視頻處理器芯片廠商的趣事
王工入行較早，他是目前是一個硬件工程師，負責項目的硬件平臺開發(fā)。其實，他并不是一開始就進入了安防行業(yè)，開始時他在一家分銷商公司里做FAE，后來由于機緣巧合下，進入了安防行業(yè)，然后就一直待到現(xiàn)在。談到這些年在安防行業(yè)里的經歷，王工覺得很有意思。他說，“無容置疑，視頻處理器芯片是視頻監(jiān)控中最核心的器件，它決定著安防技術的級別。安防行業(yè)的巨大市場吸引了一大批芯片廠商紛紛涉足視頻處理器芯片領域，這其中有TI、ADI、海思、安霸、Xilinx和Altera等一大批半導體企業(yè)。但有些企業(yè)并不是自己主動進入這個行業(yè)的，相反，有些是因為‘歪打正著’而闖入安防行業(yè)里面來的。”
他拿海思舉例，海思以前是做機頂盒芯片的，并沒有涉足安防行業(yè)。由于海思的這個芯片中集成了H.264和MPEG-4等壓縮算法，當時就有一些的安防工程師覺得這個芯片在機頂盒中能用，我能不能在視頻監(jiān)控中使用呢?于是就拿這個芯片做了幾個方案試試看，后來發(fā)現(xiàn)竟然在視頻監(jiān)控中用得很好，慢慢地海思的芯片就這樣在市場上推廣開來了。因此，海思進入安防行業(yè)基本上可以說是工程師們幫的忙。
另外還有一個“誤闖”安防行業(yè)的視頻處理器芯片廠商是安霸，該廠商本身是做數(shù)碼相機的，但是由于其畫質拍得相當好。當時珠海有幾家方案公司就拿它的芯片方案作了幾個IP Camera方案。也就是因為這個原因安霸才開始進入到安防產業(yè)里面來。王工也指出了安霸的不足，他說，“由于之前安霸是做數(shù)碼相機的，所以它的芯片連網絡接口都沒有，都是方案公司想辦法在外部擴展的。”當然，現(xiàn)在安霸的芯片已經將網絡接口集成進去了。
王工坦言，作為一個視頻監(jiān)控的硬件工程師，工作并不輕松。當需要做一個項目時，很多時候，工程師需要將市面上有的解決方案都做一遍，以評估到底那個方案更合適。“當然，這個也取決于你所在企業(yè)所擁有的資源，如果資源不夠的話，也許不會評估那么多個方案。”他補充說。
TI的達芬奇視頻處理器芯片方案是王工在工作中接觸得比較多的方案，這個主要是因為達芬奇芯片的功能比較強，整個產品線非常豐富，高中低搭配都有。但他們的第一代產品其實是很不成功的，包括DM6437、6441和6446都是一個ARM9加一個空的DSP。這就需要視頻監(jiān)控產品生產企業(yè)做大量的工作才能生產出成品。還好在TI剛進入中國市場時，有很多第三方企業(yè)，包括聞亭泰和合眾達等，他們幫TI進入中國做了很多工作，比如說由于當時TI提供的壓縮算法庫很不好用，但它給第三方提供了很多技術支持，幫助他們把這個算法庫做得非常好。而當時中國做安防產品的企業(yè)一般做不到自己優(yōu)化TI那個比較粗糙的算法庫，或者自己開發(fā)算法庫。
老實說，這個商業(yè)模式并不太適合中國，因為如果使用TI的這個方案，除了要買TI的處理器芯片外，還需要買開發(fā)軟件的License，然后需要向第三方購買壓縮算法，或者自己開發(fā)，而這些都會增加企業(yè)的產品開發(fā)成本。因此，達芬奇第一代產品并沒有被推廣開來。不過后來，TI也注意到了這個問題，后來它推出的DM365系列就開始將H.264和MPEG-4等算法集成進芯片了，不過它把這些算法庫直接封死在DSP中了，TI會給客戶一個SDK方便客戶調用DSP上的基本庫，但DSP變成了一個用戶不可操控的模塊，用戶只能使用ARM資源來進行開發(fā)。這個時候TI基本上跟海思在同一個步調上了，只是TI的技術實力相對來說還是比較強的，加上它在DSP方面的優(yōu)勢，TI后面推出的產品就非常具備競爭力了，包括現(xiàn)在比較新的DM388、DM383等等。
