文/雷玉堂

大家知道，攝像機(jī)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心。因此，對(duì)攝像機(jī)制造企業(yè)而言，所選用的攝像機(jī)的方案是至關(guān)重要的。本文首先從高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的基本架構(gòu)與使用芯片，介紹了對(duì)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案的選擇及其選擇要點(diǎn)，接著從安霸與TI公司的實(shí)力、方案的綜合特性、主要參數(shù)及實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)等方面，對(duì)二者高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的方案進(jìn)行了比較，最后簡(jiǎn)要而實(shí)際地介紹了安霸A5s與安霸 S2-4K二種高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的解決方案。

視頻監(jiān)控產(chǎn)品經(jīng)歷了模擬時(shí)代、數(shù)字時(shí)代、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展后，現(xiàn)在已經(jīng)逐步走入了高清和智能時(shí)代。而高清產(chǎn)品的出現(xiàn)也能大大提升系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，為視頻監(jiān)控帶來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。

數(shù)字百萬(wàn)高清全系列產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)品化，以及技術(shù)的逐步成熟，必將實(shí)現(xiàn)未來(lái)幾年內(nèi)百萬(wàn)高清監(jiān)控大規(guī)模的普及與應(yīng)用。由于在數(shù)字百萬(wàn)高清時(shí)代，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的技術(shù)門(mén)檻越來(lái)越高，通過(guò)市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰，市場(chǎng)環(huán)境會(huì)越發(fā)純凈，無(wú)序惡性競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象將逐漸杜絕，無(wú)論是安防廠家，還是經(jīng)銷(xiāo)商與工程商，其利潤(rùn)會(huì)更趨于合理化。尤其是品牌意識(shí)大大增強(qiáng)，中國(guó)安防行業(yè)將更加成熟。

實(shí)際上，高清視頻監(jiān)控存在著巨大機(jī)遇的同時(shí)，也有相當(dāng)?shù)淖枇?。目前影響百萬(wàn)高清攝像機(jī)市場(chǎng)發(fā)展的因素主要有：價(jià)格、產(chǎn)品系列與配套的齊全，行業(yè)對(duì)高清的正確認(rèn)識(shí)。

早期的百萬(wàn)高清攝像機(jī)，幾乎都出自國(guó)外廠家及他們的代理，其產(chǎn)品價(jià)格極其昂貴，讓很多需要高清設(shè)備的用戶(hù)望而卻步。但如今國(guó)內(nèi)外一些大芯片廠商（如TI、安霸、海思等）紛紛提出了高清低成本解決方案。目前，高清攝像機(jī)的價(jià)格已經(jīng)是越來(lái)越逼近傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)，使更多的用戶(hù)都能用得起百萬(wàn)高清。

在產(chǎn)品系列與配套方面，攝像機(jī)自身系列是否完整，配套設(shè)施是否齊備，將直接影響到數(shù)字百萬(wàn)高清攝像機(jī)的應(yīng)用與普及。百萬(wàn)高清監(jiān)控的后端設(shè)備PDVR(或NVR)、混合DVR等，比過(guò)去的傳統(tǒng)DVR技術(shù)門(mén)檻高了很多。并且，要求更高的高清輸出分辨率與更高的解碼與處理性能，硬件結(jié)構(gòu)也比傳統(tǒng)DVR復(fù)雜了很多，因此國(guó)內(nèi)只有少部分DVR廠家能成功地做出百萬(wàn)高清后端錄像設(shè)備。

百萬(wàn)高清發(fā)展的必然趨勢(shì)，已得到絕大多數(shù)安防界企業(yè)的認(rèn)同，在最近幾年的安博會(huì)上，大多數(shù)展臺(tái)均亮出了百萬(wàn)高清攝像機(jī)，但是真正能批量出貨的國(guó)產(chǎn)百萬(wàn)高清攝像機(jī)則極少，自己掌握核心技術(shù)的廠家那就更少了。現(xiàn)在大家已經(jīng)看到，要做百萬(wàn)高清，并非簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地買(mǎi)套方案或代理幾款產(chǎn)品就行的，百萬(wàn)高清比目前的傳統(tǒng)監(jiān)控門(mén)檻高得多，需要更強(qiáng)大的綜合實(shí)力，尤其是要儲(chǔ)備有一定的研發(fā)力量。

