隨著高清視頻監(jiān)控的普及推廣，采集的視頻圖像數(shù)據(jù)呈幾何級(jí)增長(zhǎng)，海量的數(shù)據(jù)無(wú)法倚賴低效的人工分析處理，甚至連檢索都變得更加困難。要將被動(dòng)監(jiān)控變?yōu)橹鲃?dòng)方式，監(jiān)控智能化應(yīng)用首當(dāng)其沖。實(shí)現(xiàn)智能化不僅可以降低安防運(yùn)行的成本，同時(shí)還將大幅提升數(shù)據(jù)的篩選及處理能力，為未來(lái)安防技術(shù)的多樣化應(yīng)用提供了可能，而智能化應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)，則取決于芯片的智能化發(fā)展。

芯片之爭(zhēng)：DSP與SoC暗戰(zhàn)高清

　　視頻監(jiān)控智能化的基礎(chǔ)與核心是芯片。芯片的選擇和應(yīng)用，則直接決定著視頻監(jiān)控分析處理和應(yīng)用的智能化程度。隨著技術(shù)的發(fā)展，ASIC逐漸邊緣化，芯片之爭(zhēng)逐漸淪為DSP和SoC的“二人轉(zhuǎn)”。在視頻監(jiān)控?cái)?shù)字處理芯片選擇上，DSP是當(dāng)前監(jiān)控市場(chǎng)的主流處理器，SoC作為后起之秀，對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生了強(qiáng)大的沖擊。

　　ASIC特點(diǎn)是面向特定用戶的需求，在批量生產(chǎn)時(shí)，ASIC具有體積更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強(qiáng)、成本降低等優(yōu)點(diǎn)。然而，在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，隨著壓縮算法從MPEG4向H.264發(fā)展，ASIC的發(fā)展相對(duì)滯后，因無(wú)法滿足視頻監(jiān)控的諸多特殊要求而逐漸被DSP所取代。雖然隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，ASIC其后也可集成H.264算法并簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但其對(duì)數(shù)字視頻監(jiān)控所需的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性和靈活性卻有著天生的不足，逐漸在高清視頻監(jiān)控領(lǐng)域的芯片之爭(zhēng)中漸行漸遠(yuǎn)。

　　在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化進(jìn)程中，為適應(yīng)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的不斷地演變，基于DSP的數(shù)字視頻監(jiān)控解決方案發(fā)揮無(wú)可替代的作用，并逐漸成為數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的主流平臺(tái)，以通用媒體處理器DM642為代表的平臺(tái)紛紛采用DSP為核心，使DSP迅速崛起成為一個(gè)行業(yè)主流。

　　德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司通用DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理鄭小龍指出，DSP屬于軟件可編程的處理器，所提供實(shí)時(shí)運(yùn)算的性能與同時(shí)代的處理器相比，都是嵌入式處理器中的佼佼者，因此最適合于處理大量并行且復(fù)雜的實(shí)時(shí)算法，因而成為數(shù)字視頻壓縮編碼和解碼的最佳平臺(tái)。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，芯片廠商基于ASIC或DSP開(kāi)發(fā)出整合度更高、更加適合視頻監(jiān)控需求的片上系統(tǒng)SoC，它將處理器資源、內(nèi)存資源、編解碼算法、外圍設(shè)備接口等都集成在單個(gè)平臺(tái)上，將大部分功能固化，并對(duì)特殊功能需求模塊化，以源代碼方式交付廠商，廠商根據(jù)不同應(yīng)用需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，同時(shí)還能增加視頻協(xié)處理器以及其他視頻子系統(tǒng)，以強(qiáng)化視頻圖像處理能力。

　　杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司技術(shù)支持工程師程瑋認(rèn)為，SoC芯片的出現(xiàn)兼顧了DSP與ASIC兩家之長(zhǎng)，彌補(bǔ)了兩者之短，它即有多處理器核心的單片集成系統(tǒng)，其集成有CPU主處理器，所集成的核心既可以是ASIC類的硬核，使SoC具備高性能、低成本、低功耗等特征，也可以是DSP或協(xié)處理器類的軟核，且集成有豐富的外設(shè)，保持了DSP的靈活性，解決了DSP芯片成本較高的問(wèn)題。

