芯片厂商如何改变视频监控行业

CPS中安网记者：王华安

　　随着中国安防市场近年来的迅速增长，芯片市场也随之得到了强劲发展。安防行业的需求逐渐明确，芯片厂家开始关注并主动去推广安防这个潜力巨大的市场。安防行业的发展吸引了越来越多的芯片厂商加入，成为继工业自动化、消费电子、电话机等领域之后一个新的利润角逐场。

　　然而，表象背后，是否会续写PC电脑行业的悲哀，频频受制于英特尔？“狼来了”的口号是否会在安防行业响起？值得我们欣慰的是，安防行业产品种类繁多，应用情况又各不相同，这也就决定了芯片厂商还没有能力“一手遮天”。

　　未来，将会有越来越多的芯片厂商将目光投向SoC芯片，致力于提高集成度，引入先进工艺，降低系统成本，改善系统性能以增强市场竞争力。为下游用户带来更多价值，从而推动产业向更深、更广的范围发展。



　　目前，中国已成为全球最大的安防市场。中国安防产值从十年前两百多亿元增长到目前的两千亿元，安防各类产品、系统、解决方案的应用层出不穷，安防市场出现难得的“百花齐放”的景象。然而，繁华背后却隐藏着些许担忧。核心技术的缺失，阻碍了中国安防技术源动力的蓬勃发展，成为中国安防市场向高端科技领域进军的掣肘。那么，是谁在禁锢着安防技术？谁又在影响和改变着安防呢？毋庸置疑，芯片决定着安防技术的级别。
　　随着“平安城市”、“北京奥运”等重大项目的带动，中国视频监控市场呈现迅猛发展的态势，以年均40%的速度傲视整个安防市场。视频监控市场需求的不断增长，除了引起安防监控设备厂商的关注，同样也引起了视频监控核心器件——芯片生产商的广泛关注。作为安防产品的上游核心客户，芯片厂商“跺一跺脚”就会直接影响着安防设备生产商们的生死存亡。TI、NXP、ADI、Techwell等一大批国际半导体企业将目光投向中国安防市场，量身打造一些符合中国安防市场使用的芯片，对推动中国安防市场的蓬勃发展起到了一定积极的作用。另外，像中国台湾和中国大陆的一些芯片商也纷纷拿出“看家本领”，进一步推动了中国安防市场的发展。海思、中星微、升迈、映佳等纷纷涉足视频监控处理芯片领域。

　　芯片厂商发力视频监控市场

　　1999年，恩智浦PNX1300芯片在中国推广并得到应用之后，2003年，TI推出通用数字媒体处理器TMS320DM642，正式进军中国数字视频监控领域。2006年左右，海思作为全球率先推出H.264 SoC监控专用芯片的半导体公司，在綷-历了三年多的调研和研发之后，进入到大家的视野之中。几乎在同一时间，台湾升迈开始整合ARMcore，兼容FA526CPU和MPEG4/MJPEGcodec及多项外围IP，为数字监控量身打造视频编解码芯片SoC。

　　基于国内蓬勃发展的监控形势，海思自2006年在全球推出首款针对安防应用的H.264 SoC开始，至今已綷-发展到了第三代SoC芯片，已成为国内领先的视频监控解决方案供应商。海思半导体有限公司成立于2004年10月，前身是建于1991年的华为集成电路设计中心。作为领先的本土芯片提供商，海思的产品线覆盖无线网络、固定网络、数字媒体等领域的芯片及解决方案，并成功应用于全球100多个国家和地区。

　　在中国芯片业发展的历史上，有这样一家公司为历史所铭记，它的名字叫“中星微电子有限公司”。这家承担了国家战略项目——“星光中国芯工程”的企业，致力于数字多媒体芯片的开发、设计和产业化。中星微电子从2006年开始投入IP视频监控系统的研发和设计，在网络摄像机专用芯片、终端以及运营级网络视频监控平台等方面持续投入，并取得了一系列的成果。目前，中星微依靠多媒体芯片、视频编解码、智能、网络产品开发的技术积累，提供多媒体处理芯片、高清网络摄像机、硬件视频智能分析终端、视频监控统一媒体平台四大视频监控组件，并在此基础上提供视频监控应用解决方案。