高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展到今天，市場(chǎng)也開(kāi)始進(jìn)入真正的高清時(shí)代，諸多的有實(shí)力的高清攝像機(jī)廠家的產(chǎn)品線(xiàn)也逐漸完善起來(lái)，高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的配套產(chǎn)品也更加豐富和成熟。與此同時(shí)，困擾很多人的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與后端平臺(tái)或者與后端NVR互聯(lián)互通的問(wèn)題，也在逐漸迎刃而解。這些都得益于各個(gè)方案研發(fā)公司、生產(chǎn)廠家、平臺(tái)商、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議組織投入了大量精力，使得高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與第三方設(shè)備或者軟件平臺(tái)的對(duì)接，不再像早期那么尷尬。現(xiàn)階段，面向市場(chǎng)的高清推廣商以及用戶(hù)本身，面對(duì)紛繁復(fù)雜的高清芯片方案、高清品牌，同時(shí)也被諸多的高清概念、產(chǎn)品宣傳弄得暈頭轉(zhuǎn)向。一些公司在產(chǎn)品導(dǎo)入階段感覺(jué)很多產(chǎn)品都不錯(cuò)，但有時(shí)候細(xì)看有些又有很大的差距。同行之間也經(jīng)常討論，目前哪一家的產(chǎn)品做得比較好，用的什么方案等一系列問(wèn)題，實(shí)際上，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案一直都是很多人所關(guān)心的問(wèn)題，從某種程序來(lái)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(chǎng)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等。本文首先從高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的基本架構(gòu)與使用芯片，介紹了對(duì)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案的選擇及其選擇要點(diǎn)，接著從安霸與TI公司的實(shí)力、方案的綜合特性、主要參數(shù)及實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)等方面，對(duì)二者高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的方案進(jìn)行了比較，最后簡(jiǎn)要而實(shí)際地介紹了安霸A5s與安霸S2-4K二種高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的解決方案。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案的迭擇

目前市面上的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的解決方案層出不窮，其中包括海思，TI、NXP、Trident、Techwell、智源等等多種芯片廠家都提出了具有自己特色的高清IP解決方案，如何選用適合自己的高清IP解決方案已成為大家非常關(guān)注的問(wèn)題。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的基本架構(gòu)的選擇

雖然市面上高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的方案很多，但不外乎是如下的兩種基本架構(gòu)：

基于圖像傳感器+SOC（DSP）的應(yīng)用方案

基于圖像傳感器+SOC（DSP）的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)用方案的組成框圖，如圖1所示。

圖1：基于圖像傳感器+SOC（DSP）的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的基本架構(gòu)

此類(lèi)方案主要是采用CMOS傳感器作為圖像采集設(shè)備，配套提供ISP的SOC芯片。該方案的成像效果主要取決于芯片廠商集成的ISP(如自動(dòng)對(duì)焦、白平衡，自動(dòng)曝光等3A控制技術(shù)，寬動(dòng)態(tài)等)效果。此類(lèi)方案目前市場(chǎng)上見(jiàn)得比較多的有TI和安霸的，也是當(dāng)前高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中出貨量最大的，一般整機(jī)成本（不含鏡頭）在1000元人民左右，目前廠家出貨價(jià)在4000元左右，其市場(chǎng)價(jià)格比較混亂。

此類(lèi)方案的優(yōu)點(diǎn)是具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，且此類(lèi)方案比較靈活，開(kāi)發(fā)自由度大，可以根據(jù)方案的特點(diǎn)加以定制，如抓拍、低幀率超大尺寸視頻等。其缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量沒(méi)有用成像模組的好（依賴(lài)于芯片提供的ISP）。

基于前端攝像機(jī)成像模組+SOC（DSP）的應(yīng)用方案

基于前端攝像機(jī)成像模組+SOC（DSP）的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)用方案的組成框圖，如圖2所示。

圖2：基于前端攝像機(jī)成像模組+SOC(DSP)的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的基本架構(gòu)

此類(lèi)方案采用高端攝像機(jī)成像模組（它實(shí)際是一機(jī)芯，一般自帶鏡頭，也包含有CCD/CMOS圖像傳感器，如日立的SC110、SONY的H11、ACUTE的PE1005等）作為圖像采集設(shè)備，它需配套一個(gè)ASIC或DSP進(jìn)行編碼壓縮和傳輸。由于這類(lèi)方案采用專(zhuān)業(yè)成像模組，其原始圖像效果好，所以整個(gè)IPC產(chǎn)品的效果很大部分取決于配套的壓縮傳輸模塊的效果。其主要的指標(biāo)是壓縮后圖像的清晰度和實(shí)時(shí)性。顯然，其相對(duì)成本較高，一般中、高端方案采用此架構(gòu)。

