文/蘇彬

高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展到今天，市場也開始進(jìn)入真正的高清時(shí)代，諸多的有實(shí)力的高清攝像機(jī)廠家的產(chǎn)品線也逐漸完善起來，高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的配套產(chǎn)品有更加豐富和成熟。與此同時(shí)困擾很多人的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與后端平臺(tái)或者與后端NVR互聯(lián)互通的問題也在逐漸迎刃而解，這得益于各個(gè)方案研發(fā)公司、生產(chǎn)廠家、平臺(tái)商、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議組織都不遺余力的在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)協(xié)議對(duì)接這塊投入了大量精力，使得高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與第三方設(shè)備或者軟件平臺(tái)的對(duì)接不在像早期那么尷尬?，F(xiàn)階段面向市場的高清推廣商以及用戶本身面對(duì)紛繁復(fù)雜的高清芯片方案、高清品牌，同時(shí)也被諸多的高清概念、產(chǎn)品宣傳弄得暈頭轉(zhuǎn)向。一些公司在產(chǎn)品導(dǎo)入階段感覺很多產(chǎn)品都不錯(cuò)，但有時(shí)候細(xì)看有些又有很大的差距，反復(fù)琢磨后便會(huì)想到是否IPC的方案本身的差別呢？同行之間也經(jīng)常討論目前哪一家的產(chǎn)品做得比較好，用的什么方案，資深一點(diǎn)的用戶在看到我們的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品時(shí)偶爾也會(huì)提出疑問：你們的攝像機(jī)是用的什么方案？前段時(shí)間從相關(guān)媒體上還看到一則消息說在“安防之都”深圳搞了一個(gè)TI、海思、Ambarella高清方案的PK論壇。可見人們對(duì)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)使用什么樣的芯片方案本身還是非?？释?。從某種程序來講，選擇一個(gè)合適的方案是很重要的，關(guān)系到后期產(chǎn)品面向市場的定位、推廣以及企業(yè)的根本發(fā)展。目前已知主流的高清方案有德州儀器（TI）、海思(HiSilicon)、安霸(Ambarella)、恩智浦（NXP）、升邁（GrainMedia）、Nextchip；本文著重介紹一下目前關(guān)注度比較高的兩個(gè)方案：TI 和Ambarella。為了讓大家更清晰的了解這兩家的高清方案的優(yōu)劣勢(shì)，我將先從兩家方案公司簡單的背景介紹開始逐一為大家梳理。

公司背景介紹

TI是美國德州儀器的簡稱，總部位于美國德克薩斯州的達(dá)拉斯，是全球知名的半導(dǎo)體企業(yè)，主要從事模擬電路和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的研究，其具有代表性的DaVinci- DM3x ARM9視頻處理器解決方案在安防行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。TI成立之初是一家使用地震信號(hào)處理技術(shù)勘探原油的地質(zhì)勘探公司，1951年更名為現(xiàn)用名的德州儀器公司，其后逐漸進(jìn)入半導(dǎo)體市場。當(dāng)安防領(lǐng)域的視頻監(jiān)控從模擬階段發(fā)展到數(shù)字壓縮處理階段后，TI在安防視頻壓縮領(lǐng)域逐漸暫居主導(dǎo)地位。高清視頻監(jiān)控領(lǐng)域有代表性的解決方案是DM355、DM365、DM368。

Ambarella于2004年由C-Cube Microsystems公司三位元老組建，總部位于加州的圣克拉拉市；公司中文名稱為“安霸”，安霸是高清視頻業(yè)界的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，主要提供低功耗、高清視頻壓縮與圖像處理的解決方案，在電視廣播市場，安霸技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用，大量來自世界各地的電視節(jié)目都經(jīng)安霸芯片壓縮后傳送。在業(yè)界率先推出了基于最新H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的高集成SoC芯片，集成了各種關(guān)鍵系統(tǒng)功能，提供高性價(jià)比的高清整體解決方案，在H.264高清專業(yè)廣播編碼設(shè)備市場擁有近90%的市場?，F(xiàn)在已有多款DV/Hybrid Cam采用安霸芯片，品牌包括Kodak, SONY, Samsung等。安霸從最初將A2系列引入到安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域至今已經(jīng)發(fā)布了成熟的A5系列安防高清IPC解決方案，而在國內(nèi)能夠從A2到A5系列都有深入開發(fā)，有深厚技術(shù)積累，并能規(guī)模轉(zhuǎn)化為實(shí)用的高清視頻監(jiān)控產(chǎn)品的公司屈指可數(shù)。

