专用芯片应用丰富 安防芯片细分势在必行

    行业发展，标准先行，安防芯片的产业化也不例外，标准的制定和芯片技术的发展相辅相成。另外随着“平安城市”建设工作的推广，以视频监控系统为核心的"平安城市"建设和生产监控系统将有更大的发展。在这样的大背景下，国内安防芯片的产业化将进入发展的快车道，蕴含着巨大的市场前景和发展空间。

    专用安防芯片日渐丰富 辅助芯片将被集成

    巨大的市场容量催生了产品的细分。随着安防芯片市场的增长，安防芯片的细分也是势在必行。与几年前安防行业刚刚开始数字化时单一的DSP芯片相比，现在的安防芯片已经根据应用场合的不同，细分成不同的种类，主要有以下几个方面：

    DVR/NVR芯片，比如海思半导体的Hi3515，Hi3520应用于嵌入式DVR产品和嵌入式NVR产品，主要侧重于多通道编解码、多业务管理和高码率存储的需求，目前这类芯片是市场规模最大的一类芯片，占据了主压缩芯片数量的60%左右。

    IPC芯片应用于网络摄像机产品，这是最近两年IPC市场逐步成熟的产物，这些芯片侧重于高清压缩、智能化和ISP处理，目前这类芯片市场容量还不如DVR/NVR芯片，但是可以预见的是，一段时间以后，这类芯片将占据绝大部分的安防市场份额。

    辅助芯片主要用于智能化和ISP业务，以DSP和FPGA为主，在模拟摄像机里，这类用于ISP的DSP或者FPGA芯片大量被应用。而由于智能分析产品目前市场容量还处于初级阶段，用于智能分析产品的DSP用量较少。随着IPC芯片的集成度越来越高，这些辅助芯片的功能最终可能会合并到IPC芯片上。

    随着安防产业的不断壮大，对于未来芯片的发展，从目前看来是主要是更高的像素、帧率，更低的照度和动态范围，更低的带宽占用、更高的传输效率，以及更加智能的ISP算法等。作为芯片的直接使用者，视频监控厂商一般的选型原则首先是根据产品的定义和工作环境来进行不同款芯片的比较，同时购买EVM开发板进行方案的预研评估和测试，检验芯片的功能和性能是否满足需求。然后需要了解芯片的成熟度和稳定性，并预估整个产品的整机成本、开发成本和开发难度，功耗低、节能环保也是需要考虑的方面，芯片厂商强有力的技术支持是重要的条件。

    从供应商的角度来说，希望芯片厂商在大幅度提升编解码性能的同时，能尽量保证芯片体系架构的一致性，以便于开发的延续和继承，保证供应商在技术积累方面能创造更多的价值，加快产品开发和上市周期，节约开发成本。目前DVR和NVR的芯片方案，其功耗太高，核心的芯片TDP高达10多W，与Intel的X86架构低功耗CPU相比也高出了许多，这给电源设计、热设计、可靠性设计都带来了巨大挑战，其稳定性需要大量且长时间的批量测试验证来保障，整个设计成本、验证成本和BOM成本都增加不少。因此，进一步降低功耗，改善封装工艺也是芯片厂商下一步需要改进的方向。

    目前行业客户对高清解码方面的需求越来越高。因此，需要芯片厂商考虑支持更多的通用解码库，提升解码核的兼容性和功能性，就算解码核模块程序跑飞异常，也不会造成整个系统崩溃。

    可以采用软件自动复位或用户介入操作进行恢复，不影响设备其它的采集压缩和传输功能，保证设备系统的可靠性。城市级的监控系统中，在做社会化接入时，会遇到许多厂家的设备接入问题，如何完美的接入和展现给用户最良好的客户体验。

    这也是厂商和芯片厂商需要共同努力，芯片厂商如果能够花更多的时间派相关产品负责人和技术工程师定期与视频监控厂商进行交流和指导，同时给供应商提供详细产品介绍和技术培训，这样将由利于双方加深对彼此的了解。芯片厂商如果能开放更多的底层驱动软件和硬件编码的视频处理部分软件源码，将有利于做出更多的更契合市场需求的创新特色产品，从而避免产品同质化，促进市场繁荣。

    芯片发展面临的问题

    虽然当前的安防芯片市场发展迅速且前景乐观，但是同样也面对了很多的发展挑战。

    首先是芯片的速度如何快速跟进产品和行业的发展。当前安防产品的路线图趋势一般由安防芯片来决定，芯片不发布，相应的产品也就基本无法发布。但是从目前的安防产业来看，安防芯片的更新周期一般在一年多一点时间。这造成了需求一直在等待芯片的局面，如何能够使得芯片的发展能够匹配上需求的发展，给芯片企业带来了不小的压力，因为这意味着成倍的提高人力成本，市场换代过于频繁也会带来产值的浪费。另外一个方面，安防产业对需求的细分越来越明显，以前的一个芯片可以用在大部分产品上的情况现在很难满足用户需求，如何细分芯片，以满足用户的需求也是一个难题。