　　有专家指出，安防用的芯片具有几个显著特点：一是长时间不间断工作，二是多视频的集中管理，三是视频信息的安全和稳定性要求，四是视频的实时传输和存储要求。这些特点使得芯片和开发包更强调视频的实时编码和视频流的管理以及网络传输使用，同时对芯片性能和接口带宽等负荷提出要求。所以安防监控所用的芯片不仅是一颗芯片，而是一个综合解决方案，需要对提供的开发包、芯片接口以及上层API封装方面，针对安防行业的特点进行特殊处理。

　　改变一：让我们看得越来越清晰

　　网络视频监控市场的快速发展，给芯片供应商带来了新的发展机会。在数字信号处理、模拟供电、监控平台等方面，各大芯片供应商加紧研发，不断推出新品，以抢占市场先机。记者在采访中了解到，几年前清晰度在720p以上的数字网络高清摄像机的成本要七八千元每台，随着海思、TI、ADI等公司压缩技术的成熟，芯片成本的不断降低，现在数字高清网络摄像机的成本开始大幅走低。从清晰度方面看，720p将成为主流，1080p将开始进入实用。

 　　安防芯片根据行业不同，或者应用方向不同，种类不一样，即使同样的芯片可能在不同的行业被应用和强调的特性都是不同的。在安防的芯片分类上，一般是根据芯片自身的特性来分类。安防其他细分市场可能使用到CPU、MCU等芯片，所以还很难直接把芯片按安防的特点来分类。

　　目前，行业内可以提供高清视频压缩芯片的厂商已有多家，其中TI所提供的平台可以支持篭-盖各种高清需求并支持多种高清视频压缩格式，而且具有更高的系统灵活性。现已大批量生产的DM6467是一颗单片可实现H.264及其它视频压缩格式高清或更高的芯片，其600MHz时钟版本就可支持H.264@1080P30，1GHz时钟版本所支持性能将接近穃-番。该平台集成有ARM9处理器和视频处理器及高速C64+x的DSP核心，还有BT1120高清视频输入和输出端口，另外配备丰富的外围接口。除进行高清的视频编解码之外，其DSP单元可以承担智能视频处理功能。同样量产的DM365所支持能力为H.264@720P30/MPEG-4@1080i30或MPEG-4@1080P30/H.264@1080P12，已綷-作为高清入门产品在监控IP摄像机中得到很好地应用。

　　改变二：让监控智能化成为可能

　　智能视频分析应该算是数字视频监控永恒的话题。模拟系统只能通过人工的监视或反复地观看录像带进行异常情况的处理，即便是数字录像，仍然难以摆脱人力的参与观察与识别，直到有视频内容分析算法的出现。早期的视频内容分析基于PC机的后端处理，可以帮人减轻繁重的重复观看负担，但却没有可能及时发现并干预监控现场的突发事件。DSP的引入可以使嵌入式的视频内容分析成为可能。

　　视频监控常规产品DVR、DVS和IP摄像机都可以通过添加前端智能视频处理来增加风险性管理和智能化业务。据TI通用DSP业务发展部綷-理郑小龙介绍，TI的DM642在智能视频嵌入化应用中发挥了重要的作用，而后续推出的Davinci系列平台则可以满足不同方面的数字视频需求并不断取得市场的成功。为促进智能视频的开发，TI基于C64+x平台开开发并集合了超过五十种软件内核组成智能视频基础函数库VLIB，其中包含背景建模与背景抽取算法、目标特性提取、跟踪与识别以及低级别像素处理等。VLIB可高度扩展的软件基础平台，应用领域包括视频分析、计算机和汽车视觉、嵌入式视觉系统，也包含消费类电子产品视觉。TI从C64+的成功引入，到C64+x的广泛采用，还将以C674x核心集成到新一代的高清SOC中。这是一个浮点和定点兼容的DSP核心，将更有益于更多智能视频的实现。

　　ADI公司在智能视频监控方面的市场策略比较独特。ADI同许多高校与科研院所（如清华大学）进行合作，共同展开视频分析的开发工作。视频智能分析算法属于前沿技术，挑战性很强，而科研院所内的智力资源比较丰富，非常适合做这方面的研究。目前，ADI公司的一些DSP智能视频监控已经走向实际应用。在印度，人员计数（people counting）系统已綷-实现量产；在美国，车牌识别系统实现了小批量应用；在中国，人脸识别也实现了小批量应用等。

