2012安博會在京舉行，眾多半導體新技術競相登場

2012年中國國際社會公共安全產品博覽會(CPSE)於12月3-6日在北京舉行。中外電子廠商亮相了多種應用於傳統監控攝像機、高清IP攝像機和智能監控與分析視頻終端的半導體新技術。

德州儀器的達芬奇視頻處理器

德州儀器公司在本屆安博會上推出了DM385與DM8107達芬奇(DaVinci)視頻處理器。

DM385主要針對低照度視頻監控的1080P高清和720P標清IP攝像機市場。低照度特性通過3D降噪、WRD（寬動態范圍）、H.264壓縮、SVC-T高級編解碼器最高壓縮400萬像素實時視頻流等技術實現。

使用DM385與沒用DM385的視頻監控圖像對比如圖1所示。德州儀器視頻安全市場營銷經理Sean Murphy引用了美國德克薩斯州達拉斯市警察局統計的一組實際數據：約2500個犯罪案件是在低照度情況下發生的，例如天黑、光照不足的地下停車場，或有大量陰影存在的建筑物門口等弱光環境﹔約2300個犯罪案件是在正常光照情況下發生的。Murphy介紹說：“如果IP攝像機採用DM385技術，視頻監控圖像就會更清晰，可清楚地識別車牌及人身上的一些明顯特征。這對減少犯罪或破案有一定幫助。在中國市場上也會擁有巨大應用潛力。”

圖1 使用TI達芬奇視頻處理器DM385與沒用DM385的視頻圖像對比

德州儀器還推出了基於DM385的PoE/WLAN IP攝像機參考設計（見圖2）。IP攝像機制造商可通過4Kx2K或更高分辨率視頻﹔同步多類型（基本?主流?高端）壓縮﹔面部檢測、視頻穩定以及變焦失真校正等圖像信號處理（ISP）技術，實現產品差異化。

圖2 基於DM385的PoE及WLAN IP攝像機參考設計

DM8107視頻壓縮引擎的壓縮效率比市場標准高200%以上，在不影響圖像質量的情況下，可使保存數據的存儲量降低50%，同時將數據傳輸帶寬減半。此外，還集成了不同NVR/DVR所需的外部接口。

DM8107主要面向4∼12通道NVR、4/8/16通道CIF及4?8通道DVR等應用。DM8107解決方案對具有1000fps CIF H.264/SVCT編解碼﹔HDMI/VGA/CVBS輸出﹔千兆位EMAC﹔雙通道SATA與PCIe的4/8/16通道DVR，節省BOM 成本。

DM385外加C665x多核DSP，DM8107外加C667x/C665x多核DSP，可進行智能視頻分析，智能分析算法在多核DSP上實現。

德州儀器的合作伙伴杭州海康威視公司在展會上發布了基於DM385視頻處理器的200萬像素、1080P、60fps的PoE IP攝像機DS-2CD4024F-E，照度最低為0.05Lux，兼容H.264/MPEG4/MJPEG，支持ONVIF/PSIA標准，可滿足手機和電腦連接。

海康威視還展示了基於德州儀器DM8168的86/96N-ST NVR、91HFH-ST數字高清DVR、64HD-T高清解碼器、B20視頻服務器﹔基於DM8128的 6053(500萬像素25fps)IP攝像機﹔基於OMAP4460的第二代便攜式DVR，可分別用於治安卡口抓拍機、電子警察視頻分析、行政執法及保險公司現場定損處理。

萊迪思基於ECP3 FPGA的HDR-60方案

萊迪思半導體公司展出了從事ISP算法和硬件開發的美國Acamar公司基於LatticeECP3 FPGA的SDI攝像頭ACM701。ACM701支持720P，採用了BEYONDVISION圖像處理技術，實現了高清、低照度下良好的圖像質量、擴展的動態范圍，及所有光照條件下的色彩還原能力。

萊迪思半導體還展示了基於ECP3 FPGA的HDR-60開發套件的法國裡昂Varioptic公司的液體（油）鏡頭技術，其中，萊迪思提供電壓控制技術，以便自動對焦。採用電潤濕法（Electrowetting）的液體鏡頭動態范圍廣，可從5cm到無窮遠無噪聲變焦。Caspian光學模塊由Varioptic的Arctic液體鏡頭和高分辨率的成像鏡頭組成，可用於基於M12鏡頭的攝像機電路板。

德國Helion公司開發的IP模塊可評估HDR-60開發套件上Varioptic液體鏡頭技術。演示系統包括有索尼240萬像素圖像傳感器的HDR-60主板和Varioptic的Caspian模塊。Helion IP支持開環、閉環和在視頻模式下的自動對焦。

萊迪思北中國區域技術經理宋鐵臣介紹了其對視頻監控與分析攝像機的三類支持：

圖像傳感器部分，德州儀器、海思、恩智浦等公司均採用了基於萊迪思MachXO2的傳感器橋接，其中的SensorExtender IP通過低成本的5類線纜將圖像傳感器距離延長至10米，分辨率為1080p/30fps。MachXO2和ECP3 FPGA支持SensorExtender的接收功能。

對於圖像信號處理，萊迪思的自動對焦技術採用了Blade Engine結構，自動對焦以閉環形式工作：從傳感器捕獲的圖像﹔在選定的窗口進行硬件對焦測量﹔軟件中的對焦算法﹔對焦引擎的I2C驅動。

