近幾年來(lái)，數(shù)字視頻監(jiān)控相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)安防行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)，通過(guò)國(guó)內(nèi)整個(gè)行業(yè)的不斷努力，目前國(guó)內(nèi)數(shù)字監(jiān)控的技術(shù)水平達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，開(kāi)始直接參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。我們?cè)趪?guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)源于我們掌握了相關(guān)的核心技術(shù)，為將來(lái)的不斷發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    視頻壓縮作為數(shù)字監(jiān)控中的核心技術(shù)一直是人們討論的熱門(mén)話(huà)題，目前數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品中單芯片壓縮技術(shù)主要采用DSP技術(shù)。從歷史角度講，以前的DSP名詞是指數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，一直到上個(gè)世紀(jì)八十年代初推出DSP芯片，DSP才逐步成為一種全新高速處理器的名稱(chēng)。最初的DSP處理能力有限，主要應(yīng)用在于數(shù)據(jù)通信和語(yǔ)音處理領(lǐng)域，其后DSP應(yīng)用逐步擴(kuò)展到各種電子產(chǎn)品中，諸如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、通用調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字答錄機(jī)、無(wú)線通信終端。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，九十年代中DSP在數(shù)字GSM手機(jī)應(yīng)用和無(wú)線基站應(yīng)用中獲得了巨大的成功。目前DSP開(kāi)始全面拓展到應(yīng)用領(lǐng)域，在寬帶通信、數(shù)字控制、數(shù)字音頻、數(shù)字視頻等市場(chǎng)上開(kāi)始占居主角。

    視頻處理方面也已經(jīng)由前幾年的ASIC方案轉(zhuǎn)向DSP平臺(tái)，在DSP平臺(tái)上進(jìn)行視頻產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：第一，用戶(hù)開(kāi)發(fā)自由度更大，支持多種個(gè)性化開(kāi)發(fā)，可以滿(mǎn)足市場(chǎng)不斷提出的新的要求，在第一時(shí)間提升產(chǎn)品性能，增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力；第二，DSP處理能力強(qiáng)，可以在一個(gè)DSP上同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路音視頻信號(hào)的壓縮處理，同時(shí)為了及時(shí)滿(mǎn)足應(yīng)用的需要、還提供了很多視頻專(zhuān)用功能，比如視頻濾波、De-interlace處理、高分辨顯示輸出、OSD功能等，甚至象網(wǎng)絡(luò)接口、IDE接口都成為了視頻DSP的主要功能，這樣使得進(jìn)一步大幅度降低產(chǎn)品的成本成為可能（這一點(diǎn)很重要）；第三，開(kāi)發(fā)周期短，實(shí)現(xiàn)快速技術(shù)更新和產(chǎn)品換代；第四，芯片功耗低，對(duì)提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性提供了可靠保障。

    目前市場(chǎng)上許多款視頻處理的DSP芯片已形成主流產(chǎn)品，并以它們各自的技術(shù)特色受到市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用。下面我們就將從他們各自的主要性能和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化方面做一個(gè)比較。

目前主流的DSP平臺(tái)
PNX1500系列芯片
    Philips是最早開(kāi)發(fā)視頻的DSP廠商，1996年推出了Trimedia系列的第一款芯片TM-1000，隨后推出了TM-1100、TM-1300、PNX-1300（TM-1300改進(jìn)版），目前統(tǒng)一更名為Nexperia系列。PNX-1300系列芯片是第一顆被大規(guī)模開(kāi)始應(yīng)用于視頻監(jiān)控產(chǎn)品中DSP芯片。

    在PNX-1300系列成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，Philips 于2004推出了性能更高的PNX-1500系列。作為PNX-1300系列的升級(jí)換代產(chǎn)品，PNX-1500系列處理能力更高、性能更好。該產(chǎn)品于2004年下半年批量上市，成為了數(shù)字視頻應(yīng)用的新亮點(diǎn)。

    從芯片的技術(shù)情況來(lái)看PNX-1500并不是PNX-1300簡(jiǎn)單的速度升級(jí)，各方面的性能有了很大提高，功能也日趨完善，主要性能對(duì)比如下：
項(xiàng)目 PNX-1300 PNX-1500
主頻速度 143-200MHz 243-350MHz
內(nèi)存支持 184MHz SDRAM 200MHz DDR
內(nèi)存支持大小 2-32MB 16-256MB
視頻輸入精度 8位 10位
視頻輸入口 1個(gè) 2個(gè)
視頻輸出口 1個(gè) 2個(gè)
功耗 2.9～4W <1.5W
PCI接口 2.1 2.2 [nextpage]

