主頁（http://www.130131.com）：基于TI方案IP監(jiān)控?cái)z像機(jī)開發(fā)應(yīng)用案例 近年來，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的廣泛應(yīng)用使用戶對(duì)其有了更加直觀的認(rèn)識(shí)。而且網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片方案成為了大家比較關(guān)注的問題。用戶也在經(jīng)常問，貴公司的攝像機(jī)是什么方案？比其它攝像機(jī)方案有何優(yōu)勢？由此可見，隨著安防產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，用戶群已經(jīng)從原來對(duì)安防只是概念上的認(rèn)知到了如今對(duì)芯片級(jí)架構(gòu)的理解層次。 從某種程序來講，選擇一個(gè)合適的方案是很重要的，關(guān)系到后期產(chǎn)品面向市場的定位、推廣以及企業(yè)的根本發(fā)展。目前已知主流的高清方案有德州儀器（TI），海思（HiSilicon），安霸（Ambarella），恩智浦（NXP），升邁（GrainMedia），Nextchip；本文著重介紹一下目前關(guān)注度比較高的一個(gè)方案：TI。 趨勢與技術(shù) 目前最常見的高清攝像機(jī)分為圖像傳感器、ISP（圖像信號(hào)處理器）、壓縮處理器或者視頻轉(zhuǎn)換三個(gè)常見部分。圖像傳感器是組成數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的重要組成部分之一。根據(jù)元件的不同，通常分為兩大類CMOS和CCD，目前在高清領(lǐng)域主要有Aptina、OV和Sony，其Sensor產(chǎn)品各有特點(diǎn)，有主打高像素的，有以低照度為賣點(diǎn)的，也有強(qiáng)調(diào)寬動(dòng)態(tài)性能的，總的來說各有千秋。 由于篇幅的原因在這里就不做詳細(xì)的介紹。要實(shí)現(xiàn)良好的圖像質(zhì)量，除了前端鏡頭、傳感器部分對(duì)光線的處理，影像處理部分也是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中不可忽視的一環(huán)。通常情況下，傳感器部分設(shè)置有內(nèi)嵌的圖像處理芯片處理一些較簡單的功能，而較復(fù)雜的自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡以及自動(dòng)對(duì)焦等功能則必須通過后端ISP處理，以獲得良好的影像效果。 通過集成ISP，不但可大幅降低系統(tǒng)成本，更能大大增強(qiáng)視頻的穩(wěn)定性，優(yōu)化影像在光學(xué)方面的性能。這對(duì)于提升高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的成像品質(zhì)具有及其重要的作用。 DaVinciTM數(shù)字媒體處理器是信號(hào)處理解決方案，專為數(shù)字視頻、影像和視覺應(yīng)用而設(shè)計(jì)。達(dá)芬奇平臺(tái)提供片上系統(tǒng)，包括視頻加速器和相關(guān)外設(shè)。產(chǎn)品包括僅針對(duì)ARM9的低成本解決方案到基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的全功能SoC。 針對(duì)視頻編碼和解碼應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，可升級(jí)的達(dá)芬奇處理器系列還包括多媒體編解碼器、加速器、外設(shè)和框架。以TI的DM36×平臺(tái)為例，其中視頻處理子系統(tǒng)（VPSS）中包含了CCD或CMOS傳感器的控制器，直接接收原始視頻信號(hào)，然后由集成的ISP進(jìn)行預(yù)處理，其中有H3A處理（即自動(dòng)曝光AE、自動(dòng)白平衡AWB、自動(dòng)聚焦AF）、鏡頭畸形校正模式（LDC）處理、硬件人臉檢測引擎、影像協(xié)處理器（IMCOP）、影像處理加速器（IPIPE），以及增強(qiáng)型屏幕疊加顯示（OSD）等等。 TI芯片在安防領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)間比較長，性能比較穩(wěn)定，相關(guān)開發(fā)資料比較齊全，監(jiān)控廠商可以比較快速地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。正是由于上流廠商提供的幾款主流芯片方案加上主流的三四中圖像傳感器，所以目前高清市場上的產(chǎn)品越來越趨于同質(zhì)化。 不過IP高清的技術(shù)開發(fā)難度相對(duì)比較高。