ISP推动芯片改革，助力安防高清

 　　“平安城市”建设，从最早2004年开始的21个城市试点及2005年3111工程至今已近八年时间，透过大规模的省、市、县三级开展报警与监控系统工程建设，目前中国“平安城市”已进入密集及二期建置时期，预计在十二五计划下，未来几年仍会有近百亿人民币的市场规模，衍生的商机可谓庞大。
 

　　“平安城市”项目在安防领域有着典型的特点，如涉及的区域广、站点数量较多;人流量大，涉及到防灾、治安等多个方面;其包括重点企事业单位监控、社区监控、网吧/宾馆行业监控、危险/污染行业监控、闯红灯电子警察、城市出入卡口监控、公共道路/治安场所监控。其将整个城市的监控作为一个整体，各个站点的图像会涉及到多个系统、多个部门;在控制中心，涉及到交通治安、社会治安、防灾等均需要实时视频作为第一手参考资料。

　　因此，“平安城市”项目对监控系统的要求，已经不再仅仅是要求“看到”，而是要“看清”，标清系统所能提供的画面清晰度，已经成为系统升级的瓶颈，特别是智能交通的电子警察，违章车辆跟踪和车牌识别，更是要求前端实时图像高清化，否则智能分析将无从下手。

　　近年来，相对于已发展成熟的CCD停滞不前的状态，CMOS传感器随着技术发展已逐步打开被CCD独占的市场。但CMOS目前的技术与CCD相比，仍具有感光度低、信噪比高的缺点。这时作为CMOS和CCD摄像机中重要搭配零组件的ISP，应CMOS的大量出货而引发的更多应用开发，以弥补CMOS在感光度低、信噪比高上的不足。随着人们对画质的关注，ISP已经越来越受到芯片商和摄像机制造商的重视。对于高清的重视同时引发了市场对芯片的萃取。

　　ISP应用广泛

　　ISP，事实上就是图像信号处理器，无论是手机镜头、摄像机镜头还是监控镜头中都包含该元素；单以图像画质来说，ISP自身就是针对图像处理的元件，再加上图像降噪技术，那么可能会到达一个令人满意的结果。

　　众所周知，早年芯片市场素有ASIC、DSP之争，现今多家芯片公司基于ASIC或DSP开发出整合度更高、更加适合视频监控需求的片上系统——SoC。SoC将处理器资源、内存资源、编解码算法、外围设备接口等都集成在单个平台上，将大部分功能固化，并对特殊功能需求模块化，以源代码方式给厂商，厂商根据不同应用需求进行二次开发，同时，还可以增加视频协处理器以及其他视频子系统，以强化视频图像处理能力。它综合ASIC、 DSP两者优势，协助终端产品客户简化系统设计。不论选用何种芯片方案，可以看到主流芯片大多已整合ISP功能。

　　ISP在推动芯片改革的同时，助力高清监控的应用发展

　　在高清监控产品推进的过程中，ISP技术的革新起到了巨大的作用。它涵盖了增益控制、白平衡、噪声控制、曝光控制等技术。ISP从高清摄像机辅助技术逐渐演变为关键核心技术。不仅如此，为了满足另类高清监控的需求，部分厂商将CCD传感器替换为CMOS；在进一步提升画质的同时，将 ISP内置到CMOS中，这不仅减少了内部空间同时也降低了功耗，该技术目前在移动多媒体设备中较为普及。

　　而作为非移动的视频设备，传感器内置图像信号处理器也并不是没有可能。通过模块的整合将成像质量进一步提升，并在曝光、自动白平衡和色彩饱和度上有着完美的表现。针对夜视监控来说，低照度环境则是夜晚监控的一大弊端，该技术也在近红外响应下有着不俗的表现。

　　新技术必然面临着市场应用的挑战，CMOS传感器内置ISP方案目前还只能完成一些不太复杂的算法，如手机等小型移动多媒体设备，而随着智能化要求的不断提高，视频监控系统对图像处理要求也越多，其算法也必然更加复杂，这就要求芯片提供更强的动力，这也是未来高清监控摄像机核心部件技术升级的重要部分。目前，集成ISP有多种方案，芯片集成ISP后对安防厂家的研发水平要求降低，并同时降低系统成本，随着芯片所集成的ISP功能的不断强大，已可满足大多数场合的应用需求。但对于寻求高端差异化发展的安防厂家来说，目前市场SoC上所集成的ISP并不能满足他们全部的需求。

　　但是，ISP在未来高清监控设备中的优势将不会减少，无论是针对模拟高清还是数字网络高清，亦或是在复杂的智能化高清应用中，ISP技术都能提供高清晰的视频图像画质。

　　高清需求加剧影响监控设备芯片未来方向

　　各厂家都在追求产品集成度的提升。现有芯片可以实现4路1080p高清码流，多路高清成为芯片发展的一个趋势；另外，在芯片上集成更多组件的功能也是一个趋势所在，SoCFPGA设计为人们所关注，SoCFPGA是整合了FPGA、实体处理器以及其他硬件IP组件的SoC芯片，在市场需求、技术成熟与商业竞争等因素推动下，在可见的未来里，众厂商在SoCFPGA设计上将大有所为。

　　另一个孜孜以求的方向是智能分析。除了TI、海思之外，作为老牌芯片商ADI目前推出了针对安防监控系统推出的 BlackfinBF60x处理器系列。据ADI处理器和数字信号处理器亚太区市场经理张铁虎介绍，其亮点之一是流水线视觉处理器PVP，PVP属于高性能视频分析加速器范畴，提供12个高性能，配置灵活的信号处理模块(卷积，缩放，算数等)，支持各种常用算法，例如索贝尔(sobel)，坎尼 (Canny)，拉普拉斯，阀值，直方图，积分，可用于加速多达五个并行图像算法，从而实现对象跟踪、检测和识别性能，以应对安防产业对智能分析识别的需求。

　　云端安防是市场的趋势所在，芯片商也应该根据市场的需求，提供效能更优异的影像编解能力来减轻云端服务器的负荷。此外，芯片商也在考虑提供更快速的视频图像编解码技术以减轻服务器的负荷，高集成度、高负荷之下必然带来高功耗，芯片商也在节能方面考虑较多，像TI亦有朝向节能芯片的趋势。

　　面对越来越高要求的安防监控要求，具有更快运算处理速度、更高集成度、可应对更高复杂度的智能分析、更为强大的网络功能，并且更低功耗的芯片，已然是安防厂商共同关心的要素。虽然不可能有一颗芯片，可以十全十美的对应市场上的所有功能，但市场的期待总是芯片商努力的方向。