　　由于SoC是面向特性應(yīng)用的片上系統(tǒng)，結(jié)合硬件加速等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)H.264的高復(fù)雜度的算法運(yùn)算，并可針對(duì)視頻編碼方面進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)，高端的SoC也為視頻分析發(fā)展提供了更好的方案——智能算法可以被集成在與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的編解碼處理器上，這比早前將智能算法放在單獨(dú)一塊芯片上集成在產(chǎn)品中的方案更節(jié)省成本，開(kāi)發(fā)難度也更小。

　　隨著視頻監(jiān)控智能化的需求日益迫切，包括ASIC、DSP和SoC，整合ISP功能已經(jīng)成為共識(shí)，這也是高清時(shí)代使視頻監(jiān)控更加智能的潮流和趨勢(shì)。

視頻圖像處理是關(guān)鍵

　　ISP圖像信號(hào)處理，主要是對(duì)前端圖像傳感器輸出的信號(hào)做后期處理，主要功能有線性糾正、噪聲去除、壞點(diǎn)去除、內(nèi)插、白平衡、自動(dòng)曝光控制等，通過(guò)ISP能在不同的光學(xué)條件下都能較好地還原現(xiàn)場(chǎng)細(xì)節(jié)。ISP在很大程度上決定了攝像機(jī)的成像質(zhì)量，并直接影響視頻監(jiān)控分析處理和應(yīng)用的智能化程度。

　　目前，集成ISP目前有多種方案，芯片集成ISP后對(duì)安防廠家的研發(fā)水平要求降低，并同時(shí)降低系統(tǒng)成本。隨著芯片所集成的ISP功能不斷強(qiáng)化，已可滿足大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用需求，但對(duì)于尋求高端差異化發(fā)展的安防廠家來(lái)說(shuō)，目前市場(chǎng)SoC上所集成的ISP并不能滿足他們?nèi)康男枨?，因此也有廠商推出集成ISP處理算法的DSP或FPGA芯片。

　　視頻監(jiān)控圖像處理技術(shù)通過(guò)運(yùn)用圖像處理算法，對(duì)攝像機(jī)拍攝的視頻圖像序列進(jìn)行自動(dòng)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景中目標(biāo)定位、識(shí)別和跟蹤，并在此基礎(chǔ)上理解和描述目標(biāo)的行為。根據(jù)行為特征分析并從圖像中尋找滿足預(yù)先設(shè)定的行為特征的事件，如目標(biāo)跟蹤、徘徊、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、密度偵測(cè)等。

　　數(shù)字處理芯片、編解碼能力及壓縮算法，是影響圖像處理技術(shù)的重要影響因素。

　　數(shù)字監(jiān)控圖像處理技術(shù)具有強(qiáng)大的運(yùn)算功能，是基于DSP數(shù)字處理芯片構(gòu)架基礎(chǔ)之上，DSP芯片的發(fā)展對(duì)數(shù)字監(jiān)控圖像處理技術(shù)的提升有關(guān)鍵性的作用。作為主流的平臺(tái)，基于DSP的數(shù)字視頻監(jiān)控解決方案發(fā)揮無(wú)可替代的作用，其圖像處理性能也在不斷提升。

　　DSP芯片的編碼能力近年來(lái)也有了很大的提升，但在視頻監(jiān)控智能化浪潮下，視頻圖像的分析處理需求如車牌識(shí)別、人臉識(shí)別等，對(duì)圖像質(zhì)量提出了更高的要求，也對(duì)芯片的編解碼能力提出了更大的挑戰(zhàn)。針對(duì)數(shù)字監(jiān)控圖像處理技術(shù)，未來(lái)DSP處理器仍需在內(nèi)核處理能力、指令集、低功耗硬件架構(gòu)、集成度、軟件模塊庫(kù)和開(kāi)發(fā)工具等方面進(jìn)行完善。

　　目前，H.264是高清視頻編解碼最常用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。壓縮算法的不斷升級(jí)也改變著數(shù)字監(jiān)控圖像處理技術(shù)的發(fā)展。隨著市場(chǎng)上主流的壓縮格式向H.264甚至更為高級(jí)的算法格式發(fā)展，提高壓縮比并進(jìn)行算法優(yōu)化成為芯片廠商的追求。

