安防監(jiān)控芯片應(yīng)用種類與技術(shù)革新

隨著安防行業(yè)的高速發(fā)展，特別是高清和智能化需求的井噴，整個(gè)行業(yè)已經(jīng)全面進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，而作為數(shù)字化安防產(chǎn)品的核心，安防芯片已經(jīng)成為一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，同時(shí)安防芯片的發(fā)展也反過來決定了安防產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展脈絡(luò)和發(fā)展方向。據(jù)了解，某芯片企業(yè)用于入門級(jí)市場(chǎng)DVR的芯片在2012年上半年幾乎實(shí)現(xiàn)了同比翻番的增長(zhǎng)，這也從一個(gè)方面反饋了安防芯片市場(chǎng)的火爆。而根據(jù)市場(chǎng)信息，2011年全年的安防數(shù)字壓縮芯片市場(chǎng)容量已經(jīng)接近2000萬(wàn)片，按照當(dāng)前的趨勢(shì)，2012年，這個(gè)數(shù)字很有可能突破3000萬(wàn)片，接近4000萬(wàn)片的水平。

　　巨大的市場(chǎng)容量催生了產(chǎn)品的細(xì)分。隨著安防芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng)，安防芯片的細(xì)分也是勢(shì)在必行。與幾年前安防行業(yè)剛剛開始數(shù)字化時(shí)單一的DSP芯片相比，現(xiàn)在的安防芯片已經(jīng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，細(xì)分成不同的種類，主要有以下幾個(gè)方面：

　?。?）DVR/NVR芯片，比如海思半導(dǎo)體的Hi3515，Hi3520應(yīng)用于嵌入式DVR產(chǎn)品和嵌入式NVR產(chǎn)品，主要側(cè)重于多通道編解碼、多業(yè)務(wù)管理和高碼率存儲(chǔ)的需求，目前這類芯片是市場(chǎng)規(guī)模最大的一類芯片，占據(jù)了主壓縮芯片數(shù)量的60%左右；

　?。?）IPC芯片，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品，這是最近兩年IPC市場(chǎng)逐步成熟的產(chǎn)物，這些芯片側(cè)重于高清壓縮、智能化和ISP處理，目前這類芯片市場(chǎng)容量還不如DVR/NVR芯片，但是可以預(yù)見的是，一段時(shí)間以后，這類芯片將占據(jù)絕大部分的安防市場(chǎng)份額。

　?。?）輔助芯片，主要用于智能化和ISP業(yè)務(wù)，以DSP和FPGA為主，在模擬攝像機(jī)里，這類用于ISP的DSP或者FPGA芯片大量被應(yīng)用。而由于智能分析產(chǎn)品目前市場(chǎng)容量還處于初級(jí)階段，用于智能分析產(chǎn)品的DSP用量較少。隨著IPC芯片的集成度越來越高，這些輔助芯片的功能最終可能會(huì)合并到IPC芯片上。

　　市場(chǎng)容量的擴(kuò)大同時(shí)也刺激了技術(shù)的進(jìn)步和革新，安防芯片的技術(shù)發(fā)展和革新又以主壓縮芯片的進(jìn)步為代表。這些技術(shù)的進(jìn)步拉動(dòng)了安防產(chǎn)品的發(fā)展，決定了安防產(chǎn)品的前進(jìn)方向，同時(shí)也給安防產(chǎn)業(yè)帶來了架構(gòu)的重組，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局也發(fā)生了重大的變化。

