迎接IP与HD双重革命的安控业

本文作者:admin       点击: 2011-05-10 00:00
前言:

全球唯一的安控技术研发人员年度交流盛会-CompoSec全球安控电子技术论坛暨元器件展,4月中旬在台北世贸南港展览馆,与台北国际安全博览会同步登场。

主办单位法兰克福新时代传媒表示:在全球安全意识抬头下,安控产业表现亮眼,每年维持11~13%的稳定增长!在影像监控带头冲刺,2011年整体市场产值可望达2,658亿美元。除既有的安控业者外,近年吸引IP、IT、网通、元器件、智慧建筑科技等业者加入。当安控产业迈向IP化、智慧化、高画质、绿能化趋势,为提升设备效能,位居上游的核心组件扮演关键角色,决定产品未来发展! 

今年展会规模大幅增长60%,论坛邀请了影像感测、处理芯片、储存组件等知名业者,发表16场演说,深入探讨:HD与IP影像监控设计方案”、”IP传输、SDI、USB、SATA、PCle等界面于HD安控应用”、”迈向高速、稳定、低热的绿能化安控影像储存方案”、”智能型辨识系统与远程安控管理”四大主题。其中Intel、Huperlab带来两场开幕演说;加上Sony、美光、海思、德州仪器、赛灵思等大厂精彩技术分享,提供产品研发与改造计划的最佳参考。

6大智能安全科技趋势
有鉴于突发性的大型灾变与新型态犯罪破坏行为,不断挑战传统防护机制,因此Secutech以6大智能安全科技,提供各界”及早发现、即刻通知、快速应变”的全方位守护! 

1. HD高画质/百万画素:HD高画质、百万像素摄影机每秒产生的影像,比传统模拟高6倍以上,能有效作到车牌识别、人脸辨识、行为检知等需要高画质、高辨识度的画面!

2. IP网络监控:IP网络监控科技,能有效率提供跨区、大覆盖范围的影像监控。不但可以在线立即调阅录像记录,更可随时随地提供弹性的监看选择。此外,无线传输如WiMAX的发展,更将监控技术广泛运用在交通、治安、厂房、金融、边境/港口/机场、自然生态监测与安全维护等。
 
3. 影像管理、辨识软件:影像分析(VCA)及影像管理(VMS)两大主要软件,不但有智能搜寻功能,更能主动辨识、示警,降低人为监看的失误或误报。一个好的管理软件,能将不同品牌、不同厂商的硬设备妥善整合,同时降低人力与安装成本! 

4. 影像储存:随着监控走向百万像素、高画质发展,今日的影像储存设备须具备高扩充性、高效能与快速处理性能,可将数据、图像、记录,作更有效和安全地储存。

5. 智能建筑、生活科技:停车场管理系统、数字电表、节能系统、情境控制、IP对讲、数字防盗系统…是建设公司、建筑师、室内设计师、系统整合商不可不知的新技术。

6. 智能防灾科技:及早侦测与预防,是地震、水灾、风灾、土石流…等天然灾害唯一的解决方法。结合影像、感知、通信等技术,才能作到全面的安全建置与防灾抢救规划!

除了透过此届安控展大会勾勒的安控产业趋势下,编辑部将从重要零件厂商如Intersil/Techwell, TI, Aptina,Altera以及Seagate等参展或未参展厂商的技术动向提供读者更深入的报导,与我们一同观察变化中的安全监控产业。

Intersil/Techwell以领先模拟混讯IC稳坐安控市场

去年在安控展期间Intersil并购Techwell的新闻令安控产业相当意外,因为在安控业视频芯片厂商中Techwell由于耕耘甚久,堪可视为该产业中的龙头,而Intersil则为模拟电源与接口外围IC市场大厂,由于产品组合无主要芯片,在安控产业宛如绿叶型供货商,直到两造合并一举让Intersil这家安控业的绿叶新兵转身成为红花大将,经过一年的整并,如今Techwell已经成为Intersil旗下部门,由Techwell经营的品牌影响力带动母公司在此市场的势力,由展场客户热络的反应展现Intersil/Techwell此一新企业形象的成效。

据Intersil半导体视频信号处理产品线总监马大伦(Darron Ma)针对合并后的效益指出,Techwell耕耘亚太区的安控与车载显示市场10多年成绩斐然,以领先业界的视频处理主芯片与系统整合的know-how在亚太的监控市场占达九成以上,车载显示也有七至八成。在此成绩之下,搭配Intersil的周边IC所能带给客户的效益是1+1大于2。特别是Techwell的业务有八至九成在亚太地区, 而Intersil强在欧洲,如此一来便能透过Intersil的通路渗透到欧洲市场。另一方面,当Techwell主推DVR时,也能顺理成章将Intersil的部件带到DVR 的电路板上,双方产品组合相互支持且无重迭性。

