大约10年前，CCTV行业首先开始在摄像机中采用数字技术。不过，传统的CCD摄像机为模拟摄像机，所以处理图像时存在许多干扰和衰减。为减少干扰和衰减，摄像机制造商对各种组件进行了改进，同时也使得摄像机的体积变大。然而通过数字化和减少某些组件，使得制造商现在已经能够提供小型的摄像机。\r\n

摄像机芯片
CCD和DSP芯片是两种主要的摄像机组件。CCD芯片捕捉图像，而DSP芯片对图像进行处理，以生成更清晰的视频效果。

CCD芯片

黑白和彩色CCD芯片可以分为单芯片和三芯片两类，与上一代产品相比，可获得二倍以上的分辨率。一般说来，黑白芯片可达到570TV线，彩色芯片可达到480TV线，由此可见CCD芯片的灵敏度已显着提高。基本CCD芯片又包括帧传输（Frame-transfer）和行间传输（Interline-transfer）两种类型。

帧传输芯片包括两个明显的部分：感旋旋光性部分和存储部分。图像投影到感旋旋光性部分上以确定电荷范围，同时，使用不透明的铝制光学防护罩，遮掉投射到存储区域的光线。每隔１秒钟内的1/50秒，信息带就从感旋旋光性部分传输到存储区域，然后在下一个1/50秒钟内对在该区域的这些信息进行处理。

行间传输芯片的像素列之间具有转移寄存器，从而能够实现更好的处理效果，但光线会泄漏到转移寄存器中。虽然已经过过滤，但光线仍然能穿透，并在芯片内深处生成电荷。深层电荷添加到传输寄存器的电荷上，使得屏幕下方生成红或白色竖条，这被称之为传输污迹。

在Sony、Panasonic、Hitachi、Sharp和Samsung等厂商生产的CCD芯片中，Sony在提供优质彩色性能方面领先，而Samsung 则在黑白技术方面领先。许多制造商表示，为达到优质要求，他们多采用Sony CCD传感器。根据Sony的研究，该公司在CCD市场上占有很大份额，Sony最早开发的HAD（Hall-accumulation-diode）传感器能够提供更高的感光度、减少噪声和成像后的衰减，而EXview HAD CCD技术则允许在黑暗中利用高灵敏度进行拍摄，这是监控系统和其它摄像机应用领域所必不可少。

DSP芯片

DSP可以与A/D、D/A转换器、DSP处理器和微处理器进行集成。来自模拟CCD芯片的信息经过A/D转换器，信号被转换为数字信号，所以摄像机能够抗干扰。另外，DSP芯片提供白平衡、增益控制、快门速度、光圈和焦距控制等更多功能，以提高图像的质量。

Forward Concepts的总裁Will Strauss认为，数字信号处理已经变得很普遍，且正在领导着消费电子产品和多媒体产品，它是数字无线和IP技术的基础。

了解了该技术的巨大潜力后，Texas Instruments花费了七年时间开发他们的“Ｍissionary”DSP技术。“由于不同用户群创建了多种视频应用，所以加速了联网数字视频的发展，”J.P　Freeman公司的总裁Joe Freeman说，“由于TI在可编程DSP和影像专业技术方面的领导地位，TI决定利用甚至推动此趋势的进一步发展。”

DVR中的芯片
DVR系统由图像压缩芯片、屏幕分割器、CPU、内存设备、网络芯片（TCP/IP）和DAV/ADC组成，某些制造商使用DSP这类压缩芯片来对数字信号进行图像压缩。

操作系统芯片

嵌入式芯片上的操作系统能使系统更有效地工作，提供更稳定的性能，而如今也有越来越多的DVR制造商生产这种芯片。Pelco公司的数字视频系统产品经理Olaf Kreutz说：“由于嵌入式解决方案的功能日益强大，而且能够节省成本，所以它们已获得了主流（8到16位摄像机）DVR市场的市场份额。1996年，几乎所有DVR都是基于PC来操作，而现在，嵌入式DVR已经占市场比例的一半以上。”