王工也表示，雖然在高端性能方面海思跟TI相比有一定差距，但海思的芯片有一個特點就是，它提供的芯片沒有太多的功能，卻剛剛好滿足國內用戶的需求，非常貼近客戶，針對性很強。所以，海思的芯片幾乎是橫掃低端的安防領域。
王工對FPGA在視頻監(jiān)控領域的應用并不十分看好，他認為如果把包含DSP模塊的SoC產品也算作DSP的應用的話，DSP在視頻監(jiān)控領域幾乎是占絕對優(yōu)勢的。除非該視頻監(jiān)控產品對實時性要求非?？量?，又需要超高幀速和清晰度，以及多畫面等功能，否則一般不會使用FPGA來進行開發(fā)。因為使用FPGA來進行產品開發(fā)的話，難度太大，他說，“就算你在FPGA上開發(fā)一個網絡協(xié)議都非常復雜。而且，由于FPGA沒有操作系統(tǒng)，如果需要升級的產品的話也會很麻煩，基本上就需要重新寫過一樣。”
CMOS圖像傳感器更受工程師歡迎
視頻監(jiān)控系統(tǒng)從最早的模擬監(jiān)控到這些年火熱的數(shù)字監(jiān)控，再到方興未艾的網絡視頻監(jiān)控，發(fā)生了翻天覆地的變化。從技術角度來看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展可劃分為第一代的模擬視頻監(jiān)控(CCTV)、第二代基于“PC+多媒體卡”的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)、第三代完全基于IP網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)，以及介于第二代和第三代之間的DVS。這些發(fā)展與視頻處理器的不斷演進緊密相關，但還有一個不可忽視的因素是圖像傳感器技術的不斷進步。
圖像傳感器有CCD和CMOS兩種。“早期，我們通常認為圖像畫質優(yōu)秀的設備都是采用CCD傳感器，而低成本產品則使用CMOS傳感器。但是最新的CMOS技術已經克服了早期CMOS傳感器的技術弱點，提升了低照性能和高感光控噪性能等等。”王工這樣評價CMOS傳感器目前的現(xiàn)狀，他同時表示，“未來在安防視頻監(jiān)控領域，CCD傳感器應該都會被CMOS傳感器所取代。”
【導讀】過去的十年，對大部分中國安防行業(yè)的企業(yè)和從業(yè)者來說是幸運的，他們趕上了安防監(jiān)控產業(yè)的高速增長期，碰到了絕好的發(fā)展機會。目前中國已經成為全球最大的安防市場。王工和羅工就是趕上了好時光的安防行業(yè)從業(yè)者，在這個行業(yè)的這些年里，他們但都各有斬獲。
視頻處理器芯片廠商的趣事
王工入行較早，他是目前是一個硬件工程師，負責項目的硬件平臺開發(fā)。其實，他并不是一開始就進入了安防行業(yè)，開始時他在一家分銷商公司里做FAE，后來由于機緣巧合下，進入了安防行業(yè)，然后就一直待到現(xiàn)在。談到這些年在安防行業(yè)里的經歷，王工覺得很有意思。他說，“無容置疑，視頻處理器芯片是視頻監(jiān)控中最核心的器件，它決定著安防技術的級別。安防行業(yè)的巨大市場吸引了一大批芯片廠商紛紛涉足視頻處理器芯片領域，這其中有TI、ADI、海思、安霸、Xilinx和Altera等一大批半導體企業(yè)。但有些企業(yè)并不是自己主動進入這個行業(yè)的，相反，有些是因為‘歪打正著’而闖入安防行業(yè)里面來的。”[!--empirenews.page--]