    其次是如何引导产业链的健康成长。由于安防芯片的特殊性和关键性，安防芯片厂商的市场行为很容易影响到安防产业的发展，如何在扩大市场的同时保护好市场，是需要芯片企业多多考虑的。芯片的成本控制也是一个挑战，目前安防芯片的主要厂商数量不多，但是彼此竞争压力却很大，此外还有因为安防产业整体利润下降导致的来自终端制造商的压力，知识产权的费用也是一笔很大的开支。节能环保及低功耗的需求，目前相关环保部门对安防产品功耗的要求越来越高，同时也是影响产品出口的一个主要指标。与之相矛盾的是性能提升往往依托于能耗的提高。

    未来发展之路

    国内厂商要想在安防市场占据领先优势，就要从产业化的角度形成一体式的解决方案，一方面雳要国内芯片厂商在软硬件的技术水平和开发环境方面做出努力，另一方面需要国家制定出具有自主知识产权并面向安防行业应用的的标准。在标准方面目前国内已经起草并发布了SVAC标准，即《安全防范视频监控数字音视频编解码技术要求》，英文全称为SurveillanceVideoandAudioCoding，该标准是由国家标准化管理委员会立项的国家标准，是视频监控系统的基础标准。SVAC标准的目的是建立符合视频监控需要的、先进的音视频编解码标准和安全体系，提高报警监控系统间的互联．互通、互操作及信息的安全、有效和综合利用。

    由于SVAC标准在撰写之初就己经充分考虑了安防的需要，对可伸缩视频编码（ScalableVideoCoding，SVC）技术进行了充分的支持。该技术把视频信号以分层的形式进行编码，在时间、空间、质量上进行划分，输出多层码流（包括基本层和增强层），其中基本层的数据可以使解码器完全正常地解码出基本视频内容，但是基本层的数据获得的视频图像可能存在帧率较低、分辨率较低。或者质量较低的问题。

    在信道受限或信道环境复杂时；可以保证解码端能够接收到可以观看的流畅视频图像，当信道环境良好或信道资源丰富时，可以传递增强层数据，以提高帧率．分辨率、或视频质量。

    而增强层是可以多层编码的，这就意味着在视频码流总码率的范围内接收到的码率越大，视频质量越好。相对于原来的视频编码标准，一次编码后的视频码流就固定了，对于不同的终端应用，不需要对同一内容多次编码，可伸缩视频编码有效地解决了之前编码标准输出码流的不灵活性，一次编码可以适应多种不同信道，这种可伸缩编码的特性能够有效地降低网络传输和存储的压力。

    以存储为例，在视频保存之初，可以保存完整的编码信息，随着时间的推移可以对视频进行快速处理，降低保存视频码流的分辨率以节省存储空间，这点在H264的扩展标准中虽然也有提及，但在实际应用中并没有大范围推广，而SVAC标准作为安防行业的特有标准，有望将该技术特性推广普及，发挥其独有的优势。此外，SVAC标准在一开始就着手于编码硬件化的工作，这意味着该项技术将能够迅速以产品的形式进行推广和使用。

    此外，公安部平安城市标准-GB28181也正在紧锣密鼓的部署中，GB28181标准规定了城市监控报警联网系统中信息传输、交换、控制的互联结构、通信协议结构，传输、交换、控制的基本要求和安全性要求，以及控制、传输流程和协议接口等技术要求，适用于安全防范监控报警联网系统的方案设计、系统检测、验收以及与之相关的设备研发＼生产，其他信息系统也可参考采用。该标准有望改变以往安防行业中各公司项目互不兼容的问题，实现设备的互联互通，有效降低重复建设的费用。SVAC视频编码标准与GB28181标准结合，将有效填补市场空白，并对安防芯片的发展具有重要的指导作用。

    结语：

    总体而言，安防芯片经过最近几年的发展，已经取得突飞猛进的进步，不管是技术还是市场，都取得了巨大的成功，尤其是国产芯片已经取得了主导地位。展望未来，安防芯片的发展会愈加迅速，也会在安防产业链条中扮演越来越重要的角色，对于安防芯片企业来讲，机遇和挑战并存，只有贴近用户，理性发展，才能保持长久的进步和稳健的成长。