的主要功能，這樣使得進一步大幅度降低產品的成本成為可能（這一點很重要）；第三，開發(fā)周期短，實現(xiàn)快速技術更新和產品換代；第四，芯片功耗低，對提高產品的穩(wěn)定性提供了可靠保障。

    目前市場上許多款視頻處理的DSP芯片已形成主流產品，并以它們各自的技術特色受到市場的廣泛應用。下面我們就將從他們各自的主要性能和實現(xiàn)產品化方面做一個比較。

目前主流的DSP平臺
PNX1500系列芯片
    Philips是最早開發(fā)視頻的DSP廠商，1996年推出了Trimedia系列的第一款芯片TM-1000，隨后推出了TM-1100、TM-1300、PNX-1300（TM-1300改進版），目前統(tǒng)一更名為Nexperia系列。PNX-1300系列芯片是第一顆被大規(guī)模開始應用于視頻監(jiān)控產品中DSP芯片。

    在PNX-1300系列成功應用的基礎上，Philips 于2004推出了性能更高的PNX-1500系列。作為PNX-1300系列的升級換代產品，PNX-1500系列處理能力更高、性能更好。該產品于2004年下半年批量上市，成為了數(shù)字視頻應用的新亮點。

    從芯片的技術情況來看PNX-1500并不是PNX-1300簡單的速度升級，各方面的性能有了很大提高，功能也日趨完善，主要性能對比如下：
項目 PNX-1300 PNX-1500
主頻速度 143-200MHz 243-350MHz
內存支持 184MHz SDRAM 200MHz DDR
內存支持大小 2-32MB 16-256MB
視頻輸入精度 8位 10位
視頻輸入口 1個 2個
視頻輸出口 1個 2個
功耗 2.9～4W <1.5W
PCI接口 2.1 2.2 [nextpage]

    另外，PNX-1500還在PNX1300的基礎上增加了許多功能，成為該系列產品的新亮點。增加的新功能有：
·網絡接口、IDE接口：提供了開發(fā)信息化家電和數(shù)字視頻設備的主要接口；
·視頻輸出：提供LCD高分辨輸出、高清視頻輸出（1920x1080）；
·視頻處理單元：視頻濾波和De-interlace處理；
·2D圖形加速器：可以生成圖形；
·內嵌看門狗并具有兩個Reset 管腳：高可靠性設計。

PNX1700系列芯片
    PNX1700系列DSP是Philips于2005年開發(fā)生產的。在PNX-1500的基礎上進一步提高了處理能力：主處理器500Mhz，功耗1.5W；外部提供的工作時鐘為27Mhz；存儲器支持DDR SDRAM，最大到200Mhz，PCI支持33Mhz； 支持32bit整形與浮點數(shù)據(jù)。

DM64X系列芯片
    MD64X視頻處理 DSP是TI公司生產的，TI公司是DSP芯片的行業(yè)老大，它的眾多產品多年來一直統(tǒng)治著這個行業(yè)，已經深入應用到了電子信息行業(yè)各個領域中。2003年TI發(fā)布了TMS320DM64X系列的視頻DSP產品，2004年下半年批量供貨，產品一經面世便得到了數(shù)字視頻行業(yè)的強烈關注。目前在監(jiān)控行業(yè)應用的產品為DM642 (500/600/720MHz)。

    芯片包括三個Video單元，每個Video單元又分成A、B兩個口，A/B 口可以分別處理一路視頻采集，因此DM642最多可以處理6路視頻采集數(shù)據(jù)（不帶音頻）。如果將Video單元配置成Video out方式，則只能在A口輸出，B口不可以，因此DM642最多可支持3路視頻輸出（不帶音頻）。如果同時處理音頻，每一個視頻單元可以處理兩路立體聲。

    DM642芯片功耗1.5W、支持SDRAM最大為32MB、同時也具有網絡接口。

單芯片應用方案
    從DVR發(fā)展的歷史來看，首先出現(xiàn)了DVR板卡，與不同的應用軟件構成了PC式的DVR系統(tǒng)，這也是目前市場上的主力產品形態(tài)。而嵌入式DVR是在PC式DVR應用成熟之后出現(xiàn)的新型的產品形態(tài)，目前成為了市場上的新熱點。根據(jù)產品特點及其應用形態(tài)我們可以將DVR產品大致劃為三類：PC式DVR、嵌入式DVR和網絡視頻服務器，前兩種無需解釋。第三種方式指的是在監(jiān)控前端采用網絡視頻設備（比如模擬攝像機+網絡視頻服務器或IP網絡攝像機），網絡中則采用專用服務器保存錄像和專用監(jiān)視設備的一種應用方式。

