8路D1 、16路D1……,DVR伴隨新一代芯片的處理能力提升在不停的推陳出新,廠家圍繞著芯片方案的能力設(shè)計各種各樣的產(chǎn)品。從業(yè)人員也常常討論,DVR還可以做什么?會不會被IP Camera替代?
由于做芯片規(guī)劃設(shè)計的需要,筆者的團隊一直混跡在監(jiān)控的產(chǎn)業(yè)鏈里,深入到甲方、工程商、系統(tǒng)集成商、設(shè)備商里面,與專家學者、研發(fā)工程師、技術(shù)支持、項目經(jīng)理、警察、保安等進行了多次的交流,跟進多個工程的勘查,圍繞著客戶對監(jiān)控系統(tǒng)的期望、使用習慣、存在的問題和困難方面進行了分析,試圖找出SOC芯片的發(fā)展趨勢。
一、DVR監(jiān)控不再只是安全保衛(wèi)作用,所以SoC不能只是簡單的提升編碼性能
隨著視頻應用的發(fā)展,監(jiān)控系統(tǒng)的作用早已超越了安全保衛(wèi)的階段,已經(jīng)發(fā)展為融入企業(yè)單位的日常工作,如實時監(jiān)控、遠程指揮、業(yè)務調(diào)度……這樣對視頻的需求就不再限制在錄像一個應用,對視頻及錄像文件的管理和應用就變得更為重要。
所以我們SOC芯片技術(shù)不能簡單依靠編碼性能提升來進行下一代產(chǎn)品的升級,關(guān)心用戶對系統(tǒng)使用的體驗和實際需求是采用SOC的發(fā)展方向。
二、對錄像的圖像清晰度要求,SoC不能只是簡單改變錄像格式
很多高端場合對圖像質(zhì)量有更高的要求,例如發(fā)通緝令的照片、看清楚鈔票的面額、看清楚車牌等等,這些場景都需要更高清晰度的視頻。這使得D1 DVR逐漸成為市場發(fā)展趨勢,甚至很多場景要高清720P~1080P的錄像需求。
當然市場上已有很多種D1 DVR,筆者這里提的是D1 DVR替代CIF DVR的普及趨勢。除了D1產(chǎn)品自身的成本要下降到用戶能接受水平外,其次用戶的系統(tǒng)成本不能增長過高,系統(tǒng)成本包括工程成本、存儲成本、網(wǎng)絡成本、管理成本等,這就對SOC提出新的要求,所以不是SOC性能簡單把CIF升級到D1提升,要順應D1 DVR的普及做更多的事情。
如要考慮網(wǎng)絡的使用成本和客戶對D1 DVR效果體驗,以前CIF產(chǎn)品的QCIF小碼流要提升到CIF小碼流,這要求新一代SOC要具備D1/CIF的雙碼流設(shè)計,這對SOC內(nèi)部CPU和帶寬消耗其實是一個挑戰(zhàn);D1 DVR要普及,存儲成本不能比CIF高太多,這意味著編碼算法的壓縮率要提升,這意味著SOC的算法要加強;同時還能支持高清的需求,部分路數(shù)能接720P以上的視頻,這就要求SOC芯片能解碼高清視頻,并且能輸出高清視頻。
這就對SoC提出了新的設(shè)計理念,如何以用戶體驗與成本平衡為核心構(gòu)建的能“飛入尋常百姓家”的產(chǎn)品,而不是用高昂的成本搭建的“曲高和寡”的產(chǎn)品。
三、對畫面預覽的圖像清晰度要求,SOC要有輸出高清的預覽系統(tǒng)
錄像畢竟更多的是事后取證的作用,但是用戶對監(jiān)控系統(tǒng)的安裝目的,更多的是為了防止事故或者犯罪行為的發(fā)生,而非事后的取證。所以實時預覽圖像的監(jiān)控是系統(tǒng)重要使用方式,這意味著系統(tǒng)要求能幫助用戶實現(xiàn)遠程圖像的高清晰集中監(jiān)控,以便于視頻實現(xiàn)有序的集中管理,以降低人員投入,降低管理成本。
