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

芯片之爭：DSP與SoC暗戰(zhàn)高清

　　視頻監(jiān)控智能化的基礎與核心是芯片。芯片的選擇和應用，則直接決定著視頻監(jiān)控分析處理和應用的智能化程度。隨著技術的發(fā)展，ASIC逐漸邊緣化，芯片之爭逐漸淪為DSP和SoC的“二人轉”。在視頻監(jiān)控數(shù)字處理芯片選擇上，DSP是當前監(jiān)控市場的主流處理器，SoC作為后起之秀，對市場產生了強大的沖擊。

　　ASIC特點是面向特定用戶的需求，在批量生產時，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、成本降低等優(yōu)點。然而，在視頻監(jiān)控領域，隨著壓縮算法從MPEG4向H.264發(fā)展，ASIC的發(fā)展相對滯后，因無法滿足視頻監(jiān)控的諸多特殊要求而逐漸被DSP所取代。雖然隨著技術的發(fā)展進步，ASIC其后也可集成H.264算法并簡化系統(tǒng)設計，但其對數(shù)字視頻監(jiān)控所需的標準適應性和靈活性卻有著天生的不足，逐漸在高清視頻監(jiān)控領域的芯片之爭中漸行漸遠。

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

　　德州儀器半導體技術(上海)有限公司通用DSP業(yè)務發(fā)展經理鄭小龍指出，DSP屬于軟件可編程的處理器，所提供實時運算的性能與同時代的處理器相比，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雜的實時算法，因而成為數(shù)字視頻壓縮編碼和解碼的最佳平臺。

　　隨著技術的發(fā)展，芯片廠商基于ASIC或DSP開發(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、內存資源、編解碼算法、外圍設備接口等都集成在單個平臺上，將大部分功能固化，并對特殊功能需求模塊化，以源代碼方式交付廠商，廠商根據不同應用需求進行二次開發(fā)，同時還能增加視頻協(xié)處理器以及其他視頻子系統(tǒng)，以強化視頻圖像處理能力。

　　杭州?？低晹?shù)字技術股份有限公司技術支持工程師程瑋認為，SoC芯片的出現(xiàn)兼顧了DSP與ASIC兩家之長，彌補了兩者之短，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，保持了DSP的靈活性，解決了DSP芯片成本較高的問題。

　　由于SoC是面向特性應用的片上系統(tǒng)，結合硬件加速等技術可以實現(xiàn)H.264的高復雜度的算法運算，并可針對視頻編碼方面進行優(yōu)化，同時，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絡攝像機的編解碼處理器上，這比早前將智能算法放在單獨一塊芯片上集成在產品中的方案更節(jié)省成本，開發(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功能已經成為共識，這也是高清時代使視頻監(jiān)控更加智能的潮流和趨勢。

視頻圖像處理是關鍵

　　ISP圖像信號處理，主要是對前端圖像傳感器輸出的信號做后期處理，主要功能有線性糾正、噪聲去除、壞點去除、內插、白平衡、自動曝光控制等，通過ISP能在不同的光學條件下都能較好地還原現(xiàn)場細節(jié)。ISP在很大程度上決定了攝像機的成像質量，并直接影響視頻監(jiān)控分析處理和應用的智能化程度。

　　目前，集成ISP目前有多種方案，芯片集成ISP后對安防廠家的研發(fā)水平要求降低，并同時降低系統(tǒng)成本。隨著芯片所集成的ISP功能不斷強化，已可滿足大多數(shù)場合的應用需求，但對于尋求高端差異化發(fā)展的安防廠家來說，目前市場SoC上所集成的ISP并不能滿足他們全部的需求，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)控圖像處理技術通過運用圖像處理算法，對攝像機拍攝的視頻圖像序列進行自動分析，實現(xiàn)對場景中目標定位、識別和跟蹤，并在此基礎上理解和描述目標的行為。根據行為特征分析并從圖像中尋找滿足預先設定的行為特征的事件，如目標跟蹤、徘徊、人數(shù)統(tǒng)計、密度偵測等。

　　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的重要影響因素。

　　數(shù)字監(jiān)控圖像處理技術具有強大的運算功能，是基于DSP數(shù)字處理芯片構架基礎之上，DSP芯片的發(fā)展對數(shù)字監(jiān)控圖像處理技術的提升有關鍵性的作用。作為主流的平臺，基于DSP的數(shù)字視頻監(jiān)控解決方案發(fā)揮無可替代的作用，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別、人臉識別等，對圖像質量提出了更高的要求，也對芯片的編解碼能力提出了更大的挑戰(zhàn)。針對數(shù)字監(jiān)控圖像處理技術，未來DSP處理器仍需在內核處理能力、指令集、低功耗硬件架構、集成度、軟件模塊庫和開發(fā)工具等方面進行完善。