    另外，PNX-1500還在PNX1300的基礎(chǔ)上增加了許多功能，成為該系列產(chǎn)品的新亮點(diǎn)。增加的新功能有：
·網(wǎng)絡(luò)接口、IDE接口：提供了開(kāi)發(fā)信息化家電和數(shù)字視頻設(shè)備的主要接口；
·視頻輸出：提供LCD高分辨輸出、高清視頻輸出（1920x1080）；
·視頻處理單元：視頻濾波和De-interlace處理；
·2D圖形加速器：可以生成圖形；
·內(nèi)嵌看門(mén)狗并具有兩個(gè)Reset 管腳：高可靠性設(shè)計(jì)。

PNX1700系列芯片
    PNX1700系列DSP是Philips于2005年開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的。在PNX-1500的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了處理能力：主處理器500Mhz，功耗1.5W；外部提供的工作時(shí)鐘為27Mhz；存儲(chǔ)器支持DDR SDRAM，最大到200Mhz，PCI支持33Mhz； 支持32bit整形與浮點(diǎn)數(shù)據(jù)。

DM64X系列芯片
    MD64X視頻處理 DSP是TI公司生產(chǎn)的，TI公司是DSP芯片的行業(yè)老大，它的眾多產(chǎn)品多年來(lái)一直統(tǒng)治著這個(gè)行業(yè)，已經(jīng)深入應(yīng)用到了電子信息行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中。2003年TI發(fā)布了TMS320DM64X系列的視頻DSP產(chǎn)品，2004年下半年批量供貨，產(chǎn)品一經(jīng)面世便得到了數(shù)字視頻行業(yè)的強(qiáng)烈關(guān)注。目前在監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品為DM642 (500/600/720MHz)。

    芯片包括三個(gè)Video單元，每個(gè)Video單元又分成A、B兩個(gè)口，A/B 口可以分別處理一路視頻采集，因此DM642最多可以處理6路視頻采集數(shù)據(jù)（不帶音頻）。如果將Video單元配置成Video out方式，則只能在A口輸出，B口不可以，因此DM642最多可支持3路視頻輸出（不帶音頻）。如果同時(shí)處理音頻，每一個(gè)視頻單元可以處理兩路立體聲。

    DM642芯片功耗1.5W、支持SDRAM最大為32MB、同時(shí)也具有網(wǎng)絡(luò)接口。

單芯片應(yīng)用方案
    從DVR發(fā)展的歷史來(lái)看，首先出現(xiàn)了DVR板卡，與不同的應(yīng)用軟件構(gòu)成了PC式的DVR系統(tǒng)，這也是目前市場(chǎng)上的主力產(chǎn)品形態(tài)。而嵌入式DVR是在PC式DVR應(yīng)用成熟之后出現(xiàn)的新型的產(chǎn)品形態(tài)，目前成為了市場(chǎng)上的新熱點(diǎn)。根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)及其應(yīng)用形態(tài)我們可以將DVR產(chǎn)品大致劃為三類(lèi)：PC式DVR、嵌入式DVR和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，前兩種無(wú)需解釋。第三種方式指的是在監(jiān)控前端采用網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備（比如模擬攝像機(jī)+網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器或IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)），網(wǎng)絡(luò)中則采用專(zhuān)用服務(wù)器保存錄像和專(zhuān)用監(jiān)視設(shè)備的一種應(yīng)用方式。

    單芯片方案具有集成度高、成本低和可靠性高的特點(diǎn)，非常適合DVR行業(yè)的應(yīng)用。

DVR板卡應(yīng)用
    模擬音視頻信號(hào)輸入以后，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，然后采用標(biāo)準(zhǔn)壓縮算法，把音視頻信號(hào)實(shí)時(shí)壓縮，壓縮的數(shù)據(jù)可以保存在本地硬盤(pán)中或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。單芯片方案的主要特點(diǎn)就是采用了最簡(jiǎn)單的技術(shù)實(shí)現(xiàn)4路音視頻的壓縮處理，成本非常低，具有很大的應(yīng)用前景。

    四路卡采用PNX1500具體原理見(jiàn)下圖,如果采用DM642，直接用4個(gè)視頻編碼器取代視頻處理器。

嵌入式DVR應(yīng)用
    在單芯片嵌入式方案中，視頻處理器完成了4路視頻的A/D處理，同時(shí)將四路視頻合成輸入DSP。DSP完成系統(tǒng)的主控功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)四路音視頻的壓縮/編碼操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸和本地保存。[nextpage]

