IP摄像机的芯片技术方案搭配 - 安防知识网

IP摄像机与模拟摄像机最主要的区别在于IP摄像机通过压缩图像并转换成数字信号，并通过TCP/IP协议进行传输。而要完成视频压缩和网络服务器的核心功能，基本靠一块芯片实现。目前，IP摄像机主要解决方案有DSP与ASIC...

　　IP摄像机与模拟摄像机最主要的区别在于IP摄像机通过压缩图像并转换成数字信号，并通过TCP/IP协议进行传输。而要完成视频压缩和网络服务器的核心功能，基本靠一块芯片实现。目前，IP摄像机主要解决方案有DSP与ASIC。

　　美国德州仪器(TI)是世界上最知名的DSP芯片生产厂商，其生产的TMS320系列DSP芯片广泛应用于各个领域，DM642是TMS320系列中性能应用最广泛、专为视频应用而优化的高速数字信号处理器(DSP)，由于TMS320系列DSP芯片具有价格低廉、简单易用、功能强大等特点，已经逐渐成为目前最有影响、最为成功的DSP处理器。DM64X系列DSP以其多样的视频接口与丰富的板上资源被广泛应用在网络摄像机、高清视频、视频服务器等行业中。

　　目前，TI基于DSP的新型数字媒体处理器达芬奇处理器(DaVinci)已经得到大量应用。其中核心之作TMS320M643X处理器是达芬奇技术中首批仅基于DSP的产品，结合了增强型DSP内核与最新视频处理子系统(VPSS)，DM643X处理器能够提高视频性能，以D1解析度实现高达H.264的视频解码。而且与前代DSP数字媒体处理器相比，成本降低了50%。

　　谈到TI的DSP，还不得不介绍该公司全新TMS320C66x数字信号处理器(DSP)。该DSP内核不仅能为C64x+指令集架构(ISA)带来了显著的性能提升，同时还在同一处理内核中高度集成了针对浮点运算的支持。

　　浮点处理技术首次能够用于传统上仅能满足定点处理运行速度要求的处理器中。该C66xDSP的ISA同时支持单精度和双精度浮点操作，并全面兼容IEEE754标准。这一组合使得该DSP能够在完全无损定点或浮点功能的情况下将浮点优势引入高速嵌入式架构中。

　　为顺应网络高清监控的发展趋势，TI公司基于单片系统(SoC)的体系结构可谓傲视群雄。SoC是一种强大的单片机，内置了高性能DSP与MCU，还可提供丰富的接口，犹如电脑CPU。TI旗下产品DM8168产品是业界迄今最强大数字媒体SOC平台，而达芬奇DMVA2视频处理器使得在1080P的条件下还能实现智能视频分析。TI公司最新的DM3730与DM3725处理器则采用ARMCortexTM-A8与C64x+TMDSP内核，在SOC上集成影像及视频加速器(IVA)、3D图形处理器。

　　美国模拟器件公司(ADI)与意法半导体公司应该是TI最主要的DSP竞争对手。其中，ADI推出的Blackfin汇聚式DSP是新型的16-32位嵌入式处理器，专为满足当今嵌入式视音频和通信应用计算要求和功耗约束条件而设计。Blackfin处理器基于由ADI和Intel公司联合开发的为信号架构，它将一个32位RISC型指令集和16位乘法累加信号处理功能与通用型微控制器所具有的易用性组合在一起，这种组合极大的简化了硬件和软件设计任务。目前，Blackfin处理器在单核产品中可提供高达756MHz的性能，还可提供0.8V的超低功耗。意法半导体推出的SPEAr(结构化处理器增强型架构)嵌入式微处理器采用先进的90nm和65nmHCMOS制造工艺，内置了业内最先进的ARM9处理器内核，并可提供多个存储器接口，以及用于各种应用的IP模块。

