目前我國安防市場處于高增長狀態(tài)，龐大的市場滋養(yǎng)了安防行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，以芯片為源頭，衍生出各種產(chǎn)品、系統(tǒng)、解決方案，可謂百家爭鳴。

　　作為安防行業(yè)上游環(huán)節(jié)的芯片，其每一步改進都影響著安防產(chǎn)業(yè)的總體脈搏，決定了安防技術(shù)的級別。但高處不勝寒，能夠進駐芯片產(chǎn)業(yè)的企業(yè)，可以說是屈指可數(shù)。目前國內(nèi)活躍的芯片廠家主要有海思、TI、安霸、NXP(恩智浦)、ADI、升邁(智源)，且大部分市場份額為海思、TI、安霸三家所占有，遠不似攝像機、DVR市場的多方混戰(zhàn)狀態(tài)。

　　逐鹿者少，陣容齊整

　　作為本土企業(yè)的海思，在本地化支持上具有絕對性的優(yōu)勢，加之其產(chǎn)品簡單的開發(fā)流程，在目前的安防嵌入式產(chǎn)品領(lǐng)域(DVR、DVS等產(chǎn)品)上占據(jù)絕大份額。其中Hi3515及Hi3520主打中低端市場，以多路DVR為訴求，是主打之一，業(yè)內(nèi)采用者甚多，如藍色星際的中低端產(chǎn)品目前采用的芯片便是以Hi3520為主。高端市場則主打Hi3531和Hi3532。Hi3531以D1/1080P/960H一體，針對多路D1和多路高清DVR、NVR的應(yīng)用，支持4路 1080p@30fps高清解碼，多路高清顯示輸出，兼容DVR、NVR的特點使得原有DVR客戶可快速推出相應(yīng)的NVR產(chǎn)品系列。Hi3532則專門針對DVR應(yīng)用，以SDI混合DVR為主訴求，可應(yīng)對SDI方案的DVR產(chǎn)品，多片Hi3531與Hi3532間級聯(lián)還可提供更強的編解碼能力。據(jù)本刊顧問張淂福表示，這兩款高端芯片意在通吃IP與SDI方案的DVR與NVR應(yīng)用。業(yè)內(nèi)如藍色星際高端產(chǎn)品目前便以Hi3531為主。IP攝像機芯片方面，海思以整合了ISP的Hi3516、Hi3517主打高端百萬像素IP攝像機，以Hi3507主打經(jīng)濟型720P IP攝像機。

　　而作為老牌芯片廠商的TI，技術(shù)成熟，但對安防廠商的研發(fā)實力要求也高。在IP攝像機方面居于領(lǐng)先地位，經(jīng)典的達芬奇系列在IP攝像機市場占據(jù)大份額。后繼升級產(chǎn)品也在陸續(xù)推出，升級產(chǎn)品的主要改進在于圖像處理方面，但由于支持力度及開發(fā)難度上的限制，應(yīng)用范圍主要在于智能分析領(lǐng)域。

　　另外的老牌芯片廠商，安霸是以視頻質(zhì)量著稱，在ISP及3D降噪上優(yōu)勢顯著，例如艾普視達便是以安霸芯片為主要方案;NXP(恩智浦)最近推出的機頂盒的方案PNX84XX在中低端NVR及解碼盒方面得到了一定的應(yīng)用。

　　臺系企業(yè)目前在國內(nèi)以升邁為代表，其面向主要是在中低端市場。DVR領(lǐng)域以8182T、8183T分別應(yīng)對4路、8路的DVR產(chǎn)品;IP攝像機方面，8125支持720p@45fps，8126支持720p@45fps/1080p@22.5fps并整合ISP，合作方多為二三線的年輕廠家。高端芯片上有用于DVR的8187和用于IP攝像機的8128，在目前國內(nèi)采用的比較少。

　　而擁有芯片自主研發(fā)實力的攝像機廠家，所推出的芯片雖多為精品，如最近索尼的Xarina系列、安訊士的ARTPEC-4、松下的i5，但多為自用，市場應(yīng)用上并未進入規(guī)?；?。

　　國內(nèi)安防IP百萬攝像機市場以高中低端看，海思已然沖擊到TI的市場，部分臺系芯片受到的影響也頗大，韓系芯片在國內(nèi)的音量則已很微弱。從現(xiàn)有推新情況看，TI也在強化原有的芯片方案，而像升邁等廠商也在調(diào)整目標市場。隨著SDI、960H不同高清方案的演熱，相信今年芯片陣容還會有更多看點。