Astel是一家韩国的DVR公司，目前开发出了嵌入式Linux操作系统的存储卡控制器DVR芯片。该单芯片解决方案具有1.5MB的USB传输速率、用于存储硬件的外置串行EEPROM、可对介质卡（专利申请中）自动启动代码生成算法，以及对不正确或有缺陷的介质卡（专利申请中）自动运行CIS修复算法。

另外，Axis是一家瑞典网络监视产品制造商，最新推出的新一代ASIC芯片-Axis ETRAX 100LX CPU／网络控制器，在面积为27x27毫米的芯片上集成了2MB闪存、8MB　SDRAM和一个以太网收发器。另外，该芯片设计采用Linux 2.4系统，并包含一个内存管理单元。

该芯片是针对无线网关等联网设备、数码录像机，以及门禁控制和安全系统所设计，它使开发人员能够降低设计和生产周期中的成本。Axis的高级市场专员Jennifer Chua说：“设计自己的芯片，这一决策确保了能够最精确地控制芯片、以及芯片间的功能和操作。”

图像压缩芯片

“图像压缩芯片是DVR的关键部件”，REC公司的销售经理Gary Kuo说，“优质的压缩芯片能提供更理想的压缩比率和存储能力。”目前，存在各种各样压缩方法，也有众多的压缩芯片供应商。

以前，DVR制造商主要向多媒体行业购买图像压缩芯片。不过，如今一些韩国的芯片制造商已经将目标对准了安防市场，特别是DVR产品。以Pentamicro为例，该公司推出Ｍultistream II（AT2021）是一种多通道的MPEG-2图像压缩芯片。

该公司宣称与过去仅支持一个通道（channel）的MPEG-2芯片相比，AT2021可最多支持16个通道。Pentamicro董事总经理Jeong Sei-Jin评价说，“AT2021的特点是具有动作感应功能，它无需使用附加传感器，仅在物体移动时压缩图像，另外，大多数公司都提供JPEC、MPEG-1和H.263芯片，这些芯片一般仅用于消费类电子产品，而不是安全系统。”

另外，日本的NTT电子公司也推出了可应用于MPEG-2视频、音频和TS多媒体的超级压缩型编码器和解码器模块。

根据Information Network统计，整个MPEG压缩芯片市场预计将从2002年的15亿美元，增长到2006年的28亿美元。2002年，由于消费者踊跃购买DVD播放机、录像机、数码电视机顶盒和MP3播放器等数码产品，使得MPEG压缩芯片市场增长了27.4%，2002年销售了600万件MPEG-4产品，预计到2006年，该销量将增长到将近9000万美元，而且该产品正在迅速成为便携式和流视频应用的实际标准。

DSP芯片

DVR的DSP芯片和摄像机的DSP芯片略有不同。后者通常用于处理CCD组件的图像，而前者主要处理图像显示模式，如4画面显示、多路复用器，以及警报触发动作感应等。
2000年，TＩ携基于可编程DSP的数字记录器引擎进入商业安全和监视市场。

TI公司的全球网络摄像机业务经理Vicent McNeil说，基于DSP的数字监控平台的目标是使硬盘驱动器或摄像机具有智能化，从而做到真正能够从全球各地进行远程监控。McNeil解释说，利用TI设计的在DSP上运行的视频动作感应算法，该系统能够设置警报，并且仅在感应到动作时记录。

另外，为小批量产品开发ASIC的成本相当高，因此Pelco的Olaf Kreutz表示，小规模公司通常会使用可编程DSP芯片，虽然价格略高，但只需要另外开发软件即可，而不需另外再使用一组芯片。“DSP系统可进行软件升级十分重要，因为这保证了使用者能在今后进行设计和开发。”