即使是很成熟的開發(fā)方案，仍然需要廠家對(duì)于外部輸入輸出接口、底層驅(qū)動(dòng)、協(xié)議、3A等進(jìn)行配置和調(diào)試。而且IP高清應(yīng)該是一個(gè)整體統(tǒng)一的系統(tǒng)，它包括前端高清采集，中間傳輸帶寬、性能和協(xié)議的保證，后端高清存儲(chǔ)、解碼顯示、管理、控制、分析、聯(lián)動(dòng)等，只有系統(tǒng)整體保證高清性能才算是真正的高清。 只提供一只高清的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是毫無意義的，因此IP高清研發(fā)生產(chǎn)廠商不應(yīng)該只給客戶提供高清前端而忽視后端。此外，從應(yīng)用層來講，用戶更關(guān)注產(chǎn)品的穩(wěn)定性、易用性，甚至如何從海量數(shù)據(jù)中快速獲取想要的數(shù)據(jù)，更多地關(guān)注IP高清究竟能夠?yàn)橛脩魩硎裁礃拥膬r(jià)值。 目前主流的高清IPC解決方案主要是基于DM365和DM368，DM365可做H.264的720P/30fps高清壓縮，其實(shí)在這之前還有款DM355，不過DM355只能支持MPEG4編解碼算法，但MPEG4的劣勢相信大家都已經(jīng)很了解了。 盡管如此TI在2009年推出的DM365最高也還是只能支持到H.264的720P/30fps高清視頻壓縮，該系列作為TI入門高清級(jí)的壓縮方案在如功耗、編碼效率、畫質(zhì)等方面的性能表現(xiàn)并不理想，但由于其TI在DVR時(shí)代的應(yīng)用慣性，還是有很多高清IPC整合廠家選擇它，包括國內(nèi)主流的大品牌。 鑒于DM365的諸多缺陷，TI迅速推出DM368彌補(bǔ)在高清IPC解決方案上的差距，DM368可實(shí)現(xiàn)多格式的1080P/30fps壓縮，包括了H.264編解碼等在內(nèi)；采用主頻為423MHz的ARM926ej-s處理器，整合了（hdvicp，mjcp）視頻圖像協(xié)處理器引擎；DM368已經(jīng)可以支持H.264的1080P/30fps全高清壓縮，同時(shí)畫質(zhì)和碼流方面有一定提升。 未來芯片的發(fā)展 隨著安防產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，對(duì)于未來芯片的發(fā)展，從目前看來是主要是更高的像素、幀率，更低的照度和動(dòng)態(tài)范圍，更低的帶寬占用、更高的傳輸效率，以及更加智能的ISP算法等。作為芯片的直接使用者，視頻監(jiān)控廠商一般的選型原則首先是根據(jù)產(chǎn)品的定義和工作環(huán)境來進(jìn)行不同款芯片的比較，同時(shí)購買EVM開發(fā)板進(jìn)行方案的預(yù)研評(píng)估和測試，檢驗(yàn)芯片的功能和性能是否滿足需求。然后需要了解芯片的成熟度和穩(wěn)定性，并預(yù)估整個(gè)產(chǎn)品的整機(jī)成本、開發(fā)成本和開發(fā)難度，功耗低、節(jié)能環(huán)保也是需要考慮的方面，芯片廠商強(qiáng)有力的技術(shù)支持是重要的條件。 從供應(yīng)商的角度來說，希望芯片廠商在大幅度提升編解碼性能的同時(shí)，能盡量保證芯片體系架構(gòu)的一致性，以便于開發(fā)的延續(xù)和繼承，保證供應(yīng)商在技術(shù)積累方面能創(chuàng)造更多的價(jià)值，加快產(chǎn)品開發(fā)和上市周期，節(jié)約開發(fā)成本。目前DVR和NVR的芯片方案，其功耗太高，核心的芯片TDP高達(dá)10多W，與Intel的X86架構(gòu)低功耗CPU相比也高出了許多，這給電源設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)都帶來了巨大挑戰(zhàn)，其穩(wěn)定性需要大量且長時(shí)間的批量測試驗(yàn)證來保障，整個(gè)設(shè)計(jì)成本、驗(yàn)證成本和BOM成本都增加不少。因此，進(jìn)一步降低功耗，改善封裝工藝也是芯片廠商下一步需要改進(jìn)的方向。 目前行業(yè)客戶對(duì)高清解碼方面的需求越來越高。因此，需要芯片廠商考慮支持更多的通用解碼庫，提升解碼核的兼容性和功能性，就算解碼核模塊程序跑飛異常，也不會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)崩潰。 可以采用軟件自動(dòng)復(fù)位或用戶介入操作進(jìn)行恢復(fù)，不影響設(shè)備其它的采集壓縮和傳輸功能，保證設(shè)備系統(tǒng)的可靠性。城市級(jí)的監(jiān)控系統(tǒng)中，在做社會(huì)化接入時(shí)，會(huì)遇到許多廠家的設(shè)備接入問題，如何完美的接入和展現(xiàn)給用戶最良好的客戶體驗(yàn)。
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