看不見的東西同樣實實在在地影響著視頻監(jiān)控的性能。兩臺攝像機可能外觀完全相同,但圖像傳感器的分辨率及處理器速度卻存在很大差別。在存儲方面,強大的處理器能夠處理壓縮率更高的格式、通道,進行相應的視頻分析。隨著技術的進步,安防設備元器件的性能也得到了提升。
In-Stat預測,2009至2013年之間,視頻監(jiān)控市場半導體元件的銷售額不會有大的變化,因為價格的降低會抵消銷售量的增長。根據(jù)其“全球視頻監(jiān)控設備”報告預測,截至2011年,模擬攝像機、網絡攝像機、DVR、NVR和編碼器的銷售收入將達190億美元。
IMSResearch的預測相對保守,該機構估計,包括視頻監(jiān)控、門禁、入侵檢測等系統(tǒng)在內的安防設備總市場份額將不足150億美元。
截至2012年,網絡攝像機元器件的市場份額將超過3億美元,主要包括編碼器和圖像處理器。In-Stat的分析師MichelleAbraham在一份報告中稱,“編碼器所遵循的標準從MPEG-4第二部轉為H.264之后,這一市場仍將最具活力和機遇?!?/p>
In-Stat發(fā)現(xiàn),DVR的銷售量增長已經超過了攝像機,其增長最快的部分是混合DVR。元器件廠商首先意識到這一增長?!皬哪M路數(shù)的角度來說,混合DVR日益普及,但普通DVR仍占據(jù)著主導地位”,Techwell銷售副總裁DavidNam表示,“估計到2009年,模擬路數(shù)的市場總量達四千萬美元左右,這個是指DVR和混合DVR的總和。雖然主流產品是4路和8路系統(tǒng),但從目前來看,16路產品的增長非常強勁?!?/p>
In-Stat認為,視頻分析系統(tǒng)價格的下降,意味著嵌入式設備的增長將會“加快步伐”。
市場因素
雖然市場的發(fā)展趨于緩慢,但處理器的價格依然堅挺?!拔覀円呀浛吹侥M視頻解碼器市場價格略有下挫,”Nam分析,“這并不是因為全球經濟下滑,價格下跌的原因是正常的市場競爭。在全球經濟形勢良好的時期,我們也看到了年復一年的價格穩(wěn)步下降,這兩者是相一致的?!?/p>
產品廠商們正在積極謀求有效的解決方案?!拔覀冞€未看到處理器定價體系有何重大影響,”Stretch產品市場總監(jiān)MarkOliver說,“在發(fā)展緩慢的市場中,許多廠商希望將開發(fā)過程流程化,但同時仍能保持產品的多樣性。”
一些元器件廠商已經開發(fā)了成本可負擔的解決方案?!癐ntel開發(fā)了IntelAtom處理器,向客戶提供價廉物美的選擇,”Intel公司數(shù)字安防及監(jiān)控部門市場經理KarenOoi說,“IntelAtom處理器對于入門級DVR市場來說,是一種理想的選擇?!?/p>
視頻監(jiān)控的需求
視頻監(jiān)控設備對元器件提出了更嚴格的要求。“安防市場擁有比消費市場更為多樣的各類標準,”O(jiān)liver說,“消費市場會確定一個較為狹窄的分辨率及幀率范圍以確保各種設備的兼容性,而安防市場則充斥著各種分辨率和幀率的組合,它們可能一夜之間就會改變?!?/p>
監(jiān)控的技術要求高于消費產品?!案叻直媛省⒏弋嬞|、多攝像機通道支持、高級多層圖像顯示、高清播放能力,都是專業(yè)級DVR的典型要求,”Nam說,“高性能DVR的技術規(guī)范要求更先進的視頻復用與顯示控制器,以及更高通道密度的H.264編解碼器和更快、更強大的主控CPU?!?/p>
視頻元器件必須支持全天候的隨意操作,并具備高可靠性和高穩(wěn)定性。監(jiān)控元件還應支持高分辨率,以獲得更好的回放和變焦。
