两种高清芯片端到端的解决方案

　　视频监控行业经过多年的发展，特别是近几年DVR的快速普及，呈现出蓬勃发展的状态。在这个过程中，有人欢喜有人愁。目前4路CIF DVR和4路D1 DVR的价格相差无几。虽然市场规模正在快速增长，利润却在悄然下降。大家不约而同的把目标盯在了高清市场。

　　从技术上讲，高清从来不是什么新鲜事物。多年前都有一些零星高清的IP Camera方案推出。但是高清，并不像所预想的一样快速上量。笔者认为，高清的缓慢增长并不是因为市场的需求不强烈，而是由整个高清的系统解决方案成本太高和安装使用不便两个主要因素造成的。高清快速上量的过程，也就是持续降低高清解决方案的系统成本，提升使用便利性的过程。

　　两种高清解决方案

　　高清解决方案，以编码所在的位置不同，可以分为分散式编码方式和集中式编码方式。分散式编码方式主要指所有编码功能集中在摄像机内部，其代表为IP Camera。集中式编码方式指所有的编码集中在DVR或者硬压卡中，其代表摄像机主要指：HDcctv Camera（或者通俗叫法为SDI Camera，为了避免和演播室的SDI Camera混淆，本文都用HDcctv Camera）。无论是分散式方式还是集中方式，其摄像前端的主要功能包括：

　　1、视频高质量摄取（通过CCD或者CMOS Image Sensor获取感光数据）

　　2、视频处理（根据场景对视频数据进行处理和相应控制，以便达到更优的视频效果）

　　3、视频压缩（视频压缩有两个目的：传输和存储）

　　4、智能分析和报警

　　5、网络传输和通讯

　　6、视频解码、回放和预览

　　在分散式编码方式中，摄像前端主要由IP Camera和NVR构成。其中1~5均在摄像机中完成， 6为NVR或者IT平台实现。

　　对于集中式编码方式，前端主要由HDcctv Camera和HD DVR构成。其中仅1~2在摄像机中完成，其余在HD DVR或者硬压卡中完成。图1描述了两种解决方案的系统框图：
 

图1 两种高清解决方案系统框图

　　由于这种不同的系统划分，使得两种解决方案在特性方面优劣如表1所示：
 

　　对于IP高清解决方案而言，由于需要工程商具有一定两种高清芯片端到端的解决方案 的组网知识，以及对于NVR和后端软件平台的依赖性大，在前期导入时其增长较为缓慢。而其成熟的IT应用技术，对于大型系统可以形成便利的组网，结合现有的计算机IT环境，可以快速融合入Internet网络的优势又使得其生命力极其顽强--一旦被普及，将难以停下增长的步伐。

　　HDcctv高清解决方案，由于预览延迟小和安装施工继承性好，对于部分工程项目将有较大的吸引力。

　　总体而言，在短期来看，两种解决方案将共存，系统解决方案的成本将是决定谁将长期占主导地位的关键因素。 

　　HD DVR芯片解决方案

　　HDcctv高清解决方案，由于沿用了CCTV Camera+SD DVR的方式，其唯一的挑战在于降低整个HD系统的成本和增加可靠性。图1所示的Camera和DVR之间传输的数据为原始数据，其传输带宽需求较大（1080p@60fps的视频带宽需求为2Gbps），而这必将影响到传输的距离和抗干扰能力。就编码能力要求而言，1路1080p@30的编码性能和6路标清的编码性能相当。因此编码性能，功耗和系统稳定性将是HD DVR平台选择的关键。

　　海思半导体于2011年即将推出Hi3531和Hi3532芯片。该芯片专为高清的大量计算而设计。Hi3531/Hi3532HD DVR单芯片的编码能力提升至4路1080p@30fps H.264。Hi3531提供专属的智能加速引擎和专属的网络加速引擎来释放CPU对于高清计算的压力，结合最新的ARM Cotex A9双核CPU，更绚丽的用户界面和丰富的智能应用将变成可能。

　　由于单芯片解决方案即可实现4xHD DVR，以及和海思现有DVR平台软件环境类似，必将有效降低HD DVR的设计难度并加快HD DVR的上市时间。

　　IP Camera+NVR芯片解决方案

　　IP高清解决方案，大部分处理都集中在IP Camera。IP Camera的设计以及IP Camera与NVR和后端平台软件的互联互通性将是整个系统的关键。

　　这种对原有系统（模拟摄像机+DVR/DVS的系统）的重新功能划分，将对整个产业链造成极大的挑战。设备生产厂家、IT平台厂家、渠道商、工程商等在这个新的IP构架下将不得不对市场角色和产品定位进行重新审视。不无憧憬的讲，这将促使视频监控行业向智能安防大系统转变，机遇和挑战并存。

　　由于IP Camera和NVR或者后端平台软件的互联互通性标准众多，任何一个IP Camera厂家不得不面对在工程施工时产品对接问题。对于中小型项目，IP Camera厂家需要自主研发平台对接软件；对于大型项目，IP Camera必须和占主导地位的平台厂家对接。针对这种情况，海思半导体推出NVR+IP Camera系统芯片解决方案。提供给摄像机设备厂家，DVR/NVR设备厂家一整套解决方案（如图2所示）。
 

图2 海思IP高清芯片解决方案

　　对于IP Camera系列，海思于2011年推出Hi3507（最高能力720P@30fps）和Hi3516（最高能力1080p@50fps）两颗芯片。Hi3507可以对接CCD头端和带ISP的CMOS Image Sensor，其成熟稳定的方案将加快产品的上市时间。Hi3516专为IP Camera设计的1080p@30帧5码流SoC芯片。Cotex A9处理器和专用智能加速引擎为智能IP摄像前端提供芯片级别支撑。

　　对于NVR，Hi3531支持4路 1080p@30高清解码，多路高清显示输出，兼容Hi3531作为DVR的SDK风格将使得原有DVR客户快速推出相应的NVR产品系列。同时，通过软硬件设计，加强和IP Camera之间的互联互通性，便于IP高清解决方案的安装便利性。

　　结束语

　　在高清得以逐渐普及的大环境下，监控行业对于看得更清楚的主观意识更为强烈。随HDcctv高清解决方案的日趋成熟，以及行业渠道商和工程商对于IP知识的普及和接受，高清视频监控在整个视频监控行业的份额将逐渐提高。而基于IP的视频监控网络，又会极大的促进对于智能监控等大安防系统日趋成熟。这又促使安防人站在人类安全、物品安全和环境安全等更高的角度来设计安防系统，产品和应用。海思半导体在2011年适时推出高性能Hi3531/Hi3532 HD DVR芯片，Hi3507/Hi3516高清IP Camera芯片和Hi3531 NVR芯片，这必将进一步加速监控的高清化到来。（作者单位：深圳市海思半导体有限公司）