“對數字視頻芯片供應商來說,視頻監控仿佛在一夜之間成為增長最快的市場。”Mobilygen公司總裁兼CEO Chris Day前不久在結束其中國之行后發出了這樣的感慨。確實,當前中國的視頻監控應用正在以驚人的速度迅猛增長。
美國安全產業協會(SIA)在去年出版的《中國安全市場報告》中指出,中國的安防市場(包括帶有安全監視和訪問控制的消防安全監控)規模,預計將從2005年的63億美元躍升到2010年的180億美元。
對美國金融界的諸多投資者來說,這并不會令他們感到驚訝,因為他們一直在向一些公司投入巨資,而這些公司的主要業務,就是為中國的銀行、公安機關、網吧、及其它公共場所提供、安裝和運行監控系統。《國際先驅論壇報》去年報告說,美國對沖基金已將超過1.5億美元的資金投給了中國的安防公司。
為了抓住安防市場的勃勃商機,從TI等久賦盛名的企業到類似Stretch和Mobilygen的初創公司,近期各路視頻芯片供應商齊聚于拉斯維加斯舉行的西部國際安防產品展(ISC West),并帶來了各種針對數字視頻服務器(DVS)、數字視頻攝錄機(DVR)和IP視頻攝像頭的視頻監視方案。而其中許多方案,則是為逐漸增長的中國市場量身定制。
市場研究機構Multi-Media Intelligence總裁Mark Kirstein將四種技術作為視頻安防發展的推動力量:高性能編解碼器、分析算法、百萬像素攝像頭,以及促進從CCTV向IP/網絡視頻監控轉變的全部基礎技術。
In-Stat首席分析師Michelle Abraham表示監控產業在經歷改變。據估計,目前使用的監控視頻攝像頭有超過90%的是模擬產品。模擬監控系統的運行是將來自CCTV攝像頭信號通過同軸電纜發至中央磁帶錄相機或硬盤上。
把監控視頻信號在DVR上進行壓縮以節省存儲空間是種日益普遍的作法。而DVS系統的使用也在增加;借助DVS,對模擬視頻實施數字化處理、壓縮并打包成IP數據包,然后再傳送至服務器。
但業內人士對這種應用實現的最終愿景展望是:一種IP網絡數字系統,其中,監控視頻可直接在數碼攝像機上進行H.264編碼、并通過以太網以較低數據速率傳輸。“它無需借助同軸電纜,且該方案在網絡中消耗較小的帶寬。”In-Stat的Abraham表示。
視頻芯片供應商在竭盡所能,提供各種等級的數字視頻監控方案。Stretch宣稱,通過在單一方案中支持各種壓縮格式及一系列專有視頻分析技術,其嵌入了FPGA的創新型處理器架構具有更大靈活性。而經驗最豐富的TI則借助提供能以更低成本實現更高圖像質量的視頻監控攝像機參考設計而領跑群雄。Mobilygen夸耀其一種對軟硬件功能仔細權衡過的系統級芯片(SoC)架構,它是一種具有一定內置可編程能力的硬件方案,從而允許以低功耗水平實現更高圖像質量的編碼。
Stretch最初的市場定位是視頻監控領域,該公司一直是投資市場的寵兒。這家初創公司前不久宣布,其B輪融資又籌到了1,500萬美元,目前總共融資額達1億美元。
通過在處理器內嵌入FPGA,“我們能根據我們需解決的問題來相應增加指令,” Stretch的總裁Craig Lytle表示,“借助FPGA,它可通過C代碼進行完全編程,也可被修改及優化。”據報道,該芯片可擔當計算密集型視頻分析任務、并同時執行諸如H.264等視頻壓縮算法。
Lytle稱Stretch處理器比諸如TI的DSP/ARM內核組合方案等其它可編程方案更強大,且其價格僅約為后者的1/4。他指出Stretch的基于C的編程環境“使傳統工程師用起來很舒服。”