被问及10多年来Techwell(现为Intersil/Techwell)对于安控市场有何重大影响,马大伦表示,Techwell的实力强在ADC(模拟数字转换器)技术,是最早将ADC整合分割芯片的供货商,当其它ADC厂商对监控市场还犹豫未定,未投入资源在此时,只有Techwell跳下来研究客户的需求,因此开发出业界首家将4颗ADC整合成单芯片的公司。此外,该公司业务经理陈奕全(Ernie Chen)则认为Techwell对产业最大的贡献就是让DVR的解决方案”够便宜”,提供业界SoC,加速监控产业的数字化。他说,Techwell证明了DVR SoC的可行性, 从以前十几颗芯片的DVR方案演进到现在只需1~2颗芯片就能实现设计。

针对DVR的发展趋势,马大伦指出,今年有三大重点,一是高清(HD),二是智能化(Intelligent),三是便利性。以高清而言,模拟式CCD传感器效果还是比CMOS 传感器要好。他认为近年成立的三大标准联盟onvif, PSIA与HDcctv仍非主流,对于何者会真正成为主流也无从预测。

● Intersil+Sony合推SLOC视频技术
有鉴于模拟高清技术的可行性,不久前Intersil宣布与Sony合作导入SLOC视频技术, Sony已决定将革命性的Intersil同轴电缆安全链路技术(Security Link Over Coax;SLOC)整合到该公司多款2011年网络监控摄影机。此SLOC技术与Sony网络摄影机的结合,将进一步加速网络影像监控方案的推动。
SLOC技术是由Intersil Techwell团队开发,并运用于Intersil的TW3801和TW3811部件中。这项独特的技术允许在一条单一的同轴缆在线,同时传输模拟CVBS影像和数字IP影像,让百万画素网络摄影机可以在既有的CCTV同轴缆线设备上作业,有效距离长达500m。

这种高效率Hybrid监控系统,可支持零延迟的模拟CCTV及IP网络监控功能。SLOC部件将直接整合到Sony 2011年新款网络监控摄影机,为客户提供弹性的解决方案,以支持零延迟的实时预览监控和传统的实时PTZ控制。
另一起与Sony的合作案则为TW9960,这颗960条水平线分辨率的视频译码器支持Sony新的960H Effio技术,它是唯一一颗能够支持Sony新推的960H视频格式的译码器,马大伦表示,双方的合作乃基于Sony在模拟CCD市场高达七成的占有率,只要DVR系统内嵌一颗TW9960来搭配960H CCTV摄影机,就能大幅提高摄影的画质。

● 鱼眼影像校正技术可望取代机械式PTZ
鱼眼摄影机可视为此次展会的特色之一,有别于传统鱼眼摄影机方案,Intersil展出TW2871鱼眼相机校正处理器为全球首款500万像素鱼眼处理器芯片组,内建数字PTZ控制与动作侦测功能,能将半球形的鱼眼画面转换成矩型画面,用户可轻松看到360度的高清画面全景,取代以前4台摄像机才能达到的视角范围。经由软件来截取某一个需要的部分,将半球的图像自动转化为直角图像,正因为无需云台配合转动,所以不会造成云台因长时间运行而造成损坏。

德州仪器推出最新百万画素高效能IP摄影机与DVR参考设计

以DSP技术居监控产业重要地位的德州仪器 (TI) 近期推出两款创新参考设计,为应用开发提供完整的软硬件解决方案,可帮助客户缩短90%的视频监控产品开发时间,加速产品上市时程,进而创造高度差异化的视频监控解决方案,满足客户对产品安全的需求。这些参考设计、数码录像机 (DVR) 与IP 摄影机是基于 TI 新近发表的可扩展平台 TMS320DM81xx DaVinci 数字媒体处理器产品系列之上。

TI的DVR 参考设计可支持模拟摄影机,也可用作混合 DVR,进而将多种模拟与 IP 摄影机配置整合在一起,可实现最大化的重复使用,以避免替换现有基础建置所产生的高成本。这款DVR 具有超过 32 个实时 D1 通道与 H.264 高规格图像处理功能,具有比该市场其它同等质量 DVR 高出2.6 倍的 H.264 压缩比。由于视频流量与数据储存得以优化,能够在使用更少磁盘空间的同时,为所有储存的视频实现同等的高视觉质量。例如,客户可使用 350 GB 磁盘驱动器取代 1 TB 磁盘驱动器,但仍可拥有同等高质量的储存影像。最新 DVR 参考设计基于 TI 的 TMS320DM8168 DaVinci数字媒体处理器之上,运行速度高达 1 GHz。DM8168 DaVinci数字媒体处理器包含定点及浮点数字信号处理器 (DSP),可为影像输入持续性监测提供多信道分析功能,进而在侦测到事件后自动反应。该参考设计具有支持远程访问的网络功能,可为包括 HDMI 输出在内的3个独立显示屏幕提供高质量视频。

至于智能型 IP 摄影机参考设计则可在更低的帧速率及低功耗下提供高达千万画素的分辨率,支持迷你球型摄影机等小型产品。数百万画素的分辨率可减少监控大范围区域所需的摄影机数量,如赌场、停车场以及零售商店等。IP 摄影机适用于光线昏暗以及捕获详细细节应用中的高画质视频监控,包括车牌号码与人脸识别等。此外,DM812x DaVinci数字媒体处理器还可透过 DSP 完成视频分析,达成摄影机智能化的目标。这种智能性支持仅对必要视频序列进行录制、传输和储存的应用,提高视频监控系统的效率,因此无需全天候的人工监控。