　　ISP——芯片陣容演變重點

　　ISP，即圖像處理，主要作用是對前端圖像傳感器輸出的信號做后期處理，主要功能有線性糾正、噪聲去除、壞點去除、內(nèi)插、白平衡、自動曝光控制等，依賴于ISP才能在不同的光學(xué)條件下都能較好的還原現(xiàn)場細節(jié)，ISP技術(shù)在很大程度上決定了攝像機的成像質(zhì)量。

　　安防市場過去多使用CCD作為圖像傳感器，少有CMOS的身影。近年來，相對于已發(fā)展成熟的CCD停滯不前的狀態(tài)，CMOS傳感器隨著技術(shù)發(fā)展已逐步打開被CCD獨占的市場。但CMOS目前的技術(shù)與CCD相比，仍具有感光度低、信噪比高的缺點。這時作為CMOS和CCD攝像機中重要搭配零組件的ISP，因應(yīng)CMOS的大量出貨而引發(fā)的更多應(yīng)用開發(fā)，以彌補CMOS在感光度低、信噪比高上的不足。隨著人們對畫質(zhì)的關(guān)注，ISP已經(jīng)越來越受到芯片商和攝像機制造商的重視。

　　早年芯片市場素有ASIC、DSP之爭，現(xiàn)今多家芯片公司基于ASIC或DSP開發(fā)出整合度更高、更加適合視頻監(jiān)控需求的片上系統(tǒng)——SoC。SoC將處理器資源、內(nèi)存資源、編解碼算法、外圍設(shè)備接口等都集成在單個平臺上，將大部分功能固化，并對特殊功能需求模塊化，以源代碼方式給廠商，廠商根據(jù)不同應(yīng)用需求進行二次開發(fā)，同時，還可以增加視頻協(xié)處理器以及其他視頻子系統(tǒng)，以強化視頻圖像處理能力。它綜合ASIC、DSP兩者優(yōu)勢，協(xié)助終端產(chǎn)品客戶簡化系統(tǒng)設(shè)計。不論選用何種芯片方案，可以看到主流芯片大多已整合ISP功能。

　　集成ISP目前有多種方案，芯片集成ISP后對安防廠家的研發(fā)水平要求降低，并同時降低系統(tǒng)成本，隨著芯片所集成的ISP功能的不斷強大，已可滿足大多數(shù)場合的應(yīng)用需求。但對于尋求高端差異化發(fā)展的安防廠家來說，目前市場SoC上所集成的ISP并不能滿足他們?nèi)康男枨螅虼耸忻嫔弦灿屑蒊SP處理算法的DSP或FPGA芯片。據(jù)本刊顧問張淂福觀察，ISP處理在WDR、DNR上有標準化的趨勢，50dB/70dB寬動態(tài)組件搭配CMOS，在攝像機上已成為標準配備，如 Nextchip、pixelplus等。[nextpage]

　　三“芯”并進，沖刺高清規(guī)?；瘧?yīng)用

　　高清是不容置疑的未來大勢，但從哪條道路上走向高清，行業(yè)中卻是充斥著各種不同的聲音。最早推出的網(wǎng)絡(luò)高清，因為實時、帶寬、存儲、兼容、成本等問題難以在短時間之內(nèi)規(guī)?；瘧?yīng)用，推廣覆蓋速度未能達到行業(yè)的預(yù)期。如何從D1過渡到720P、1080P甚至更高百萬級別，對于很多用戶來說，都在尋找一種更經(jīng)濟的過渡方案。今年高清雖然已在多個行業(yè)試點應(yīng)用，但多久才能實現(xiàn)規(guī)模化未可知，而且即便高清大量上馬，不同市場必然還存在對不同畫質(zhì)的需求。對此，芯片商也有充分的考慮，相繼推出HD-SDI、960H等高清方案，最終為用戶、集成商等提供多種選擇。

　　主角一：IP方案

　　IP百萬高清無疑會成為最主流的選擇，由于運算的復(fù)雜度非常大，對芯片可以實現(xiàn)的效能可謂無終點。

　　IP攝像機的末端核心壓縮芯片CODEC主導(dǎo)了視頻輸出后傳的條件，包括影像流量、碼流數(shù)提供、處理CPU速度、畫面延時差、視頻幀數(shù)速度及耗熱等。