然而,監(jiān)控顯示元件則沿襲主流趨勢。“顯示設備的趨勢看起來像是消費級的電視機或監(jiān)視器,”Macro視頻技術公司技術行銷部門JayKim說,“監(jiān)控顯示功能與消費級產品相類似,例如DVI或HDMI顯示,以及高清DVR或NVR。”
攝像機
在邊緣設備中,攝像機處理器技術有了一定增長?!半S著中國視頻監(jiān)控市場的快速增長,迫切需要滿足尖端智能應用的需求。”Vimicro首席技術官DaveYang在一份報表中說。該公司網絡攝像機中央處理器支持視頻分析,包括面部識別、車牌識別。
有報告顯示,TI網絡攝像機的參考設計中,帶有嵌入式動態(tài)影像穩(wěn)定及面部識別,包括增強視頻質量的功能,例如噪點過濾,自動白平衡及自動對焦。TI這套方案充分利用全動態(tài)范圍提升,顯示了陰影部分的細節(jié),同時沒有掩蓋高光照區(qū)域影像,大大提高了畫面質量。它彌補了由于使用廉價的CMOS傳感器而造成的動態(tài)范圍降低的弱點,同時還支持五百萬像素的分辨率。由于網絡攝像機面臨更多的網絡風險,TI的解決方案使用了更先進的編碼標準。
存儲設備
處理器的速度是任何DVR、NVR和混合DVR的一種衡量標準。根據(jù)用途的不同,一系列處理器——DSP、ASIC、SoC和FPGA等,都使得快速處理成為可能。
Hikvision的技術總監(jiān)YonghuaJia表示,“隨著越來越多采用高速多核架構,監(jiān)控產品的性能不再僅僅依賴于由處理器自身架構所決定的主頻率?!?/p>
一些廠商則看到了對新的芯片架構需求的增長?!半S著高清分辨率和視頻分析技術的出現(xiàn),我們看到消費市場的發(fā)展趨勢——采用高端多核處理器來應對用戶對增強處理能力的需求,”O(jiān)oi如是說。
Stretch的解決方案是利用簡化的C/C++編程來提升速度?!败浖膳渲玫奶幚砥靼删幊探Y構,”O(jiān)liver解釋,“這種結構可以通過對每一應用軟件生成一個自定義指令集,從而大大提升處理器的性能?!?/p>
壓縮格式
存儲設備要求處理器能夠應付多種壓縮格式。來自視頻成品廠商的工程師Dali說:“我們尋求在H.264支持下對多重編解碼流的高效處理能力?!?/p>
H.264的高效壓縮加重了處理器的負擔。來自SoC解決方案廠商GM——GrainMedia的C.J.Liang表示,“能夠提供可靠的H.264解決方案的廠商將會獲得成功,在今后的四年里,H.264將成為一種潮流?!?/p>
更大的畫面需要更高的壓縮效率?!耙曨l流更高的分辨率使得M-JPEG和MPEG-4格式應用更加昂貴,”O(jiān)liver說。他還表示,“H.264AVC和最近的SVC正變得越來越普及,SVC能夠保持高清視頻清晰度的靈活性和可擴展性,并可通過網絡對遠端的視頻流進行存儲管理和訪問?!?/p>
視頻分析
植入攝像機的智能技術,其功能受到了一定限制。更為復雜的邏輯運算仍由后端的存儲設備來完成,智能分析仍為數(shù)據(jù)處理的一個部分。
一些產品廠商強調其擁有智能組件?!皳碛兄悄芤曨l分析能力是一個重要標志,”Jia說,智能首先體現(xiàn)在元器件的設計上?!艾F(xiàn)在有一種明顯的趨勢,傾向于攝像機內嵌視頻分析,早在以前,這一技術就在視頻監(jiān)控市場有所應用,”O(jiān)liver說,“一旦這種技術被廣為接受,它將在DVR和網絡攝像機市場中占據(jù)越來越大的份額。”
GrainMedia的解決方案被用來設計視頻編碼器運算和百萬像素分辨率,處理器的輔助照明功能變得重要。
有更多的處理器支持第三方視頻分析。Ooi表示,“基于Intel的構造,我們有ObjectVideo、iOmniscient和Huperlab?!?/p>
集成
