物联网趋势下的安防监控发展预测

2014-11-30 Asterdreaming

OFweek安防网讯:强大的物联网以人为中心,以智能感应为介质,展开万物互联的局面。随着市场的引导推动,新技术的整合,物联网给安防行业带来巨大商机,安防行业不能单纯为了安防而安防,应该站在物联网、互联网的角度重新审视自己的核心技术、产品,提炼自己新的价值定位,相信经过这一轮洗牌,很多安防企业会通过转型,更好的适应时代的发展。

根据相关机构的调查显示,全球监控摄像机市场在未来五年内将保持稳步增长,2013年全球监控摄像机的出货量预计约为8560万台,到2017年这一数据将上升到1.145亿台。而从总体上来讲,无论模拟监控系统,还是IP网络监控系统,整个视频监控行业正朝着高清化、数字化的方向迈进,这些对于中端传输和后端矩阵控制系统的发展提出了更高的要求,能够支持更大规模数量、数字化高清视频监控的传输系统和矩阵控制系统成为了市场当前迫切的需求。

高清化、网络化、智能化、多元化是安防技术的整体发展趋势

在过去,智能功能一般在后端实现,通过服务器上的软件对抓取的图像进行分析。现在随着前端的嵌入式处理器性能的增强,摄像头通过智能算法,从图像中实时提取特征或感兴趣的信息,分析目标及其行为,以实现智能判决。比较典型的例子比如车牌识别、人脸识别、多目标跟踪等。智能化是安防技术发展的大趋势,而且实现的方式也逐渐从后端走向前端。

赛灵思ISM市场技术营销经理罗霖: Xilinx FPGA天生的并行处理能力特别适合像素级的图像处理和分析,能实现高于一般嵌入式处理器10倍以上的吞吐率。因此在很多高清摄像机里,用于实现高性能或定制化的ISP,以增强图像画质。在一些差异化的产品中,比如多摄像头的全景监控,或是可见光与红外融合的摄像头里,用FPGA来实现图像的前处理,比如拼接、融合等,提供超出DSP/ASSP的功能。另外,Xilinx的Zynq SoC把双核Cortex-A9处理器与FPGA通过高速片上总线集成在单芯片上,对于智能算法的软硬件划分是非常适合的平台,像素级的处理由FPGA实现,帧级的处理由Cortex-A9实现。

新一代图像传感器的技术和性能以及物联网(IoT)引领着视频监控应用的发展趋势。各大公司不断通过使用新一代的高质量图像传感器实现产品的差异化设计,这些图像传感器能够提供更好的低照度性能以及增强的宽动态范围(WDR)。此外,全高清(1080p)等主流分辨率已经受到了挑战,可以看到越来越多的公司正在开发和提供4K超高清视频监控系统,而这需要新的更先进的压缩技术。各大公司还将提供高附加值的服务,如用于存储和分析的云服务。部分视频分析算法将在终端实现(例如,在每个监控摄像头中),而更多视频分析将基于云端实现。来自终端的预处理数据将被传送到云端,由高性能计算机进行远程分析。互联的高性能计算机将运行最新的复杂视频分析算法,可降低终端的实现成本。各类响应将根据视频内容的分析结果启动,这可能是自动触发事件或仅仅是对某个或某些人的警告提醒。

莱迪思半导体工业市场高级总监Kambiz Khalilian:视频监控技术仍在不断发展。图像传感器接口与图像信号处理器(ISP)ASSP支持的连接协议间仍存在不匹配的情况,某些应用需要多个图像传感器,而大多数ASSP仅能连接一个或数量有限的图像传感器,此外,大多数ASSP并不具备足够的带宽来用于高质量的复杂WDR处理,而FPGA可以弥补这些不足。

 

索喜科技(上海)有限公司市场部高级经理路标:毫无疑问,高清化,网络化,智能化,多元化是安防技术的整体发展趋势。而就相关产品和应用来讲,安防行业会逐步进入细分市场。不管是面向行业或是家庭应用,无论是做产品还是方案,厂家们都会越来越多地关注最终客户需求,专注自己最擅长的产品,在软硬件系统上做出差异化。

面向不断持续发展的安防行业,索喜科技于2014年推出了最新的芯片产品M8M。针对市场上火热的高清监控摄像头和运动摄像机的需求,M8M提供了完整的4K@30fps或FHD@60fps的设计方案。该系统是一套完整的软硬件方案,硬件上M8M的采用了超低功耗的芯片设计理念同时,内置了功能强大的DSP(配置了多种可选智能算法),并且芯片配置了各种功率,带宽的常用接口,极大地丰富了M8M的可塑性。软件上M8M支持RTOS和Linux双系统,设计灵活、便捷,并可以通过软件功能模块的形式支持客户快速升级迭代。

随着视频监控步入高清时代,网络摄像机(IPNC)依靠其优越的性能和不断降低的成本,迅速成为市场主流。而近两年,模拟高清摄像机异军突起,使得传统模拟家族似乎又有了复苏的迹象。此前处于前沿而一度被边缘化的数字高清摄像机,也摩拳擦掌加入战局,欲成鼎立之势。 模拟高清标准已有CVI、TVI、AHD等三个商用标准,据说近期还有类似标准推出,于是呈现行业标准的春秋战国时代。数字高清标准既有Semetch(原Gennum)、Intersil等传统安防芯片大厂, 也有天津瑞发科半导体这样的市场新军推出其自主标准AVT这样更具高性价比的方案。IPNC和模拟/数字同轴技术都走向高清化,从720P到1080P分辨率,甚至迈向4K超高清技术。视频编码技术从当前H.264向H.265快速升级,而SVAC作为国家标准也在逐步导入。