　　本刊顧問張淂福表示，CODEC SoC這些方面的性能都與過去有很大不同，各廠商在變動碼流與固定碼流量壓縮率方面有進步，過去720P的碼流高達4Mbps，而1080p甚至達到8Mbps，現(xiàn)在IP百萬在720p@30fps可以壓在2-3Mbps，1080p@30fps壓在6Mbps以下，大大減輕了傳輸?shù)呢摀?dān)。

　　從芯片供應(yīng)角度看，海思 Hi3516芯片的推出，其效能上的升級改進，讓TI不再是高端百萬IP攝像機的唯一選擇，是否會有更多廠商選擇海思還是值得關(guān)注的。

　　綜合本刊顧問張淂福對各重要芯片商的觀察，我們了解到，市場上IP百萬攝像機依圖像傳感器、編解碼及壓縮芯片的結(jié)構(gòu)進行搭配，有以下主要方案。

　　· 索尼/OV/Aptina+TI/安霸(或松下、安訊士、索尼等自有芯片);

　　· 索尼/OV/Aptina+海思(Hi3516、Hi3517);

　　· Aptina/PIXIM + 富瀚微/海思(Hi3507);

　　· Aptina/PIXIM + 海思(Hi3507)。

　　當(dāng)然，半導(dǎo)體以摩爾定律一直在提升性能，安防用的核心芯片一直在改進并不斷有新的方案出臺，芯片商也在不斷調(diào)整產(chǎn)品規(guī)劃，根據(jù)市場需求也有經(jīng)典方案，但是變化隨時會產(chǎn)生。以上四種方案只是就目前的觀察而言。相對來說，上面四種方案后兩者具備成本優(yōu)勢，OEM產(chǎn)品中多有應(yīng)用。

　　主角二：HD-SDI方案

　　更好的畫質(zhì)，更低甚至可以忽略不計的延時，與原有模擬系統(tǒng)良好的兼容性，HD-SDI讓大多數(shù)沒有IP背景的工程商、集成商眼前一亮，引起了多家芯片廠商的注意，安霸、TI、海思等廠家都有加入HD-SDI芯片市場角逐，Gennum不再一枝獨秀，促使HD-SDI芯片方案在結(jié)構(gòu)及成本上出現(xiàn)差異化競爭。而ISP方案的推出，也讓SDI攝影機廠商在組件上的選擇更多，更好地體現(xiàn)了差異化。在此強調(diào)的是，我們對芯片的觀察也不能停留在單一芯片上，而是整體的芯片方案，需要觀察組件的搭配，以SDI攝像機來看，芯片、傳感器及ISP(DSP)共同影響著其產(chǎn)品形式和成本。綜合本刊顧問張福對各重要芯片商的觀察，我們了解到，目前市場上主要有以下4種HD-SDI芯片方案。

　　· CMOS/CCD+ISP+Encoder

　　第一種方案采用專用的ISP處理芯片和編碼處理，該方案較靈活，采用專用的ISP芯片穩(wěn)定性好，能夠保證圖像的質(zhì)量,但非VLDS真實高清@60fps;

　　· CMOS/CCD+(ISP+CODEC)

　　第二種方案采用集成ISP的編碼芯片，該方案靈活性次于第一種方案，且集成的ISP處理芯片穩(wěn)定性雖高，但圖像質(zhì)量一般、成本較高;

　　· CMOS/CCD+FPGA

　　第三種方案采用FPGA等芯片實現(xiàn)信號處理及編碼功能，該方案靈活性最強，但是穩(wěn)定性差、成本最高、圖像質(zhì)量難于保證;

　　· CMOS/CCD+ISP+SDI Tx

　　第四種方案采用專用的ISP處理芯片和SDI發(fā)射芯片，該方案較靈活，采用專用的ISP芯片穩(wěn)定性好，能夠保證圖像的質(zhì)量，可提供高清@60fps。

　　由此可見，各種搭配都有優(yōu)劣， 更為優(yōu)秀的畫質(zhì)是HD-SDI的重要亮點，從其芯片方案上也可以看到，HD-SDI中的ISP多由獨立的芯片進行處理，而非集成到編解碼器CODEC上。[nextpage]

　　主角三：960H方案

　　被業(yè)內(nèi)稱為模擬高清的960H方案由Techwell和索尼公司共同定義和開發(fā)，被視為高清的過渡方案而大受關(guān)注。960H內(nèi)部組件多采用Sony Effio DSP +Sony HAD Sensor，Effio分為P、S、E三級，可搭配一般功能的Sony HAD-II， 或具備WDR/BLC/DN功能的Super HAD-II，或具備WDR+BLC+DN+Lowlight功能的Exview HAD-II。

