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浅谈安防监控市场及IPC SoC性能

添加时间:2021-09-24

  345800.com,电子发烧友网报道(文/李诚)据Gartner数据显示,2020年全球视频

  摄像机总出货量约为5.8亿部,预计到2022年将增长逾8.5亿部。随着科技的进步,

  移动网络的商用、宽带网络的普及,传统的闭路安防监控开始向网络安防监控转型。安防监控的发展有数十年之久,制造企业已拥有完整的、系统的产业链体系。随着设计、制造技术的不断成熟,安防监控设备成本得到大幅度的下降,安防监控市场逐步向各个领域渗透,安防监控设备在交通枢纽、军事、银行、学校、社区安防等方面均有应用。

  近年来,消费电子、、工业互联网、智能家居、智慧城市的发展,推动了安防监控技术的革新,IPC(网络监控摄像机)开始兴起。网络监控摄像头应用广泛,需求扩大,IPC SoC市场前景可观,公开信息显示华为海思德州仪器、安霸、北京君正、富瀚微、国科微等企业均有对网络监控系统前端IPC SoC进行深入研究。据观研报告预计2023年,我国安防IPC SOC市场规模将达67.1亿元。

  在监控摄像设备领域,我国安防监控设备企业在国际市场中占据重要地位,对2021年上半年全球安防设备企业年营收数据整理发现,国内企业海康威视营收339.02亿元,比上年同期增长39.68%,连续8年拿下全球安防设备企业营收第一。大华股份实现营业收入135.05亿元,同比增长37.27%,其中一季度51亿元,二季度84亿元,排名全球第二。在前十名的国内企业还有宇视科技、天地伟业等。

  模拟监控由前端ISP芯片和DVR SoC组成。模拟监控ISP芯片是对通过图像传感器捕捉到的信号进行降噪、曝光度调整等图像优化处理,该处理过程决定了最终视频成像的质量。后端DVR SoC主要是完成模数转换的一个过程,将音、视频的模拟信号转换为数字信号,并对视频编码、压缩和存储。

  网络监控主要由前端IPC SOC和后端NVRSoC组成。网络监控后端NVR SoC主要是接收IPC的IP码流,并进行视频编解码、存储等。IPC SOC为网络安防摄像机的核心,内部集成CPU、ISP、音视频编码模块、网络接口模块、安全加密模块、视频智能处理模块等。ISP模块是对图像传感器采集到的原始数据进行处理,处理后的数据在编码器模块进行压缩在传入后端储存。

  近年来安防监控摄像头的像素不断提高,对监控数据、视频储存方面的处理性能也有所提高,为节约存储空间很多安防监控厂商将H.264编码器压缩标准提升至H.265,H.265标准的压缩编码算法较为复杂,对IPC SOC性能要求也随之提高。

  IPC SoC决定着安防监控设备成像、视频压缩编码等一系列性能,下文将对市场占比份额较高的IPC 上游供应商的产品进行介绍。

  “小海思”系列芯片是华为对外供应芯片系列,该系列芯片主要应用于安防监控、机顶盒等领域,据公开信息显示,在华为禁令生效前,海思在安防监控前端芯片领域市场占比达7成以上,后端芯片市场达8成以上。海思在安防监控芯片领域进行了全局部署,涵盖了IPC、AI-IPC、NVR、DVR等系列的产品。

  Hi3516AV300是一颗Smart HD IPC SoC,内置双核最高工作频率可达900MHz的ARMCortex-A7处理器,并且支持浮点运算和NEON加速,能够将复杂的视频编解码器性能提升60%~150%。采用业界最新的H.265视频压缩编码器,尽可能的降低视频内存大小,同时集成高性能NNIE引擎和智能计算加速引擎,处理性能最高1.0Tops,使得Hi3516AV300在低码率、高画质、智能处理和分析、低功耗等方面引领行业水平,并可实现智能追踪和人脸校正的功能。该芯片ISP模块支持多级降噪和6-DOF防抖等功能,增加视频成像效果。在视频接口方面,该芯片支持4M/5M的两路高清视频录制,第一路输入最大分辨率达3840*2160,第二路最大输入分辨率为2048*1536。并可完美兼容索尼、松下安森美等主流厂商的图像CMOS传感器。Hi3516AV300支持单声道差分输入,降低噪音摄取。还支持SD3.0卡读写功能和TSO网络加速功能。该芯片多用于安防监控、摄像头等领域。

  Ambarella在安防监控方面具有不错的表现,Ambarella CV5S 8K IPC SoC采用了先进的5nm制程工艺,CPU为双核64位Arm®Cortex®-A76,主频高达1.6GHz。CV5S内置8K图像处理器、音视频编、解码器支持H.265和H.264视频压缩。该IPC SoC具有低功耗的特性,在进行30fps的8K视频录制时功耗仅为4W。CV5S具有先进的ISP,在昏暗的灯光环境下依然可以提供出色的成像表现,在高对比度的环境下HDR技术能够捕捉更高的图像细节,该芯片的图像处理能力得到了进一步的提升。CVflow引擎可以同时运行多个神经网络(NN),时加速计算能力,在最小的功耗下提供更快的计算能力。支持10M到100M网络连接。

  上海富瀚电子FH8658 5M IPC SoC采用了RISCCPU,最高工作频率达1.5GHz,该芯片分辨率为2688*1520的5M视频录制,ISP集成了实时空域降噪、自动白平衡、自动曝光、自动对焦等功能,支持H.264/H.265码流,在音频方面支持三通道ADC和单通道DAC,采样频率为8kHz~48kHz,还具备回声消除功能,在性能方面加入了神经网络加速器,提升图像处理能力和较高的编码质量和极低的编码率,在网络连接方面子池10M到100M网络接入,实现智能互联。该IPC SoC可使用于多种网络摄像机产品。

  通过以上3款IPC SoC的性能了解。在视频录制方面,三款芯片都支持5M以上分辨率的视频录制,Ambarella CV5S 30fps的8K视频录制能力上更为突出。均支持和神经元网络加速,增强图像处理能力。值得一提的是Ambarella CV5S可在昏暗的环境下成像能力依然出色。

  万物互联的时代,传统的安防监控也开始向网络监控发展,实现实时数据传输。5G网络、智慧城市的建设,推动了IPC的发展。在未来,依托

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