目前可選的模組或整機(jī)主要有ACUTElogic、SONY、日立、三洋、ARECONT、OV等，網(wǎng)絡(luò)壓縮模塊現(xiàn)在支持1080P的還不是很多，目前主要有TI的DM6467和DM368、美信的MG3500、富瀚微電子的FH8735、富士通的MB86H56、NXP的PNX1005、海思的Hi3520等。其中基于DSP架構(gòu)能做智能分析的有DM6467和PNX1005等，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。

此類(lèi)方案的優(yōu)點(diǎn)是圖像效果較好，開(kāi)發(fā)難度相對(duì)較小，缺點(diǎn)是成本和價(jià)格較高，開(kāi)發(fā)和項(xiàng)目配套自由度?。ㄈ鏏CUTElogic的做交通抓拍就比較困難），是高端中的高端，自然用量和目標(biāo)客戶(hù)群都有限。此類(lèi)產(chǎn)品目前成本基本在5000人民幣左右，廠家出貨價(jià)都在1萬(wàn)人民幣以上，甲方價(jià)格基本在2萬(wàn)以上。

值得提出的是，對(duì)于高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和SDK是個(gè)很重要的一個(gè)方面，每家公司都有自己的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和SDK，并且基本都是獨(dú)家專(zhuān)用。也就是說(shuō)，各家的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是互不兼容，不讓互相替換的，如果采用外購(gòu)模塊的方式就是個(gè)大麻煩，包括系統(tǒng)集成，客戶(hù)維護(hù)等都會(huì)帶來(lái)很大的問(wèn)題。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)集合了當(dāng)前安防行業(yè)最核心的前沿技術(shù)和應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)化、高清化和智能化，也是集成化的必要條件。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的DSP與ASIC芯片方案的選擇

核心的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決方案一般都是采用一個(gè)芯片來(lái)完成視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的核心功能，目前，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的主要解決方案有DSP和ASIC兩大陣營(yíng)：DSP方面，主要有TI、ADI等；而ASIC解決方案中，近期比較成功的有臺(tái)灣映佳和華為海思的方案。

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的DSP芯片解決方案

TI 是美國(guó)德州儀器公司，是世界上最知名的DSP芯片生產(chǎn)廠商，其產(chǎn)品應(yīng)用最為廣泛。如TI生產(chǎn)的TMS320系列DSP芯片廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，DM642是TMS320系列中專(zhuān)為視頻應(yīng)用而優(yōu)化的高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。由于TMS320系列DSP芯片具有價(jià)格低廉、簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，已經(jīng)逐漸成為目前最有影響、最為成功的DSP處理器。DM64X系列DSP以其多樣的視頻接口與豐富的板上資源被廣泛應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、高清視頻、視頻服務(wù)器等行業(yè)中。日前，TI又推出基于DSP的新型數(shù)字媒體處理器：達(dá)芬奇處理器(DaVinci)。如新型TMS320DM643X處理器是達(dá)芬奇技術(shù)中首批僅基于DSP的產(chǎn)品，它結(jié)合了增強(qiáng)型DSP內(nèi)核與最新視頻處理子系統(tǒng)(VPSS)，DM643X處理器能夠提高視頻性能，以D1解析度實(shí)現(xiàn)高達(dá) H.264的視頻解碼。而且與前代DSP數(shù)字媒體處理器相比，成本降低了50%。達(dá)芬奇平臺(tái)的開(kāi)發(fā)又使網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)監(jiān)控解決方案在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用向前邁出了重要一步。

ADI是美國(guó)模擬器件公司，在DSP芯片市場(chǎng)上也占有一定的份額，先后推出具有自己特點(diǎn)的DSP芯片，其Blackfin系列的DSP具有功耗小，運(yùn)算能力強(qiáng)的特點(diǎn)。其中BF531具有非常好的性?xún)r(jià)比，比較合適在低端的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案中采用，但它只能處理到CIF的 MPEG-4編碼，在很多圖像清晰度要求高的場(chǎng)合無(wú)法滿(mǎn)足。另外，ADI還有一款BF561是一個(gè)雙核的DSP，能夠處理到D1的分辨率。