元器件需要具有易于集成的靈活性,才能最終成為成品。通過將很多供DVR用的顯示及記錄功能的元器件整合在一個集成電路板(IC)上,Techwell公司的設備大大簡化了DVR的設計。Nam說,“這不僅簡化了元件材料清單(BOM),也降低了BOM中元件的整體費用?!?/p>
Oliver則稱,Stretch的解決方案包括一種“芯片到芯片”的快速總線,使處理器能夠聯(lián)結為陣列,以增加其可擴展性。
將一些處理器集成安裝,可改善兼容性問題。Ooi認為,“目前的辦法是將視頻捕捉芯片直接安裝于主板上,以減少可靠性和性能方面出現(xiàn)問題的可能性,并縮小系統(tǒng)尺寸,降低能耗”。
供電及其它
元件需要可靠高效的電源供電。Jia說:“如果無法使用風扇進行散熱,那么為安防攝像機以及4路或8路DVR選用一款設計緊湊的低功耗處理器變得至關重要。低功耗處理器能降低產品設計的復雜度,并使產品獲得良好的穩(wěn)定性?!?/p>
TI的網絡攝像機系統(tǒng)采用PoE供電,僅需3瓦功耗,較為節(jié)能環(huán)保。
產品廠商并非僅僅局限于技術規(guī)范,除處理器外,還應該考慮軟件、技術支持和服務等。當使用新一代的處理器時,應著重考慮這種新產品的連續(xù)性和兼容性。
相關標準
IP技術帶來的效益使之成為長期的發(fā)展趨勢,多數(shù)專家認為,IP和高清技術是視頻監(jiān)控的未來發(fā)展方向。
廠商對于視頻標準的互用性并無把握?!邦愃芆NVIF和PSIA這樣的IP視頻標準對于元件的選擇鮮有影響,”Jia說,“對于芯片標準視頻格式和系統(tǒng)開發(fā)平臺的支持來說,IP視頻標準并非強迫性,而是推薦性的?!?/p>
專有視頻格式的盛行阻礙了IP視頻技術的發(fā)展,造就了五花八門的各類標準?!皫追N新標準,例如ONVI、PSIA和HDcctv等的出現(xiàn),造成了客戶的困惑和擔憂,”Nam說,“很多客戶加入這些標準組織是為了能夠理解這些標準,并獲取第一手資料,以及根據(jù)該技術規(guī)范的規(guī)定提供輸入信號的能力,這樣他們就能夠更好地做出準備,從而應對這些標準最終在市場上的勝利或失敗。”
TI的攝像機參考設計支持PSIA——第一個IP視頻標準。然而,HDcctv則帶來了如何充分利用現(xiàn)有視頻系統(tǒng)的討論。這種標準使用HD-SDI技術通過同軸電纜傳送720P視頻信號,并允許用戶在不需重新布線的情況下添加高清攝像機。
“雖然IP視頻技術是發(fā)展方向,現(xiàn)在的安防監(jiān)控市場仍然是模擬攝像機和DVR的天下,”Nam說,“據(jù)估計,全球范圍內約有4億只使用同軸電纜安裝的模擬攝像機,對已有同軸電纜架構的投入非常巨大,我們需要有一種技術對已安裝的同軸電纜設備加以充分利用。”
盡量利用現(xiàn)有系統(tǒng)能夠大大節(jié)省投資。“在布設電纜上的投入,占系統(tǒng)總安裝費用的75%,”O(jiān)oi說,“有了HDcctv提供高清視頻分辨率,同軸電纜攝像機就能夠發(fā)揮潛力,對客戶有很強的吸引力?!?/p>
Stretch作為HDcctv標準的發(fā)起者,提供遵從該標準的解決方案,但同時也支持其他標準?!芭c我們交談的大部分人,都正處于猶豫和觀望之中,他們觀看著ONVIF與PSIA之間的爭論,并等待著產生最后的勝者,”O(jiān)liver說,“從Stretch的角度來看,對事情的發(fā)展并無定論,我們將支持用戶提出的要求?!?/p>
只要有能夠更好地兼容第三方設備的標準,視頻監(jiān)控元件就能克服專有視頻格式的壁壘。當視頻技術日益智能化、更加清晰、提供更高效的存儲,具有高可靠性的處理器將能夠大大促進產品的創(chuàng)新。