IP攝像機(jī)與模擬攝像機(jī)最主要的區(qū)別在于IP攝像機(jī)通過(guò)壓縮圖像并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),并通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行傳輸。而要完成視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的核心功能,基本靠一塊芯片實(shí)現(xiàn)。目前,IP攝像機(jī)主要解決方案有DSP與ASIC。
美國(guó)德州儀器(TI)是世界上最知名的DSP芯片生產(chǎn)廠商,其生產(chǎn)的TMS320系列DSP芯片廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,DM642是TMS320系列中性能應(yīng)用最廣泛、專為視頻應(yīng)用而優(yōu)化的高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),由于TMS320系列DSP芯片具有價(jià)格低廉、簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大等特點(diǎn),已經(jīng)逐漸成為目前最有影響、最為成功的DSP處理器。DM64X系列DSP以其多樣的視頻接口與豐富的板上資源被廣泛應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、高清視頻、視頻服務(wù)器等行業(yè)中。
目前,TI基于DSP的新型數(shù)字媒體處理器達(dá)芬奇處理器(DaVinci)已經(jīng)得到大量應(yīng)用。其中核心之作TMS320M643X處理器是達(dá)芬奇技術(shù)中首批僅基于DSP的產(chǎn)品,結(jié)合了增強(qiáng)型DSP內(nèi)核與最新視頻處理子系統(tǒng)(VPSS),DM643X處理器能夠提高視頻性能,以D1解析度實(shí)現(xiàn)高達(dá)H.264的視頻解碼。而且與前代DSP數(shù)字媒體處理器相比,成本降低了50%。
談到TI的DSP,還不得不介紹該公司全新TMS320C66x數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。該DSP內(nèi)核不僅能為C64x+指令集架構(gòu)(ISA)帶來(lái)了顯著的性能提升,同時(shí)還在同一處理內(nèi)核中高度集成了針對(duì)浮點(diǎn)運(yùn)算的支持。
浮點(diǎn)處理技術(shù)首次能夠用于傳統(tǒng)上僅能滿足定點(diǎn)處理運(yùn)行速度要求的處理器中。該C66xDSP的ISA同時(shí)支持單精度和雙精度浮點(diǎn)操作,并全面兼容IEEE754標(biāo)準(zhǔn)。這一組合使得該DSP能夠在完全無(wú)損定點(diǎn)或浮點(diǎn)功能的情況下將浮點(diǎn)優(yōu)勢(shì)引入高速嵌入式架構(gòu)中。
為順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控的發(fā)展趨勢(shì),TI公司基于單片系統(tǒng)(SoC)的體系結(jié)構(gòu)可謂傲視群雄。SoC是一種強(qiáng)大的單片機(jī),內(nèi)置了高性能DSP與MCU,還可提供豐富的接口,猶如電腦CPU。TI旗下產(chǎn)品DM8168產(chǎn)品是業(yè)界迄今最強(qiáng)大數(shù)字媒體SOC平臺(tái),而達(dá)芬奇DMVA2視頻處理器使得在1080P的條件下還能實(shí)現(xiàn)智能視頻分析。TI公司最新的DM3730與DM3725處理器則采用ARMCortexTM-A8與C64x+TMDSP內(nèi)核,在SOC上集成影像及視頻加速器(IVA)、3D圖形處理器。
美國(guó)模擬器件公司(ADI)與意法半導(dǎo)體公司應(yīng)該是TI最主要的DSP競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。其中,ADI推出的Blackfin匯聚式DSP是新型的16-32位嵌入式處理器,專為滿足當(dāng)今嵌入式視音頻和通信應(yīng)用計(jì)算要求和功耗約束條件而設(shè)計(jì)。Blackfin處理器基于由ADI和Intel公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的為信號(hào)架構(gòu),它將一個(gè)32位RISC型指令集和16位乘法累加信號(hào)處理功能與通用型微控制器所具有的易用性組合在一起,這種組合極大的簡(jiǎn)化了硬件和軟件設(shè)計(jì)任務(wù)。目前,Blackfin處理器在單核產(chǎn)品中可提供高達(dá)756MHz的性能,還可提供0.8V的超低功耗。意法半導(dǎo)體推出的SPEAr(結(jié)構(gòu)化處理器增強(qiáng)型架構(gòu))嵌入式微處理器采用先進(jìn)的90nm和65nmHCMOS制造工藝,內(nèi)置了業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的ARM9處理器內(nèi)核,并可提供多個(gè)存儲(chǔ)器接口,以及用于各種應(yīng)用的IP模塊。
而ASIC解決方案中,國(guó)內(nèi)的海思方案是IP攝像機(jī)的不二選擇。海思生產(chǎn)的芯片主要占領(lǐng)國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品中低端市場(chǎng),其基于ASIC的解決方案芯片具備體積小、功耗低、可靠性高、性能高、保密性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn),是一套性價(jià)比出群的解決方案。海思芯片的發(fā)展也從最初的HI3510到HI3512、HI3515、HI3516、HI3520。從最初的D1效果到如今能實(shí)現(xiàn)FULL-HD,加上內(nèi)置的ARM9內(nèi)核性能不斷提高,搭配出色的H.264視頻壓縮格式作為護(hù)航條件,如今被廣泛用于中低端DVR、DVS以及IP攝像機(jī),不過(guò)其重點(diǎn)方向也是集中在IP攝像機(jī)模塊。如今,海思也從芯片技術(shù)的發(fā)展中逐漸走向成熟,其在市場(chǎng)的良好表現(xiàn)也表明了用戶對(duì)其產(chǎn)品的認(rèn)可度。
IP攝像機(jī)核心技術(shù)應(yīng)用