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的ASIC芯片解決方案

臺(tái)灣映佳(Imagia)的解決方案就是ASIC的方式，它采用的壓縮算法是標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-4，單片芯片可以做到D1。目前，映佳的ASIC主要推的是MPG440，之前映佳還推出過(guò)MPG420與MPG430。相比而言，MPG440基本上比較成熟，同時(shí)映佳還提供比較完整的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的解決方案，并且可以提供在應(yīng)用軟件上面的強(qiáng)大支持。

海思(Hisilicon)半導(dǎo)體是華為投資的半導(dǎo)體公司，在數(shù)字媒體方案推出標(biāo)準(zhǔn)H.264的視頻處理芯片Hi3510、Hi3512、Hi3515、Hi3520等，并將該芯片定位在視頻監(jiān)控行業(yè)，其中重點(diǎn)的方向就是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)市場(chǎng)。如Hi3510內(nèi)部有一個(gè)ARM9的處理器，同時(shí)推出標(biāo)準(zhǔn)H.264的硬件壓縮處理器。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案的選擇要點(diǎn)

除以上基本架構(gòu)與芯片的選擇之外，對(duì)安防生產(chǎn)廠家而言，還要依據(jù)不同的市場(chǎng)需求和產(chǎn)品定位來(lái)選擇符合自有產(chǎn)品發(fā)展方向的解決方案。一般，在選擇方案時(shí)，需考慮如下幾個(gè)方面（即選擇要點(diǎn)）：

注意不同的圖像傳感器組成的方案不同

由于圖像傳感器是攝像機(jī)的核心，而不同的傳感器就會(huì)有不同的攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)方案。如以CMOS圖像傳感器為核心組成的攝像機(jī)是單芯片式，而以CCD為核心組成的攝像機(jī)多不是單芯片式，因?yàn)镃CD有特殊的二、三、四相時(shí)鐘同步掃描驅(qū)動(dòng)，且所需供電電壓高（DC12V）、功耗大等。因此，需根據(jù)市場(chǎng)需求和性?xún)r(jià)比等選擇所需圖像傳感器組成的方案，對(duì)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最好選用CMOS圖像傳感器的方案。詳細(xì)原因等可參閱近2年我在電子工業(yè)出版社出版的《安防視頻監(jiān)控實(shí)用技術(shù)》與《安防&智能化-視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化實(shí)現(xiàn)方案》書(shū)。

注意平衡存儲(chǔ)及帶寬占用

圖像分辨率的提升，必然會(huì)消耗更大的帶寬和存儲(chǔ)空間。以1920×1080@30幀為例，利用H.264的編碼算法，為保證清晰度，碼流需要控制在6Mbps左右，這樣每小時(shí)的存儲(chǔ)空間需要2.7GB。在普通局域網(wǎng)環(huán)境中，100M帶寬只能可靠傳輸10路編碼后的視頻，1T的硬盤(pán)也只能存儲(chǔ)400小時(shí)左右。如何平衡存儲(chǔ)和帶寬，這也是選擇攝像機(jī)方案時(shí)需考慮的一個(gè)難題。

注意降低成像系統(tǒng)的門(mén)檻

圖像分辨率的提升，尤其甚至好幾百萬(wàn)像素，對(duì)鏡頭精度、水平度控制都提出了新的要求。如二百萬(wàn)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的分辨率是PAL制式的十倍還要多，而普通的高清DC或DV上采用的技術(shù)，用在安防產(chǎn)品上的成本較高，不利于高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的推動(dòng)。因此，如何降低成像系統(tǒng)的門(mén)檻，是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

注意3A控制技術(shù)

在模擬攝像機(jī)上，各個(gè)廠家對(duì)自動(dòng)對(duì)焦、白平衡，自動(dòng)曝光等3A控制技術(shù)做的比較完善，但在數(shù)字高清攝像機(jī)上，這些技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)比較薄弱。實(shí)際上，3A控制對(duì)于高清晰的圖像質(zhì)量非常重要。目前，國(guó)內(nèi)在這些技術(shù)領(lǐng)域所涉及的控制算法上，積累的經(jīng)驗(yàn)比較少，尤其在高清系統(tǒng)中。而分辨率的增加將會(huì)增加相應(yīng)算法開(kāi)銷(xiāo)，因此如何保證實(shí)時(shí)快速的完成這些控制算法，就顯得非常重要了。

