主頁（http://www.by236.com）：基于TI方案IP監控攝像機開發應用案例 近年來，網絡攝像機的廣泛應用使用戶對其有了更加直觀的認識。而且網絡攝像機芯片方案成為了大家比較關注的問題。用戶也在經常問，貴公司的攝像機是什么方案？比其它攝像機方案有何優勢？由此可見，隨著安防產業的迅猛發展，用戶群已經從原來對安防只是概念上的認知到了如今對芯片級架構的理解層次。 從某種程序來講，選擇一個合適的方案是很重要的，關系到后期產品面向市場的定位、推廣以及企業的根本發展。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注度比較高的一個方案：TI。 趨勢與技術 目前最常見的高清攝像機分為圖像傳感器、ISP（圖像信號處理器）、壓縮處理器或者視頻轉換三個常見部分。圖像傳感器是組成數字攝像機的重要組成部分之一。根據元件的不同，通常分為兩大類CMOS和CCD，目前在高清領域主要有Aptina、OV和Sony，其Sensor產品各有特點，有主打高像素的，有以低照度為賣點的，也有強調寬動態性能的，總的來說各有千秋。 由于篇幅的原因在這里就不做詳細的介紹。要實現良好的圖像質量，除了前端鏡頭、傳感器部分對光線的處理，影像處理部分也是高清網絡攝像機中不可忽視的一環。通常情況下，傳感器部分設置有內嵌的圖像處理芯片處理一些較簡單的功能，而較復雜的自動曝光、自動白平衡以及自動對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成本，更能大大增強視頻的穩定性，優化影像在光學方面的性能。這對于提升高清網絡攝像機的成像品質具有及其重要的作用。 DaVinciTM數字媒體處理器是信號處理解決方案，專為數字視頻、影像和視覺應用而設計。達芬奇平臺提供片上系統，包括視頻加速器和相關外設。產品包括僅針對ARM9的低成本解決方案到基于數字信號處理器（DSP）的全功能SoC。 針對視頻編碼和解碼應用進行了優化，可升級的達芬奇處理器系列還包括多媒體編解碼器、加速器、外設和框架。以TI的DM36×平臺為例，其中視頻處理子系統（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，然后由集成的ISP進行預處理，其中有H3A處理（即自動曝光AE、自動白平衡AWB、自動聚焦AF）、鏡頭畸形校正模式（LDC）處理、硬件人臉檢測引擎、影像協處理器（IMCOP）、影像處理加速器（IPIPE），以及增強型屏幕疊加顯示（OSD）等等。 TI芯片在安防領域的應用時間比較長，性能比較穩定，相關開發資料比較齊全，監控廠商可以比較快速地實現產品化。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品越來越趨于同質化。 不過IP高清的技術開發難度相對比較高。即使是很成熟的開發方案，仍然需要廠家對于外部輸入輸出接口、底層驅動、協議、3A等進行配置和調試。而且IP高清應該是一個整體統一的系統，它包括前端高清采集，中間傳輸帶寬、性能和協議的保證，后端高清存儲、解碼顯示、管理、控制、分析、聯動等，只有系統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絡攝像機是毫無意義的，因此IP高清研發生產廠商不應該只給客戶提供高清前端而忽視后端。此外，從應用層來講，用戶更關注產品的穩定性、易用性，甚至如何從海量數據中快速獲取想要的數據，更多地關注IP高清究竟能夠為用戶帶來什么樣的價值。 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入門高清級的壓縮方案在如功耗、編碼效率、畫質等方面的性能表現并不理想，但由于其TI在DVR時代的應用慣性，還是有很多高清IPC整合廠家選擇它，包括國內主流的大品牌。 鑒于DM365的諸多缺陷，TI迅速推出DM368彌補在高清IPC解決方案上的差距，DM368可實現多格式的1080P/30fps壓縮，包括了H.264編解碼等在內；采用主頻為423MHz的ARM926ej-s處理器，整合了（hdvicp，mjcp）視頻圖像協處理器引擎；DM368已經可以支持H.264的1080P/30fps全高清壓縮，同時畫質和碼流方面有一定提升。 未來芯片的發展 隨著安防產業的不斷壯大，對于未來芯片的發展，從目前看來是主要是更高的像素、幀率，更低的照度和動態范圍，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，視頻監控廠商一般的選型原則首先是根據產品的定義和工作環境來進行不同款芯片的比較，同時購買EVM開發板進行方案的預研評估和測試，檢驗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定性，并預估整個產品的整機成本、開發成本和開發難度，功耗低、節能環保也是需要考慮的方面，芯片廠商強有力的技術支持是重要的條件。 從供應商的角度來說，希望芯片廠商在大幅度提升編解碼性能的同時，能盡量保證芯片體系架構的一致性，以便于開發的延續和繼承，保證供應商在技術積累方面能創造更多的價值，加快產品開發和上市周期，節約開發成本。目前DVR和NVR的芯片方案，其功耗太高，核心的芯片TDP高達10多W，與Intel的X86架構低功耗CPU相比也高出了許多，這給電源設計、熱設計、可靠性設計都帶來了巨大挑戰，其穩定性需要大量且長時間的批量測試驗證來保障，整個設計成本、驗證成本和BOM成本都增加不少。因此，進一步降低功耗，改善封裝工藝也是芯片廠商下一步需要改進的方向。 目前行業客戶對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，也不會造成整個系統崩潰。 可以采用軟件自動復位或用戶介入操作進行恢復，不影響設備其它的采集壓縮和傳輸功能，保證設備系統的可靠性。城市級的監控系統中，在做社會化接入時，會遇到許多廠家的設備接入問題，如何完美的接入和展現給用戶最良好的客戶體驗。
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