从安防行业看安防芯片的发展

       近年来，中国视频监控市场受到“平安城市”项目、奥运安防项目以及各地、各行业安防项目需求加速增长等因素的强劲刺激和拉动，取得了快速的发展，整体市场规模迅速扩大。近3-4年来中国数字视频监控市场每年都以超过30％的比例增长，势头之猛令全球瞩目。目前在国内，主要的安防市场还是应用在金融、公安、交通等工业领域，而国外的消费类市场已经相对成熟。但是，随着半导体技术的发展及安防应用理念的普及，家庭和个人用户是视频监控领域不可缺少的重要客户。家庭安全监控系统一定会走进寻常百姓家，安防产品将会成为家用电器的一个重要组成部分，安防市场也会由此数倍、数十倍的扩展。因此，视频监控成为工业自动化、消费电子、机顶盒等领域之外芯片厂商一个新的利润角逐场。由前期主要是欧美的芯片公司为主，到目前我国内地芯片的出现；由前期的DSP和ASIC到现在专门针对视频监控的SOC，我们可看到安防芯片这个市场的竞争在加剧。
                      
                                                                        图为Techwell的芯片

    我们不禁要问：安防芯片与普通的IT芯片产品相比，有哪些特殊性呢？安防用的芯片在本质的技术上而言跟其他芯片是一致的，但考虑到监控的实际应用，也有几个重要特点：一是需要长时间不间断的工作，二是信息的安全和稳定性要高，三是多视频需要集中管理，四是视频需要实时传输和存储。这些特点使得安防芯片对可靠性、处理能力和接口传输带宽等问题提出要求。

    在安防芯片的分类上，根据产品的规格包括A/D芯片即前端解码芯片、电源管理芯片，后端压缩处理芯片等。芯片市场的激烈竞争，以及视频监控产业的规模化发展，使得当前芯片厂商们的市场定位必须清晰，分工也越来越明确，专注自身优势发挥所长。像TI、NXP、ADI这些芯片厂家已经将产品研发及推广的重点放在后端压缩处理芯片上。而美国TECHWELL公司则占据目前中国市场视频处理前端芯片的领导地位。类似于海思半导体等SOC芯片厂商的出现，更加体现出芯片领域各企业的分工已经越来越细。由第三方在DSP或ASIC芯片上做功能的开发与整合，把各硬件设备企业需要用到的基本模块和标准模块提前加入到开发包，再交付给设备厂家开发，这样不仅可以减免设备厂家的繁琐的基本功能开发，提升设备的稳定性，而且还可以把设备厂家从一些重复的前端视频处理开发工作中解放出来，从而使设备厂家的研发人员可以把主要力量投入到具体行业的特殊要求中去。在所有这些芯片中，由于后端压缩处理芯片承担着视频图像的核心编解码处理工作，因此此类芯片的技术发展与数字监控产业的发展并驾齐驱。以DVR产品为例，其产品从一芯单路、两路、四路发展到今天的一芯八路技术，视频压缩算法从JPEG、M-JPEG、到MPEG-2、MPEG-4乃至占据当今市场主流的H.264，芯片产品的集成度在不断提升，复杂压缩算法的编解码能力也不断增强。随着产品集成度的提升，单路视频压缩处理的成本开始大幅降低，从而推动了视频监控技术的产业化与规模化发展。

市场上流行的后端视频压缩处理芯片主要有DSP和ASIC两类，其中DSP均为通用媒体处理器，即以DSP为核心并集成视频单元和丰富的外围接口，DSP通过软件编程来实现视频编解码。 ASIC是专用视频编码器，它会集成一些外围接口，通过硬件实现视频编解码。

    综合来看，ASIC与DSP芯片各具优势和特点。ASIC易于产品设计，有助于缩短产品的上市时间，而且成本较低，但是由于很多功能以及算法都固化在芯片上，不够灵活。硬件设备厂家所开发出的产品功能较为单一且具有同质性。而DSP由于采用软件编程，能够获得更大的灵活性和更强的高性能，但开发周期长，更加适合各种高端应用市场。现在，多家芯片公司基于DSP或ASIC开发出整合度更高、更加适合视频监控需求的媒体单片系统SOC芯片方案，综合了两者的优势。

SOC即媒体单片系统，在这样的平台上，芯片厂家将部分功能固化在芯片上，而有些特别的功能需求，则由芯片厂商提供源代码给客户，客户可以根据不同的应用进行二次开发。可见，SOC具有更高的集成度，提供更高的处理能力和运算速度，满足实现复杂算法的需求。在DVR的应用中，需要有视频编码器处理音视频的编解码，还要有系统处理器处理任务调度和管理许多外围接口，象多个硬盘SATA接口，多个USB口，网口等。不过，随着SOC的出现，将来多家DVR产品将会同源化，设备厂家的竞争将更多地体现在对外沿功能的把握、营销策略以及品牌和成本的竞争上。

做为硬件设备厂家之一，一直以市场为导向，以服务为宗旨，现专注于智能化技术。后续系列产品将集成智能化监控技术，实现目标的监测、识别、跟踪等功能，提供智能预警和智能检测功能，完成事后追溯到主动预警的转变。汉邦将建造自己的产品系列，给终端客户提供完整的产品服务。

谈到芯片产品的未来发展趋势，可以归结为集成化、高清化、智能化、网络化。

集成化

    无论是前端解码芯片还是后端压缩处理芯片，各厂家都不断追求产品集成度的提升。以前一颗芯片只能实现一路视频输入，然后逐渐发展到一颗芯片可以实现2路、4路、8路视频输入，芯片的集成度不断提升。随着产品集成度的提升，单路视频压缩处理的成本开始大幅降低，从而推动了视频监控技术的产业化与规模化发展。

高清化

追求更好的图像品质是用户非常合理且永恒的要求。而随着智能化监控时代的来临，为了满足监控系统对视频图像的分析处理要求，如车牌识别、人脸识别等，则对图像质量提出了更高的要求，例如高清格式。这对芯片的编解码能力提出了更大的挑战。另外一方面，压缩算法的不断升级也改变着图像的画质。随着市场上主流的压缩格式向H.264,甚至更为高级的算法格式发展，不断地提高压缩比、并进行算法优化成为芯片厂商的追求。

智能化

随着视频监控的发展，传统的视频监控系统所包括的摄像头控制、看现场以及回放等基本功能模块已不能满足当今行业应用的需求，视频分析技术受到人们的广泛关注，比如车流量统计、人流统计、移动侦测、智能搜索、电子地图等。以前智能分析主要是通过PC机处理器去实现，芯片厂商在设计产品时很少考虑智能化这一块，而随着视频分析功能在前端嵌入式平台中实现，如DVR、DVS等，也就相应地对视频处理芯片提出了新的需求。

网络化

随着信息化时代的来临，人们对网络应用提出了更高的要求，网络视频可以在世界的任何一个角落透过Internet进行远程监控，在远距离监控的环境中起到不容忽视的作用。其在远程监控、分布式管理上的优势使其迅速成为安防市场上一个新的热点，越来越多的安防厂商开始研发生产支持网络应用的安防设备。在现阶段网络视频监控主要使用设备有：DVS、IPCAMERA、NVR。对用户而言，仅需登录中心管理平台，即可实现全网监控资源的统一调用、浏览和管理。