视频编码芯片在数字视频监控中的作用

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视频编码芯片在数字视频监控中的作用

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频信号数字编码后进行传输或存储，同模拟视频信号相比，有不可比拟的优势。视频信号的数字编码压缩是有代价的，压缩成本的高低，决定系统的成本。
只有在单片视频编码芯片出现后，数字视频监控才进入实用化阶段。由于满足数字视频监控应用需求的多样性要求，采用SOC技术的视频处理器（VIDEO PROCESSOR，有的也叫DSP）将在数字视频监控产品中占据主流。
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一、专用压缩芯片带来数字视频监控市场
在监控应用中，视频图象数字化是实时编码压缩的，这完全不同于VCD和DVD节目的制作（VCD和DVD节目的制作可以花费数十倍、甚至数百倍的时间进行编码压缩）。视频编解码的运算强度非常大，用原来的DSP来实现视频编解码几乎不可能，压缩算法的优化技术还不成熟，必须在专用ASIC中借助一些特定的硬件加速器如运动估计（ME）、DCT模块、格式转换、变长编解码器（VLX）等来实现实时编码。由于图象编解码的复杂性，纯硬件实现规模太大，几乎是不可能的，必须借助强大的处理器完成。这便是专用的图象压缩芯片也需要下载微码的原因，目前在使用的MPEG-1/2编码芯片都存在微码，所说的硬压缩即芯片压缩都是有处理器的。也正是这些压缩芯片的出现，特别是单片编码芯片的出现，监控系统的复杂程度大幅度降低，成本也随着降低，才使得视频数字化监控成为可能。在通用DSP或视频处理芯片还没有发展到能够实时压缩视频信号的情况下，专用视频压缩芯片的出现，带动视频模拟监控转向数字视频监控。
视频图象处理芯片（VIDEO-PROCESSOR）除了处理器以外，在芯片内还集成了一些其它的IP（INTELLIGENT PROPERTY）模块，如VIDEO IN、VIDEO OUT、AUDIO IN、AUDIO OUT等，有的还有图象压缩硬件加速模块等。这样的芯片，称为SOC（SYSTEM ON CHIP），即单片系统。从本质上讲，专用视频压缩芯片和通用视频处理芯片都属于SOC，差异是前者带有固定的压缩模块、固定的处理方式和固定的微码，后者需要监控产品开发商开发视频压缩算法程序。
专用的视频芯片都是为消费类应用设计的，将其应用到监控领域来，还存在一些其他方面的问题：
1、 消费类使用是单一的视频编码，不会同时要求多路视频同时压缩，而监控往往要多路视频同时进行压缩处理。
2、 消费类连续使用的时间一般不长，而监控使用往往都是长时间连续使用。
3、 消费类使用往往需要对视频图象信号做后期处理，进行编辑；而监控系统强调的是实时压缩，在实时压缩的同时还必须进行一些必要的处理，如运动检测、时间发生器、LOGO标识、水印等，这些处理都是前处理，这些辅助功能对压缩产品而言显得也非常重要，这些处理都是在压缩前或压缩中进行的。
4、 更为重要的差异是，消费类使用不太需要动态调整编码参数，而在监控领域的应用中，强烈需要动态的调整编码参数，如帧率、图象质量、帧结构等。
同消费市场相比，监控市场太小，且监控应用的需求是多样的，不可能用一款芯片满足千奇百怪的应用需求。芯片厂家也不可能为监控市场开发出一系列的芯片，而且芯片开发周期很长，成本代价太大，市场又在不断发生变化，产品更新换代的速度非常迅速，对监控市场而言，等待集成了算法的专用视频压缩芯片成熟后开发产品，肯定跟不上市场的发展。曾经在监控领域获得广泛应用的专用视频压缩芯片如W99200AF、Z1510、SM2210、SM2288、IVT15等，已经不能满足监控市场应用的要求。



二、视频处理器推进数字视频监控市场
随着IC技术的进步、处理器技术的发展，DSP、RISC、VLIW三种不同技术的处理器逐步统一，现在的多媒体处理器融合了三种处理器技术。
SOC技术发展非常迅速，VIDEO PROCESSOR已经非常强大。视频处理器集成了很多外围电路，包括VI单元（VIDEO IN UNIT）、VO单元（VIDEO OUT UNIT）、AI单元（AUDIO IN UNIT）、AO单元（AUDIO OUT UNIT），内部还有一些协处理器，如变长编码/解码器VLX、运动预测ME、DMA控制器、IIC控制器等，这些IP模块的集成大大增强了VP的处理能力，这些VP也是以DSP的名称出现。
随着DSP主频的不断提高，处理能力的不断增强，以及视频编码技术的不断进步，在DSP上开发视频压缩软件，实现实时的视频压缩成为可能。其中，开发拥有自主知识产品的、基于通用DSP平台的、高效率的视频压缩软件，显得非常重要。我们开发通用的DSP的能力不够，我们开发专用的视频压缩芯片的能力也不够，但我们可以在通用的DSP上，开发出高效率的视频压缩软件，并根据监控市场应用的需求，不断增添新的功能。由于监控市场的封闭性，视频压缩软件可以不受标准的限制，可以及时吸纳视频编码最新成果，以适应市场需求、满足用户要求为第一目的。而专用视频压缩芯片是为消费类设计的，强调的是兼容性。因此，为了满足监控

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