芯片技术推动IPC智能应用的创新

文/傅伟

安防监控市场在2013年仍然维持了快速增长，全球市场增长超过12%，网络摄像机这几年发展的速度之快是有目共睹的，尤其是高清网络摄像机更是如雨后春笋般迅速发展。高清网络摄像机之所以能够在这几年快速发展起来，最主要原因是整个市场对视频监控画质需求的提升，因为标清网络摄像机和传统的模拟摄像机基本都是三四十万像素甚至更低，这些低像素的摄像机产品已经不能完全满足大部分客户的需求。

随着整个社会的进步，越来越多的客户对画质的需求不只是“看的见”而是要“看得清”，因此，高清产品近两年来得到了很广泛的接受和应用。近几年来，平安城市建设中高清产品的使用率也大幅度得到提升，特别是在珠三角和长三角等经济发达区域的平安城市建设项目上，对网络高清产品的需求更为强烈。笔者就IPC的优势、稳定性、智能化、芯片技术以及大数据发展方向进行探分析探讨。

IPC优势明显

网络摄像机能够快速的适应市场需求，其最大优势在于互联互通、远程监控以及灵活的组网方式。随着当前网络技术和服务的快速发展，宽带网络正在快速地伸向城镇的各个角落。在这种情况下，网络摄像机安装已经无需专门去布线就能够方便快捷的得到应用，比传统的模拟监控设备的安装更加方便的多，同时整个工程的安装施工成本也会大幅度降低。另外，网络传输方便快捷，监控视频图像可以在视频监管的指挥中心或各个视频监控的分中心之间自由切换，使得整体的监控管理和监控力度都得到了全面的提升。随着网络建设，尤其是以4G为代表的高速无线网络的快速发展，网络数字视频监控必然会成为未来视频监控的主导力量，网络摄像机的市场规模也将会随着行业的快速发展而迅速提升。

可靠性与稳定性是核心竞争力

目前，IPC的竞争力在于产品的可靠性和稳定性，而其核心在于处理主芯片技术的竞争。主芯片主要作用于处理能力和运算能力。视频的采集、编码、传输与分析，也都依赖于芯片的数据运算与处理来实现。如上海全景数字技术有限公司的IPC系列产品就是较早使用具有智能视频分析功能的DaVinci系列数字媒体处理器，结合全景数字在音视频处理及传输领域的多年开发经验，通过优化硬件设计和软件算法，从而形成整体优势的。

在产品研发方面，通过设立系统规划组和解决方案组，决策更准确及时。面向IPC产品开发和安防系统软件的特点，引入了敏捷开发和精益开发，通过快速成型，第一时间给客户试用反馈，马上修正，多次构建，通过代码鉴定，自动化测试，每日构建等措施，强化质量控制流程，实现IPC产品的高质量和高可靠性。

IPC的稳定性还表现在传输时的信号稳定。现阶段，网络监控摄像机产品大多是通过双绞线传输数据，传输衰减、干扰较大，传输距离在100米范围内，而通过内置光纤模块的网络摄像机能够较好地解决该问题。通过光电信号转换功能模块，以光信号的方式在多模光纤内进行数据的传输，图像传输距离可以得到大幅度的提高，同时信号传输几乎无衰减和不受干扰。目前，少数厂商已经可以提供传输距离达到2000米，甚至20公里或更高的多种产品解决方案。

智能视频分析+IPC双剑合璧

摄像机的智能化应用是安防行业内的热门话题，IPC的出现给智能视频分析提供了更为广阔的应用空间。具备智能视频分析的IPC除了可以缩短响应时间，提高响应速度，形成更为有效的现场数据，在安全威胁发生之前就能够提示安保人员关注相关监控画面，为及时应对潜在威胁做好预案工作之外，这类设备还具有节省网络带宽（如使用事件存储功能，服务器端只在有事件发生时进行存储，从而大大减少了对传输带宽和存储空间的需求）、降低后端视频分析服务器的成本、嵌入式设备的稳定性远高于后端智能服务器等优势。

目前广泛应用在银行、商场等场合的摄像机监控通常只是简单的录像，以便用于事后的取证，而这样的应用损失了图像的基本价值（一个动态的、实时的媒质），就如同把直播变成录像一样，这与人们对视频系统真正需求是有差距的。无数事实证明，事后追查是必须的，但事中的警示、事前的预防更为重要，它可以把一些重大事件隐患抑制于萌芽之中，避免亡羊补牢。因此监控系统智能化成为一个重要研究方向，全景数字的高清智能监控设备就是紧紧围绕与智能化相关的创新及发展来进行的。

从目前市场需求和各研发机构推出的技术来看，今后的智能视频监控系统的发展将会向两个方向推进：一个是如何及时精确地判断目标的特定身份，比如人脸识别；另外一个是及时准确地判断运动目标的行为是否具有威胁性，并做出及时反应。目前，全景数字的高清智能监控系统已完成了这两大功能的突破。总的来说，未来的智能视频监控将朝两个方向发展：一是适应更为复杂和多变的场景；其次是能识别和分析更多的行为及异常事件。

芯片传感技术给IPC带来的创新

目前市面上的IPC大多已具有Full HD（1080p）的拍摄能力，其处理芯片大都采用的是：安霸(Ambarella)、德州仪器(TI)、海思(Hisilicon)等厂商的主流产品。对于安防市场来说，当图像质量和细节要求比较高时，4K便超越Full HD成为最佳选择，但由于4K的画面尺寸是一般Full HD的4倍，为处理如此大量的数据，SoC在硬件架构上势必要提升处理模块时钟频率和编码性能才能获得清晰流畅的视频流。笔者认为，安霸基于双核ARM Cortex-A9 处理器的S2网络摄像机处理芯片将这一需求成为了可能。

同时， 在视频编码技术部分，因为4K影像数据量庞大，以H.264为主的传统编码格式已不能满足其要求，因此，通常需要应用压缩效率比H.264多出近40%的ITU HEVC (H.265)编码标准，以大幅减少视频传输、存储时所需的带宽和空间。

大数据时代下的IPC发展

在大数据时代，人们对智能视频分析技术越来越看重。智能视频分析依赖于视频算法对视频内容进行分析，通过提取视频中关键信息，进行标记处理或者结构化描述，实现从海量视频数据中迅速搜索到需要的信息。

要实现这些功能，首先，关系到摄像机本身性能是否足以支持应用去做更深入的分析，譬如一般摄像机的白平衡技术很难实现颜色精准区分，但在人脸识别分析，衣服颜色、车辆颜色识别等应用上，颜色还原准确性与画面清晰度对分析结果的可靠性会有很大的影响，从“看得到”到“看得请、看得准”高清高性能IPC具有不可替代的优势。

其次，只有广泛普及高清IPC的使用，为整个监控体系提供清晰准确的视频数据，才能有效提高目标检测、跟踪的准确性，为视频分析提供可靠数据源。但目前具有智能视频分析功能的高清IPC并未得到真正的普及，同时高清监控点只占实际使用中监控点的少数部分，离实现全面普及还有较大差距。因此，大数据时代的到来，将会促使高清IPC同时实现量与质的飞跃。