视频监控多媒体处理芯片行业的主要技术

来源：中为咨询网www.zwzyzx.com 【日期：2015-07-10 15:34:53】【打印】【关闭】

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行业的核心技术既包括集成电路设计行业的通用技术，也包括视频监控多媒体处理芯片的专有技术，具体如下：

（1）视频编解码技术

视频编解码技术是视频监控领域中的核心技术之一，该领域对影像有24小时不间断以及30天以上可回溯的要求，并且为了满足“看得清”的需求，目前视频监控中百万像素以上的视频比率越来越高，巨大的数据量对网络传输和存储系统形成了巨大的挑战，高压缩比的视频编码技术和相应的解码技术是解决这一问题的关键。

2003年发布的H.264/AVC视频编码标准以其卓越的视频压缩性能在最近十年逐步主导了视频监控领域的视频压缩，广泛应用于数字硬盘录像机（DVR）和网络摄像机（IPC）；2013年新一代的视频编码标准H.265/HEVC正式发布，对全高清及以上幅面的压缩比大幅超过H.264/AVC。但是对高压缩比的编码标准，无论是H.264/AVC还是H.265/HEVC，因其编码算法复杂度极高，难以实现，目前满足视频监控“低码率”、“多码流”以及安全信息嵌入（数字水印）需求的高吞吐率编解码器IP核屈指可数。

（2）图像信号处理技术

图像信号处理技术是视频监控领域中的核心技术之一，广泛应用于安防视频监控摄像机。图像信号处理技术用来对图像传感器采集的信号进行处理，包括高性能的空间域/时间域噪声消除、镜头暗角/畸变校正、色度空间变换、宽动态合成和映射、数字稳像、去雾以及自动曝光（AE）、自动白平衡（AWB）、自动聚焦（AF）的数据统计和控制策略等。良好的清晰度、色彩还原度、低照度下图像分辨能力、动态范围以及稳定准确的AE/AWB/AF控制是衡量安防视频监控摄像机产品性能的关键因素。

经过良好的图像信号处理获得的视频图像在保持图像细节的同时更易于编码压缩，而且有利于进行后续智能统计、分析和处理。

（3）智能处理技术

视频监控“高清化”、“网络化”、“智能化”趋势已日渐明朗。视频监控领域的“智能化”是指视频监控设备能够自动地对影像进行分析和处理，得到有价值的数据，最后提供信息或者警示给使用者。智能处理技术包括高级的运动检测、目标检测和追踪、人流统计、行为分析、边界防护警戒等。

早期智能化需求处在发展阶段，零散且不断增加，基本通过后端设备（例如硬盘录像机DVR）集中完成，虽便于系统开发、升级和维护，但后端设备处理能力有限且实时性不高。随着网络摄像机的发展，智能处理的一部分功能开始向网络摄像机转移，网络摄像机已经可以完成一些基础、功能定义完善的智能处理，更为复杂或者需要更进一步处理的内容仍由后端完成。通过前端摄像机的分布处理，处理能力和实时性上大幅度提高，同时降低了后端智能分析处理的压力。

（4）复杂多媒体处理系统SoC设计技术

为满足视频监控的需求，目前无论是网络摄像机主芯片还是硬盘录像机主芯片都成为了日趋复杂的多媒体处理系统SoC，其中不仅包含了高性能的图像信号处理单元、视频编解码单元、2D图形加速单元、智能分析统计单元等与媒体处理相关的部件，还包括高性能的微处理器单元、功耗控制单元、加解密安全部件、网络媒体控制部件、各类必须的外设接口单元以及支撑起整个系统运行的总线框架和外存访问控制器等，复杂的媒体处理会导致芯片大部分的内存访问开销、功耗开销和电路规模开销。

视频监控对芯片处理吞吐率的需求高，并且强调24小时不间断工作，设备常处在高温密闭的恶劣环境中，对性能、低功耗和可靠性均有很高的要求，这对复杂多媒体系统SoC的设计提出了挑战。目前视频监控领域的SoC基本采用110nm/55nm工艺，部分产品采用40nm工艺，少数国际领先企业已开始28nm工艺产品研发并出货。采用更先进的工艺给集成电路设计技术本身带来重大的挑战，长期以来一直为国际领先集成电路设计企业所主导，近年来国内集成电路设计企业的设计水平已取得长足进步，开始涉足其中。

（5）嵌入式系统软件开发包技术

为了缩短客户的设计导入时间，集成电路设计企业往往在提供芯片产品的同时，还必须为客户提供底层驱动和基于嵌入式操作系统的软件开发包。客户基于软件开发包可以迅速进行系统移植、测试，可以有效缩短产品上市时间。

近年来，随着行业应用的不断发展，国内集成电路设计企业的技术能力和设计水平已取得长足进步。

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