高弹性与高成本效益开发
IP摄影机与DVR参考设计可在单一技术平台(DM81xx DaVinci数字媒体平台)上提供端对端视频监控解决方案。该解决方案可依据客户需求便捷地整合与扩展,在设计上发挥成本效益。这两款参考设计与软件及处理器核心100%兼容,在透过重复使用软硬件投资的同时,能支持超过20种硬件衍生产品。TI可靠的支持平台,可解决所有支持问题。与可能包含专利费代码的同类竞争产品不同,免专利费的Linux应用源代码可为产品差异化提供高度的弹性。

Aptina打造下一代监控影像传感器

CMOS影像传感器供货商Aptina,宣布推出AR0331监控影像传感器。该310万画素传感器采用了新型2.2μm画素设计以及Aptina A-Pix技术,能以其非凡的性能满足该市场的需求。AR0331瞄准了主流1/3英寸光学格式监控摄影机市场。对监控摄影机制造商而言,该传感器的性能比当前300万画素传感器设计更高,具有一套同级最佳的功能,使Full HD视频与宽动态范围 (WDR) 能力和内建调适性区域色调映像结合了起来。新型传感器能以60 fps的速度提供高达1080p的高画质视频,并运用先进的画素组合技术实现了在低于1勒克斯弱光环境下的优异表现。作为Aptina监控产品系列中第二代高画质影像传感器,如MT9M033 (720p/60fps),

AR0331影像传感器具有弱光和动态范围能力,使监控摄影机能在最具挑战性的环境下撷取高画质视频。

Aptina A-Pix是一系列先进的画素技术,结合光波导、深光电二极管以及65nm画素设计规则,可经济有效地提高画素性能。Aptina A-Pix技术可提高量子效率并充分减少串扰,即便在弱光条件下也能撷取到色彩鲜明的清晰影像,克服了传统传感器在弱光条件下的不足。Aptina已经上市销售了数百万采用公司早期成熟可靠的FSI技术的影像产品。

Altera和Apical实现HD宽动态范围FPGA监控应用解决方案

Altera公司和Apical有限公司宣布,为视频监控摄影机提供世界上第一个高画质宽动态范围(WDR) CMOS影像传感器处理解决方案。在今年的美西国际安全科技专业展(ISC)上,Altera和Apical展示的解决方案保证了各种照明条件下优异的视频影像质量,而这是前几代监控摄影机面临的主要瓶颈问题。结合Altera的Cyclone III和Cyclone IV FPGA以及Apical的硅智财(IP),这一个解决方案支持Aptina新的MT9M033高画质WDR CMOS影像传感器。

标准CMOS影像传感器受限于无法支持低亮度到阳光直射的宽亮度级变化范围,导致视频目标全黑或者全白。WDR CMOS影像传感器解决了这一个问题,但是却带来了设计挑战。由于需要在影像传感器管线(ISP)中处理这些影像传感器产生的大量数据(每个颜色20位 x 1.2 Mpixels,每秒60帧),由于数据量太大而无法实现在芯片内进行处理。监控系统中经常使用的DSP和ASSP不能有效的处理这类任务。Altera Cyclone FPGA能够处理大数据量算法,将原始影像数据转换为产生清晰视频影像所需要的标准数字输出。

由Apical提供在FPGA中实现的传感器处理设计。Apical的IP包括全套的ISP,完成自动曝光、自动增益和自动白平衡功能,从而在极暗和极亮条件下实现清晰的视频影像。Apical IP采用Apical目前最先进的iridix区域色调映像引擎,该功能模仿人眼,进行高性能2D或者3D降噪声和高阶颜色处理,优化了视频影像。Cyclone III和Cyclone IV系列FPGA以业界一流的时钟速率、逻辑利用率和功率消耗来完成所有这些功能。

希捷科技为视频监控系统提供高效能的储存方案

当视频监控朝向HD高画质趋势前进,海量数据储存的可靠性成为业界关心的课题。不久前刚买下三星硬盘机部门的希捷科技,堪称是最了解安控产业储存问题的专家,服务于该公司长达23年的北亚区经理朱秋男,以自身的经验为希捷储存产品为安控产业首选做了保证。

朱秋男表示,由于奥运举办所需,中国是全球第一个采用实时D1录像质量的国家,当时在此需求下,储存问题浮上台面,希捷乃是第一家进入中国的储存装置厂商,透过与海康威视合作提供政府机关与企业完整方案。

朱秋男说,由于安控设施的布建大不同于PC环境,可说是拿榔头的行业,往往工作环境差,废热与耗电问题大, 数据可靠性更是重要,若只是用一般消费性硬盘是绝对不适用的。 希捷因应部份监控应用对影音串流效能、功能与可靠性有高度要求,发展出各式产品线如Constellation与Constellation ES系列、SV35与Pipeline HD系统。在此次安控展中,希捷的合作伙伴包括中国安控大厂海康威视,研华科技,满景信息等知名厂商都对应用希捷的储存方案深表满意。