　　而ASIC解决方案中，国内的海思方案是IP摄像机的不二选择。海思生产的芯片主要占领国内网络监控产品中低端市场，其基于ASIC的解决方案芯片具备体积小、功耗低、可靠性高、性能高、保密性强、成本低等优点，是一套性价比出群的解决方案。海思芯片的发展也从最初的HI3510到HI3512、HI3515、HI3516、HI3520。从最初的D1效果到如今能实现FULL-HD，加上内置的ARM9内核性能不断提高，搭配出色的H.264视频压缩格式作为护航条件，如今被广泛用于中低端DVR、DVS以及IP摄像机，不过其重点方向也是集中在IP摄像机模块。如今，海思也从芯片技术的发展中逐渐走向成熟，其在市场的良好表现也表明了用户对其产品的认可度。

　　IP摄像机核心技术应用

　　相比模拟摄像机，IP摄像机给用户带来的是技术上的变革与全新的用户体验。在技术层面上，传统的白平衡、背光补偿、宽动态技术已经是最低标配。技术是不断发展进步，IP摄像机之所以能如此快速的发展，安防行业快速增长的市场需求以及网络化系统架构建设是基础，而摄像机厂商不断加大力度研发、投资以及市场激烈的竞争则是最重要的原因，使得IP摄像机不仅在技术、功能以及外观设计上都是日新月异。[nextpage]

　　对于IP摄像机未来的技术发展趋势，海康威视前端产品线经理徐萱呈表示：“IP摄像机未来的技术发展趋势主要有：高清化趋势、COMS逐渐取代CCD、智能分析功能、标准化以及传输技术的进一步提升。

　　高清技术应用逐渐深入

　　如今，最为红火的就是高清化监控的概念与应用，而许多大型项目的成功也表明高清监控已经逐渐成为主流。高清IP摄像机的发展可谓是一日千里，除了目前接触较多的百万像素、130万像素、200万像素外，300万像素、500万像素、800万像素的产品已经在市场上出现，甚至千万及千万以上像素的产品也开始在监控行业中露出端倪。在本刊高清网络摄像机的调查中发现：2009年以来，随着金融、交通等行业以及平安城市部分项目对高清监控的高需求，加上上海世博会、广州亚运会、深圳大运会等大型活动推动高清监控趋势下，高清网络摄像机(分辨率大于等于720P)如雨后春笋般快速增长。一些主流网络视频监控厂商如松下、索尼、海康威视、科达、Axis、大华、黄河等纷纷推出百万像素网络摄像机，在高清网络监控领域中进行新一轮的角逐。调查显示，国内2010年高清网络摄像机全年出货总量超过20万台，与2009年相比增长超过200%，占网络摄像机的比例约为34%。在高清网络摄像机中，百万像素占56%，200万像素占37%，300万像素或以上占7%。

　　降噪技术不断提升

　　如今，3D数字降噪技术与超级宽动态在IP摄像机中也是非常常见，要是放在以往，可是骄傲的存在。当然，新技术也在不断应用到IP摄像机当中。如海康威视的smartir技术。该技术采用智能图像处理技术，通过检测图像多区块亮度来智能调整亮度曲线，从而防止图像过曝以及曝光不足等现象，解决了红外摄像机近处过曝的问题，使图像亮度均匀分布，画面还原更加真实、细腻。安讯士的“觅光者”技术。该技术对低照度有极高的敏感性，让摄像机即使在一场黑暗的环境下野可看到监控对象。松下的SmartHD技术，该技术首先体现的就是高清，另一个技术特点就是智能分析，其实就是Smart与HD的综合体现。

　　CMOS推动网络摄像机发展

　　图像传感器作为IP摄像机的核心组件，CMOS有着逐渐代替CCD的趋势。随着技术的发展，CMOS传感器的性能正在得到快速提升。CMOS传感器响应速度比CCD快、更好更低，因此更适合高清监控的大数据量特点。从市场方面来看，CCD的传统生产厂商SONY已经开始把重心移向了CMOS传感器，在其生产的高清网络摄像机中更是几乎清一色地采用了CMOS传感器，这也许可以看作是CMOS传感器的一个阶段性胜利。

　　智能视频分析技术应用深入

　　智能视频分析可以说是IP摄像机高清概念之外的另一个热点。目前在高清网络摄像机中已经实现或者正在实现的智能分析功能有：视频遮挡与视频丢失侦测、视频变换侦测、视频模糊侦测、视频移动侦测、出入口人数统计、人群运动及拥堵识别、物品遗留识别、入侵识别等等。