注意有否業(yè)內(nèi)資深專(zhuān)家或國(guó)家認(rèn)證部門(mén)的鑒定意見(jiàn)

即對(duì)該方案組成的攝像機(jī)成果有否通過(guò)由業(yè)內(nèi)5位資深專(zhuān)家（有高級(jí)職稱(chēng)）組成的鑒定委員會(huì)的簽名鑒定意見(jiàn)，或國(guó)家認(rèn)證部門(mén)的鑒定意見(jiàn)。尤其前者，會(huì)對(duì)該方案成果的水平等級(jí)、優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)意見(jiàn)提得一清二楚，一看就非常明白。顯然，那些不敢拿出來(lái)給專(zhuān)家們鑒定的方案是不可取的。

安霸的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案與TI方案的比較

安霸與TI公司的實(shí)力比較

TI是美國(guó)德州儀器的簡(jiǎn)稱(chēng)，總部位于美國(guó)德克薩斯州的達(dá)拉斯，是全球知名的半導(dǎo)體企業(yè)，主要從事模擬電路和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的研究，其具有代表性的DaVinci- DM3x ARM9視頻處理器解決方案在安防行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。TI成立之初是一家使用地震信號(hào)處理技術(shù)勘探原油的地質(zhì)勘探公司，1951年更名為現(xiàn)用名的德州儀器公司，其后逐漸進(jìn)入半導(dǎo)體市場(chǎng)。當(dāng)安防領(lǐng)域的視頻監(jiān)控從模擬階段發(fā)展到數(shù)字壓縮處理階段后，TI在安防視頻壓縮領(lǐng)域逐漸暫居主導(dǎo)地位。在高清視頻監(jiān)控領(lǐng)域有代表性的解決方案是DM355、DM365、DM368。

Ambarella于2004年由C-Cube Microsystems公司三位元老組建，總部位于加州的圣克拉拉市；公司中文名稱(chēng)為“安霸”，安霸是高清視頻業(yè)界的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，主要提供低功耗、高清視頻壓縮與圖像處理的解決方案。在電視廣播市場(chǎng)，安霸技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用，大量來(lái)自世界各地的電視節(jié)目都經(jīng)安霸芯片壓縮后傳送。在業(yè)界率先推出了基于最新H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的高集成SoC芯片，集成了各種關(guān)鍵系統(tǒng)功能，提供高性?xún)r(jià)比的高清整體解決方案，在H.264高清專(zhuān)業(yè)廣播編碼設(shè)備市場(chǎng)擁有近90%的市場(chǎng)?，F(xiàn)在已有多款DV/Hybrid Cam采用安霸芯片，品牌包括Kodak、SONY、Samsung等。安霸從最初將A2系列引入到安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域至今已經(jīng)發(fā)布了成熟的A5系列安防高清IPC解決方案，而在國(guó)內(nèi)能夠從A2到A5系列都有深入開(kāi)發(fā)，有深厚技術(shù)積累，并能規(guī)模轉(zhuǎn)化為實(shí)用的高清視頻監(jiān)控產(chǎn)品的公司屈指可數(shù)。

從兩家公司的背景和發(fā)展歷程可以看出，TI在半導(dǎo)體領(lǐng)域有強(qiáng)大的綜合實(shí)力，特別是在標(biāo)清時(shí)代與海思、NXP（原飛利浦半導(dǎo)體）等壓縮方案的角逐中全線(xiàn)勝出，如國(guó)內(nèi)比較主流的?？怠⒋笕A等，都與其有莫大的聯(lián)系。相比較而言，安霸從歷史發(fā)展和規(guī)模看來(lái)都比較年輕，屬于新生代，但安霸團(tuán)隊(duì)有個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)就是從一開(kāi)始就專(zhuān)注于視頻壓縮技術(shù)與圖像處理解決方案的研究，早期的MPEG和現(xiàn)在的H.264高清視頻壓縮都注定了其純粹的高清視頻壓縮和圖像處理技術(shù)的血統(tǒng)。傳統(tǒng)的廣播編碼領(lǐng)域的深厚積累，到現(xiàn)在引入安防高清IPC的解決方案，都顯示出了安霸無(wú)與倫比的先天優(yōu)勢(shì)。

