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走向成熟的智能数字视频监控

来源:    作者:    发布时间:2015-01-02 10:23:02    浏览量:

技术发展:传感器(CCD或CMOS)、高阶影像处理器(ISP)、影像压缩编解码器(CODEC)、网络传输(IP Video Streaming)和高清闭路电视(HDCCTV)等各自发展或部分整合。换句话说,没有一颗单芯片(SoC)能完全满足高端监控的需求,当然对于入门级的家用监控系统则可能用一颗单芯片就可以完成。

莱迪斯半导体市场营销副总裁Douglas Hunter则直言未来视频监控两个最重要的趋势是:百万像素摄像机和高动态范围(HDR)照相机。对于半导体制造商,这意味着需要向市场提供器件,提供更高的处理能力,以便处理由兆像素图像传感器和HDR处理需求结合所引起的大量数据的增加。Maxim业务总监JimFox则认为,视频监控市场的整体增长率将保持在5%-10%左右,而IP摄像机这样的具体产品增长率可以达到30%以上。最重要的技术发展趋势除了高清和百万像素摄像外,智能视频分析和成像也非常重要。

当然,趋势总是由市场的需求所推动的。视频监控市场正要求更高的分辨率和更精准的图像内容,包括场景内容和活动的“智能”识别(如车牌号码识别,清点人数的能力,检测侵入者)。可以用被称为视频分析(VA)的自动化软件夹处理越来越多的复杂视频监控。为了能够有效、避免产生“误报“,VA软件需要较高的分辨率和HDR处理。这就是对摄像机制造商的要求,以高帧率来处理大量的数据。

摄像头高清、3D一个都不能少

高清技术将使数字视频监控系统彻底淘汰传统模拟系统,于是在CIF/D1分辨率的基础之上,720p和1080p的呼声很高,视频压缩技术在新的潮流下得到了进一步的提升。Aptina Imaging公司资深业务发展/市场经理Cliff Cheng认为,监控摄像头领域最普遍的发展趋势是转向分辨率为720P和1080P两种格式的高清(HD)摄像头,而所提供的接口选项的数量增加了,包括子兆位以太网、闭路高清(绕行电感HDCCTV)以及IP over Coaxial(电缆),这些都正逐渐成为HD视频的首选接口。多媒体2D/3D图像加速技术已开始引入,HDMI高清接口将成为必需,显示加密技术也许不可或缺。

随着CMOS视频传感器技术的成熟和推广,数字一体化摄像机将融合更多的影像处理技术,其中包括自动曝光(AE)、自动白平衡(AWB)和自动聚焦(AF)技术将有可能被掌握。随着继承有视频前端的电感器生产厂家单片系统(SoC)的推出,不仅支持上述的弘功能,还有可以支持3D噪声滤波、人脸检测、LDC镜头校正和WDR宽动态等功能电感线圈。与CCD图像传感器相比,由于CMOS图像传感器具备同等甚至更好的成像性能、更低的成本、更高的集成度、更低的功耗以及更高的速度,因此在网络摄像头领域的应用也日益增多。高速HD视频摄像头转向CMOS图像传感器的原因之一是CMOS器件固有低功耗的特性。功耗较低的CMOS图像传感器还结合了数项节能功共模电感器能,如门控时钟(gated clock)设计、可变帧率,以及低待机电流,这些功能均可通过CMOS工艺技术来实现。

莱迪斯半导体的Douglas Hunter认为,视频监控需要图像传感器有更多的像素以得到更好的场景定义,更好的微光性能,并能够为HDR功能提供足够的数据。关于市场趋势,图像传感器将继续从CCD转变到CMOS技术。更高的兆像素传感器将变得司空见惯。为了增强微光性能,更大格式的传感器可能更为常见。像那些菜迪思伙伴的传感器制造商将对传感器从提供并行接口转向串行接口,以便每秒从图像传感器送出更多的像素数据。

一个新兴的发展趋势是加入宽动态范围(Wide Dynamic Range,WDR)功能,借助WDR功能,视频监控摄像头的放置就不再受到限制,几乎可以放置在任何环境中,包括严苛的高对比度光照环境。Aptina用于监控市场的最新HD和全HD图像传感器解决方案都加入了统计引擎、3D立体摄像头支持、感兴趣区域(region of interest)和WDR功能,将更多的计算工作量从视频分析引擎中卸载,让摄像头的算法可以提供更高的准确度和智能化水平更高的功能性。

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媒体处理器百花齐放

回顾数字视频监控的发展历程,数字音视压缩技术的发展导致了压缩标准的制定,于是在高速数字信号处理器(DSP)上得以实现和应用。DSP得天独厚的高性能和低功耗的软件可编程的特性使之成为嵌入式数字音视频压缩的理想处理平台,而在高速通用DSP芯片上集成多个视频接口以及丰富的外围接口,就成为数字媒体处理器。数字视频监控产品的推陈出新得益于核心处理平台的升级换代,其中数字媒体处理器发挥了重要的作用。单片的通用DSP可以很好地实现视频数字压缩或智能视频数字分析处理工作,但还需要在外围接视频接口和前端或后端处理设备,因此系统比较复杂。

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