近些年，隨著全球安全意識提升，視頻監(jiān)控市場不斷增長。盡管全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)導(dǎo)致許多行業(yè)發(fā)展受阻，但ABIResearch數(shù)據(jù)顯示，2008年全球視頻監(jiān)控市場仍然保持了10%的增長率;而在09年經(jīng)濟(jì)開始復(fù)蘇之際該市場仍繼續(xù)加速增長。該分析機(jī)構(gòu)還預(yù)測，2014年整個(gè)視頻監(jiān)控市場價(jià)值將超過410億美元。受“平安城市”、展會賽事、行業(yè)安防等因素拉動，中國視頻監(jiān)控市場也在快速增長。
視頻監(jiān)控市場的蓬勃發(fā)展為芯片廠商和系統(tǒng)廠商帶來巨大的市場機(jī)會，同時(shí)也為開發(fā)人員帶來新的挑戰(zhàn)。從技術(shù)發(fā)展趨勢看，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控將逐漸成為主流模式;智能化成為IP視頻監(jiān)控的下一個(gè)重要發(fā)展方向。隨著IP視頻監(jiān)控逐漸向高清、智能化方向發(fā)展，對主芯片的處理能力也提出更高的要求。
視頻智能分析需要更強(qiáng)大的SoC系統(tǒng)
在中國的監(jiān)控市場上，目前數(shù)字化視頻錄像系統(tǒng)(DVR)還是主導(dǎo)，但網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)(NVR)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(IPNC)的發(fā)展極具潛力。視頻智能分析正在成為數(shù)字視頻監(jiān)控的熱點(diǎn)，而DSP將是這一技術(shù)的推動力。目前還沒有關(guān)于智能數(shù)字視頻分析的國際標(biāo)準(zhǔn)，因此只有可編程的高性能DSP和視頻處理器才使得更復(fù)雜的監(jiān)測算法的實(shí)現(xiàn)成為可能。
TI公司的數(shù)字信號處理器(DSP)曾經(jīng)有力地推動了數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，其中具有里程碑的是TMS320DM642通用數(shù)字媒體處理器。TI之后所推出的數(shù)字媒體處理單片系統(tǒng)達(dá)芬奇(DavinciTM)更是為數(shù)字視頻監(jiān)控提供了強(qiáng)大的平臺。達(dá)芬奇的各種系列平臺可以完全覆蓋數(shù)字視頻監(jiān)控的各個(gè)應(yīng)用方向，其中有以ARM為主控處理器和以DSP為主處理器兩個(gè)主要的發(fā)展方向。其共同的特性就是可以支持多種視頻壓縮格式，包括H.264/MPEG-4等等，所有DSP核心均具有支持VCA的能力。
目前基于DSPSoC的方案在監(jiān)控市場占主流地位。同時(shí)，一些FPGA廠商希望能在差異化和客戶定制化方面顯示出自己的優(yōu)勢。通過針對監(jiān)控應(yīng)用將FPGA器件和MPU/DSP結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)師能從可編程協(xié)處理器的固有靈活性中得到好處，還可利用FPGA將精力集中在開發(fā)算法上，以充分利用MPU/DSP的處理能力。有的廠商就在其多路視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺中采用了DSP+FPGA的方式，用到的是TI的TMS320DM6437，只有1個(gè)數(shù)字視頻輸入接口，為了連接8路視頻解碼器，需要在視頻解碼器與DSP的視頻輸入接口之間增加耦合邏輯，而可編程的FPGA可以方便實(shí)現(xiàn)二者之間的耦合邏輯。
為滿足未來數(shù)字視頻監(jiān)控市場的需求，更大限度的靈活性是必須的，視頻壓縮技術(shù)會向智能化編解碼發(fā)展，傳統(tǒng)的監(jiān)控還是要向?qū)崟r(shí)智能分析發(fā)展，光學(xué)系統(tǒng)將會與數(shù)字化電子系統(tǒng)更緊密地結(jié)合。為此，TI已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，目前正在開發(fā)更強(qiáng)大的SoC系統(tǒng)，其規(guī)格涵蓋視頻多制式的支持、定點(diǎn)和浮點(diǎn)DSP兼容對VCA的支持、高性能的ISP視頻前端支持等特性，而這一切將為數(shù)字視頻監(jiān)控領(lǐng)域帶來全新面貌。[nextpage]
