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百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片發(fā)展趨勢

來源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2011/01/05
　　　本文從芯片技術(shù)研發(fā)商的角度出發(fā)，從系統(tǒng)需求的方向來探討百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片技術(shù)的發(fā)展趨勢，試從產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化方向分析百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)如何實(shí)現(xiàn)與安防系統(tǒng)配合。
　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)面世已經(jīng)超過20年，受制于網(wǎng)絡(luò)條件和編解碼技術(shù)，前10年的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一直是屬于叫好不叫座的產(chǎn)品。受惠于互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展和編解碼技術(shù)的成熟，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)迎來迅猛發(fā)展的最好機(jī)遇。從發(fā)布全球第一顆專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)H.264的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片解決方案開始，至720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決方案以至于最新的第三代監(jiān)控解決方案。每一代芯片的發(fā)布都代表著技術(shù)的進(jìn)步，以及對(duì)監(jiān)控的理解加深。
　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的優(yōu)勢是其組網(wǎng)和傳輸成本的下降，前端把壓縮的視頻變成網(wǎng)絡(luò)包，大大減少了傳輸消耗，這也是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)領(lǐng)域首先提出百萬像素的原因。但是在應(yīng)用的過程中，大部分安防工程商只具有傳統(tǒng)的數(shù)模結(jié)合的產(chǎn)品施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用還是不習(xí)慣，加上與之配套的顯示系統(tǒng)無獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)和解碼能力，導(dǎo)致百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)更多的是應(yīng)用在大型項(xiàng)目中，動(dòng)輒就上大平臺(tái)，配各種轉(zhuǎn)發(fā)及解碼服務(wù)器等，導(dǎo)致百萬網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)很難進(jìn)入到普遍的中小工程應(yīng)用中，大家還是習(xí)慣了攝像頭+DVR+顯示的模式。
　　提起百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，很容易想到其與傳統(tǒng)攝像機(jī)不同的地方是CVBS口變成了網(wǎng)絡(luò)口。今天筆者嘗試從系統(tǒng)需求的角度來討論百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片技術(shù)的發(fā)展趨勢，圍繞著這個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化展開，針對(duì)解決百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與目前主流安防系統(tǒng)的配合問題方向探討。
　　與傳感器的數(shù)字對(duì)接
　　在百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以前，攝像機(jī)都用統(tǒng)一BT.656轉(zhuǎn)CVBS的接口(主要指監(jiān)控傳統(tǒng)的CCD攝像機(jī))，視頻壓縮芯片只要對(duì)應(yīng)接BT656的芯片就能滿足傳感器接入的問題。但是在百萬像素的時(shí)代，CCD和CMOS競相推出，各廠家都有自己的接口標(biāo)準(zhǔn)，即使表面上物理接口是一樣，內(nèi)部數(shù)據(jù)都不同，所以需要與傳感器原廠對(duì)接。在這方面需要芯片廠商與傳感器廠商進(jìn)行協(xié)調(diào)合作才會(huì)有比較好的效果。這個(gè)也是在百萬像素級(jí)傳感器還沒有統(tǒng)一數(shù)字接口，編解碼芯片必須要做的功課。這樣才能支持百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的多樣化和產(chǎn)業(yè)化。如Hi3515和Hi3520就把SONY的720PCCD這種原來需要CPLD轉(zhuǎn)接的接口直接定義到了芯片里面，由于該CPLD的實(shí)現(xiàn)需要SONY原廠提供幫助，這樣就直接幫助一些客戶解決了原來不可獲取的問題，同時(shí)每臺(tái)百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都可以節(jié)省一顆CPLD本身的成本。
　　編碼和網(wǎng)絡(luò)處理
　　由于顯示帶寬的限制以及用戶的使用成本考慮，百萬像素的體驗(yàn)雖然好，但是用戶不能在目前的成本下使用太高的碼流來實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的編碼效率提出要求。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸上實(shí)現(xiàn)方式的不同也會(huì)直接影響到體驗(yàn)。未經(jīng)處理視頻編碼特點(diǎn)是由視頻的運(yùn)動(dòng)量不同編碼碼流大小會(huì)發(fā)生變動(dòng)，這樣的碼流在DVR錄像應(yīng)用中問題不大，但是在網(wǎng)絡(luò)中，過大數(shù)據(jù)包則意味著網(wǎng)絡(luò)堵塞，所以對(duì)編碼器的內(nèi)部控制需求非常的嚴(yán)格，并且不能影響圖像質(zhì)量。
