隨著數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)門檻的降低，不少專用視頻編解碼芯片一經(jīng)推出似乎就可以以解決方案方式提供給設(shè)備廠商。于是基于數(shù)字信號處理器（DSP）的可編程平臺的主流數(shù)字視頻監(jiān)控的地位難免受到動(dòng)搖，不少人質(zhì)疑在未來的IP Camera/DVR的應(yīng)用中還有多少市場？對此，只有全面而深入地了解數(shù)字視頻監(jiān)控未來的需求，以及以DSP為核心的通用媒體處理器的發(fā)展趨勢，才能真正理解DSP在數(shù)字視頻監(jiān)控應(yīng)用中的主導(dǎo)作用不但遠(yuǎn)沒有減弱，而且還將在若干方向上起推進(jìn)作用。

    眾所周知，數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的嵌入式應(yīng)用取決于DSP的成功應(yīng)用，由此催生了數(shù)字硬盤錄像機(jī)（DVR）。DSP所實(shí)現(xiàn)的視頻壓縮和解壓算法歷經(jīng)MPEG1、MPEG4到H.264的發(fā)展階段，并不斷有其它格式的需求，如WMV、AVS等。在標(biāo)準(zhǔn)有待完善的階段，DSP所起得作用舉足輕重。雖然近年來各種視頻壓縮專用芯片(ASIC)的推出，但不難發(fā)現(xiàn)ASIC的出現(xiàn)是呈波浪性的，且每一波的間隔時(shí)間稍長，而且每一波的面孔又不盡相同，因此視頻監(jiān)控制造廠家難免無所適從。如MPEG1 的ASIC其實(shí)是VCD芯片的變種，臺灣公司捷足先登不足為奇；而MPEG4的ASIC與數(shù)碼產(chǎn)品聯(lián)系緊密，韓國公司呈現(xiàn)“韓流”也有情可原；到了H.264的ASIC，前兩撥曾經(jīng)的佼佼者幾乎蕩然無存，后起之秀似乎主要出于美國和中國大陸與臺灣?？v觀潮起潮落的變局，始終勇往直前而常盛不衰的是DSP平臺，其制勝之處在于“以不變應(yīng)萬變”的軟件可編程性以支持各種標(biāo)準(zhǔn)，以及不斷“推陳出新”的處理器系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)展以適應(yīng)各種市場需要。

    對于IP Camera應(yīng)用，大概許多人都認(rèn)為該是ASIC的天下了，因?yàn)閿?shù)碼相機(jī)市場不就是DSP占過先機(jī)但卻沒能守住陣地。不過在以數(shù)字視頻監(jiān)控為目的的IP Camera系統(tǒng)方案中，ASIC的綜合功能尚未真正完善，基于DSP的通用媒體處理器單片系統(tǒng)的優(yōu)勢明顯。IP Camera核心技術(shù)的表現(xiàn)其實(shí)已經(jīng)由數(shù)字視頻壓縮編解碼轉(zhuǎn)向兩大關(guān)鍵技術(shù)，其一就是光學(xué)處理技術(shù)，其二就是智能技術(shù)應(yīng)用。

    光學(xué)處理技術(shù)包含視頻前處理，包括視頻傳感器（CCD或CMOS）控制器、前端視頻縮放單元，以及柱狀圖H3A處理，即自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡和自動(dòng)聚焦。[nextpage]

    視頻后處理則包含屏幕圖文疊加、視頻編碼器及視頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器。作為通用數(shù)字媒體處理單片系統(tǒng)，不但可以集成包含上述視頻前處理和后處理單元，還可以集成攝像機(jī)中的視頻信號處理器（ISP），以構(gòu)成視頻處理子系統(tǒng)。依托于視頻處理子系統(tǒng)的一項(xiàng)技術(shù)革新，就是視頻噪聲濾波器（VNF）,包括降低噪聲突出細(xì)節(jié)、提高圖像品質(zhì)、低照度影響質(zhì)量保證，以及提高視頻編碼效率的功能；另一方面的技術(shù)革新與智能視頻處理相關(guān)，這就是先進(jìn)視頻穩(wěn)定、人臉檢測，還有人臉跟蹤和識別。如圖一所示為視頻處理子系統(tǒng)中的革新技術(shù)。

                     圖1 視頻處理子系統(tǒng)中的革新技術(shù)

