（本文由四川艾普視達數碼科技有限公司 蘇彬、範清華 蒐集整理）
高清網絡視頻監控發展到今天，市場也開始進入真正的高清時代，諸多有實力的高清攝像機廠家的產品線也逐漸完善起來，高清網絡視頻監控的配套產品有更加豐富和成熟。與此同時困擾很多人的高清網絡攝像機與後端平臺或者與後端NVR互聯互通的問題也在逐漸迎刃而解，這得益於各個方案研發公司、生產廠家、平臺商、標準協議組織都不遺餘力的在網絡攝像機協議對接這塊投入了大量精力，使得高清網絡攝像機與第三方設備或者軟件平臺的對接不再像早期那麼尷尬。現階段面向市場的高清推廣商以及用戶本身面對紛繁複雜的高清芯片方案、高清品牌，同時也被諸多的高清概念、產品宣傳弄得暈頭轉向。一些公司在產品導入階段感覺很多產品都不錯，但有時候細看有些又有很大的差距，反覆琢磨後便會想到是否IPC的方案本身的差別呢？同行之間也經常討論目前哪一家的產品做得比較好，用的什麼方案，資深一點的用戶在看到你的產品時偶爾也會提出疑問：你們的攝像機是用的什麼方案？等等一系列的問題一直都是很多人所關心的問題。前段時間從相關媒體上還看到一則消息說在“安防之都”深圳搞了一個TI、海思、Ambarella高清方案的PK論壇。可見人們對方案本身的厚望，從很大層面來講，選擇一個合適的方案是很重要的，關係到後期產品面向市場的定位、推廣以及企業的根本發展。目前已知主流的高清方案有德州儀器（TI），海思(HiSilicon)，安霸(Ambarella)，恩智浦（NXP），升邁（GrainMedia），Nextchip；本文着重介紹一下目前關注度比較高的三個方案：Ambarella、TI和HiSilicon。爲了讓大家更清晰的瞭解這三家的高清方案的優劣勢，我將先從各芯片方案公司簡單的背景介紹開始逐一爲大家梳理。
TI是美國德州儀器的簡稱，總部位於美國德克薩斯州的達拉斯，是全球知名的半導體企業，主要從事模擬電路和數字信號處理技術的研究，其具有代表性的DaVinci- DM3x ARM9視頻處理器解決方案在安防行業有着廣泛的應用。TI成立之初是一家使用地震信號處理技術勘探原油的地質勘探公司，1951 年更名爲現用名的德州儀器公司，其後逐漸進入半導體市場。當安防領域的視頻監控從模擬階段發展到數字壓縮處理階段後，TI在安防視頻壓縮領域逐漸暫居主導地位。高清視頻監控領域有代表性的解決方案是DM355、DM365、DM368。海思(Hisilicon)，海思半導體有限公司成立於2004年10月，前身是創建於1991年的華爲集成電路設計中心，總部位於深圳。 海思的產品覆蓋無線網絡、固定網絡、數字媒體等領域的芯片及解決方案，成功應用在全球100多個國家和地區;在數字媒體領域，已推出網絡監控芯片及解決方案、可視電話芯片及解決方案、DVB芯片及解決方案和IPTV芯片及解決方案。在2009-2012年，DVR芯片可謂風生水起。在IPC領域有代表性的解決方案是Hi3516、Hi3517、Hi3518A、Hi3518C、Hi3518E。Ambarella於2004年由C-Cube Microsystems公司三位元老組建，總部位於加州的聖克拉拉市,公司中文名稱爲“安霸”。安霸是高清視頻業界的技術領導者，主要提供低功耗、高清視頻壓縮與圖像處理的解決方案。在電視廣播和廣電行業市場，安霸技術也得到廣泛應用，在H.264高清專業廣播編碼設備市場擁有近90%的市場，大量來自世界各地的電視節目都經安霸芯片壓縮後傳送。在消費攝像機市場，安霸推動開創出一塊多功能攝像機新領域。衆多世界頂尖品牌的數碼相機、DV、多功能運動攝像機品牌包括Kodak, SONY,Samsung，GoPro等已經正在使用安霸芯片。在安防監控市場，安霸利用超高畫質視頻的領先技術，推動高清監控攝像機在安防的發展。安霸在業界率先推出了基於最新H.264視頻壓縮標準的高集成SoC芯片，集成了各種關鍵系統功能，提供高性價比的高清整體解決方案。安霸最初將A2系列引入到安防視頻監控領域，發展到成熟應用的A5s系列，目前已發展到S2系列UHD超高清安防IPC解決方案。