IP Camera的視頻性能及動態(tài)分析

現(xiàn)代人對人身及財產(chǎn)安全越來越關注，這促使視頻安全監(jiān)控市場迅速走紅?；趯@一市場的關注，以及數(shù)字信號處理技術（DSP）和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，視頻監(jiān)控已經(jīng)由模擬監(jiān)控（VCR ，Video Cassette Recorder）發(fā)展到數(shù)字和模擬混合的DVR（Digital Video Recorder），進而向IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)這種數(shù)字視頻監(jiān)控發(fā)展。目前，DVR系統(tǒng)占據(jù)了全球視頻監(jiān)控市場的50%，可謂如日中天。但業(yè)界對IP視頻監(jiān)控的發(fā)展趨勢一致看好，視頻監(jiān)控系統(tǒng)向數(shù)字化發(fā)展成為發(fā)展趨勢。

IP Camera的優(yōu)勢

IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)在布控距離、擴展能力和布控成本上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和DVR相比有所不同。從布控距離上講，IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡服務器直接連入網(wǎng)絡，沒有線纜長度和信號衰減的限制，沒有地域概念；從擴展能力上講，這種系統(tǒng)對于設備數(shù)量沒有限制，增加設備只意味著IP地址的擴充。在成本上，IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)占用帶寬較少，可以利用企業(yè)現(xiàn)有的局域網(wǎng)，在安裝時節(jié)省布線建網(wǎng)的成本。相比之下，對于其他的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如要增加新的監(jiān)控點需要重新建網(wǎng)，新的設備很難添加到原有的系統(tǒng)中，并要受到線纜長度和信號衰減的限制。

IP Camera監(jiān)控系統(tǒng)常見開發(fā)平臺分析

IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括網(wǎng)絡視頻服務器監(jiān)控系統(tǒng)和IP Camera監(jiān)控系統(tǒng)，其中IP Camera是系統(tǒng)的前端處理部分。CCD/CMOS圖像傳感器把場景的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺@些電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)紻SP存儲器。DSP作為IP Camera的數(shù)字圖像處理和壓縮以及操作系統(tǒng)運行的主處理器芯片,完成圖像壓縮、編碼的同時把數(shù)據(jù)流送到硬盤或其他存儲設備中保存?？梢韵胍?，前端設備對視頻圖像質(zhì)量好壞有極大影響。因此，處理器的選擇在開發(fā)人員如何能夠成功地滿足數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的設計需求上扮演了重要角色。

目前市場上，ASIC、FPGA與傳統(tǒng)的DSP是常見的幾種方案，每種都有自己的特點。其中，ASIC比較適合沒有算法基礎的研發(fā)隊伍采用，因為ASIC芯片本身的壓縮算法可以幫助加快產(chǎn)品研發(fā)進度。但是，隨著音/視頻格式和標準的不斷演進，這種方案的靈活性對它在視頻監(jiān)控領域的廣泛應用又成為一種限制。相比之下，傳統(tǒng)的DSP處理具有更加靈活的處理能力，在數(shù)據(jù)處理方面也更加強大。然而，DSP傳統(tǒng)的處理架構的重點還是集中在數(shù)據(jù)運算能力上面，對于視頻監(jiān)控應用來說不夠優(yōu)化。對于那些具有復雜的控制能力和更高速媒體流需求的系統(tǒng)級應用來說，傳統(tǒng)的DSP并不理想――DSP中更多的系統(tǒng)資源被浪費掉了。由于具有強大的并行處理能力，在要求復雜和密集的視頻信號處理的高端視頻監(jiān)控領域，理論上FPGA應該具有很大優(yōu)勢。遺憾的是，F(xiàn)PGA的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境、較大的功耗以及高昂的成本拖了它的后腿，使它很難成為這個應用領域的競爭者。

還有一種方案是采用MCU（ARM核）＋DSP。由于ARM采用RISC指令集，適合處理控制代碼，對視頻編解碼則力不從心。DSP則能彌補ARM的不足，其運算能力能夠滿足人們對視頻流暢程度的需求。這種方案的思路是發(fā)揮ARM核的控制作用和DSP處理器的處理能力。但是，研發(fā)人員需要對MCU和DSP這兩套代碼進行掌握和維護，研發(fā)成本和對研發(fā)人員的要求都比較高。

顯而易見，如果能夠有一種處理平臺，將MCU和DSP的性能融合起來，不但能克服ARM核＋DSP所存在的瑕疵，同時能保留兩則的優(yōu)勢特性。Blackfin處理器平臺正是這樣的匯聚平臺，它給視頻監(jiān)控產(chǎn)品開發(fā)帶來了新的力量。匯聚處理器將MCU和DSP的性能融合在一起，在單核上對uCLinux、協(xié)議棧和媒體流進行處理，將實時多媒體數(shù)據(jù)流及以控制為導向的任務進行優(yōu)化。Blackfin家族使用了MSA（Micro Signal Architecture）架構，在一個單核架構中提供可編程的16/32位MCU和DSP功能，能夠?qū)刂啤⒕W(wǎng)絡、多媒體以及信號處理區(qū)域進行劃分。同樣的開發(fā)環(huán)境適用于所有的Blackfin產(chǎn)品線，使IP視頻監(jiān)控產(chǎn)品的上市時間加快，成本大大降低。

IP Camera的視頻性能和動態(tài)范圍

通過強大的視頻處理算法、豐富的外圍接口等，Blackfin系列產(chǎn)品能夠顯著改善IP Camera系統(tǒng)的視頻性能和動態(tài)范圍。