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摘要：部分中外安防监控领域厂商介绍了当前安防领域的最新趋势，涵盖FPGA、DSP和图像传感器厂商。本文网络版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/146814.htm
关键词：FPGA；DSP；安防；监控；嵌入式视觉
标准进展
据深圳比亚迪微电子公司介绍，根据前端成像的数据格式，监控分为模拟监控和数字监控两类。目前，国际上主要有IEEE和ITU-T在对视频监控研究：IEEE的研究主要集中在基础技术的研究，而ITU-T的研究则主要集中在业务实现方面：国内从事视频监控国家标准或行业标准的标准化组织主要是中国通信标准化协会（CCSA）和全国安全防范报警系统标准化技术委员会（简称全国安防标委会，CSBTS/TC100）。
模拟监控因为发展时间长，已经有约定俗成的设备规范及系统规范，从380线、420线到960H的产品，各厂家基本能做到兼容：数字监控受服务器限制，不同厂家使用不同的IP段，配发给客户的IP也不同，目前还停留在各自为战的局面。
网络，智能是热门
近年来，伴随着视频监控技术的全面升级和网络技术的发展，以及应用需求的不断扩大，安防监控市场得到了迅速增长，监控系统从模拟走向数字，从封闭式向网络化、智能化和高清化迈进。
尤其网络视频可以在世界任何一个角落通过互联网进行观看，同时人们只需要在家中安装适合的网络监控产品，下载相关的软件就可以实现远程监控了，无论你身处何方，只要通过一个移动终端就可以随时掌握家中的一举一动，实时监控家中的状况。同时网络在远程监控上的优势逐步得到凸显，成为行业市场上的一个新的热点，很多企业开始研发可以通过网络运行的安防产品，像百万高清网络摄像机。
随着安防市场上人脸识别、车流统计、电子地图和视频分析等技术的应用，从某种意义上讲，正在宣告安防智能化的到来。现在这些先进的技术已经在银行、监狱、法院和交通等领域开始应用，未来还将会有更多的智能化安防产品出现。伴随着智能化监控时代的到来，如人脸识别，这对图像质量提出了更高的要求，高清化的趋势不可逆转。
视频监控市场更为成熟
当前3G移动通信网络已经在全球主要国家大面积部署，同时Wi-Fi热点日益普遍，视频监控市场正逐步从模拟CCTV视频系统向更为成熟、主动预防性、基于网络的IP视频过渡。ADI技术市场经理张铁虎说指出，无线IP视频监控网络架构灵活而方便，可带来以下四大独特的好处：实时预警、主动预警、全天候监控和按需监控。远程视频监控、高清视频监控和智能视频分析是今后几年内IP视频监控的发展趋势。
目前，智能IP监控的设计挑战主要来自于监控工程应用对可靠性、实时性和可部署性的需求。如在可靠性方面，要求有强大的算法基础、有针对具体应用需求的规则和抗干扰能力：在实时性方面，要求系统具备实时输入、实时运算和实时控制的能力：在可部署性方面，要求系统能与当前混合式（模拟与数字）监控系统接口、可独立工作、可内嵌至设备、具备规则设定与维护能力、以及低成本。另外，如何在现有的视频监控网络里加入实用的，符合行业需求的智能视频分析将成为安防厂商面临的一个主要挑战。
DSP是中国监控市场的主流处理器，是中高端的选择方案。对于视频监控系统来说，最适合的控制和处理应该是控制功能和数字信号处理功能合二为一的汇聚处理器。例如ADI的Blackfin汇聚处理器，其有一个独特的优势：既具备了强大的数字信号处理功能和灵活性，又可以做控制处理器来用，另外功耗低，有工业级的温度特点。
由于目前还没有标准的用于智能分析和处理的算法，基于不同的压缩格式实现智能视频分析处理会对DSP的MIPS（衡量CPU速度的一个指标）要求有很大不同，所以算法的优化非常关键。由于ASIC的性能表现不能满足智能处理的需求，而DSP的灵活性和高性能，使得智能分析处理成为DSP比较擅长的工作。
软件方面，ADI基于Blackfin平台，提供充分优化的H.264编解码算法和图像处理工具包（Image ToolBox）。对H.264的编解码来说，视频图像效果和单路成本（cost per channel）是最重要的。对图像处理工具包来说，目的是提供基本的、基于Blackfin优化的函数功能供开发者使用。
嵌入式视觉系统促进了安防监控普及