    當(dāng)然，一些ASIC是可以做到上述部分功能，但是真正能夠勝任全部這些功能者還非通用媒體處理單片系統(tǒng)莫屬。TI的達(dá)芬奇就集成有這樣的視頻處理子系統(tǒng)，是一種強(qiáng)大的通用媒體處理單片系統(tǒng)，其中核心集成為ARM處理器和DSP核心或視頻協(xié)處理器，因此具有很強(qiáng)的靈活性。所以IP Camera的應(yīng)用中DSP的作用不可或缺，特別是在智能IP Camera應(yīng)用中，可以增加一個(gè)通用DSP模塊作為一個(gè)智能處理單元，并行運(yùn)行各種智能視頻算法。[nextpage]

    對于DVR應(yīng)用，ASIC的勢頭有些咄咄逼人，但DSP的陣地依然穩(wěn)固。目前基于以DSP為核心的通用媒體處理器應(yīng)用仍極為廣泛，特別是可以自由編程支持各種視頻格式處理，還可以增加智能視頻處理功能。智能技術(shù)應(yīng)用是數(shù)字視頻監(jiān)控的一個(gè)重要發(fā)展方向。新型的通用媒體處理器集成有ARM作為主處理器，集成有視頻協(xié)處理器實(shí)現(xiàn)視頻壓縮編解碼處理，集成有DSP核心承擔(dān)智能視頻處理工作。所以，在DVR應(yīng)用中的DSP元素將成為特色化的標(biāo)志。TI的達(dá)芬奇高清就是一個(gè)不斷突破的通用媒體處理器單片系統(tǒng)，其以DSP主頻為特征的標(biāo)稱已經(jīng)由600MHz提高729MHz，再達(dá)到1GHz，這就不僅使單片處理能力由H.264四個(gè)D1編碼到突破六個(gè)D1編碼，再突破八個(gè)D1編碼，而DSP性能提高帶來了更大的增值空間，于是使得多通道DVR解決方案所實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品具有極高的性能價(jià)格比。

    面向未來的IP Camera/DVR應(yīng)用，通用媒體處理器單片系統(tǒng)的體系架構(gòu)將有重大的改進(jìn)，DSP元素因此而將有更大的發(fā)揮空間。主處理器將有可能由ARM9一躍而為新能提高數(shù)倍的Cortex A8，視頻協(xié)處理器性能極大提高，而DSP的核心可以為定點(diǎn)和浮點(diǎn)兼容。針對IP Camera的平臺將有升級版的視頻前端子系統(tǒng)，無論在光學(xué)特性上，還是圖文字幕疊加上都有增強(qiáng)的功能，同時(shí)增加了二維和三維圖形加速器。針對DVR的平臺將集成有強(qiáng)大的視頻前端編碼器和后端數(shù)字高清顯示單元，結(jié)合多個(gè)升級的視頻協(xié)處理器，還有高性能DSP單元，該解決方案可以只用一個(gè)芯片支持十六個(gè)D1通道的H.264視頻壓縮格式的智能型DVR。

    總之，隨著數(shù)字視頻監(jiān)控應(yīng)用的普及，各類型視頻產(chǎn)品類層出不窮，而各類可供選擇的平臺也在不斷演化。ASIC將繼續(xù)發(fā)展，但存在著延續(xù)性問題，應(yīng)為當(dāng)一種ASIC設(shè)計(jì)定型之后，其性能和功能也就固定，難以更改，除非再修改原設(shè)計(jì)，而這也需要一定的投入。作為產(chǎn)品規(guī)劃，ASIC的設(shè)計(jì)由于延續(xù)性差，所以周期較長。而這些弱點(diǎn)對于以DSP為核心的通用數(shù)字媒體處理單片系統(tǒng)而言就不成為問題,因?yàn)樵搯纹到y(tǒng)中的各個(gè)部件單元均成熟，且大部分都有通用器件；每個(gè)系列都有規(guī)?？缮炜s的管腳兼容器件；充分的軟件可編程特性使得系統(tǒng)開發(fā)更加得心應(yīng)手。在新的市場環(huán)境下，作為DSP行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的TI正在進(jìn)行著深刻的通用數(shù)字媒體處理器體系和應(yīng)用的革新，并且取得了令人矚目的巨大進(jìn)展，期待著這種進(jìn)展將使得數(shù)字視頻監(jiān)控市場的風(fēng)光常在。（本文由德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)（上海）有限公司通用DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理 鄭小龍?zhí)峁?