　　改变三：让视频监控产品线更加丰富

　　芯片厂商的大举进军，不仅提升了视频监控产品的技术实力，更是丰富了其产品线。DVR、DVS、IP摄像机成为视频监控领域芯片厂商竞相争夺的领域。也正是由于他们的高度关注，这类产品的发展可谓用“神速”来概括。从标清到高清，从一芯一路到一芯多路，中国视频监控行业仿佛一夜之间破茧化蝶。从而也造就了诸如DVR这类产品享誉全球，成就了诸如海康威视、大华、大立、科达等一批视频监控企业的成功上市。

　　Techwell推出的1080PDVR专用高清显示接口芯片TW2880，是专为下一代1080P DVR而设计的芯片，它可以接受16路D1的现场输入以及同时回放16路D1，并且同时输出16路D1给后端压缩芯片。它包含了几乎所有专用的DVR功能，能够给终端用户带来非凡的，从未有过的1080P高清DVR体验。

　　目前，海思的安防监控芯片有Hi3510、Hi3511、Hi3512、Hi3515、Hi3520等，均为SOC架构。2006年推出了1路D1的Hi3510，主要面向IP Camera及DVS应用。2008年推出了一芯8路CIF的Hi3511以及一芯4路CIF的Hi3512，同时Hi3512单芯片实现720P H.264编解码能力，满足高清IP Camera应用。2009年安博会期间海思发布了一芯8D1的Hi3520以及一芯4D1的Hi3515，Hi3515可实现1080P的编解码能力，持续提升高清IP Camera的性能。海思芯片历綷-从IP到DVR、从CIF到D1，基本完成了安防产品布局。

　　NXP目前有PNX1700、PNX1005用作DVR、DVS、NVR、混合DVR、IPC（IP摄像机）的主机处理器或衆-处理器。自2007年到现在，PNX1700被广泛用作DVR/DVS/NVR等的SOC或协处理器。PNX1700系列芯片适合于8xCIF MPEG4编码，也能提供高质量的MPEG4视频解码和音频解码。

　　升迈科技推出的GM8180是高度集成的编解码系统单芯片，支持H.264、MPEG-4以及JPEG编解码，CPU核心频率可达333/500MHz。GM8180集成各种存储方式接口，还有图形输出接口。它支持高清影像传输接口，集成H.264硬件解码，在分辨率1280×720和1280×960 pixels，H.264压缩效能可以达到30和22.5帧。该芯片非常适于数字可视对讲、2路D1的DVS （视频服务器）、8路CIF的DVS、DVR，高清的网络摄像机等应用。

　　是时机还是危机？

　　众所周知，一直以来，PC产业处于单一的供应链条中，电脑中包括什么不包括什么，基本上都是英特尔“说了算”，硬件升级更新的速度也是由英特尔决定的，大部分OEM厂商只能等着上游CPU的更新，来通过控制库存，提高运营效率来争取份额。延伸来看，安防行业中是否也会碰到如此情况？业内人士纷纷指出，中国安防行业不必有如此担心。安防产品种类繁多，应用情况又各不相同，这也就决定了芯片厂商还没有能力“一手遮天”。市场不需要一模一样的安防系统，有差异化和定制化的产品或系统方能立于不败之地。

　　未来，芯片厂商越来越多的将目光投向SoC芯片，致力于提高集成度，引入先进工艺，降低系统成本，改善系统性能以增强市场竞争力。从电子行业来看，SoC芯片是一个必然的发展趋势。每一代新的SoC都更为有效地优化和共享了资源，增强了各个子系统的衆-同工作能力，它最小化了成本、功耗、硅片面积同时提高了产品可靠性。在规模足够大，产品的基本规格、功能和需求稳定，SoC芯片就一定会成为主流。

　　芯片厂商无疑推动了安防产业的发展，最基本的功能、规格由芯片来完成并提供一个强大的平台，这样让设备厂家能够把更多的资源应用到研究、开发并为下游用户带来更多价值上来，从而推动产业向更深、更广的范围发展。
 

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