20年前，监控系统厂商竞相提供由机械系统强化的最佳透镜，能够执行可实现更清晰、更宽广拍摄视野的平移/倾斜/缩放功能。但这样的系统监控清晰度则会受到元器件质量，以及人为因素的影响。此后，鱼眼透镜和采用各种视觉专用算法的嵌入式处理系统，针对光照条件进行了校正，无需使用机械电机控制执行平移/倾斜/缩放，在大幅增强画质的同时，进一步提高了系统可靠性。
通过数字信号处理操纵图像，增强其清晰度只是开始。赛灵思亚太区新兴业务拓展经理黄文杰称，监控系统制造商系统能创建更尖端的嵌入式视觉系统。
嵌入式视觉（Embedded Vision）技术的问世使监控设备公司能够使用基于数字技术的较低成本摄像头。最重要的一点，嵌入式视觉系统能执行分析功能。
分析功能本地化意味着每个单元不仅需要更强大的处理功能来强化和分析摄像头采集的图像，而且还必须足够紧凑，能够集成进高度集成的系统中。且由于每个单元都必须能够可靠地与网络的其余部分进行通信，摄像头还必须集成通信功能，进一步增大计算复杂度。这些监控单元逐渐通过无线网络连接构成更大型监控系统的组成部分：而且这些监控系统将不断变成更大规模的企业网络乃至更大规模的全球网络的组成部分。
过去十年来，赛灵思器件在帮助有关公司推进这些视觉系统创新方面一直发挥着重大作用。现在，经过长达5年的开发，赛灵思成功推出了一款完整的Smarter Vision解决方案。 HD互联网协议监控摄像机实现了低成本和灵活性
Altera公司战略市场经理Bob Siller指出，摄像机生产商面临的主要挑战是以尽可能低的价格开发“智能”摄像机。数字高清（HD）互联网协议监控摄像机具有较低的安装成本，非常灵活，能够增加智能功能，因此，逐步开始替代模拟摄像机。
例如，宽动态范围（WDR）CMOS图像传感器技术提供高质量图像，在非常苛刻的照明条件下，依然有很好的分辨率、很高的性能。
图1显示了一片Altera FPGA怎样成为WDR CMOS传感器的中心接口。Altera FPGA方案拥有灵活的与多种类型的图像传感器进行接口，包括，支持1080p60的HD WDR视频图像传感器。
部分厂商的解决方案
比亚迪微电子
比亚迪的方案主要应用于专业安防监控、车载后视、可视门铃、Babymonitor和IP cam等市场，产品系列涉及模拟及数字监控，在市场均获得良好的口碑。尤其是最新推出的1/4英寸的车载后视芯片及1/3英寸专业模拟安防芯片，产品定义清晰，图像效果优异，得到了市场的广泛认可和赞誉。
ADI的Blagkfin处理器
ADI为安防监控市场提供包括线性和数字器件的全范围产品。Blackfin系列产品现在能为IP摄像头应用提供双芯片解决方案，可在视频标准、分辨率、帧速和相关的视频前/后处理功能方面实现完全的灵活性。另外，Blackfin的双芯片解决方案能够实现视频压缩、操作系统支持、CCD/CMOS传感器的本地互操作、完整的接口选择以及目标视频分析所需的开销处理。
ADI于2012年中期推出的新系列500 MHz双核、1GHz处理能力的Blackfin处理器BF60X，针对嵌入式视觉应用和低功耗工作进行了优化，并配备一个称为“流水线视觉处理器（PVP）”的高性能视频分析加速器。
Alteta：1080p30高清IHD内置摄像机视频分析方案
Ahera提供基于FPGA的10801030 HD视频分析解决方案，客户利用它能够使用单片、低成本Cyclone Ⅳ FPGA，在IP摄像机中集成智能HD视频分析功能。它能够以每秒30帧的速率处理高分辨率图像，非常适合实现车辆十数、停车场监控、行人探测、潜在事故，以及闯红灯等交通流量管理应用。
只有基于FPGA的解决方案能够实时处理1080p30 HD视频。FPGA提供更精确的探测，成功率更高；获得优异的图像质量；实现更低的误报；能够同时跟踪多个复杂事件。
Xilinx的Smarter Vision方案
过去，设计人员用FPGA加速系统中可能拖慢主处理器的功能，或者用FPGA来运行仅靠处理器不能执行的并行计算任务。而现在，利用赛灵思Zvnq-7000 All Programmable SoC，嵌入式视觉技术开发人员拥有了一款全面可编程的器件，非常适合开发新一代Smarter Vision应用。
Smarter Visio能在在同一开发板上互联传输的不同处理器和FPGA中实现，而Zynq 7000 All Programmable SoC能通过同一芯片上处理器和逻辑之间3000个高性能连接，以芯片速度而不是板级速度在智能处理器和FPGA逻辑之间交换信息。而那些将ARM处理器与DSP或GPU搭配使用的ASSP方案则显得过于僵化，同时并不能提供令人满意的计算性能。基于这种器件的解决方案往往需要添加独立的FPGA来弥补自身的不足。