　　本刊顧問張淂福表示，Effio E、S、P帶動了芯片商960H的DSP，以及960H Encoder/Decoder的生產(chǎn)投入，960H攝影機的出現(xiàn)，令DSP市場再起波瀾，而以WDR/BLC/DNR為標準配置的需求會帶動DSP(ISP)的銷售?？梢钥吹剑?60H DSP與960H ENCODER/DECODER是較新的發(fā)展芯片，而960H的競爭更多的被視為是DSP效能的競爭。

　　目前韓日都有生產(chǎn)960H DSP，Nextchip也推出了NVP 2180/2190及2080/2090的 960H DSP成熟版。產(chǎn)品供應(yīng)商也在投入 960H的產(chǎn)品生產(chǎn)，代表性廠商如大華已推出960H產(chǎn)品系列。

　　不過，960H的產(chǎn)品化和應(yīng)用還存在諸多的不足。張福舉例說明，960H (976x494 NTSC)格式目前LCD都不支持，無法在LCD 監(jiān)視器全部顯示。CRT 監(jiān)視器可以完整顯示效果較好，但已少生產(chǎn)，960H在模擬錄像下?lián)p失部分畫面，可能影響證據(jù)完整性。因此960H在產(chǎn)品和應(yīng)用后端方面還有諸多難題需要解決。

　　FPGA風(fēng)云再起

　　在以上提及的多種高清芯片方案中可以看到，F(xiàn)PGA已被逐步應(yīng)用并關(guān)注度日增。FPGA——現(xiàn)場可編程門陣列，通俗的講，F(xiàn)PGA為可再程式化的芯片，即具備可編可讀可改的性能，可反復(fù)使用，極具靈活性。此外FPGA為實際的平行架構(gòu)，因此不同的處理作業(yè)并不需要占用相同的資源，每個獨立的處理作業(yè)均將被指派至專屬的芯片區(qū)塊，不需影響其他邏輯區(qū)塊即可自動產(chǎn)生功能。因此當(dāng)新增其他處理作業(yè)時，原應(yīng)用部分的效能亦不會受到影響。

　　HD-SDI攝像機在設(shè)計時，除了要考慮到無壓縮條件下龐大的數(shù)據(jù)量處理，還要對CPU性能進行評估，而并行數(shù)據(jù)處理正是FPGA的優(yōu)勢所在，適合于HD-SDI攝像機的視頻處理應(yīng)用。同時，之前FPGA高昂的價格也隨著其制造技術(shù)的進步及行業(yè)的逐步應(yīng)用而下滑，性能與價格的優(yōu)勢，讓FPGA隨著HD-SDI的發(fā)展，邁入更為快速的發(fā)展應(yīng)用軌道。

　　同質(zhì)化下，安防廠家的個性化策略

　　高清方案可選擇性相對不多，以行業(yè)內(nèi)安防廠家的數(shù)量之巨，在眾廠家都使用同一種芯片的情況下，如何規(guī)避同質(zhì)化是安防廠家所必須面對的一個問題?！坝捎谀壳鞍卜佬酒膰乐赝|(zhì)化，做出特色、做出差異化成為了我們當(dāng)前研發(fā)的主要難點，”藍色星際技術(shù)開發(fā)項目經(jīng)理龔向鋒談到。這是行業(yè)內(nèi)品牌廠商的共同心聲。

　　對于中高端定位的安防廠家來說，針對芯片的二次開發(fā)能力非常重要。藍色星際龔向鋒表示，“我們以嚴格的研發(fā)管理要求和對客戶反饋的及時跟進作為基礎(chǔ)，以更好的用戶體驗和性能分配作為研發(fā)重點。例如在視頻輸出上的優(yōu)化處理，基于硬盤斷電丟失時間的嚴格要求而做文件系統(tǒng)優(yōu)化，深入芯片底層進行一些獨特處理?！?/p>

　　二次開發(fā)的難點則主要在于對客戶需求的理解。北京漢邦高科數(shù)字技術(shù)股份有限公司北京研發(fā)中心總經(jīng)理艾奇提到：“我們要開發(fā)出更多的功能，但芯片資源是有限的，如何平衡客戶需求和產(chǎn)品的性能，這方面需要一個很好的折中方法?！?/p>

