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安防芯片目前发展如何及阻碍其发展的问题
 

近年来随着安防行业的飞速发展,特别是高清化和智能化设备的迅速普及,安防行业的市场正在迅速扩大。如今中国安防电子产业规模(不包括工程与服务)已经由2005年的276.3亿元迅速扩大到2012年的1430.3亿元,年均增长20%以上,并且至今仍保持着旺盛的增长势头,体现出巨大的市场潜力。

      安防技术以视频处理为基础,以智能分析技术为延伸,依靠录像取证的震慑力和智能预警的前瞻性,有效地打击了各种犯罪行为,为社会稳定做出了巨大贡献。视频压缩作为核心技术,也在多年的实践中得以飞速发展。

安防行业设备正在朝着专业化和高性能化方向高速发展,各种标准和芯片技术层出不穷。本文主要探讨了安防芯片市场的发展进程,并对未来中国安防芯片技术的发展之路做出了展望。

在安防的产业链中,处于上游地位的无疑是各种标准协议,标准协议对安防芯片的设计和生产具有关键的指导作用,芯片厂商根据标准协议设计出不同应用类型的芯片,如数字信号处理芯片(DSP)、专用集成电路芯片(ASIC)、集成整体解决方案的片上系统(SOC)和用于图像信息采集的图像传感芯片(CCD芯片和CMOS芯片)。视频监控是目前安防行业芯片应用量最大的领域。

硬件方面,自从视频录像数字化以来,芯片技术一直在不断发展、早期的视频压缩采用的是PC机的CPU利用压缩软件对图像进行处理,存在着成本高、体积大、功耗高和稳定性差的缺点。随着嵌入或芯片的发展;特别是TI公司的TMS320OM642等DSP芯片的普及,由于同时具有了设备制造的低成本优势和大幅提升的可靠性,国内的安防设备厂商纷纷改用嵌入式DSP产品。

     之后国内以海思为代表的厂商推出了Hi3511\Hi3512芯片,TI则推出了DM6446、DM6467和OM8168等一系列芯片,对标清和高清的支持更上一层楼。这一系列安防芯片性能和功能的提升使得安防设备得以小型化并广泛部署于前端;安防市场得以迅猛发展。

视频压缩标准方面,安防压缩国际标准从MPEG2、MPEG4发展到如今的H.264、H.265标准,压缩能力逐步上升,这些标准已经在市场上取得了巨大的成功。增氧机目前H.264已经成为了安防乃至消费领域的主流标准,特别是在高清领域已得到广泛应用;2013年ITU组织更是推出了H.265标准,有望比H.264的压缩能力提高一倍。国内则相继推出了AVS和SVAC标准,并已经有实际产品应用,国内厂商为自有标准化做出了不懈努力。

纵观视频压缩软件和硬件的发展,市场化的作用不容小视,忽视产业链的整体协调而只推出标准是难以成功的。当今视频压缩算法标准及嵌入式芯片占据了主导地位,两者相辅相成,互相促进和发展。视频压缩算法标准为产品实现奠定了理论基础;为未来的发展指明了方向;而芯片则将理论变为现实,形成产品占领市场,有效地推广了视频压缩算法标准而得到社会的认可。

      以视频压缩标准为例,MPEGZ和H.264标准不仅在安防行业,在电视转播、互联网和消费级产品上均被广泛采用,算法的优化方法、芯片支持和相关从业人员均极为丰富,从而大幅提高了标准的成熟度和市场认可度,并降低了开发成本;同时期我国推出的AVS标准——是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准,《信息技术先进音视频编码》系列标准的简称——虽然在图像质量和码率方面基本接近H.264的水平,但是在安防行业却没有形成产业化,缺乏行业的整体支持,在安防行业市场上的影响有待提高。

同时国内芯片厂商在很多方面具有国际厂商无法比拟的优势:其一是价格优势,对比国际厂商TI、Philips、ADI等,国产芯片往往具有售价方面的优势;这也是吸引国内设备厂商采用的重要原因之一;其二,国内芯片厂商比较重视整体产品解决方案的把握,对常用的产品功能封装比较完善,设备厂商只需要做较少的开发就可以迅速完成样机;

      对降低开发的人力成本和缩短产品的成型周期都有很大帮助;同时国内厂商对我国安防行业的需求很了解,相比国外具有本土优势;其三,国内芯片厂商的中文开发资料和手册均比较完善,使得国内设备开发人员的开发效率大大提高,由此获得了众多国内开发人员的青睐。这些优势令国内芯片厂商而国外厂商的OSP芯片几乎处于封闭状态,具有DSP仿真调试环境的更是寥寥无几,这使得中国芯片厂商很难打入高端安防设备市场,更难进军国际。

     此外国内芯片厂商使用的多为H.264编码标准,存在巨大的商业竞争隐患,按照规定使用H.264编码库需要每年向MPEG-LA交纳一定的费用,这有可能成为国外厂商对国内厂商施压的一个手段,核心标准的缺失无疑将制约国内厂商的进一步发展。

近两三年来,我国的基础行业已经有了巨大的进步,IC设计和生产能力已经能够接近国际先进水平,具有了产业化的条件和能力。中国作为安防产业的大国,有高达千亿的国内市场,具有得天独厚的巨大市场优势,有利于国产化的实施。国内以海思为代表的厂商抓住了高清化和H264编码雳求的市场脉搏,开发出h.3512、h.3520、h.3531等一系列高性能芯片,满足了低、中、高多档需求,得到了众多厂商的大量使用,其成功有目共睹。

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