他拿海思舉例，海思以前是做機頂盒芯片的，并沒有涉足安防行業(yè)。由于海思的這個芯片中集成了H.264和MPEG-4等壓縮算法，當時就有一些的安防工程師覺得這個芯片在機頂盒中能用，我能不能在視頻監(jiān)控中使用呢?于是就拿這個芯片做了幾個方案試試看，后來發(fā)現(xiàn)竟然在視頻監(jiān)控中用得很好，慢慢地海思的芯片就這樣在市場上推廣開來了。因此，海思進入安防行業(yè)基本上可以說是工程師們幫的忙。
另外還有一個“誤闖”安防行業(yè)的視頻處理器芯片廠商是安霸，該廠商本身是做數(shù)碼相機的，但是由于其畫質拍得相當好。當時珠海有幾家方案公司就拿它的芯片方案作了幾個IP Camera方案。也就是因為這個原因安霸才開始進入到安防產業(yè)里面來。王工也指出了安霸的不足，他說，“由于之前安霸是做數(shù)碼相機的，所以它的芯片連網絡接口都沒有，都是方案公司想辦法在外部擴展的。”當然，現(xiàn)在安霸的芯片已經將網絡接口集成進去了。
王工坦言，作為一個視頻監(jiān)控的硬件工程師，工作并不輕松。當需要做一個項目時，很多時候，工程師需要將市面上有的解決方案都做一遍，以評估到底那個方案更合適。“當然，這個也取決于你所在企業(yè)所擁有的資源，如果資源不夠的話，也許不會評估那么多個方案。”他補充說。
TI的達芬奇視頻處理器芯片方案是王工在工作中接觸得比較多的方案，這個主要是因為達芬奇芯片的功能比較強，整個產品線非常豐富，高中低搭配都有。但他們的第一代產品其實是很不成功的，包括DM6437、6441和6446都是一個ARM9加一個空的DSP。這就需要視頻監(jiān)控產品生產企業(yè)做大量的工作才能生產出成品。還好在TI剛進入中國市場時，有很多第三方企業(yè)，包括聞亭泰和合眾達等，他們幫TI進入中國做了很多工作，比如說由于當時TI提供的壓縮算法庫很不好用，但它給第三方提供了很多技術支持，幫助他們把這個算法庫做得非常好。而當時中國做安防產品的企業(yè)一般做不到自己優(yōu)化TI那個比較粗糙的算法庫，或者自己開發(fā)算法庫。
老實說，這個商業(yè)模式并不太適合中國，因為如果使用TI的這個方案，除了要買TI的處理器芯片外，還需要買開發(fā)軟件的License，然后需要向第三方購買壓縮算法，或者自己開發(fā)，而這些都會增加企業(yè)的產品開發(fā)成本。因此，達芬奇第一代產品并沒有被推廣開來。不過后來，TI也注意到了這個問題，后來它推出的DM365系列就開始將H.264和MPEG-4等算法集成進芯片了，不過它把這些算法庫直接封死在DSP中了，TI會給客戶一個SDK方便客戶調用DSP上的基本庫，但DSP變成了一個用戶不可操控的模塊，用戶只能使用ARM資源來進行開發(fā)。這個時候TI基本上跟海思在同一個步調上了，只是TI的技術實力相對來說還是比較強的，加上它在DSP方面的優(yōu)勢，TI后面推出的產品就非常具備競爭力了，包括現(xiàn)在比較新的DM388、DM383等等。
王工也表示，雖然在高端性能方面海思跟TI相比有一定差距，但海思的芯片有一個特點就是，它提供的芯片沒有太多的功能，卻剛剛好滿足國內用戶的需求，非常貼近客戶，針對性很強。所以，海思的芯片幾乎是橫掃低端的安防領域。
王工對FPGA在視頻監(jiān)控領域的應用并不十分看好，他認為如果把包含DSP模塊的SoC產品也算作DSP的應用的話，DSP在視頻監(jiān)控領域幾乎是占絕對優(yōu)勢的。除非該視頻監(jiān)控產品對實時性要求非常苛刻，又需要超高幀速和清晰度，以及多畫面等功能，否則一般不會使用FPGA來進行開發(fā)。因為使用FPGA來進行產品開發(fā)的話，難度太大，他說，“就算你在FPGA上開發(fā)一個網絡協(xié)議都非常復雜。而且，由于FPGA沒有操作系統(tǒng)，如果需要升級的產品的話也會很麻煩，基本上就需要重新寫過一樣。”