由於技術難度較高，在國內能夠從A2、A5到S2系列都有深入開發，有深厚技術積累，並能規模轉化爲實用的高清視頻監控產品的公司屈指可數。從幾家公司的背景和發展歷程可以看出，TI在半導體領域有強大的綜合實力，特別是在標清時代與海思、NXP（原飛利浦半導體）等壓縮方案的角逐中全線勝出，比如國內比較主流的海康、大華等都與其有莫大的聯繫。在2013年之前，TI佔據IPC市場70%-80%的市場份額，但是隨着安霸、海思在IPC市場的發力，TI 芯片在IPC市場的份額有一定的下滑。TI就其本身策略而言，監控類芯片在其業務中所佔份額不大，入門技術門檻稍高，技術支持不是很完善，目前使用TI方案的廠家逐漸減少。海思和安霸都是TI 在IPC市場上強有力的競爭者，如果TI 後續不能推出像DM368 那樣有競爭力的後續芯片，將會失去IPC芯片方案市場的主導地位。海思早期做機頂盒，後進入監控領域，主要做後端DVR和前端數字攝像機芯片，芯片產品定位於低端市場，號稱安防界的MTK。從技術支持的角度來看，海思因總部在深圳，對於研發廠商的技術支持比較到位。現在國內專業領域的DVR和前端數字高清攝像機市場空間並不大，所以海思監控業務收入應不大，樂觀估計最多有十來億收入。因此，華爲不搞監控專心搞智能終端業務是非常有可能的。對比起來，全球市場15億部手機，華爲一臺P6（用海思手機芯片）的出貨量都可能到1000萬臺，搞自己的智能終端垂直一體化可能更有意義一些。相比較而言,安霸和海思從歷史發展和規模看來都比較年輕，屬於新生代，但安霸團隊有個明顯的優勢就是從一開始就專注於視頻壓縮技術與圖像處理解決方案的研究，早期的MPEG和現在的H.264高清視頻壓縮都奠定了其高端高清視頻壓縮和圖像處理技術的血統。安霸在傳統的廣播編碼領域的廣播級3A技術、3D降噪技術等方面的深厚積累，到現在引入安防高清IPC解決方案都顯示出了無與倫比的先天優勢。綜合來看，在安防領域，海思因性價比在低端市場具有很大的優勢；安霸圖像效果好、碼流低、穩定性好，在中高端市場如日中天；TI因後續研發不足，或逐漸被安防生產企業減少運用。
TI目前主流的高清IPC解決方案主要是基於DM365和DM368，DM365可做H.264的720P/30fps高清壓縮，其實在這之前還有款DM355,不過DM355只能支持MPEG4編解碼算法，但MPEG4的劣勢相信大家都已經很瞭解了。儘管如此TI在2009年推出的DM365最高也還是隻能支持到H.264的720P/30fps高清視頻壓縮，該系列作爲TI入門高清級的壓縮方案在如功耗、編碼效率、畫質等方面的性能表現並不理想，但由於其TI在DVR時代的應用慣性，還是有很多高清IPC整合廠家選擇它，包括國內主流的大品牌。鑑於DM365的諸多缺陷，TI迅速推出DM368彌補在高清IPC解決方案上的差距，DM368可實現多格式的1080P/30fps壓縮，包括了H.264編解碼等在內；採用主頻爲423MHz的ARM926ej-s處理器，整合了（hdvicp，mjcp）視頻圖像協處理器引擎；DM368已經可以支持H.264的1080P/30fps全高清壓縮，同時畫質和碼流方面有一定提升。海思在國內DVR產品市場上佔有7成左右的份額，並且在臺灣、韓國等海外市場已成爲主力視頻監控芯片供應商。相比國際巨頭，海思芯片在成本控制等方面具有很大優勢，已成爲國內領先的視頻監控解決方案。海思提供的安防視頻方案中比較有代表性的是Hi3518和Hi3516等。Hi3516 採用 ARM Cortex A9架構，主要應用於200萬像素級別的圖像壓縮處理。海思基於對國內外市場需求的深刻理解，在3518A、3518C的基礎上深化完善，及時推出了Hi3518E。作爲新一代民用IP攝像機SoC，Hi3518E集成新一代ISP，集成DRAM，POR，RTC，Audio Codec，Sensor電平轉換以及各種時鐘輸出等，將極大的降低IP攝像機的ebom成本。