　　這些技術(shù)革新中最具有代表的是安防專用ASIC芯片的誕生。7-8年前，安防數(shù)字產(chǎn)品剛剛開始普及的時(shí)候，采用的芯片大部分為通用的DSP，并不是為安防行業(yè)專門設(shè)計(jì)的，使用的時(shí)候有較高的技術(shù)門檻，成本也相對(duì)較高。而2005年左右以海思的Hi3510為代表的視頻ASIC芯片的誕生給安防行業(yè)注入了新的活力，雖然這顆芯片不是專門為安防行業(yè)設(shè)計(jì)，但是卻給安防行業(yè)帶來了突破。隨后的安防產(chǎn)品就基本上踏入了ASIC時(shí)代，包括海思后期陸續(xù)發(fā)布的Hi3512、Hi3511、Hi3515，Ti的DM365、DM368等都已經(jīng)是完全為安防設(shè)計(jì)的ASIC芯片了。安防ASIC芯片的全面普及有兩個(gè)重要意義，首先是ASIC芯片讓安防數(shù)字產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)門檻降低，使得大量企業(yè)進(jìn)入，推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和發(fā)展；其次是大大降低了安防數(shù)字產(chǎn)品的成本，性價(jià)比更高的產(chǎn)品使得安防市場(chǎng)的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。

　　更強(qiáng)大的編解碼能力也是安防芯片革新的一個(gè)重要領(lǐng)域。安防芯片從最開始的單芯片編2CIF到現(xiàn)在單芯片編解碼32D1，其編解碼能力提升了64倍之多，這是令人震驚的技術(shù)進(jìn)步，也為安防高清時(shí)代的到來奠定了良好的基礎(chǔ)，目前用于高清攝像機(jī)的壓縮芯片，已經(jīng)可以在H.264的編碼格式下做到1080P@60fps，為高清在安防的全面應(yīng)用鋪平了道路。編碼能力的提升帶來的另一個(gè)好處是單芯片所支持的編解碼通道數(shù)越來越高，最直接的意義就是DVR的分辨率基本已經(jīng)全面進(jìn)入D1/4CIF時(shí)代，而單芯片的32路DVR產(chǎn)品也已經(jīng)面試，而NVR則可以支持接入更多的IPC，能夠顯示和回放更多的路數(shù)。

　　編碼格式的進(jìn)步也是安防芯片的技術(shù)革新之一，在安防芯片快速發(fā)展的最近幾年，編碼方式經(jīng)歷了從H.263到MPEG4，再發(fā)展到H.264的過程，雖然每一種編碼格式在它生命的初期都會(huì)比較曲折，尤其是對(duì)于后端的解碼能力是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，但是其革新的腳步卻從未停息，目前，基本上90%以上的安防數(shù)字產(chǎn)品已經(jīng)采用H.264算法，而新一代的H.265算法已經(jīng)進(jìn)入芯片企業(yè)的研究范圍，預(yù)計(jì)2-3年左右，H.265編碼格式將全面應(yīng)用于安防數(shù)字產(chǎn)品，更高的壓縮效率更低的編碼碼流，無疑又講推動(dòng)安防產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。

　　隨著最近兩年智能分析算法的成熟，相關(guān)智能產(chǎn)品的應(yīng)用也開始越來越多，和之前的叫好不叫座相比，現(xiàn)在智能分析產(chǎn)品已經(jīng)呈現(xiàn)出一個(gè)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。由于之前的智能分析產(chǎn)品都需要單獨(dú)增加一顆DSP或者其他運(yùn)算芯片來實(shí)現(xiàn)分析的功能，因此不管是在產(chǎn)品開發(fā)難度還是在成本考慮上都不是很理想，如何解決這個(gè)問題是安防產(chǎn)品制造企業(yè)一直以來的重要關(guān)注點(diǎn)，如今的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)率先將智能分析算法成功移植到編解碼芯片的ARM上，實(shí)現(xiàn)了極低成本的高效智能分析，這也給安防行業(yè)帶來了一個(gè)解決此問題的重要思路。隨著安防芯片性能的提升，現(xiàn)在已經(jīng)有將智能分析引擎集成到編解碼芯片的方案。

　　與之前數(shù)字產(chǎn)品較為單一的功能相比，由于目前的聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)，目前的安防數(shù)字產(chǎn)品尤其是DVR和NVR產(chǎn)品具備了很多的周邊業(yè)務(wù)，多業(yè)務(wù)能力已經(jīng)成為衡量安防芯片能力的一個(gè)重要因素。這些業(yè)務(wù)能力一般包括報(bào)警、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)、顯示以及本機(jī)業(yè)務(wù)管理等。這些業(yè)務(wù)的加入，使得安防芯片的集