CMOS圖像傳感器更受工程師歡迎
視頻監(jiān)控系統(tǒng)從最早的模擬監(jiān)控到這些年火熱的數(shù)字監(jiān)控，再到方興未艾的網絡視頻監(jiān)控，發(fā)生了翻天覆地的變化。從技術角度來看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展可劃分為第一代的模擬視頻監(jiān)控(CCTV)、第二代基于“PC+多媒體卡”的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)、第三代完全基于IP網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)，以及介于第二代和第三代之間的DVS。這些發(fā)展與視頻處理器的不斷演進緊密相關，但還有一個不可忽視的因素是圖像傳感器技術的不斷進步。
圖像傳感器有CCD和CMOS兩種。“早期，我們通常認為圖像畫質優(yōu)秀的設備都是采用CCD傳感器，而低成本產品則使用CMOS傳感器。但是最新的CMOS技術已經克服了早期CMOS傳感器的技術弱點，提升了低照性能和高感光控噪性能等等。”王工這樣評價CMOS傳感器目前的現(xiàn)狀，他同時表示，“未來在安防視頻監(jiān)控領域，CCD傳感器應該都會被CMOS傳感器所取代。”
【導讀】過去的十年，對大部分中國安防行業(yè)的企業(yè)和從業(yè)者來說是幸運的，他們趕上了安防監(jiān)控產業(yè)的高速增長期，碰到了絕好的發(fā)展機會。目前中國已經成為全球最大的安防市場。王工和羅工就是趕上了好時光的安防行業(yè)從業(yè)者，在這個行業(yè)的這些年里，他們但都各有斬獲。
他解釋說，這是因為CMOS傳感器與CCD傳感器相比具有太多的優(yōu)勢。首先，CCD傳感器需要特殊工藝，使用專用生產流程，成本高。而CMOS傳感器使用與制造半導體器件90%的相同基本技術和工藝，成品率高，制造成本低。其次，高速性是CMOS電路的固有特性，CMOS圖像傳感器可以極快地驅動成像陣列的列總線，并且ADC在片內工作具有極快的速率，對輸出信號和外部接口具有低敏感性，有利于與下一級處理器連接。CMOS圖像傳感器具有很強的靈活性，可以對局部像素進行隨機訪問，增加了工作靈活性。再次，從功耗和兼容性來看，CCD需要外部控制信號和時鐘信號來獲得滿意的電荷轉移效率，還需要多個電源和電壓調節(jié)器，整個電路非常復雜，而且速度慢、功耗大;而CMOS使用單一工作電壓，功耗低，僅相當于CCD的1/100~1/10，還可以與其他電路兼容，具有功耗低和兼容性好的特點。還有，就是CMOS傳感器容易包含其他邏輯電路在內的SoC產品，比如說將一些ISP處理單元集成到CMOS圖像傳感器中，甚至可以將一些圖像壓縮處理單元集成進去。這樣就可以大大降低用戶開發(fā)產品的難度，幫助他們縮短產品開發(fā)周期。
智能分析算法逐漸為市場所接受
對使用CMOS傳感器帶來的好處，從事視頻監(jiān)控圖像處理的軟件工程師羅工最有感觸。他07年畢業(yè)后一直從事圖像處理方面的工作，只是以前負責數(shù)碼相機的圖像處理，而現(xiàn)在從事智能交通高清圖像處理和優(yōu)化。他表示，從[!--empirenews.page--]CMOS傳感器出來的信號很容易獲得，也容易進行后續(xù)處理。這個對軟件工程師來說是非常有利的，特別是在數(shù)字化攝像時代，因為這對算法的實現(xiàn)由很大的好處。