Hi3518E主要佔據低端130萬像素模組及民用監控市場，與海思DVR/NVR芯片相似的SDK設計，能夠支撐客戶快速產品量產，並實現DVR/NVR和IP攝像機的系統佈局。Hi3518E解決了消費類廠家正面臨的諸多難題，內嵌DDR的設計能進一步降低方案商和製造商的生產成本和開發週期，尤其適合消費類市場價格敏感和“短平快”的特點，成爲廠家搶佔民用市場的“利器”。安霸目前提供給安防領域的方案主要有A2和A5系列，A2作爲初期導入的一個系列在高清IPC領域名噪一時，早期高清市場唯一可做1080P全高清全幀率壓縮的高清IPC方案，其銳利的畫質和較低的碼流讓同時期很多其他同類方IPC方案望塵莫及；但A2作爲初期導入的方案在功耗和多碼流方面有不足之處，所以目前已經全線過渡到A5s系列。A5s採用528MHz ARM11處理器，高清H.264和MJPEG視頻編碼引擎，並且集成了專業處理240MPixel/s圖像處理功能。其圖像處理引擎包含了增強的降噪處理、圖像增強濾波，以及電子防抖動等技術。A5s 方案擁有多通道視頻編碼器，支持高達14MP像素的視頻編碼，先進的3D MCTF 降噪技術和寬動態處理功能，支持多達四路的視頻流（其中兩路視頻流可達1080P/30fps+800x600P/30fps）。採用了先進的45納米芯片工藝及豐富的I/O設備，可將A5s的eBOM縮減到最小，可讓產品適用於多樣化的外形，同時期低功耗這一特性被充分的展現了出來，其原有的銳利的高清畫質、低碼流、多碼流輸出等優勢也表現得更加優秀，保持了一貫的優勢。A5S也支持H.264 High Profile 5.0 1080P/30P編碼。安霸A5S系列是目前安霸監控類產品中的主力，主要是用在監控前端設備(IPC)上，可以接入主流sensor，實現IP一體化攝像機。該系列芯片綜合表現效果良好，和其他廠家同類芯片比，在ISP、H.264編碼技術(支持多幀參考及CABAC編碼)、功耗上都有較大優勢。綜合比較：TI和安霸都是採用ARM+視頻壓縮單元，都能做到1080P/30fps，都能實現H.264的高清壓縮，在目前高清壓縮方案中都是比較優秀的方案，其開發難度均較高，也很考驗各研發廠商的硬件開發和軟件研發實力。但就單個高清IPC來說安霸更有優勢，這主要是由於TI更注重於傳統的監控市場，其主要目標是多路D1編碼，這也是TI的強項，同時由於DM365和368的主頻和性能比起安霸A5s系列來說要低，而且安霸一開始就專注於單個高清IPC方案的研究，沒有原來傳統多路標清市場的困擾，與DM365相比，早期的A2就已經可以支持H.264的1080P/30fps壓縮，而最新的A5系列還可支持4路碼流同時輸出（碼流可獨立調節），最高可支持3MP@20fps, 5MP@12fps, or 10MP@3fps的視頻壓縮。在1080P模式下其功耗不到1W。在保持比較良好的畫質情況下1080P/30fps可做到2Mps的高效率網絡傳輸。而同期的DM365與安霸A2相比或者DM368與A5s相比在這些方面都顯得力不從心。安霸早期主要從事消費類產品如DV等領域的相關業務，在ISP圖像處理和編碼上比較有優勢，這些優勢在其安防監控芯片方面得到了很好地傳承和發揚。因此安霸的產品最主要的特點就是圖像畫質優異，低碼流和低功耗。而從海思芯片方案來看，海思希望快速佔領國內中低端市場，因此芯片大規模集成，套片配套方案均可提供，且具有本地化的開發技術支持團隊，攝像機廠商可以快速開發出新產品，所以海思在國內低端的模組產品中具有較高的市場佔有率，但這也造成模組類產品同質化高。海思自購入ASIC 的ISP後圖像效果有較大的提升，比如其中端Hi3516A產品，在紅外弱光環境下，靜態圖像畫質及降噪均具有不錯的表現，但低照度下幀率會有較大犧牲，而且在大面積運動物體場景下圖像會出現馬賽克效果。最大的瓶頸還是海思產品的碼流控制方面表現不是很好，碼率經常限不住，而且發熱量較大。而海思產品所謂的“高性價比”，在中端產品線中似乎並不太明顯。