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　　實(shí)時(shí)模擬預(yù)覽輸出
　　傳統(tǒng)的安防人拿到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)會(huì)很頭疼，施工過程中機(jī)身默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)IP已被修改，維修過程非常復(fù)雜。尤其百萬像素的攝像機(jī)，由于分辨率更高，鏡頭一般視角更大，與工程商原來標(biāo)清時(shí)代的施工經(jīng)驗(yàn)有所不同，要求工程商施工要配熟悉網(wǎng)絡(luò)配置的工程師帶著筆記本電腦才能去調(diào)試，可以想象這個(gè)項(xiàng)目復(fù)雜度和成本的增加?，F(xiàn)在，通過芯片內(nèi)置CVBS輸出，客戶可以如同使用模擬攝像機(jī)一樣，直接用傳統(tǒng)模擬顯示器就可看到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的內(nèi)部各種參數(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的鏡頭效果等，方便工程商跟以前一樣的人員配置就可以方便施工。
　　因而，對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片而言，在目前工程水平上快速滿足客戶的需求，才是根本所在，不能將節(jié)省的網(wǎng)絡(luò)傳輸成本轉(zhuǎn)移到施工人員的成本上。
　　存儲(chǔ)、管理、及顯示
　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以同模擬攝像機(jī)一樣布置調(diào)試，會(huì)扭轉(zhuǎn)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)使用難的狀況。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的搭配，只有前端是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須要有后端芯片技術(shù)的處理。
　　由于百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)過來的數(shù)據(jù)是IP包，人是不能直接感受這些數(shù)據(jù)的，后端的系統(tǒng)將會(huì)存儲(chǔ)為我們常見的格式以方便調(diào)用，同時(shí)要把這些數(shù)據(jù)解碼，把這些數(shù)據(jù)變成我們可以感受的視頻和聲音，然后在通過模擬輸出接入到監(jiān)視器等顯示設(shè)備上。
　　如果沒有考慮到這點(diǎn)需求的解決方案做的高清系統(tǒng)，常常遇到要么解碼性能不夠，要么是解碼后不知道怎么樣輸出，又或者都實(shí)現(xiàn)了，但是要很多外圍芯片甚至FPGA拼接起來，代價(jià)昂貴，不符合工程成本的利益。
　　現(xiàn)在芯片實(shí)現(xiàn)更多功能的集成，如果只是簡單少量點(diǎn)的需求，或者已經(jīng)有了大平臺(tái)，用戶希望滿足高清網(wǎng)絡(luò)視頻上電視墻的需求，采用具有單路解碼效果的芯片即可。對(duì)中小型項(xiàng)目和大項(xiàng)目的分級(jí)點(diǎn)而言，要達(dá)到上文提到的傻瓜式的智能化應(yīng)用，則用到的NVR或者目前最熱門的混合型DVR來解決?？紤]到把多臺(tái)百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的大量數(shù)據(jù)流進(jìn)行管理和存儲(chǔ)會(huì)消耗非常大的網(wǎng)絡(luò)搬運(yùn)和PCI搬運(yùn)，這對(duì)CPU來說是非常大的考驗(yàn)，這個(gè)就是Hi3520芯片為什么要集成雙核CPU和千兆網(wǎng)口的原因。
　　同時(shí)要做到對(duì)多路百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的圖像實(shí)現(xiàn)解碼(也就是模擬攝像機(jī)和DVR中常用的實(shí)時(shí)預(yù)覽)，就需要解決方案能性能足夠強(qiáng)大和靈活，所以Hi3520方案與傳統(tǒng)很多方案編碼是編碼，解碼是解碼不同，可以靈活地在總性能設(shè)置編解碼分配，使得它可以很容易地均衡DVR性能。
　　解碼后要能輸出，在標(biāo)清時(shí)代，芯片的級(jí)聯(lián)都是通過PCI來實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)PCI能傳2~3個(gè)D1的未壓縮碼流，但是在高清時(shí)代就不行了，高清解碼數(shù)據(jù)通過PCI是傳不到顯示芯片上的，所以很多方案就會(huì)對(duì)高清圖像進(jìn)行縮放再輸出，這樣最后的效果就不能體現(xiàn)到真正高清效果。具有海思專利的高清級(jí)聯(lián)通道的解決方式的推出零時(shí)延的多片傳輸效果，和芯片集成的高清的VGA輸出匹配，加上DHCP技術(shù)，就可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)高清像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的智能化的平臺(tái)管理。
　　結(jié)語
　　總而言之，百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的芯片發(fā)展趨勢不能簡單看成網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展，更值得關(guān)注的是怎樣實(shí)現(xiàn)應(yīng)用體驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，完善系列配套產(chǎn)品。百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的優(yōu)勢是高清解析度，如何將這種優(yōu)勢應(yīng)用在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用到，從芯片部分開始考慮，貼近安防應(yīng)用開發(fā)，才能使百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)才有更廣泛的應(yīng)用。
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