安霸與TI的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案特性的綜合比較

安霸與TI的方案特性

TI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高清壓縮的，在這之前其實(shí)還有款DM355，不過(guò)DM355只能支持MPEG4編解碼算法。盡管如此，TI在2009年推出的DM365最高也還只能支持到H.264的720P/30fps高清視頻壓縮，該系列作為T(mén)I入門(mén)高清級(jí)的壓縮方案在如功耗、編碼效率、畫(huà)質(zhì)等方面的性能表現(xiàn)并不理想，但由于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(guó)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(huà)質(zhì)和碼流方面也有一定的提升。

安霸目前提供給安防領(lǐng)域的方案主要有A2和A5系列，A2作為初期導(dǎo)入的一個(gè)系列在高清IPC領(lǐng)域名噪一時(shí)，是早期高清市場(chǎng)唯一可做1080P全高清全幀率壓縮的高清IPC方案，其銳利的畫(huà)質(zhì)和較低的碼流讓同時(shí)期很多其他同類(lèi)IPC方案望塵莫及；但A2作為初期導(dǎo)入的方案在功耗和多碼流方面有不足之處，所以目前已經(jīng)全線(xiàn)過(guò)渡到A5系列。A5采用528MHz ARM11處理器，高清H.264和MJPEG視頻編碼引擎，并且集成了專(zhuān)業(yè)處理240MPixel/s圖像處理功能。其圖像處理引擎包含了增強(qiáng)的降噪處理、圖像增強(qiáng)濾波，以及電子防抖動(dòng)等技術(shù)。A5s方案擁有多通道視頻編碼器，支持高達(dá)14MP像素的視頻編碼，先進(jìn)的3D MCTF降噪技術(shù)和寬動(dòng)態(tài)處理功能，支持多達(dá)四路的視頻流（其中兩路視頻流可達(dá)1080P/30fps+800x600P/30fps）。采用了先進(jìn)的45nm芯片工藝及豐富的I/O設(shè)備，可將A5s的eBOM縮減到最小，可讓產(chǎn)品適用于多樣化的外形，同時(shí)期低功耗這一特性被充分地展現(xiàn)了出來(lái)，其原有的銳利的高清畫(huà)質(zhì)、低碼流、多碼流輸出等優(yōu)勢(shì)，也表現(xiàn)得更加優(yōu)秀，并保持了一貫的優(yōu)勢(shì)。

安霸與TI方案的綜合比較

TI和安霸都是采用ARM+視頻壓縮單元，都能做到1080P/30fps，都能實(shí)現(xiàn)H.264的高清壓縮，在目前高清壓縮方案中都是比較優(yōu)秀的方案；但就單個(gè)高清IPC這一領(lǐng)域來(lái)說(shuō)安霸更有優(yōu)勢(shì)，這主要是由于TI更注重于傳統(tǒng)的監(jiān)控市場(chǎng)，其主要目標(biāo)是多路D1編碼，這也是TI的強(qiáng)項(xiàng)，同時(shí)由于DM365和DM368的主頻和性能比起安霸A5s系列來(lái)說(shuō)要低，而且安霸一開(kāi)始就專(zhuān)注于單個(gè)高清IPC方案的研究，沒(méi)有原來(lái)傳統(tǒng)多路標(biāo)清市場(chǎng)的困擾，與DM365相比，早期的A2就已經(jīng)可以支持H.264的1080P/30fps壓縮，而最新的A5系列還可支持4路碼流同時(shí)輸出（碼流可獨(dú)立調(diào)節(jié)），最高可支持3MP@20fps、5MP@12fps、10MP@3fps的視頻壓縮。在1080P模式下其功耗不到1W。在保持比較良好的畫(huà)質(zhì)情況下1080P/30fps可做到2Mps的高效率網(wǎng)絡(luò)傳輸。而同期的DM365與安霸A2相比或者DM368與A5s相比在這些方面就都顯得力不從心了。