瑞发科副总经理王立新:瑞发科在传统标清模拟监控工程升级改造项目中,直接更换前后端即可实现数字高清监控,可大大节省改造成本;相比HD-SDI,采用AVT技术可以使用75-3同轴电缆实现500米以上的远距离、视觉无损的高清视频传输,设备成本也大幅降低;相比模拟高清技术,AVT技术更加稳定可靠、由于是数字传输,视频信号无失真,不衰减、图像还原性好,而且易于未来产品的升级换代。相对于网络高清,AVT技术无延时,传输距离更远,而且系统复杂度低。

Pleora销售工程师Harry Chen:随着各种图像源开始能提供更加智能和清晰的观测能力,在安全性方面,成像技术正变得越来越重要。例如,在港口航运监控系统中,现在开始使用可见光加热成像组合的方式来提高监控安全。其中一项关键的难点是如何将现有的相机和新的成像源来进行组网,并将图像分发到各种处理、存储设备以及终端用户。

这样就使图像的传输接口部分变得越来越重要,即将图像从相机传输到处理系统的接口传输技术。随着这些成像系统变得越来越复杂,对于图像分辨率、帧率和延时的要求已经超过了传统图像传输接口所具有的能力。如今我们已经看到相机设计者和制造商开始采用GigE Vision图像接口来满足高带宽和图像实时处理的要求。另外,这种图像接口还具有简化布线、组网等优势,来帮助简化系统设计、降低成本以及提高性能。

 

Pleora提供的图像接口能够将现有的相机转换为GigE Vision相机,或者将GigE Vision性能集成到成像设备中,从而帮助厂商降低系统成本,提升性能。

安防市场将迈向更低成本的方案

安全和安防摄像机的技术趋势在很多方面来看,都是由整体市场迈向更低成本的方案但不牺牲图像性能所带动。而高清(HD)分辨率的使用(当前是1080p,未来可能更高),视讯比现在是给定的,需要不断降低整体系统成本推动着摄像机设计迈向使用更小的光学格式,这导致需要更小的像素结构,以成本有效的方式来达到这些分辨率,而不影响图像性能或光灵敏度。这整体趋势也适用于图像压缩协处理器的发展,因而也需要开发和使用较小的设计和制造节点。

安森美半导体图像传感器部工业及安防分部策略营销经理Joost Seijnaeve:安森美半导体针对安全和安防应用提供全面的图像传感器产品阵容,以领先市场的器件提供高动态范围和高帧率带来性能和价格均引人入胜的价值方案。例如,最近推出的图像传感器AR0230是一款两百万像素、1/2.7英寸光学格式的器件,提供高达105 dB的动态范围,具有领先业界的微光能力和卓越的近红外性能。该器件的关键性能是DR-Pix(动态响应像素)技术,该技术在单个像素设计中结合两种运行模式,令传感器在宽范围的光照条件下提供最好的低噪性能。

工业物联网也是监控领域发展的新方向

在网络的支持下,数据采集,无线传输,自行组网都将赋予监控领域新的特征。基于超低功耗的数字处理系统,无线系统和电源管理及能量采集系统将助力终端设计在大数据应用里实现差异化和平台化。工业物联网也是监控领域发展的新方向。

矩阵高清化发展越来越凸显。矩阵高清化之后不论是联网还是单机操作,均保留了原有的便捷切换控制、图像巡检定位等功能,如报警联动、成组切换等。由此,矩阵技术发展朝着兼容化方向发展。同样,软硬结合铸就视频矩阵未来发展方向。

亚德诺半导体(ADI)技术(上海)有限公司张鹏:由于传输的视频带宽在不断增加,高频信号在线路中不同频率有不同的衰减,因此对于长线驱动的要求十分严格。公司在芯片内增加预加重和均衡(EQ)功能,并且让这种功能可编程以适应不同线长。在高清监控矩阵芯片上,目前主要采取三种方案:

(1)FPGA方案,配合并行接口的ADV7611 HDMI 接收器和ADV7513 HDMI发送器,操作灵活,但布板困难,适合小矩阵。

(2)数字差分交叉矩阵方案,配合HDMI Repeater,(比如前后各16片ADV7623配合4片16x16交叉矩阵ADN4604做的16x16HDMI矩阵),布板紧凑简单,可做大型矩阵。

(3)模拟视频高清矩阵(比如750MHz 带宽的16x16模拟矩阵ADV3227),成本低,抗干扰能力稍弱。

针对广泛的实时检测应用,ADI公司已开发出一款低成本、低功耗嵌入式计算机视觉平台。该Blackfin??低功耗成像平台(BLIP)采用业界领先的低功耗Blackfin?处理器家族中的最新产品以及ADI公司专门优化的软件库。这款解决方案为终端设备制造商提供开箱即用的开发平台,具备多种功能特性,涵盖智能运动检测、人数统计、车辆检测和人脸检测,室内和室外均可使用。

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