下表主要對TI、海思和安霸方案的主要特點做了比較，這裏有必要強調一下，方案本身的技術規格雖然能體現一定性能優勢，但這種比較並不能決定選擇了誰家的方案就一定能做出優秀的產品。相信大家都能理解，高清IPC的外圍設計、產品的功能目標定位、產品市場的定位以及對高清IPC的經驗積累和技術沉澱都可能會左右最終產品的實際性能。舉個淺顯的例子，早期做TI365的有做的不錯的，也有很多廠家失敗的；安霸雖然方案本身優勢多一點，但由於是新切入安防市場的，很多沒有高清沉澱的廠家望而卻步，或者勉強做出來的產品千差萬別；再比如你配置臺式電腦，如果你只選擇了一顆頂級CPU，並不代表你這臺電腦就能有頂級的性能，因爲還有主板、內存、顯卡、硬盤這些外圍呢？甚至不同的操作系統的選擇也會體現出不同的性能，這只是舉了個不是很嚴謹的例子，但能說明一定問題的。
在實際應用當中方案本身的優勢會通過最終的產品體現出來，比如當組建高清網絡傳輸系統的時候，我們在保持一個較好的高清畫質的前提下儘量節省帶寬資源，這帶來的無疑是傳輸結構的簡化和資源的有效利用，特別是在大型的高清網絡視頻監控顯得尤爲重要。安霸方案從早期A2做720P和1080P/30fps的H。264編碼只需要2Mbps和4Mbps的網絡傳輸碼流，而同期的方案在2Mbps碼流時長時間持續壓縮720P/30fps的話其芯片的發熱量和編碼出現異常的機率很高，甚至有時候出現不能完成壓縮的現象。這是個很有意思的比較，因爲當基於安霸方案的攝像機廠家在宣傳這個優勢時其他方案廠家也跟着宣傳，有點類似模式時代的參數跟風現象，但做不做得到只有用戶自己長時間測試過後才知曉其真僞。後來安霸體系的廠家又提出了同樣碼流看效果，同樣效果比碼流這些客觀的概念讓用戶能清晰的去辨別高清攝像機的綜合性能，這裏說的效果當然是指畫質、水平解析度等綜合指標。比起盲目從技術參數上跟風的廠家，安霸體系的廠家更願意用自身實際有效的技術指標去爲客戶解決問題。上面說到高清畫質、低碼流爲網絡傳輸帶來了優勢，同樣低碼流爲高清後端存儲解決方案也提供了至關重要的依靠；這裏同樣有個基本的概念：就是前端攝像機高清視頻壓縮過後通過網絡傳輸回後端的視頻流大小決定了後端存儲投資的大小。高清網絡視頻監控在給用戶帶來震撼的視覺衝擊的同時，後端存儲投資收益不可忽視。同樣畫質的720P或者1080P，碼流每增加1Mpbs，那麼後端的存儲硬盤等介質、以及存儲服務器等相應會增加，而這類投資稍微控制不好，整個系統的收益就會嚴重失衡，這時候有些廠家選擇就是強行壓低前端投資，但後端的造價一路走高，維護難度和實施難度也隨之增加；這種收益失衡很多時候用戶看不全，最後得到的是效果也沒預期的好，最終造價也沒達到預期的控制目標。真正的高清不僅僅是做一個分辨率出來，高清實際上所涵蓋的意義應該包括優秀的色彩還原、真正的高清的解析度，而這些對於方案本身的3A控制技術是有相當高的要求。安霸在廣播視頻編解碼處理技術上的優勢自然的延伸到了安防領域，同時安霸編碼方案在H.264算法方面獨有的優勢讓其在低碼流、低延時穩定的網絡傳輸、真正的高清畫質等方面一直有較大的優勢。
高清永無止境，視頻監控一開始就註定了衆多的攝像機廠家對更高清畫質的不斷追求，同時網絡傳輸技術的不斷普及和智能分析技術的不斷完善，使得高清網絡攝像機能夠實實在在的爲用戶解決更具體的困擾。不管TI也好，還是安霸也好，接下來都會發布更多、更實用、更強大的具有智能分析接口的高清方案，比如安霸的S2其主頻已經可做到1GHz，其接口更加豐富，並支持4K/UHD超高清圖像壓縮。而在視頻監控領域，TI、安霸、海思甚至其他的方案都將呈現一種百花齊放、各領風騷的態勢，各家方案的特點或者性能優勢此起彼伏的交替着，作爲攝像機廠家或者用戶只需要明確自身的市場定位和實際的項目需求選擇合適的高清攝像機方案或者最終產品，而且越往後發展，單一某個環節的產品或者某個局部技術規格將不在像現在這樣被刻意放大，因爲基於整體的高清網絡視頻監控解決方案呈現在用戶面前或許更容易被接受和認可。
（本文由四川艾普視達數碼科技有限公司 蘇彬、範清華 蒐集整理）