联网需求
在联网需求方面，Baxall公司摄像机部门的产品经理Patrick Moore解释道：“虽然透过IP／以太网监控的争论仍然非常激烈，但如果能够以低成本获得优异的质量，则将带来监控市场联网功能的大幅需求。”

正如Patrick Moore所提到的，Internet、Intranet和远程监视都将是未来几年内的主流。因此，DSP芯片的网络集成功能，如TI公司的TMS320DM642将开始普及。

ACS公司的HS/CCTV销售经理Yong-Wan Jeon说：“联网功能是今后应用的发展趋势。”他认为，如果芯片中能够集成网络和图像处理功能，那么，摄像机制造商能够节约成本，并生产出更小型的摄像机。

以Axis的Artpect为例。Artpec是功能强大的摄像机和视频控制器，其芯片可为在Intranet和Internet上开发的、高性能的、采用JPEG格式的摄像机，提供需要的基本功能。Axis 网络摄像机使用ETRAX-100、100 MIPS RISC CPU和Artpec-1芯片，进行JPEG传输。Artpec-1是Axis开发的第一个专用于网络摄像机的芯片，它每秒最多可支持60个压缩图像。

而TＩ现已推出了组合网络和MPEG-4 DSP压缩技术，但仍尚未用于监视设备，如果这一技术成功应用到IP摄像机或DVR等监视设备中，它将在安全行业引起一场革命。

使用芯片的优势
更小的芯片意味着更容易设计小型设备，可编程DSP芯片也将提供更高的灵活性。

Yoko的Chen说：“在第一阶段，我们需要应用五个以上的芯片，才能处理高质量的摄像机图像。但如今利用先进的半导体技术，CCD传感器能够完成更多的工作，所以我们不用购买多种芯片，在节省资金的同时，还可提供更多的功能。”

“DVR也是如此，”REC公司的Kau说，“越来越多的压缩芯片不再仅仅能够进行压缩处理，有一部分还添加了复用器或4画面图像显示功能，这样，DVR制造商可以节约大量的资金。”


瓶颈
虽然大多数制造商认为，多功能芯片是开发小型高性能摄像机的完美解决方案，但如今仍然存在一些问题。

首先，监控系统还没有统一的标准。“如果出现兼容性问题怎么办？芯片供应商需要花费大约半年时间才能制造出新硬件，”AM ROAD公司的销售经理Jerry Yu说。

其次，芯片主要是为消费类设备设计的。由于监视设备的销量较低，大多数芯片是为数码相机和便携式摄像机等多媒体设备设计的。根据美国亚利桑那州Scottsdale的市场研究公司IC Insights统计，全球消费类设备的芯片销售量预计将从2002年的186亿美元，增长到2006年的293亿美元，市场份额也从14%上升到18%。消费类设备中使用的芯片功能并不能够完全应用在安全产品中，因此，监视设备制造商可能需要开发自己的DSP芯片。

第三，芯片的性能仍然存在问题。ACS公司的Jeon表示：“大多数监控设备制造商缺乏研究和开发能力。”Yoko的Chen也说：“到目前为止，韩国和日本的供应商掌握着关键的摄像机技术，因此，其它国家会发现很难开发出多功能的芯片。”

趋势
如今，可编程DSP芯片的市场规模约为50亿美元，而TI是这个市场中的老大。另外，RISC、ASIC、ASSP和FPGA也在使用DSP技术，所以产生了另一个100亿美元的DSP芯片的市场。

无疑，监控设备制造商热衷于寻找可降低成本的方法，来制造多功能监视设备，且大多数制造商相信芯片是最佳的解决方案。台湾Kampro公司（最近被GE收购）总裁Lanfer Yang说，“半导体技术已经显着改进，所以可以将越来越多的功能集成到同一个芯片上。设想一下，如果出现可提供录制、图像处理和联网功能的小型内置芯片的摄像机，客户甚至不需要购买刻录机。”