安霸與TI的高清IPC方案主要技術(shù)規(guī)格的比較

安霸與TI兩者的高清IPC方案的主要參數(shù)的比較，如表1所示。

值得指出的是，方案本身的技術(shù)規(guī)格雖然能體現(xiàn)一定的性能優(yōu)勢(shì)，但這種比較并不能決定選擇了誰(shuí)家的方案就一定能做出優(yōu)秀的產(chǎn)品。因?yàn)楦咔錓PC的外圍設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的功能目標(biāo)定位、產(chǎn)品市場(chǎng)的定位以及對(duì)高清IPC的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)沉淀，都可能會(huì)左右最終產(chǎn)品的實(shí)際性能。比如早期做TI365的，有做的不錯(cuò)的，也有很多廠家做失敗的；安霸雖然方案本身優(yōu)勢(shì)多一點(diǎn)，但由于是新切入安防市場(chǎng)的，很多沒(méi)有高清沉淀的廠家望而卻步，或者勉強(qiáng)做出來(lái)的產(chǎn)品千差萬(wàn)別；再比如你配置臺(tái)式電腦，如果你只選擇了一顆頂級(jí)CPU，并不代表你這臺(tái)電腦就能有頂級(jí)的性能，因?yàn)檫€有主板、內(nèi)存、顯卡、硬盤(pán)這些外圍呢？甚至不同的操作系統(tǒng)的選擇也會(huì)體現(xiàn)出不同的性能，我相信從這個(gè)不很?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)睦?，你就能看清其中的?wèn)題及癥結(jié)所在。

表1：安霸與TI的IPC方案主要技術(shù)規(guī)格比較

安霸與TI的高清IPC方案的實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在實(shí)際應(yīng)用中，方案本身的優(yōu)勢(shì)會(huì)通過(guò)最終的產(chǎn)品體現(xiàn)出來(lái)，比如當(dāng)組建高清網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的時(shí)候，我們?cè)诒３忠粋€(gè)較好的高清畫(huà)質(zhì)的前提下，盡量節(jié)省帶寬資源，這帶來(lái)的無(wú)疑是傳輸結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化和資源的有效利用，特別是對(duì)大型的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控顯得尤為重要。安霸方案從早期A2做720P和1080P/30fps的H.264編碼只需要2Mbps和4Mbps的網(wǎng)絡(luò)傳輸碼流，而同期的方案在2Mbps碼流時(shí)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)壓縮720P/30fps的話(huà)，其芯片的發(fā)熱量和編碼出現(xiàn)異常的幾率很高，甚至有時(shí)候出現(xiàn)不能完成壓縮的現(xiàn)象。這是個(gè)很有意思的比較，因?yàn)楫?dāng)基于安霸方案的攝像機(jī)廠家在宣傳這個(gè)優(yōu)勢(shì)時(shí)，其他方案廠家也跟著宣傳，有點(diǎn)類(lèi)似模擬時(shí)代的參數(shù)跟風(fēng)現(xiàn)象，但做不做得到，只有用戶(hù)自己長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試過(guò)后，才知曉其真?zhèn)巍：髞?lái)，安霸體系的廠家又提出了同樣碼流看效果，同樣效果比碼流，這些客觀的概念，讓用戶(hù)能清晰的去辨別高清攝像機(jī)的綜合性能。顯然，這里說(shuō)的效果，當(dāng)然是指畫(huà)質(zhì)、解析度等綜合指標(biāo)。

比起盲目從技術(shù)參數(shù)上跟風(fēng)的廠家，安霸體系的廠家更愿意用自身實(shí)際有效的技術(shù)指標(biāo)去為客戶(hù)解決問(wèn)題。上面說(shuō)到高清畫(huà)質(zhì)、低碼流為網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來(lái)了優(yōu)勢(shì)，同樣低碼流為高清后端存儲(chǔ)解決方案，也提供了至關(guān)重要的依靠；這里同樣有個(gè)基本的概念：就是前端攝像機(jī)高清視頻壓縮過(guò)后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸回后端的視頻流大小，決定了后端存儲(chǔ)投資的大小。高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控在給用戶(hù)帶來(lái)震撼的視覺(jué)沖擊的同時(shí)，后端存儲(chǔ)投資收益不可忽視。同樣畫(huà)質(zhì)的720P或者1080P，碼流每增加1Mpbs，那么后端的存儲(chǔ)硬盤(pán)等介質(zhì)、以及存儲(chǔ)服務(wù)器等相應(yīng)會(huì)增加，而這類(lèi)投資稍微控制不好，整個(gè)系統(tǒng)的收益就會(huì)嚴(yán)重失衡。這時(shí)候，有些廠家選擇就是強(qiáng)行壓低前端投資，但后端的造價(jià)一路走高，維護(hù)難度和實(shí)施難度也隨之增加；這種收益失衡很多時(shí)候用戶(hù)看不全，最后得到的是效果也沒(méi)預(yù)期的好，最終造價(jià)也沒(méi)達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)。