單芯片應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)
壓縮算法發(fā)展熱
    作為目前最新的視頻編碼技術(shù)H.264，在安防行業(yè)應(yīng)用有著非常大的前景。H.264標(biāo)準(zhǔn)采用了很多新技術(shù)用來(lái)提高壓縮比以降低碼流，核心是采用了高精度、多模式預(yù)測(cè)技術(shù)。H.264 標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枰O(shè)計(jì)了視頻編碼層VCL和網(wǎng)絡(luò)提取層NAL結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)抽象層是提供“網(wǎng)絡(luò)友好”的界面，從而使視頻編碼層能夠在各種系統(tǒng)中得到有效的應(yīng)用。H.264 標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枰O(shè)計(jì)了差錯(cuò)消除的工具，便于壓縮視頻在誤碼、丟包多發(fā)環(huán)境中傳輸，從而保證了視頻傳輸?shù)挠行浴?/P>

    H.264是近幾年來(lái)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的熱點(diǎn)，在目前主流的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)更多的子集，是大家追求的目標(biāo)，更低的碼流會(huì)使網(wǎng)絡(luò)視頻的應(yīng)用更加廣泛。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻的普及應(yīng)用，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)安全將會(huì)成為了一個(gè)新的熱點(diǎn)。

智能化技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)
    智能化技術(shù)是與應(yīng)用領(lǐng)域緊密結(jié)合的技術(shù)，可以針對(duì)各種應(yīng)用環(huán)境的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出不同類(lèi)型的應(yīng)用技術(shù)，提升產(chǎn)品的適應(yīng)力，例如：
圖像識(shí)別：實(shí)時(shí)圖像識(shí)別是對(duì)視頻圖像壓縮序列進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，來(lái)達(dá)到不同應(yīng)用環(huán)境的要求。目標(biāo)類(lèi)型識(shí)別技術(shù)用于識(shí)別目標(biāo)的類(lèi)型、位置，進(jìn)一步可以實(shí)現(xiàn)人像匹配、車(chē)輛分析（顏色、車(chē)型、車(chē)牌）；目標(biāo)自動(dòng)跟蹤技術(shù)是通過(guò)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別，自動(dòng)控制攝像機(jī)來(lái)跟蹤目標(biāo)的移動(dòng)，監(jiān)視目標(biāo)的整個(gè)移動(dòng)過(guò)程。這些智能化工作方式在多種應(yīng)用環(huán)境下都很有價(jià)值。

    圖像分析：移動(dòng)目標(biāo)的分析技術(shù)是通過(guò)對(duì)畫(huà)面中移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別，分析統(tǒng)計(jì)目標(biāo)的類(lèi)型、流量、運(yùn)動(dòng)方向、速度等信息，可以用于交通道路指揮自動(dòng)化以及重要場(chǎng)合自動(dòng)檢測(cè)分析，也可以用于環(huán)境監(jiān)控中的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)報(bào)警。

    智能化的需求越來(lái)越高漲，監(jiān)控系統(tǒng)的普及使得我們必須提供有效的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)智能檢索、圖像識(shí)別和圖像智能分析，否則海量的視頻數(shù)據(jù)讓我們無(wú)從下手，從而大大增加了系統(tǒng)使用的成本。

結(jié)語(yǔ)
    DVR產(chǎn)品未來(lái)將會(huì)向多元化發(fā)展，以適應(yīng)不同行業(yè)應(yīng)用需求的發(fā)展，一方面通過(guò)集成度的不斷提高降低成本，開(kāi)發(fā)出更加普及化的產(chǎn)品；另一方面針對(duì)專(zhuān)業(yè)行業(yè)推出具有個(gè)性化的產(chǎn)品，適應(yīng)不同專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)的需求。

    PC式DVR：PC式DVR具有處理能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)靈活和可擴(kuò)展性好等多方面的優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)會(huì)在智能化方面獨(dú)樹(shù)一幟。

    嵌入式DVR：嵌入式DVR會(huì)對(duì)于固定需求和形態(tài)的市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)出一系列的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，產(chǎn)品的定位會(huì)逐步細(xì)化。

    網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器：會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的發(fā)展在各個(gè)領(lǐng)域會(huì)得到大規(guī)模的應(yīng)用。

    大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控是未來(lái)應(yīng)用的熱點(diǎn)，建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控平臺(tái)是大規(guī)模應(yīng)用的必要條件，從這個(gè)角度說(shuō)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的迫切性越來(lái)越大。從技術(shù)角度來(lái)講，單芯片處理技術(shù)的不斷發(fā)展將會(huì)進(jìn)一步提高產(chǎn)品集成度，降低成本，為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控提供更好的硬件平臺(tái)。