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HD-SDI芯片方案选择应用以及发展趋势

2012/5/23 14:44:37      点击:

视频监控在经历模拟时代、数字时代、网络时代的发展后,现在已经逐步走入了高清与智能时代。与传统标清视频相比,高清在视频质量上有了质的飞跃,但就目前而言,要实现监控系统高清呈现,也并非一蹴而就之易事。从视频监控系统中模拟到数字的转化中,从CIF到D1是一个重要的阶跃,从效果来看数字化视频影像也可与模拟视频影像相当,即使达到标准清晰度(即“标清”),其存储和传输的增加几乎是翻两番。若要达到高级清晰度(即“高清”),其分辨率从720P到1080P@30fps或1080P@60fps,则需要付出很大的投入和代价,因此需要特别关注数字视频编解码芯片技术的演变和实际应用。但是,即使前进道路再坎坷,却阻挡不了芯片厂商在高清编解码征程上的捷步迈进。当前,除了海思的Hi3520可实现1080P高清编解码外,TI的TMS320DM6467、富瀚微的FH8735和FH8736以及升迈的GM8180等芯片都已杀进了高清“名人堂”。

    目前,市场上主流产品仍然是标清,标清和高清将来仍会长时间共存。Techwell着手从两方面进行了标清芯片升级:一方面清晰度升级,即将清晰度从D1升级到支持960H格式,如TW2809成功地从D1升级到支持960H,如以前端TV解码芯片TW2960+TW2809系统方案为例,即给用户带来了模拟高清的享受;另一方面是集成前端TV解码器,即将前端的TV解码器嵌入到现有的编解码芯片中,如在推出的TW5866在TW5864的基础上,包含了8路TV解码器,既增加了系统的稳定性又降低了产品的价格。而另外一些芯片厂商在平台的继承性上给予深入重视,并注重全面挖掘原有芯片的潜力。以TI为例,在IP网络摄像机的应用中,其DM365虽说目前已经广泛普及,但仍改芯片为ARM9集成视频协处理器并集成有ISP的单片系统,可以支持从D1到720P分辨率,只是主频不同,而管脚和软件完全兼容。这样的兼容性,还延续到DM368,它可以支持1080P@30fps。

    在此全兼容的平台中,还有DMVA1和DMVA2两个智能摄像机平台,前者支持标清而后者支持高清。未来高清1080P@60fps的平台将延续同样的体系结构,只是ARM提高到A8,视频协处理器升级,ISP性能增强。同时,还有支持1080P分辨率的DMVA3智能摄像机平台推出,并沿用原有的应用软件。特别需要强调的是,TI的IP网络摄像机解决方案也都支持ONVIF和PSIA协议。

    各种技术在高清摄像机的发展中争奇斗艳,各显神通,其中基于数字非压缩信号的HD-SDI技术,延续了模拟摄像机的特色,且可以有机地同IP高清进行结合,也是高清发展的一个方向。在HD-CCTV良好发展前景下,富瀚微率先提供了HD-SDI的板卡方案。高清的图像质量至少3倍于D1的图像分辨率,而富瀚FH8735的优良编码性能为HD-SDI的原始图像压缩以及存储,提供了强有力的保证。并且,PCI/PCI-E总线可以根据实际应用来选择,对于对预览要求较高的应用,PCI-E的带宽足以保证高清原始码流传输至HOST端进行后处理。显然,高清不仅能使监控场景中的目标看得清,取证准确,重要的是提供了高质量原始图像的保障,使智能视频内容分析识别更加方便而准确。本文介绍视频监控中SoC芯片的发展,HD-SDI芯片方案及选择,HD-SDI在视频监控中的应用,HD-SDI高清摄像机与高清网络摄像机的比较,HD-SDI芯片的问题及发展方向。

    目前,市场上主流产品仍然是标清,标清和高清将来仍会长时间共存。Techwell着手从两方面进行了标清芯片升级:一方面清晰度升级,即将清晰度从D1升级到支持960H格式,如TW2809成功地从D1升级到支持960H,如以前端TV解码芯片TW2960+TW2809系统方案为例,即给用户带来了模拟高清的享受;另一方面是集成前端TV解码器,即将前端的TV解码器嵌入到现有的编解码芯片中,如在推出的TW5866在TW5864的基础上,包含了8路TV解码器,既增加了系统的稳定性又降低了产品的价格。而另外一些芯片厂商在平台的继承性上给予深入重视,并注重全面挖掘原有芯片的潜力。以TI为例,在IP网络摄像机的应用中,其DM365虽说目前已经广泛普及,但仍改芯片为ARM9集成视频协处理器并集成有ISP的单片系统,可以支持从D1到720P分辨率,只是主频不同,而管脚和软件完全兼容。这样的兼容性,还延续到DM368,它可以支持1080P@30fps。

    在此全兼容的平台中,还有DMVA1和DMVA2两个智能摄像机平台,前者支持标清而后者支持高清。未来高清1080P@60fps的平台将延续同样的体系结构,只是ARM提高到A8,视频协处理器升级,ISP性能增强。同时,还有支持1080P分辨率的DMVA3智能摄像机平台推出,并沿用原有的应用软件。特别需要强调的是,TI的IP网络摄像机解决方案也都支持ONVIF和PSIA协议。

    各种技术在高清摄像机的发展中争奇斗艳,各显神通,其中基于数字非压缩信号的HD-SDI技术,延续了模拟摄像机的特色,且可以有机地同IP高清进行结合,也是高清发展的一个方向。在HD-CCTV良好发展前景下,富瀚微率先提供了HD-SDI的板卡方案。高清的图像质量至少3倍于D1的图像分辨率,而富瀚FH8735的优良编码性能为HD-SDI的原始图像压缩以及存储,提供了强有力的保证。并且,PCI/PCI-E总线可以根据实际应用来选择,对于对预览要求较高的应用,PCI-E的带宽足以保证高清原始码流传输至HOST端进行后处理。显然,高清不仅能使监控场景中的目标看得清,取证准确,重要的是提供了高质量原始图像的保障,使智能视频内容分析识别更加方便而准确。本文介绍视频监控中SoC芯片的发展,HD-SDI芯片方案及选择,HD-SDI在视频监控中的应用,HD-SDI高清摄像机与高清网络摄像机的比较,HD-SDI芯片的问题及发展方向。

    SoC芯片在视频监控中的发展

    在安防市场中,作为产业上游产品的音视频编解码芯片素有DSP、ASIC与SoC之争。而近两年来,随着微电子技术以及SoC芯片处理技术的不断发展,借助低成本、低功耗、高集成度可以提供更高的处理能力和运算速度等显著优势,SoC迅速崛起,大有独霸编解码芯片市场之势。因为SoC芯片的出现兼顾了DSP与ASIC两家之长,弥补了两者之短,因此被行业赋予了更大的期待。如SoC具备了ASIC的性能专用特点,具有高性能、低成本、低功耗等特征,同时也保持了DSP的灵活性,并且解决了DSP芯片成本较高的问题。

    除了解码的兼容性和编码的压缩质量的基本要求,高速的系统架构、内存频宽、高效率的DMA控制器,甚至多核的平行处理也是检验SoC效能是否优秀的关键指标。

    SoC芯片是具有多处理器核心的单片集成系统,其中集成有CPU主处理器,所集成的核心既可以是ASIC类的硬核,也可以是DSP或协处理器类的软核,甚至也包含其它的专用处理子系统,且集成有丰富的外设。由于SoC是面向特性应用的片上系统,结合硬件加速等技术可以实现H.264的高复杂度的算法运算,并可针对视频编码方面进行优化,以实现最优化效果