現(xiàn)在的監(jiān)控室一般都是配備傳統(tǒng)的矩陣和電視墻的模式進行監(jiān)控,受制于CVBS輸出的限制,輸出的圖像最大只能是D1分辨率。如果只是CIF產(chǎn)品的1路或4路視頻的場景,也沒有什么問題,能符合產(chǎn)品的定位,但是現(xiàn)在系統(tǒng)的視頻一般都是8路以上的視頻為主,但是如果上一個大屏幕或者同時瀏覽8路或16路以上視頻其實是看不清楚的。新的監(jiān)控系統(tǒng)需要提升預覽的效果。[nextpage]
我們可以使用VGA或者HDMI等接口,避免CVBS的限制,把高清晰度的預覽圖像、回放圖像放到監(jiān)視器、電視墻上,一方面集中管理時,提高了每路視頻的清晰度,甚至支持高清圖像。VGA接口還是HDMI接口只是一個物理接口而已,這里提出的VGA接口不是傳統(tǒng)意義的簡單的物理接口概念,指SOC芯片的輸出系統(tǒng)處理高清分辨率的龐大數(shù)據(jù)流,通過VGA接口來實現(xiàn)高清分辨率的視頻預覽,而VGA接口的監(jiān)視器非常容易低成本的獲得,有效降低了系統(tǒng)的使用成本。滿足了用戶在實際工程中對圖像質(zhì)量的追求,同時也降低了系統(tǒng)的使用成本。
四、全IP網(wǎng)絡的演進,統(tǒng)一標準,互聯(lián)互通的需求,SOC要提升標準H.264性能
監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不是那個一臺設(shè)備錄像自稱系統(tǒng)的時代,統(tǒng)一的集中管理,持續(xù)的擴容需求,已經(jīng)是一個大型監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求。
由于組網(wǎng)時視頻的數(shù)量很多,即使光纖專線也對帶寬提出挑戰(zhàn),在成本角度則每路視頻的帶寬占用越少則成本越低;運營商提供的30K的GPRS到4M的ADSL都有,視頻必須適應這些帶寬才能符合各種場合的應用,在甚低帶寬下,如果每路視頻占地帶寬過高,還存在網(wǎng)絡堵塞,不可用的情況。
同時由于所處地理、采購時間、工程時間都是不同的,要求一個龐大的系統(tǒng)里面只用一家設(shè)備供應商的產(chǎn)品是不現(xiàn)實的,也不符合工程項目的招標要求。所以互聯(lián)互通的需求的存在,也促進了各家的DVR的標準壓縮算法的統(tǒng)一。MPEG-4由于算法制定的原因,就使得存在多種MPEG-4算法,相互不兼容,不能承擔這一歷史使命,而H.264比較好的解決了這個問題。
同時,由于錄像分辨率從CIF升級到D1以上,對硬盤空間的需求也隨之增大,提高視頻的壓縮率,用更高效的壓縮算法已經(jīng)成為了新一代DVR的前提。
這兩個維度看來,更高壓縮率、更先進的標準H.264有替代 MPEG-4成為新一代監(jiān)控壓縮算法標準的趨勢,而H.264由于有更高的壓縮性能,所以其實現(xiàn)的代價也會比MPEG-4高,這就要求SOC芯片持續(xù)提高標準H.264算法壓縮性能和降低成本,從而降低D1 DVR的系統(tǒng)使用成本。
再回頭看我們今天的討論的話題,下一代DVR專用SOC芯片的發(fā)展已經(jīng)非常明晰:SOC芯片要設(shè)計具有D1/CIF雙碼流設(shè)計能力;能低成本組成1~16路D1 DVR;具有高清輸出系統(tǒng)(包括接口和輸出能力);具有固化標準H.264壓縮算法以降低壓縮成本;具有高清解碼能力;具有高性能CPU等。
其實設(shè)計一個芯片考慮到的內(nèi)容遠比筆者今天討論的內(nèi)容要復雜,今天我們也不是來討論做商業(yè)計劃書,筆者只是簡單分享了下一代SOC芯片的發(fā)展方向。從SOC芯片的發(fā)展趨勢看來,“圍繞著用戶的體驗用最優(yōu)性價比的方式實現(xiàn)”是SOC芯片的重要發(fā)展軌跡。(本文由深圳市海思半導體有限公司營銷經(jīng)理羅勇華提供)