HDR-6攝像機開發套件包括集成的HDR圖像信號處理流水線，從傳感器到HDMI/DVI顯示器。可自動曝光、高於120dB的系統動態范圍、自動白平衡算法和2D降噪，使用流模式，不用外部幀緩沖器。HDR-6攝像機開發板如圖3所示，該開發板支持Aptina HiSPi、鬆下、索尼IMX的攝像頭。HDR（寬動態范圍）的效果如圖4所示。

圖3 萊迪思的HDR-6攝像機開發板。

圖4 萊迪思HDR技術的效果。

視頻輸出方面，三速SDI PHY IP核及ECP3 FPGA分別支持HD-SDI IP攝像機、HDMI和USB3。

Intersil的SLOC生態系統

目前，公共安全視頻監控市場面臨著基礎設施、分辨率、圖像傳輸距離和延遲方面的挑戰。對此，Intersil公司在與本屆安博會同期舉辦的專題技術研討會上介紹了其可解決上述挑戰的SLOC（同軸電纜安全鏈路）生態系統。

在Intersil演示的SLOC解決方案中(見圖5)，IP攝像機輸出的模擬CVBS和IP高清視頻圖像信號，經過採用TW3801芯片的發射器調制后，通過一條同軸電纜傳輸到採用TW3811接收器芯片的DVR，經解調后，把模擬CVBS和IP高清視頻圖像信號傳送到PC工作站。在實際系統中，也可分別送到本地監控器、PTZ控制器，或經網絡交換機通過IP網絡傳送至NVR等視頻監控終端設備。另外，TW3801發射器也可嵌入在IP攝像機內。採用SLOC技術的兩種IP攝像機及DVR方案分別如圖6和圖7所示。

圖5 Intersil的SLOC（同軸電纜安全鏈路）解決方案。

圖6 採用SLOC技術的兩種IP攝像機方案。

圖7 採用SLOC技術的DVR方案。

Intersil中國區總經理陳宇指出了SLOC方案將模擬標清升級至數字高清監控系統的4個優勢：①隻需用具有實時智能分析功能的IP攝像機取代現有攝像機﹔②現有的同軸電纜基礎設施可以重復利用，不用增加網線，節省布線成本﹔③同軸電纜最遠傳輸距離為500米，不用中繼器﹔④實時傳輸模擬和數字高清視頻，沒有時延。

目前，已建立了500米RG59電纜長度時的硬件質量認証標准，Allion實驗室負責SLOC認証測試，合作伙伴帶有SLOC標識的產品必須接受認証。

在SLOC生態系統中，海康威視已開發出DS-1H05-T IP攝像機，深圳優特普公司（UTEPO）和韓國Pinetron公司也分別推出了UTP701EVOC和HD1K集成式SLOC產品。

中星電子的低照度星光攝像機

中星電子公司（Imicro）展示了自主開發的低照度星光攝像機系統。據其展台負責人介紹，之說以命名為“星光”，是因為暗室內照度僅為10-3lux，類似於黑夜中的星光環境，比目前市場上的低照度產品低一個數量級。星光攝像機拍攝的視頻圖像如圖8所示。

圖8 中星電子星光攝像機拍攝的視頻圖像（右側），左側為不帶低照度功能的攝像機拍攝效果。

中星電子還演示了對兩側亮度相差100倍的視頻監控環境的攝像系統。同一幅視頻圖像中，無論高亮還是人眼無法看清的低亮環境中的物體細節都可顯示出來（見圖9）。

圖9 中星電子演示的對兩側亮度相差100倍的視頻監控環境的攝像系統。同一幅視頻圖像上，無論高亮還是人眼無法看清的低亮環境中的物體細節都可顯示出來。

據了解，該攝像機系統採用的是單次曝光技術，除靜態的人或物外，還適於拍攝運動的情況。而現有的二次曝光技術雖可捕捉更大范圍的圖像，但是拍攝的運動圖像會出現多邊框，甚至人或物體圖像斷裂的問題。該攝像機採用了TI的DSP芯片，不過，噪聲消除、空域中壞點去除、圖像內插、自動白平衡、自動曝光等ISP算法是中星電子自己開發的。展台負責人還透露，目前正在自主開發DSP芯片。

恩智浦和三星的高清網絡攝像機方案

恩智浦公司（NXP）展示了針對高清網絡攝像機的Advanced系列ASC884xA/885xA單芯片解決方案。集成了圖像傳感器原始數據輸入、圖像處理、H.264壓縮及千兆以太網接口加密功能。Advanced系列開發板如圖10所示。

圖10恩智浦Advanced系列開發板

ASC884xA/885xA支持1080p/60fps，在標准光照環境中碼率低於5Mbps，低照度下碼率不足1Mbps時的3D降噪技術，1200萬像素的原始圖像傳感器數據輸入，SVC和ROI編碼，邊緣增強和運動自適應解交錯功能。

三星公司展示了面向高清網絡攝像機的低功耗WiseNet芯片，集成了DSP和視頻編碼內核。支持130萬和300萬像素的圖像捕捉、人臉檢測等智能分析、多碼流、高動態范圍、3D降噪、區域智能編碼、遠程聚焦控制和多區域隱私遮擋功能。（日經技術在線！ 供稿）