行業(yè)發(fā)展,標準先行,安防芯片的產(chǎn)業(yè)化也不例外,標準的制定和芯片技術的發(fā)展相輔相成。另外隨著“平安城市”建設工作的推廣,以視頻監(jiān)控系統(tǒng)為核心的“平安城市”建設和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)將有更大的發(fā)展。在這樣的大背景下,國內(nèi)安防芯片的產(chǎn)業(yè)化將進入發(fā)展的快車道,蘊含著巨大的市場前景和發(fā)展空間。
巨大的市場容量催生了產(chǎn)品的細分。隨著安防芯片市場的增長,安防芯片的細分也是勢在必行。與幾年前安防行業(yè)剛剛開始數(shù)字化時單一的DSP芯片相比,現(xiàn)在的安防芯片已經(jīng)根據(jù)應用場合的不同,細分成不同的種類,主要有以下幾個方面:
DVR/NVR芯片,比如海思半導體的Hi3515,Hi3520應用于嵌入式DVR產(chǎn)品和嵌入式NVR產(chǎn)品,主要側(cè)重于多通道編解碼、多業(yè)務管理和高碼率存儲的需求,目前這類芯片是市場規(guī)模最大的一類芯片,占據(jù)了主壓縮芯片數(shù)量的60%左右。
IPC芯片應用于網(wǎng)絡攝像機產(chǎn)品,這是最近兩年IPC市場逐步成熟的產(chǎn)物,這些芯片側(cè)重于高清壓縮、智能化和ISP處理,目前這類芯片市場容量還不如DVR/NVR芯片,但是可以預見的是,一段時間以后,這類芯片將占據(jù)絕大部分的安防市場份額。
輔助芯片主要用于智能化和ISP業(yè)務,以DSP和FPGA為主,在模擬攝像機里,這類用于ISP的DSP或者FPGA芯片大量被應用。而由于智能分析產(chǎn)品目前市場容量還處于初級階段,用于智能分析產(chǎn)品的DSP用量較少。隨著IPC芯片的集成度越來越高,這些輔助芯片的功能最終可能會合并到IPC芯片上。
隨著安防產(chǎn)業(yè)的不斷壯大,對于未來芯片的發(fā)展,從目前看來是主要是更高的像素、幀率,更低的照度和動態(tài)范圍,更低的帶寬占用、更高的傳輸效率,以及更加智能的ISP算法等。作為芯片的直接使用者,視頻監(jiān)控廠商一般的選型原則首先是根據(jù)產(chǎn)品的定義和工作環(huán)境來進行不同款芯片的比較,同時購買EVM開發(fā)板進行方案的預研評估和測試,檢驗芯片的功能和性能是否滿足需求。然后需要了解芯片的成熟度和穩(wěn)定性,并預估整個產(chǎn)品的整機成本、開發(fā)成本和開發(fā)難度,功耗低、節(jié)能環(huán)保也是需要考慮的方面,芯片廠商強有力的技術支持是重要的條件。
從供應商的角度來說,希望芯片廠商在大幅度提升編解碼性能的同時,能盡量保證芯片體系架構的一致性,以便于開發(fā)的延續(xù)和繼承,保證供應商在技術積累方面能創(chuàng)造更多的價值,加快產(chǎn)品開發(fā)和上市周期,節(jié)約開發(fā)成本。目前DVR和NVR的芯片方案,其功耗太高,核心的芯片TDP高達10多W,與Intel的X86架構低功耗CPU相比也高出了許多,這給電源設計、熱設計、可靠性設計都帶來了巨大挑戰(zhàn),其穩(wěn)定性需要大量且長時間的批量測試驗證來保障,整個設計成本、驗證成本和BOM成本都增加不少。因此,進一步降低功耗,改善封裝工藝也是芯片廠商下一步需要改進的方向。
目前行業(yè)客戶對高清解碼方面的需求越來越高。因此,需要芯片廠商考慮支持更多的通用解碼庫,提升解碼核的兼容性和功能性,就算解碼核模塊程序跑飛異常,也不會造成整個系統(tǒng)崩潰。
可以采用軟件自動復位或用戶介入操作進行恢復,不影響設備其它的采集壓縮和傳輸功能,保證設備系統(tǒng)的可靠性。城市級的監(jiān)控系統(tǒng)中,在做社會化接入時,會遇到許多廠家的設備接入問題,如何完美的接入和展現(xiàn)給用戶最良好的客戶體驗。
這也是廠商和芯片廠商需要共同努力,芯片廠商如果能夠花更多的時間派相關產(chǎn)品負責人和技術工程師定期與視頻監(jiān)控廠商進行交流和指導,同時給供應商提供詳細產(chǎn)品介紹和技術培訓,這樣將由利于雙方加深對彼此的了解。芯片廠商如果能開放更多的底層驅(qū)動軟件和硬件編碼的視頻處理部分軟件源碼,將有利于做出更多的更契合市場需求的創(chuàng)新特色產(chǎn)品,從而避免產(chǎn)品同質(zhì)化,促進市場繁榮。
芯片發(fā)展面臨的問題
雖然當前的安防芯片市場發(fā)展迅速且前景樂觀,但是同樣也面對了很多的發(fā)展挑戰(zhàn)。
首先是芯片的速度如何快速跟進產(chǎn)品和行業(yè)的發(fā)展。當前安防產(chǎn)品的路線圖趨勢一般由安防芯片來決定,芯片不發(fā)布,相應的產(chǎn)品也就基本無法發(fā)布。但是從目前的安防產(chǎn)業(yè)來看,安防芯片的更新周期一般在一年多一點時間。這造成了需求一直在等待芯片的局面,如何能夠使得芯片的發(fā)展能夠匹配上需求的發(fā)展,給芯片企業(yè)帶來了不小的壓力,因為這意味著成倍的提高人力成本,市場換代過于頻繁也會帶來產(chǎn)值的浪費。另外一個方面,安防產(chǎn)業(yè)對需求的細分越來越明顯,以前的一個芯片可以用在大部分產(chǎn)品上的情況現(xiàn)在很難滿足用戶需求,如何細分芯片,以滿足用戶的需求也是一個難題。