作为Smarter Vision计划的一部分，赛灵思还推出了SmartCORE IP组合。
关键词：FPGA；DSP；安防；监控；嵌入式视觉
标准进展
据深圳比亚迪微电子公司介绍，根据前端成像的数据格式，监控分为模拟监控和数字监控两类。目前，国际上主要有IEEE和ITU-T在对视频监控研究：IEEE的研究主要集中在基础技术的研究，而ITU-T的研究则主要集中在业务实现方面：国内从事视频监控国家标准或行业标准的标准化组织主要是中国通信标准化协会（CCSA）和全国安全防范报警系统标准化技术委员会（简称全国安防标委会，CSBTS/TC100）。
模拟监控因为发展时间长，已经有约定俗成的设备规范及系统规范，从380线、420线到960H的产品，各厂家基本能做到兼容：数字监控受服务器限制，不同厂家使用不同的IP段，配发给客户的IP也不同，目前还停留在各自为战的局面。
网络，智能是热门
近年来，伴随着视频监控技术的全面升级和网络技术的发展，以及应用需求的不断扩大，安防监控市场得到了迅速增长，监控系统从模拟走向数字，从封闭式向网络化、智能化和高清化迈进。
尤其网络视频可以在世界任何一个角落通过互联网进行观看，同时人们只需要在家中安装适合的网络监控产品，下载相关的软件就可以实现远程监控了，无论你身处何方，只要通过一个移动终端就可以随时掌握家中的一举一动，实时监控家中的状况。同时网络在远程监控上的优势逐步得到凸显，成为行业市场上的一个新的热点，很多企业开始研发可以通过网络运行的安防产品，像百万高清网络摄像机。
随着安防市场上人脸识别、车流统计、电子地图和视频分析等技术的应用，从某种意义上讲，正在宣告安防智能化的到来。现在这些先进的技术已经在银行、监狱、法院和交通等领域开始应用，未来还将会有更多的智能化安防产品出现。伴随着智能化监控时代的到来，如人脸识别，这对图像质量提出了更高的要求，高清化的趋势不可逆转。
视频监控市场更为成熟
当前3G移动通信网络已经在全球主要国家大面积部署，同时Wi-Fi热点日益普遍，视频监控市场正逐步从模拟CCTV视频系统向更为成熟、主动预防性、基于网络的IP视频过渡。ADI技术市场经理张铁虎说指出，无线IP视频监控网络架构灵活而方便，可带来以下四大独特的好处：实时预警、主动预警、全天候监控和按需监控。远程视频监控、高清视频监控和智能视频分析是今后几年内IP视频监控的发展趋势。
目前，智能IP监控的设计挑战主要来自于监控工程应用对可靠性、实时性和可部署性的需求。如在可靠性方面，要求有强大的算法基础、有针对具体应用需求的规则和抗干扰能力：在实时性方面，要求系统具备实时输入、实时运算和实时控制的能力：在可部署性方面，要求系统能与当前混合式（模拟与数字）监控系统接口、可独立工作、可内嵌至设备、具备规则设定与维护能力、以及低成本。另外，如何在现有的视频监控网络里加入实用的，符合行业需求的智能视频分析将成为安防厂商面临的一个主要挑战。
DSP是中国监控市场的主流处理器，是中高端的选择方案。对于视频监控系统来说，最适合的控制和处理应该是控制功能和数字信号处理功能合二为一的汇聚处理器。例如ADI的Blackfin汇聚处理器，其有一个独特的优势：既具备了强大的数字信号处理功能和灵活性，又可以做控制处理器来用，另外功耗低，有工业级的温度特点。
由于目前还没有标准的用于智能分析和处理的算法，基于不同的压缩格式实现智能视频分析处理会对DSP的MIPS（衡量CPU速度的一个指标）要求有很大不同，所以算法的优化非常关键。由于ASIC的性能表现不能满足智能处理的需求，而DSP的灵活性和高性能，使得智能分析处理成为DSP比较擅长的工作。
软件方面，ADI基于Blackfin平台，提供充分优化的H.264编解码算法和图像处理工具包（Image ToolBox）。对H.264的编解码来说，视频图像效果和单路成本（cost per channel）是最重要的。对图像处理工具包来说，目的是提供基本的、基于Blackfin优化的函数功能供开发者使用。
嵌入式视觉系统促进了安防监控普及
20年前，监控系统厂商竞相提供由机械系统强化的最佳透镜，能够执行可实现更清晰、更宽广拍摄视野的平移/倾斜/缩放功能。但这样的系统监控清晰度则会受到元器件质量，以及人为因素的影响。此后，鱼眼透镜和采用各种视觉专用算法的嵌入式处理系统，针对光照条件进行了校正，无需使用机械电机控制执行平移/倾斜/缩放，在大幅增强画质的同时，进一步提高了系统可靠性。