    單芯片方案具有集成度高、成本低和可靠性高的特點，非常適合DVR行業(yè)的應用。

DVR板卡應用
    模擬音視頻信號輸入以后，通過模數(shù)轉換成為數(shù)字信號，然后采用標準壓縮算法，把音視頻信號實時壓縮，壓縮的數(shù)據(jù)可以保存在本地硬盤中或者通過網絡傳輸。單芯片方案的主要特點就是采用了最簡單的技術實現(xiàn)4路音視頻的壓縮處理，成本非常低，具有很大的應用前景。

    四路卡采用PNX1500具體原理見下圖,如果采用DM642，直接用4個視頻編碼器取代視頻處理器。

嵌入式DVR應用
    在單芯片嵌入式方案中，視頻處理器完成了4路視頻的A/D處理，同時將四路視頻合成輸入DSP。DSP完成系統(tǒng)的主控功能，同時實現(xiàn)四路音視頻的壓縮/編碼操作，實現(xiàn)數(shù)字視頻的網絡傳輸和本地保存。[nextpage]

單芯片應用發(fā)展趨勢
壓縮算法發(fā)展熱
    作為目前最新的視頻編碼技術H.264，在安防行業(yè)應用有著非常大的前景。H.264標準采用了很多新技術用來提高壓縮比以降低碼流，核心是采用了高精度、多模式預測技術。H.264 標準針對網絡傳輸?shù)男枰O計了視頻編碼層VCL和網絡提取層NAL結構，網絡抽象層是提供“網絡友好”的界面，從而使視頻編碼層能夠在各種系統(tǒng)中得到有效的應用。H.264 標準針對網絡傳輸?shù)男枰O計了差錯消除的工具，便于壓縮視頻在誤碼、丟包多發(fā)環(huán)境中傳輸，從而保證了視頻傳輸?shù)挠行浴?/P>

    H.264是近幾年來視頻編碼標準的熱點，在目前主流的硬件平臺上實現(xiàn)更多的子集，是大家追求的目標，更低的碼流會使網絡視頻的應用更加廣泛。隨著網絡視頻的普及應用，未來網絡安全將會成為了一個新的熱點。

智能化技術發(fā)展熱點
    智能化技術是與應用領域緊密結合的技術，可以針對各種應用環(huán)境的特點開發(fā)出不同類型的應用技術，提升產品的適應力，例如：
圖像識別：實時圖像識別是對視頻圖像壓縮序列進行實時處理，來達到不同應用環(huán)境的要求。目標類型識別技術用于識別目標的類型、位置，進一步可以實現(xiàn)人像匹配、車輛分析（顏色、車型、車牌）；目標自動跟蹤技術是通過對移動目標的識別，自動控制攝像機來跟蹤目標的移動，監(jiān)視目標的整個移動過程。這些智能化工作方式在多種應用環(huán)境下都很有價值。

    圖像分析：移動目標的分析技術是通過對畫面中移動目標的識別，分析統(tǒng)計目標的類型、流量、運動方向、速度等信息，可以用于交通道路指揮自動化以及重要場合自動檢測分析，也可以用于環(huán)境監(jiān)控中的自動化監(jiān)測報警。

    智能化的需求越來越高漲，監(jiān)控系統(tǒng)的普及使得我們必須提供有效的手段來實現(xiàn)智能檢索、圖像識別和圖像智能分析，否則海量的視頻數(shù)據(jù)讓我們無從下手，從而大大增加了系統(tǒng)使用的成本。

結語
    DVR產品未來將會向多元化發(fā)展，以適應不同行業(yè)應用需求的發(fā)展，一方面通過集成度的不斷提高降低成本，開發(fā)出更加普及化的產品；另一方面針對專業(yè)行業(yè)推出具有個性化的產品，適應不同專業(yè)市場的需求。

    PC式DVR：PC式DVR具有處理能力強、結構靈活和可擴展性好等多方面的優(yōu)點，未來會在智能化方面獨樹一幟。

    嵌入式DVR：嵌入式DVR會對于固定需求和形態(tài)的市場需求開發(fā)出一系列的對應產品，產品的定位會逐步細化。

    網絡視頻服務器：會隨著網絡技術特別是網絡安全技術的發(fā)展在各個領域會得到大規(guī)模的應用。

    大規(guī)模網絡化監(jiān)控是未來應用的熱點，建立一個網絡安全監(jiān)控平臺是大規(guī)模應用的必要條件，從這個角度說行業(yè)標準甚至國家標準的迫切性越來越大。從技術角度來講，單芯片處理技術的不斷發(fā)展將會進一步提高產品集成度，降低成本，為網絡視頻監(jiān)控提供更好的硬件平臺。