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

智能算法提升應用價值　　

    安防智能化功能的實現(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)控攝像機的使用范圍和價值，處于應用初級階段的視頻監(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攝像機的智能算法基本上都是通過配套的DSP及FPGA來實現(xiàn)的，在攝像機內部的DSP芯片中，自動曝光、白平衡、移動偵測、透霧、防抖動、自動聚焦、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別、車牌識別、行為分析等，則借助專門的Pc或模塊來實現(xiàn)，以提高芯片產品的功能和附加價值。

　　Intel中國區(qū)嵌入式及消費電子事業(yè)部產品經理徐民認為，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用單元來執(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已經可以實現(xiàn)一些單獨的、簡單的、固定條件下的音頻或視頻的分析，但從整體上看，這僅是一個開始。

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

　　銳芯郝秀杰強調，安防智能化是大勢所趨，但目前的智能化水平尚處于初級階段，許多功能概念聽上去很美好，但實際應用的效果并不盡如意，智能算法只能在有限范圍內解決一定的問題，仍有較大的提升空間。因此，DSP廠商應更關注行業(yè)最新的需求及算法，將具有透霧、識別、分析等先進的算法模塊化、硬件化，不斷提高專業(yè)及行業(yè)產品的附加值。

系統(tǒng)解決方案檢驗芯片綜合競爭力

　　安防智能化是一個系統(tǒng)工程，其數(shù)據采集、傳輸、分析、處理、應用構成智能安防的框架，該系統(tǒng)除了前端的設備、服務器平臺、網絡設備和大數(shù)據平臺，還包括軟件以及安全技術，以強有力的產品和方案去幫助行業(yè)解決相關問題。

　　Intel徐民指出，不管是系統(tǒng)集成商還是最終的用戶，他關心的肯定不是某個單一的產品，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、設備和系統(tǒng)運轉是否可靠、操作性可用性易用性如何、投入以及維護的成本到底怎么樣。因此，這是一個綜合考評的一個過程。

　　從芯片本身來講，它作為一個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，通過軟件硬件合理搭配，實現(xiàn)相應的功能，從而體現(xiàn)芯片廠商在整個行業(yè)中的價值及競爭力。

　　在解決方案方面，解決方案不是一個單獨的芯片就可以完成的，它是一個完整的架構，在解決方案的整個架構中除了芯片產品外，它還有各類的軟件開發(fā)工具，比如可用于前端的設備、服務器，以及后端包括大數(shù)據處理的平臺等。

　　Intel徐民強調，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用于前端;在后端，大數(shù)據的處理不可避免，好的解決方案和系統(tǒng)架構、服務器平臺等，將能極大推動安防智能化的發(fā)展應用。

拓展商業(yè)及民用市場

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

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

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

　　Intel徐民認為，目前市面上一些智能攝像機已經可以實現(xiàn)一些單獨的、簡單的、固定條件下的音頻或視頻的分析，但從整體上看，這些也僅是一個開始，因為行業(yè)應用的場景千差萬別，而用戶的需求也在不斷變化和提高，所以市場對監(jiān)控攝像機或整個監(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。

　　在實際應用當中，Intel徐民指出，當前智能芯片的不足主要包括面對各種需求的靈活性不高、設備互通性不好、易用性不佳等方面。銳芯郝秀杰也認為，當前視頻監(jiān)控在靈敏度、信噪比、系統(tǒng)穩(wěn)定性、壽命、安全性、實用效果等方面存在諸多問題，這需要芯片廠商直面這些問題與挑戰(zhàn)，進行突破和創(chuàng)新。

　　隨著安防智能化應用領域的不斷拓展，深圳市黃河數(shù)字技術有限公司董事長兼總經理詹建龍認為，未來芯片的發(fā)展，將更趨向于低功耗、高集成度、低照度、寬動態(tài)、智能分析、云端處理和更強的網絡處理能力，而更好的壓縮算法、更大的帶寬、更強的云存儲技術以及更好的智能算法，將成為當前智能化應用亟待突破的難題。

　　Intel徐民補充指出，智能芯片在應用和業(yè)務拓展方面，新型的業(yè)務模式比如跨行業(yè)、跨領域的應用前景更為廣闊，因為安防監(jiān)控不僅僅是專門面對專業(yè)市場的一個產品或方案，相關的技術和產品，還可以擴展到更多的應用領域，包括商用和民用。