真正的高清不僅僅是做一個(gè)分辨率出來(lái)，高清實(shí)際上所涵蓋的意義應(yīng)該包括優(yōu)秀的色彩還原、真正的高清的解析度，而這些對(duì)于方案本身的3A控制技術(shù)是有相當(dāng)高的要求。安霸在廣播視頻編解碼處理技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，自然地延伸到了安防領(lǐng)域，同時(shí)安霸編碼方案在H.264算法方面獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，讓其在低碼流、低延時(shí)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸、真正的高清畫(huà)質(zhì)等方面一直有較大的優(yōu)勢(shì)。

安霸的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決方案

安霸 A5S高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決方案

A5s高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)如圖3所示。芯片采用528MHz ARM11處理器，高清H.264和MJPEG視頻編碼引擎，并且集成了強(qiáng)大的圖像處理單元。A5s網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片擁有多通道視頻編碼器，支持高達(dá)14MP像素的視頻編碼，先進(jìn)的3D MCTF 降噪技術(shù)和寬動(dòng)態(tài)處理功能，支持多達(dá)四路的視頻流（其中兩路視頻流可達(dá)1080p30+800x600p30）。

45nm芯片工藝及豐富的I/O設(shè)備，將A5s的eBOM縮減到最小，可讓產(chǎn)品適用于多樣化的外形，例如：自動(dòng)對(duì)焦的槍型攝影機(jī)、微型球機(jī)以及袖珍無(wú)線(xiàn)攝像機(jī)等。A5s網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決方案是以L(fǎng)inux系統(tǒng)為基礎(chǔ)的軟件開(kāi)發(fā)包，提供豐富多樣的ARM層API以滿(mǎn)足不同差異化需求和性能優(yōu)化。

圖3：安霸A5s 高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)

圖4：安霸S2-4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)

安霸S2-4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決方案

安霸S2-4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)如圖4所示。S2網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片是安霸網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決方案中的旗艦款。安霸S2網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)處理器采用專(zhuān)業(yè)4K超高清H.264編碼引擎、先進(jìn)的影像處理技術(shù)，并同時(shí)集合了雙核ARM Cortex-A9處理器以及多功能 I/O外設(shè)，以此來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

作為擁有32nm低功耗技術(shù)的S2芯片，不但支持以先進(jìn)銳化功能來(lái)改進(jìn)MCTF，同時(shí)具備高動(dòng)態(tài)光照渲染處理、超廣角校正、圖像防抖以及視頻分析等功能。

搭載開(kāi)放式雙核處理器與強(qiáng)大的嵌入式Linux系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在各個(gè)不同領(lǐng)域充分地為開(kāi)發(fā)人員體現(xiàn)其靈活多變的特質(zhì)。如自定義圖像處理，以及視頻內(nèi)容分析等。

結(jié)束語(yǔ)

高清永無(wú)止境，視頻監(jiān)控一開(kāi)始就注定了眾多的攝像機(jī)廠家對(duì)更高清畫(huà)質(zhì)的不斷追求，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的不斷普及和智能分析技術(shù)的不斷完善，使得高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能夠?qū)崒?shí)在在地為用戶(hù)解決更具體的困擾。不管安霸也好，還是TI也好，接下來(lái)都會(huì)發(fā)布更多、更實(shí)用、更強(qiáng)大的具有智能分析接口的高清方案，比如安霸的S2其主頻已經(jīng)可做到1GHz，其接口更加豐富。而在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，安霸、TI、甚至其他的方案都將呈現(xiàn)出一種百花齊放、各領(lǐng)風(fēng)騷的態(tài)勢(shì)。各家方案的特點(diǎn)或者性能優(yōu)勢(shì)，此起彼伏地交替著，作為攝像機(jī)廠家或者用戶(hù)，只需要明確自身的市場(chǎng)定位和實(shí)際的項(xiàng)目需求，選擇合適的高清攝像機(jī)方案或者最終產(chǎn)品。而且，越往后發(fā)展，單一某個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品或者某個(gè)局部技術(shù)規(guī)格，將不再像現(xiàn)在這樣被刻意放大，因?yàn)榛谡w的高清智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案，將呈現(xiàn)在用戶(hù)面前或許更容易被接受和認(rèn)可。

值得指出的是，網(wǎng)絡(luò)、高清是勢(shì)在必行，因?yàn)樗且曨l監(jiān)控系統(tǒng)智能化的需要，也是物聯(lián)網(wǎng)安防與云計(jì)算安防等的需要。