通过数字信号处理操纵图像，增强其清晰度只是开始。赛灵思亚太区新兴业务拓展经理黄文杰称，监控系统制造商系统能创建更尖端的嵌入式视觉系统。
嵌入式视觉（Embedded Vision）技术的问世使监控设备公司能够使用基于数字技术的较低成本摄像头。最重要的一点，嵌入式视觉系统能执行分析功能。
分析功能本地化意味着每个单元不仅需要更强大的处理功能来强化和分析摄像头采集的图像，而且还必须足够紧凑，能够集成进高度集成的系统中。且由于每个单元都必须能够可靠地与网络的其余部分进行通信，摄像头还必须集成通信功能，进一步增大计算复杂度。这些监控单元逐渐通过无线网络连接构成更大型监控系统的组成部分：而且这些监控系统将不断变成更大规模的企业网络乃至更大规模的全球网络的组成部分。
过去十年来，赛灵思器件在帮助有关公司推进这些视觉系统创新方面一直发挥着重大作用。现在，经过长达5年的开发，赛灵思成功推出了一款完整的Smarter Vision解决方案。 HD互联网协议监控摄像机实现了低成本和灵活性
Altera公司战略市场经理Bob Siller指出，摄像机生产商面临的主要挑战是以尽可能低的价格开发“智能”摄像机。数字高清（HD）互联网协议监控摄像机具有较低的安装成本，非常灵活，能够增加智能功能，因此，逐步开始替代模拟摄像机。
例如，宽动态范围（WDR）CMOS图像传感器技术提供高质量图像，在非常苛刻的照明条件下，依然有很好的分辨率、很高的性能。
图1显示了一片Altera FPGA怎样成为WDR CMOS传感器的中心接口。Altera FPGA方案拥有灵活的与多种类型的图像传感器进行接口，包括，支持1080p60的HD WDR视频图像传感器。
部分厂商的解决方案
比亚迪微电子
比亚迪的方案主要应用于专业安防监控、车载后视、可视门铃、Babymonitor和IP cam等市场，产品系列涉及模拟及数字监控，在市场均获得良好的口碑。尤其是最新推出的1/4英寸的车载后视芯片及1/3英寸专业模拟安防芯片，产品定义清晰，图像效果优异，得到了市场的广泛认可和赞誉。
ADI的Blagkfin处理器
ADI为安防监控市场提供包括线性和数字器件的全范围产品。Blackfin系列产品现在能为IP摄像头应用提供双芯片解决方案，可在视频标准、分辨率、帧速和相关的视频前/后处理功能方面实现完全的灵活性。另外，Blackfin的双芯片解决方案能够实现视频压缩、操作系统支持、CCD/CMOS传感器的本地互操作、完整的接口选择以及目标视频分析所需的开销处理。
ADI于2012年中期推出的新系列500 MHz双核、1GHz处理能力的Blackfin处理器BF60X，针对嵌入式视觉应用和低功耗工作进行了优化，并配备一个称为“流水线视觉处理器（PVP）”的高性能视频分析加速器。
Alteta：1080p30高清IHD内置摄像机视频分析方案
Ahera提供基于FPGA的10801030 HD视频分析解决方案，客户利用它能够使用单片、低成本Cyclone Ⅳ FPGA，在IP摄像机中集成智能HD视频分析功能。它能够以每秒30帧的速率处理高分辨率图像，非常适合实现车辆十数、停车场监控、行人探测、潜在事故，以及闯红灯等交通流量管理应用。
只有基于FPGA的解决方案能够实时处理1080p30 HD视频。FPGA提供更精确的探测，成功率更高；获得优异的图像质量；实现更低的误报；能够同时跟踪多个复杂事件。
Xilinx的Smarter Vision方案
过去，设计人员用FPGA加速系统中可能拖慢主处理器的功能，或者用FPGA来运行仅靠处理器不能执行的并行计算任务。而现在，利用赛灵思Zvnq-7000 All Programmable SoC，嵌入式视觉技术开发人员拥有了一款全面可编程的器件，非常适合开发新一代Smarter Vision应用。
Smarter Visio能在在同一开发板上互联传输的不同处理器和FPGA中实现，而Zynq 7000 All Programmable SoC能通过同一芯片上处理器和逻辑之间3000个高性能连接，以芯片速度而不是板级速度在智能处理器和FPGA逻辑之间交换信息。而那些将ARM处理器与DSP或GPU搭配使用的ASSP方案则显得过于僵化，同时并不能提供令人满意的计算性能。基于这种器件的解决方案往往需要添加独立的FPGA来弥补自身的不足。
作为Smarter Vision计划的一部分，赛灵思还推出了SmartCORE IP组合。