　　在規(guī)避同質(zhì)化問題上，定制化被安防廠家越來越看重，但實現(xiàn)定制化并不容易，一是對客戶需求的理解和評估，二是更好的原材料和生產(chǎn)掌控等。如果芯片商能予以重視的話，對于設(shè)備供應(yīng)商無疑是強有力的支持?，F(xiàn)在，供應(yīng)商和芯片商互相綁在一起共同成長也并非沒有可能，不過，對于絕大多數(shù)廠商來說，眼下更實際的還是充分掌握芯片資源，盡量爭取上游支持，研發(fā)更有行業(yè)共性的產(chǎn)品。

　　“結(jié)合用戶的實際需求及應(yīng)用，開發(fā)不同類型的產(chǎn)品，如在結(jié)構(gòu)安裝、外部接口、供電方式等方面開發(fā)行業(yè)定制類的產(chǎn)品。并根據(jù)不同芯片廠商在芯片的低照、清晰度、寬動態(tài)、編碼效率、擴展性等功能的側(cè)重性，開發(fā)不同針對性的產(chǎn)品，如索尼在低照度方面處理較好，我們在低照度攝像機方案可選用索尼，如Pixem在寬動態(tài)效果處理上有側(cè)重性，我們可選擇Pixem芯片開發(fā)寬動態(tài)攝像機產(chǎn)品?！? 深圳市景陽科技股份有限公司產(chǎn)品推廣部經(jīng)理羅琳介紹道。

　　另外，四川艾普視達數(shù)碼科技有限公司市場部范清華也認為：“雖然芯片和解決方案大同小異，但在產(chǎn)品模具、光學(xué)處理、3A控制、一體機對焦與自動聚焦算法、擴展接口、應(yīng)用功能開發(fā)、極端環(huán)境以及長期穩(wěn)定工作等問題上，各個攝像機研發(fā)廠商還是有很多可以發(fā)揮的空間。”

　　另一個角度，芯片商也開始思考芯片層面的定制化。但定制的芯片技術(shù)達到什么高度?站略合作伙伴如何選擇?合作伙伴的具體數(shù)目及合作深度等，都是芯片廠家所必須考慮的，失之毫厘，差之千里。[nextpage]

　　未來演進方向

　　各廠家都在追求產(chǎn)品集成度的提升?，F(xiàn)有芯片可以實現(xiàn)4路1080p高清碼流，多路高清成為芯片發(fā)展的一個趨勢;另外，在芯片上集成更多組件的功能也是一個趨勢所在，SoC FPGA設(shè)計為人們所關(guān)注，SoC FPGA是整合了FPGA、實體處理器以及其他硬件IP組件的SoC芯片，在市場需求、技術(shù)成熟與商業(yè)競爭等因素推動下，在可見的未來里，眾廠商在SoC FPGA設(shè)計上將大有所為。

　　另一個孜孜以求的方向是智能分析。除了TI、海思之外，作為老牌芯片商ADI目前推出了針對安防監(jiān)控系統(tǒng)推出的Blackfin BF60x處理器系列。據(jù)ADI處理器和數(shù)字信號處理器亞太區(qū)市場經(jīng)理張鐵虎介紹，其亮點之一是流水線視覺處理器PVP，PVP屬于高性能視頻分析加速器范疇，提供12個高性能，配置靈活的信號處理模塊(卷積，縮放，算數(shù)等)，支持各種常用算法，例如索貝爾(sobel)，坎尼(Canny)，拉普拉斯，閥值，直方圖，積分，可用于加速多達五個并行圖像算法，從而實現(xiàn)對象跟蹤、檢測和識別性能，以應(yīng)對安防產(chǎn)業(yè)對智能分析識別的需求。

　　在臺灣升邁科技股份有限公司監(jiān)控產(chǎn)品線產(chǎn)品與市場部經(jīng)理鄭順發(fā)看來，云端安防也是市場的趨勢所在，芯片商也應(yīng)該根據(jù)市場的需求，提供效能更優(yōu)異的影像編解能力來減輕云端服務(wù)器的負荷。

　　此外，芯片商也在考慮提供更快速的視頻圖像編解碼技術(shù)以減輕服務(wù)器的負荷，高集成度、高負荷之下必然帶來高功耗，芯片商也在節(jié)能方面考慮較多，像TI亦有朝向節(jié)能芯片的趨勢。

　　面對越來越高要求的安防監(jiān)控要求，具有更快運算處理速度、更高集成度、可應(yīng)對更高復(fù)雜度的智能分析、更為強大的網(wǎng)絡(luò)功能，并且更低功耗的芯片，已然是安防廠商共同關(guān)心的要素。雖然不可能有一顆芯片，可以十全十美的對應(yīng)市場上的所有功能，但市場的期待總是芯片商努力的方向。