‧ 海思半導體兩種高清晶片端到端的解決方案

來源:CPS中安網 作者:羅勇華

視頻監控行業經過多年的發展，特別是近幾年DVR的快速普及，呈現出蓬勃發展的狀態。在這個過程中，有人歡喜有人愁。目前4路CIF DVR和4路D1 DVR的價格相差無幾。雖然市場規模正在快速增長，利潤卻在悄然下降。大家不約而同的把目標盯在了高清市場。

　　從技術上講，高清從來不是什麼新鮮事物。多年前都有一些零星高清的IP Camera方案推出。但是高清，並不像所預想的一樣快速上量。筆者認為，高清的緩慢增長並不是因為市場的需求不強烈，而是由整個高清的系統解決方案成本太高，和安裝使用不便，兩個主要因素造成的。高清快速上量的過程，也就是持續降低高清解決方案的系統成本，提升使用便利性的過程。

兩種高清解決方案
　　高清解決方案，以編碼所在的位置不同，可以分為分散式編碼方式，和集中式編碼方式。分散式編碼方式主要指，所有編碼功能集中在攝影機內部，其代表為IP Camera。集中式編碼方式指，所有的編碼集中在DVR或者硬壓卡中，其代表攝影機主要指：HDcctv Camera（或者通俗叫法為SDI Camera，為了避免和演播室的SDI Camera混淆，本文都用HDcctv Camera）。無論是分散式方式還是集中方式，其攝影前端的主要功能包括：

　　1、視頻高品質攝取（通過CCD或者CMOS Image Sensor獲取感光資料）
　　2、視頻處理（根據場景對視頻資料進行處理和相應控制，以便達到更優的視頻效果）
　　3、視訊壓縮（視訊壓縮有兩個目的：傳輸和儲存）
　　4、智慧分析和報警
　　5、網路傳輸和通訊
　　6、視頻解碼、重播和預覽

　　在分散式編碼方式中，攝影前端主要由IP Camera和NVR構成。其中1~5均在攝影機中完成， 6為NVR或者IT平臺實現。

　　對於集中式編碼方式，前端主要由HDcctv Camera和HD DVR構成。其中僅1~2在攝影機中完成，其餘在HD DVR或者硬壓卡中完成。圖1描述了兩種解決方案的系統框圖：
 

圖1 兩種高清解決方案系統框圖

　　由於這種不同的系統劃分，使得兩種解決方案在特性方面優劣如表1所示：

  

　　對於IP高清解決方案而言，由於需要工程商必須具有兩種高清晶片端到端的解決方案， 一定程度以上的組網知識，以及對於NVR和後端軟體平臺的依賴性大，在前期導入時其增長較為緩慢。而其成熟的IT應用技術，對於大型系統可以形成便利的組網，結合現有的電腦IT環境，可以快速融合入Internet網路的優勢又使得其生命力極其頑強--一旦被普及，將難以停下增長的步伐。

　　HDcctv高清解決方案，由於預覽延遲小和安裝施工繼承性好，對於部分工程項目將有較大的吸引力。總體而言，在短期來看，兩種解決方案將共存，系統解決方案的成本將是決定誰將長期占主導地位的關鍵因素。 

HD DVR晶片解決方案

　　HDcctv高清解決方案，由於沿用了CCTV Camera+SD DVR的方式，其唯一的挑戰在於降低整個HD系統的成本和增加可靠性。圖1所示的Camera和DVR之間傳輸的資料為原始資料，其傳輸頻寬需求較大（1080p@60fps的視頻頻寬需求為2Gbps），而這必將影響到傳輸的距離和抗干擾能力。就編碼能力要求而言，1路1080p@30的編碼性能和6路標清的編碼性能相當。因此編碼性能，功耗和系統穩定性將是HD DVR平臺選擇的關鍵。

　　


　　海思半導體於2011年即推出Hi3531和Hi3532晶片。該晶片專為高清的大量計算而設計。Hi3531/Hi3532HD DVR單晶片的編碼能力提升至4路1080p@30fps H.264。Hi3531提供專屬的智慧加速引擎和專屬的網路加速引擎來釋放CPU對於高清計算的壓力，結合最新的ARM Cotex A9雙核CPU，更絢麗的使用者介面和豐富的智慧應用將變成可能。

　　由於單晶片解決方案即可實現4xHD DVR，以及和海思現有DVR平臺軟體環境類似，必將有效降低HD DVR的設計難度並加快HD DVR的上市時間。

IP Camera+NVR晶片解決方案

　　IP高清解決方案，大部分處理都集中在IP Camera。IP Camera的設計，以及IP Camera與NVR和後端平臺軟體的互聯互通性，將是整個系統的關鍵。

　　這種對原有系統（類比攝影機+DVR/DVS的系統）的重新功能劃分，將對整個產業鏈造成極大的挑戰。設備生產廠家、IT平臺廠家、管道商、工程商等在這個新的IP構架下將不得不對市場角色和產品定位進行重新審視。不無憧憬的講，這將促使視頻監控行業向智慧安防大系統轉變，機遇和挑戰並存。

　　由於IP Camera和NVR，或者後端平臺軟體的互聯互通性標準眾多，任何一個IP Camera廠家不得不面對在工程施工時產品對接問題。對於中小型專案，IP Camera廠家需要自主研發平臺對接軟體；對於大型專案，IP Camera必須和占主導地位的平臺廠家對接。針對這種情況，海思半導體推出NVR+IP Camera系統晶片解決方案。提供給攝影機設備廠家，DVR/NVR設備廠家一整套解決方案（如圖2所示）。

圖2 海思IP高清晶片解決方案

　　對於IP Camera系列，海思於2011年推出Hi3507（最高能力720P@30fps）和Hi3516（最高能力1080p@50fps）兩顆晶片。Hi3507可以對接CCD頭端和帶ISP的CMOS Image Sensor，其成熟穩定的方案將加快產品的上市時間。Hi3516專為IP Camera設計的1080p@30幀5碼流SoC晶片。Cotex A9處理器和專用智慧加速引擎為智慧IP攝影前端提供晶片級別支撐。

　　對於NVR，Hi3531支持4路 1080p@30高清解碼，多路高清顯示輸出，相容Hi3531作為DVR的SDK風格將使得原有DVR客戶快速推出相應的NVR產品系列。同時，通過軟硬體設計，加強和IP Camera之間的互聯互通性，便於IP高清解決方案的安裝便利性。

　　在高清得以逐漸普及的大環境下，監控行業對於看得更清楚的主觀意識更為強烈。隨HDcctv高清解決方案的日趨成熟，以及行業管道商和工程商對於IP知識的普及和接受，高清視頻監控在整個視頻監控行業的市佔率將逐漸提高。

　　而基於IP的視頻監控網路，又會極大的促進對於智慧監控等大安防系統日趨成熟。這又促使安防人站在人類安全、物品安全和環境安全等更高的角度來設計安防系統，產品和應用。海思半導體在2011年適時推出高性能Hi3531/Hi3532 HD DVR晶片，Hi3507/Hi3516高清IP Camera晶片和Hi3531 NVR晶片，這必將進一步加速監控的高清化到來。