相比模擬攝像機(jī),IP攝像機(jī)給用戶帶來(lái)的是技術(shù)上的變革與全新的用戶體驗(yàn)。在技術(shù)層面上,傳統(tǒng)的白平衡、背光補(bǔ)償、寬動(dòng)態(tài)技術(shù)已經(jīng)是最低標(biāo)配。技術(shù)是不斷發(fā)展進(jìn)步,IP攝像機(jī)之所以能如此快速的發(fā)展,安防行業(yè)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求以及網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)是基礎(chǔ),而攝像機(jī)廠商不斷加大力度研發(fā)、投資以及市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)則是最重要的原因,使得IP攝像機(jī)不僅在技術(shù)、功能以及外觀設(shè)計(jì)上都是日新月異。[nextpage]
對(duì)于IP攝像機(jī)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),??低暻岸水a(chǎn)品線經(jīng)理徐萱呈表示:“IP攝像機(jī)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要有:高清化趨勢(shì)、COMS逐漸取代CCD、智能分析功能、標(biāo)準(zhǔn)化以及傳輸技術(shù)的進(jìn)一步提升。
高清技術(shù)應(yīng)用逐漸深入
如今,最為紅火的就是高清化監(jiān)控的概念與應(yīng)用,而許多大型項(xiàng)目的成功也表明高清監(jiān)控已經(jīng)逐漸成為主流。高清IP攝像機(jī)的發(fā)展可謂是一日千里,除了目前接觸較多的百萬(wàn)像素、130萬(wàn)像素、200萬(wàn)像素外,300萬(wàn)像素、500萬(wàn)像素、800萬(wàn)像素的產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)上出現(xiàn),甚至千萬(wàn)及千萬(wàn)以上像素的產(chǎn)品也開(kāi)始在監(jiān)控行業(yè)中露出端倪。在本刊高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn):2009年以來(lái),隨著金融、交通等行業(yè)以及平安城市部分項(xiàng)目對(duì)高清監(jiān)控的高需求,加上上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)、深圳大運(yùn)會(huì)等大型活動(dòng)推動(dòng)高清監(jiān)控趨勢(shì)下,高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(分辨率大于等于720P)如雨后春筍般快速增長(zhǎng)。一些主流網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控廠商如松下、索尼、??低暋⒖七_(dá)、Axis、大華、黃河等紛紛推出百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),在高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控領(lǐng)域中進(jìn)行新一輪的角逐。調(diào)查顯示,國(guó)內(nèi)2010年高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)全年出貨總量超過(guò)20萬(wàn)臺(tái),與2009年相比增長(zhǎng)超過(guò)200%,占網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的比例約為34%。在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中,百萬(wàn)像素占56%,200萬(wàn)像素占37%,300萬(wàn)像素或以上占7%。
降噪技術(shù)不斷提升
如今,3D數(shù)字降噪技術(shù)與超級(jí)寬動(dòng)態(tài)在IP攝像機(jī)中也是非常常見(jiàn),要是放在以往,可是驕傲的存在。當(dāng)然,新技術(shù)也在不斷應(yīng)用到IP攝像機(jī)當(dāng)中。如海康威視的smartir技術(shù)。該技術(shù)采用智能圖像處理技術(shù),通過(guò)檢測(cè)圖像多區(qū)塊亮度來(lái)智能調(diào)整亮度曲線,從而防止圖像過(guò)曝以及曝光不足等現(xiàn)象,解決了紅外攝像機(jī)近處過(guò)曝的問(wèn)題,使圖像亮度均勻分布,畫面還原更加真實(shí)、細(xì)膩。安訊士的“覓光者”技術(shù)。該技術(shù)對(duì)低照度有極高的敏感性,讓攝像機(jī)即使在一場(chǎng)黑暗的環(huán)境下野可看到監(jiān)控對(duì)象。松下的SmartHD技術(shù),該技術(shù)首先體現(xiàn)的就是高清,另一個(gè)技術(shù)特點(diǎn)就是智能分析,其實(shí)就是Smart與HD的綜合體現(xiàn)。
CMOS推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)發(fā)展
圖像傳感器作為IP攝像機(jī)的核心組件,CMOS有著逐漸代替CCD的趨勢(shì)。隨著技術(shù)的發(fā)展,CMOS傳感器的性能正在得到快速提升。CMOS傳感器響應(yīng)速度比CCD快、更好更低,因此更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn)。從市場(chǎng)方面來(lái)看,CCD的傳統(tǒng)生產(chǎn)廠商SONY已經(jīng)開(kāi)始把重心移向了CMOS傳感器,在其生產(chǎn)的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中更是幾乎清一色地采用了CMOS傳感器,這也許可以看作是CMOS傳感器的一個(gè)階段性勝利。
智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用深入
智能視頻分析可以說(shuō)是IP攝像機(jī)高清概念之外的另一個(gè)熱點(diǎn)。目前在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或者正在實(shí)現(xiàn)的智能分析功能有:視頻遮擋與視頻丟失偵測(cè)、視頻變換偵測(cè)、視頻模糊偵測(cè)、視頻移動(dòng)偵測(cè)、出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)、人群運(yùn)動(dòng)及擁堵識(shí)別、物品遺留識(shí)別、入侵識(shí)別等等。