目前的許多視頻內容分析是在數據處理中心完成的。TI的視頻監控和成像業務經理Danny Petkevich表示,50%的視頻分析仍用PC完成,而其余是由DVR實現的,其中大部分利用的是TI的DSP。
Stretch希望借助大力宣傳其器件具有可同時實現壓縮和分析的能力來侵入該市場。隨著更多的分析功能被轉移到IP數字視頻攝像頭,Stretch的方案會帶來“更大價值”。
圖像質量與功耗問題
雖然初創公司往往急于向增長的市場涂上自己絢麗的色彩,而市場老兵則會更冷靜的從不同角度發現問題。
當TI在去年兜售其方案時,它意識到,“許多模擬CCTV攝像頭公司對如何制造IP攝像頭尚一頭霧水,” Petkevich說,“我們希望向客戶展示我們所有可提供卓越圖像處理一攬子完整方案的能力、及我們芯片所提供的其它很酷的特性,但我們無法克服第三方監控攝像機的圖像質量問題。
該經歷促使TI與美光科技的子公司Aptina Imaging合作開發了一款高清IP網絡攝像機參考設計,該設計將TI的達芬奇數字媒體處理器和Aptina的5百萬像素高清圖像傳感器結合起來,能以“不到40美元”的電子成本實現一個高清IP攝像頭方案,Petkevich說。
考慮到目前的數字IP攝像頭的成本約是模擬視頻平臺的3-10倍,Petkevich表示,TI的目標是“以模擬視頻攝像頭成本為IP監控網絡帶來高清的質量。”
分析師Kirstein稱TI是“市場領袖”,并表示TI“最新的方案就是以低成本瞄準主流市場。”
其間,Mobilygen將在西部國際安保產品大會上展出兩款視頻監控攝像頭參考設計:一款采用的是Ominivision圖像傳感器用于標準清晰度IP攝像頭;另一款是基于Aptina的圖像傳感器用于HD IP攝像頭的。
Mobilygen的en-ViE系列包括一款支持雙SD編碼或達1280x720p30 HD編碼的入門級SoC以及一款支持HD編碼可達1920x1080i60的SoC。
Mobilygen表示,它致力于以更低功耗實現更高視頻質量。該公司聲稱,競爭對手的器件每個H.264編碼信道的功耗是1W,而自己的高清處理功耗可低至0.5W。該公司表示,由于熱聚集可導致DVR硬盤故障,所以功耗問題是設計DVR以及攝像機的必要考量。
提供完全可編程方案的競爭對手存在功耗問題,本質上該問題不是由可編程性引發的、而是由存儲器帶寬所導致的,Mobilygen的創建者兼CTO Sorin Cismas表示。另外,隨著更多地使用片上存儲器,功耗也在增加。
Mobilygen的SoC具有可從HD像素析取統計數據的硬件渠道,Mobilygen稱該性能對運行視頻分析特別有用。該SoC還可在傳輸壓縮視頻的同時傳送基于MPEG-7的元數據,從而使系統用戶可以方便地設置Tripwire工具來檢查系統數據的完整性。
但對大多用戶來說,圖像質量是頭等大事,Day表示。CIF分辨率的MPEG-4就可滿足監控要求的日子一去不再。“中國的所有銀行目前都要求最低D1分辨率的監控,”Day表示,“但即使H.264編解碼器在圖像質量上也有很大不同,而且完全可編程方案會傷及圖像完整性。”
向完全的IP網絡視頻監控市場的轉變將是段漫長且艱辛的路程。“雖然IP是種廣為人知的技術,但視頻安保市場的許多人仍對諸如添加IP地址、處理服務質量、安裝路由器及從IT部門獲得幫助等事宜都不夠熟悉,”TI的Petkevich指出,“另外,就如何將視頻攝像頭與視頻管理系統結合起來,業界也并沒有一個標準作法。”