羅工認為在視頻監(jiān)控領域，目前硬件的競爭基本上已經接近尾聲，剩下的就是關鍵的算法的競爭。他表示，其實在幾年前就有一些企業(yè)提出了智能分析的概念，海思甚至曾經計劃將智能分析算法集成進芯片中，只是當時并沒有被市場所廣泛接受，所以沒有推廣開來。但目前隨著人們安全意識的增強，簡單的視頻保存和播放已經不能滿足人們對安防產品的需求。如何用智能化的技術來替代人工視頻處理正在成為諸多數(shù)字安全監(jiān)控解決方案提供商提供商討解決的問題。智能化的實現(xiàn)不僅可以通過減少人工大大降低安防運行的成本，同時還將大大提升數(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。
因為智能分析是一門非常深的技術，因此要做到準確統(tǒng)計需要研發(fā)極為專業(yè)的算法，要有專門的公司來做這件事。而且目前已經有一些企業(yè)在專門研究這些智能分析算法的應用了，比如說面部識別、生物識別、車輛識別、人群控制和交通流量控制等智能分析解決方案。這些方案可以應用于零售、醫(yī)院、銀行、教育和交通等領域。也有一些企業(yè)可提供具備自動報警功能的視頻監(jiān)控設備，羅工介紹說，“最近醫(yī)院打人事件不是時有發(fā)生嗎?其實這個視頻監(jiān)控就可以用來預防這種事情的發(fā)生。也有用在銀行防止意外事件發(fā)生的。當然也會有一定的誤報，但是以防萬一的作用還是有的。當然也會有一些企業(yè)由于技術和成本的原因只會提供一些基本的智能分析功能，包括觸發(fā)區(qū)、人數(shù)統(tǒng)計、智能運動檢測等分析技術幫助客戶來實現(xiàn)差異化。”
工程師眼中的安防行業(yè)市場的前景
雖然安防行業(yè)這幾年的增長勢頭又所放緩，但總體市場規(guī)模還是處于持續(xù)上漲過程中。對于目前所從事安防行業(yè)的市場前景，特別是視頻監(jiān)控領域，王工和羅工都覺得非常樂觀。他們表示，現(xiàn)在中國的安防行業(yè)正在逐漸走向成熟，出現(xiàn)了像?？低?，大華這樣的大型安防企業(yè)，加上現(xiàn)在高清視頻監(jiān)控逐漸成為主流，工程師在安防行業(yè)里也越來越受重視。王工笑稱，“這個其實從工程師的待遇里面就可以看出端倪。目前安防行業(yè)里的工程師待遇可能比射頻領域和醫(yī)療電子領域內的工程師待遇低點，相比其他行業(yè)還算是不錯的了。當然，這個主要是指視頻監(jiān)控領域的工程師，門禁也屬于安防，但那個門檻就低一點了，待遇相對來說也會不一樣。”
對安防行業(yè)的未來，他們覺得其實中國的安防市場其實挺大的，現(xiàn)在雖然專業(yè)安防的發(fā)展比較成熟了，但民用市場這一塊還有很大的發(fā)展前景，而且還有很大的海外市場。王工舉例說，他曾經的一個同事所在的公司，現(xiàn)在基本上都不做國內市場，所有的視頻監(jiān)控產品都是銷往國外市場的，這些年來，利潤一直都還不錯。
另外，他們也談到了安防行業(yè)目前也有不少不盡人意的地方，比如說由于缺乏國家統(tǒng)一的標準，有的企業(yè)可能會為了了節(jié)約成本，而做出一些偷工減料的事情，或者以次充優(yōu)的事。不過相信，隨著安防行業(yè)的逐漸成熟，安防行業(yè)的未來一定會慢慢變好的。
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