其次是如何引導產(chǎn)業(yè)鏈的健康成長。由于安防芯片的特殊性和關鍵性,安防芯片廠商的市場行為很容易影響到安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如何在擴大市場的同時保護好市場,是需要芯片企業(yè)多多考慮的。芯片的成本控制也是一個挑戰(zhàn),目前安防芯片的主要廠商數(shù)量不多,但是彼此競爭壓力卻很大,此外還有因為安防產(chǎn)業(yè)整體利潤下降導致的來自終端制造商的壓力,知識產(chǎn)權的費用也是一筆很大的開支。節(jié)能環(huán)保及低功耗的需求,目前相關環(huán)保部門對安防產(chǎn)品功耗的要求越來越高,同時也是影響產(chǎn)品出口的一個主要指標。與之相矛盾的是性能提升往往依托于能耗的提高。
未來發(fā)展之路
國內(nèi)廠商要想在安防市場占據(jù)領先優(yōu)勢,就要從產(chǎn)業(yè)化的角度形成一體式的解決方案,一方面靂要國內(nèi)芯片廠商在軟硬件的技術水平和開發(fā)環(huán)境方面做出努力,另一方面需要國家制定出具有自主知識產(chǎn)權并面向安防行業(yè)應用的的標準。在標準方面目前國內(nèi)已經(jīng)起草并發(fā)布了SVAC標準,即《安全防范視頻監(jiān)控數(shù)字音視頻編解碼技術要求》,英文全稱為SurveillanceVideoandAudioCoding,該標準是由國家標準化管理委員會立項的國家標準,是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎標準。SVAC標準的目的是建立符合視頻監(jiān)控需要的、先進的音視頻編解碼標準和安全體系,提高報警監(jiān)控系統(tǒng)間的互聯(lián).互通、互操作及信息的安全、有效和綜合利用。
由于SVAC標準在撰寫之初就己經(jīng)充分考慮了安防的需要,對可伸縮視頻編碼(ScalableVideoCoding,SVC)技術進行了充分的支持。該技術把視頻信號以分層的形式進行編碼,在時間、空間、質(zhì)量上進行劃分,輸出多層碼流(包括基本層和增強層),其中基本層的數(shù)據(jù)可以使解碼器完全正常地解碼出基本視頻內(nèi)容,但是基本層的數(shù)據(jù)獲得的視頻圖像可能存在幀率較低、分辨率較低。或者質(zhì)量較低的問題。在信道受限或信道環(huán)境復雜時;可以保證解碼端能夠接收到可以觀看的流暢視頻圖像,當信道環(huán)境良好或信道資源豐富時,可以傳遞增強層數(shù)據(jù),以提高幀率.分辨率、或視頻質(zhì)量。而增強層是可以多層編碼的,這就意味著在視頻碼流總碼率的范圍內(nèi)接收到的碼率越大,視頻質(zhì)量越好。相對于原來的視頻編碼標準,一次編碼后的視頻碼流就固定了,對于不同的終端應用,不需要對同一內(nèi)容多次編碼,可伸縮視頻編碼有效地解決了之前編碼標準輸出碼流的不靈活性,一次編碼可以適應多種不同信道,這種可伸縮編碼的特性能夠有效地降低網(wǎng)絡傳輸和存儲的壓力。
以存儲為例,在視頻保存之初,可以保存完整的編碼信息,隨著時間的推移可以對視頻進行快速處理,降低保存視頻碼流的分辨率以節(jié)省存儲空間,這點在H264的擴展標準中雖然也有提及,但在實際應用中并沒有大范圍推廣,而SVAC標準作為安防行業(yè)的特有標準,有望將該技術特性推廣普及,發(fā)揮其獨有的優(yōu)勢。此外,SVAC標準在一開始就著手于編碼硬件化的工作,這意味著該項技術將能夠迅速以產(chǎn)品的形式進行推廣和使用。
此外,公安部平安城市標準——GB28181也正在緊鑼密鼓的部署中,GB28181標準規(guī)定了城市監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中信息傳輸、交換、控制的互聯(lián)結構、通信協(xié)議結構,傳輸、交換、控制的基本要求和安全性要求,以及控制、傳輸流程和協(xié)議接口等技術要求,適用于安全防范監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的方案設計、系統(tǒng)檢測、驗收以及與之相關的設備研發(fā)\生產(chǎn),其他信息系統(tǒng)也可參考采用。該標準有望改變以往安防行業(yè)中各公司項目互不兼容的問題,實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通,有效降低重復建設的費用。SVAC視頻編碼標準與 GB28181標準結合,將有效填補市場空白,并對安防芯片的發(fā)展具有重要的指導作用。