智能算法提升應(yīng)用價(jià)值　　

    安防智能化功能的實(shí)現(xiàn)，主要依賴于芯片中集成的智能算法。日益豐富的智能算法的加入，將大大提高視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的使用范圍和價(jià)值，處于應(yīng)用初級(jí)階段的視頻監(jiān)控智能化，也將隨著智能算法的日益豐富而快速發(fā)展。

　　目前，IP攝像機(jī)的智能算法基本上都是通過(guò)配套的DSP及FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在攝像機(jī)內(nèi)部的DSP芯片中，自動(dòng)曝光、白平衡、移動(dòng)偵測(cè)、透霧、防抖動(dòng)、自動(dòng)聚焦、鏡像、電子放大等智能算法已被植入到芯片的系統(tǒng)中，而更系統(tǒng)的一些功能如人臉識(shí)別、車牌識(shí)別、行為分析等，則借助專門(mén)的Pc或模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，以提高芯片產(chǎn)品的功能和附加價(jià)值。

　　Intel中國(guó)區(qū)嵌入式及消費(fèi)電子事業(yè)部產(chǎn)品經(jīng)理徐民認(rèn)為，安防智能化的核心還是VA(視頻分析或圖像分析)，而VA就需要抽象出底層的算法并運(yùn)用單元來(lái)執(zhí)行，這樣就可以提高視頻分析的效率，目前市面上一些智能攝像機(jī)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)一些單獨(dú)的、簡(jiǎn)單的、固定條件下的音頻或視頻的分析，但從整體上看，這僅是一個(gè)開(kāi)始。

　　昆山銳芯微電子有限公司副總裁郝秀杰認(rèn)為，視頻監(jiān)控智能化應(yīng)用主要還是在后端系統(tǒng)處理，通過(guò)不同的算法軟件進(jìn)行分析，因此，目前的智能化應(yīng)用主要是對(duì)偏后端的處理部分芯片提出運(yùn)算速度和運(yùn)算能力的要求。由于智能算法的加入提升了IP攝像機(jī)的使用范圍和價(jià)值，芯片廠商都有意愿將有賣點(diǎn)的算法功能盡可能地集成到芯片中去。

　　銳芯郝秀杰強(qiáng)調(diào)，安防智能化是大勢(shì)所趨，但目前的智能化水平尚處于初級(jí)階段，許多功能概念聽(tīng)上去很美好，但實(shí)際應(yīng)用的效果并不盡如意，智能算法只能在有限范圍內(nèi)解決一定的問(wèn)題，仍有較大的提升空間。因此，DSP廠商應(yīng)更關(guān)注行業(yè)最新的需求及算法，將具有透霧、識(shí)別、分析等先進(jìn)的算法模塊化、硬件化，不斷提高專業(yè)及行業(yè)產(chǎn)品的附加值。

系統(tǒng)解決方案檢驗(yàn)芯片綜合競(jìng)爭(zhēng)力

　　安防智能化是一個(gè)系統(tǒng)工程，其數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、處理、應(yīng)用構(gòu)成智能安防的框架，該系統(tǒng)除了前端的設(shè)備、服務(wù)器平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，還包括軟件以及安全技術(shù)，以強(qiáng)有力的產(chǎn)品和方案去幫助行業(yè)解決相關(guān)問(wèn)題。

　　Intel徐民指出，不管是系統(tǒng)集成商還是最終的用戶，他關(guān)心的肯定不是某個(gè)單一的產(chǎn)品，而是整套方案到底能做得多好，能夠多大程度地去滿足需求，包括功能是否齊全、設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)是否可靠、操作性可用性易用性如何、投入以及維護(hù)的成本到底怎么樣。因此，這是一個(gè)綜合考評(píng)的一個(gè)過(guò)程。

　　從芯片本身來(lái)講，它作為一個(gè)安防解決方案最核心的部分，這不僅要考慮到硬件本身，還需考慮到配套的軟件，通過(guò)軟件硬件合理搭配，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，從而體現(xiàn)芯片廠商在整個(gè)行業(yè)中的價(jià)值及競(jìng)爭(zhēng)力。

　　在解決方案方面，解決方案不是一個(gè)單獨(dú)的芯片就可以完成的，它是一個(gè)完整的架構(gòu)，在解決方案的整個(gè)架構(gòu)中除了芯片產(chǎn)品外，它還有各類的軟件開(kāi)發(fā)工具，比如可用于前端的設(shè)備、服務(wù)器，以及后端包括大數(shù)據(jù)處理的平臺(tái)等。