ADI技術(shù)市場經(jīng)理詹柯：匯聚處理器提升智能分析處理能力
歷經(jīng)幾代技術(shù)的演進(jìn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正朝著網(wǎng)絡(luò)化(IP)和智能化方向邁進(jìn)。另外，模擬與數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)混合并存也會是未來幾年中國安防市場的特點(diǎn)。
作為中高端的方案選擇，DSP是目前中國監(jiān)控市場的主流處理器。ASICSoC是后進(jìn)者，對市場有一定沖擊。此外，F(xiàn)PGA也在試圖進(jìn)入該市場，但目前還沒有明顯的成功例子。由于現(xiàn)階段還沒有標(biāo)準(zhǔn)的用于智能分析和處理的算法，基于不同的壓縮格式實(shí)現(xiàn)智能視頻分析處理會對DSP的MIPS要求有很大不同，所以算法的優(yōu)化非常關(guān)鍵。由于兼具靈活性和高性能，DSP更為擅長智能分析處理工作。
針對圖像處理應(yīng)用的理想DSP處理器必須具備以下幾方面的特點(diǎn)：內(nèi)核處理能力強(qiáng);專門針對圖像處理的指令集;易于大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡凸挠布軜?gòu);高集成度;豐富的軟件模塊庫;功能強(qiáng)大的開發(fā)工具。對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)來說，最適合的控制和處理應(yīng)該是控制功能和數(shù)字信號處理功能合二為一的匯聚處理器，ADI的Blackfin匯聚處理器就是一個(gè)典型代表。
BlackfinDSP處理器基于由ADI和Intel公司聯(lián)合開發(fā)的微信號架構(gòu)(MSA)，通過將傳統(tǒng)DSP和MCU的優(yōu)點(diǎn)融為一體，兼顧了事件控制以及純算法運(yùn)算處理功能，從而允許工程師在單芯片上實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)處理、圖像處理、系統(tǒng)控制，大大提高了系統(tǒng)的集成度。
在指令集方面，Blackfin系列DSP針對圖像處理提供了豐富的向量指令和視頻指令。此外，ADI還提供多種針對圖像處理的軟件模塊，它們都專門針對Blackfin處理器而優(yōu)化，并經(jīng)過業(yè)界嚴(yán)格驗(yàn)證。這些軟件模塊能夠大幅降低系統(tǒng)工程師的開發(fā)難度，并顯著提高系統(tǒng)效率。為滿足數(shù)字監(jiān)控市場走向智能化的新特性，ADI下一代DSP處理器作為承載“數(shù)字化現(xiàn)實(shí)”的先鋒，將對智能視頻分析技術(shù)提供更加深廣的支持。
網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)人化和智能化是中國視頻監(jiān)控市場重要的發(fā)展趨勢，視頻監(jiān)控的應(yīng)用也將逐步趨廣。
中國國內(nèi)早期的視頻監(jiān)控產(chǎn)品大部分都是采用DSP，在多通道、高分辨率視頻編解碼應(yīng)用中，DSP用軟件很難達(dá)到系統(tǒng)的要求。而FPGA采用硬件加速的方法，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行多通道壓縮。FPGA的優(yōu)勢是可編程，非常適合需要靈活性高、提供差異化的應(yīng)用設(shè)計(jì)。到目前為止，采用FPGA芯片的視頻監(jiān)控產(chǎn)品已經(jīng)陸續(xù)開始量產(chǎn)。賽靈思針對視頻監(jiān)控應(yīng)用推出的目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(TDP)也為中國國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)提供了便利。
設(shè)計(jì)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)趨勢是需要達(dá)到高畫質(zhì)(1080p分辨率)、視頻分析、智能化管理、IP、H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)、更高的圖像信號處理清晰度、器件功能針對應(yīng)用并配合項(xiàng)目算法功能。這些新趨勢使開發(fā)人員必須要面對低功耗、低成本以及在環(huán)保方面的挑戰(zhàn)。
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