　　Intel徐民強(qiáng)調(diào)，隨著安防智能化的發(fā)展，前端智能的重要性日益凸顯，編解碼的算法、低功耗的處理器等將更多地運(yùn)用于前端;在后端，大數(shù)據(jù)的處理不可避免，好的解決方案和系統(tǒng)架構(gòu)、服務(wù)器平臺(tái)等，將能極大推動(dòng)安防智能化的發(fā)展應(yīng)用。

拓展商業(yè)及民用市場(chǎng)

　　截至目前，許多智能化功能和應(yīng)用已經(jīng)在技術(shù)上得以實(shí)現(xiàn)，主要包括入侵檢測(cè)、徘徊檢測(cè)、遺棄物檢測(cè)、人流統(tǒng)計(jì)、車流統(tǒng)計(jì)、車牌識(shí)別、視頻診斷等，此外還有尾隨檢測(cè)、停止檢測(cè)、方向檢測(cè)、分類檢測(cè)、高精度雙向計(jì)數(shù)、顏色識(shí)別等高級(jí)智能分析功能，可廣泛應(yīng)用于智能交通管理、金融等垂直市場(chǎng)，同時(shí)也可應(yīng)用于非安防領(lǐng)域如零售業(yè)場(chǎng)所等，為商業(yè)決策提供相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息。隨著集成更多智能化功能的芯片在產(chǎn)品和技術(shù)上不斷完善，智能化應(yīng)用將從專業(yè)市場(chǎng)向民用及商用市場(chǎng)快速推進(jìn)。

　　德州儀器鄭小龍指出，智能化的市場(chǎng)通過(guò)部分的典型應(yīng)用的成功而開(kāi)始拓展，例如智能交通的車輛統(tǒng)計(jì)和車流分析、公共場(chǎng)所的人數(shù)統(tǒng)計(jì)和警戒設(shè)置、商鋪家居的常規(guī)防范等。

　　然而，盡管安防智能化應(yīng)用正在加速由專業(yè)市場(chǎng)向民用及商業(yè)市場(chǎng)推進(jìn)，但智能芯片在智能算法及功能應(yīng)用等方面的不足，仍將制約著智能化應(yīng)用的普及推廣。

　　Intel徐民認(rèn)為，目前市面上一些智能攝像機(jī)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)一些單獨(dú)的、簡(jiǎn)單的、固定條件下的音頻或視頻的分析，但從整體上看，這些也僅是一個(gè)開(kāi)始，因?yàn)樾袠I(yè)應(yīng)用的場(chǎng)景千差萬(wàn)別，而用戶的需求也在不斷變化和提高，所以市場(chǎng)對(duì)監(jiān)控?cái)z像機(jī)或整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的處理能力、性能、靈活性等方面就提出了更高的要求。

　　在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，Intel徐民指出，當(dāng)前智能芯片的不足主要包括面對(duì)各種需求的靈活性不高、設(shè)備互通性不好、易用性不佳等方面。銳芯郝秀杰也認(rèn)為，當(dāng)前視頻監(jiān)控在靈敏度、信噪比、系統(tǒng)穩(wěn)定性、壽命、安全性、實(shí)用效果等方面存在諸多問(wèn)題，這需要芯片廠商直面這些問(wèn)題與挑戰(zhàn)，進(jìn)行突破和創(chuàng)新。

　　隨著安防智能化應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，深圳市黃河數(shù)字技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理詹建龍認(rèn)為，未來(lái)芯片的發(fā)展，將更趨向于低功耗、高集成度、低照度、寬動(dòng)態(tài)、智能分析、云端處理和更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)處理能力，而更好的壓縮算法、更大的帶寬、更強(qiáng)的云存儲(chǔ)技術(shù)以及更好的智能算法，將成為當(dāng)前智能化應(yīng)用亟待突破的難題。

　　Intel徐民補(bǔ)充指出，智能芯片在應(yīng)用和業(yè)務(wù)拓展方面，新型的業(yè)務(wù)模式比如跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的應(yīng)用前景更為廣闊，因?yàn)榘卜辣O(jiān)控不僅僅是專門(mén)面對(duì)專業(yè)市場(chǎng)的一個(gè)產(chǎn)品或方案，相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品，還可以擴(kuò)展到更多的應(yīng)用領(lǐng)域，包括商用和民用。