綜合評(píng)述：從兩家公司的背景和發(fā)展歷程可以看出，TI在半導(dǎo)體領(lǐng)域有強(qiáng)大的綜合實(shí)力，特別是在標(biāo)清時(shí)代與海思、NXP（原飛利浦半導(dǎo)體）等壓縮方案的角逐中全線勝出，比如國內(nèi)比較主流的?？?、大華等都與其有莫大的聯(lián)系。相比較而言安霸從歷史發(fā)展和規(guī)?？磥矶急容^年輕，屬于新生代，但安霸團(tuán)隊(duì)有個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)就是從一開始就專注于視頻壓縮技術(shù)與圖像處理解決方案的研究，早期的MPEG和現(xiàn)在的H.264高清視頻壓縮都注定了其純粹的高清視頻壓縮和圖像處理技術(shù)的血統(tǒng)。傳統(tǒng)的廣播編碼領(lǐng)域的深厚積累，到現(xiàn)在引入安防高清IPC解決方案都顯示出了無與倫比的先天優(yōu)勢(shì)。

方案特性概述

盡管如此TI在2009年推出的DM365最高也還是只能支持到H.264的720P/30fps高清視頻壓縮，該系列作為TI入門高清級(jí)的壓縮方案在如功耗、編碼效率、畫質(zhì)等方面的性能表現(xiàn)并不理想，但由于其TI在DVR時(shí)代的應(yīng)用慣性，還是有很多高清IPC整合廠家選擇它，包括國內(nèi)主流的大品牌。鑒于DM365的諸多缺陷，TI迅速推出DM368彌補(bǔ)在高清IPC解決方案上的差距，DM368可實(shí)現(xiàn)多格式的1080P/30fps壓縮，包括了H.264編解碼等在內(nèi)；采用主頻為423MHz的ARM926ej-s處理器，整合了（hdvicp，mjcp）視頻圖像協(xié)處理器引擎；DM368已經(jīng)可以支持H.264的1080P/30fps全高清壓縮，同時(shí)畫質(zhì)和碼流方面有一定提升。

安霸目前提供給安防領(lǐng)域的方案主要有A2和A5系列，A2作為初期導(dǎo)入的一個(gè)系列在高清IPC領(lǐng)域名噪一時(shí)，早期高清市場唯一可做1080P全高清全幀率壓縮的高清IPC方案，其銳利的畫質(zhì)和較低的碼流讓同時(shí)期很多其他同類方IPC方案望塵莫及；但A2作為初期導(dǎo)入的方案在功耗和多碼流方面有不足之處，所以目前已經(jīng)全線過渡到A5系列。A5采用528MHz ARM11處理器，高清H.264和MJPEG視頻編碼引擎，并且集成了專業(yè)處理240MPixel/s圖像處理功能。其圖像處理引擎包含了增強(qiáng)的降噪處理、圖像增強(qiáng)濾波，以及電子防抖動(dòng)等技術(shù)。A5s方案擁有多通道視頻編碼器，支持高達(dá)14MP像素的視頻編碼，先進(jìn)的3D MCTF 降噪技術(shù)和寬動(dòng)態(tài)處理功能，支持多達(dá)四路的視頻流（其中兩路視頻流可達(dá)1080P/30fps+800x600P/30fps）。采用了先進(jìn)的45納米芯片工藝及豐富的I/O設(shè)備，可將A5s的eBOM縮減到最小，可讓產(chǎn)品適用于多樣化的外形，同時(shí)期低功耗這一特性被充分的展現(xiàn)了出來，其原有的銳利的高清畫質(zhì)、低碼流、多碼流輸出等優(yōu)勢(shì)也表現(xiàn)得更加優(yōu)秀，保持了一貫的優(yōu)勢(shì)。

綜合比較：TI和安霸都是采用ARM+視頻壓縮單元，都能做到1080P/30fps，都能實(shí)現(xiàn)H.264的高清壓縮，在目前高清壓縮方案中都是比較優(yōu)秀的方案；但就單個(gè)高清IPC這一領(lǐng)域來說安霸更有優(yōu)勢(shì)，這主要是由于TI更注重于傳統(tǒng)的監(jiān)控市場，其主要目標(biāo)是多路D1編碼，這也是TI的強(qiáng)項(xiàng)，同時(shí)由于DM365和368的主頻和性能比起安霸A5s系列來說要低，而且安霸一開始就專注于單個(gè)高清IPC方案的研究，沒有原來傳統(tǒng)多路標(biāo)清市場的困擾，與DM365相比，早期的A2就已經(jīng)可以支持H.264的1080P/30fps壓縮，而最新的A5系列還可支持4路碼流同時(shí)輸出（碼流可獨(dú)立調(diào)節(jié)），最高可支持3MP@20fps、5MP@12fps、10MP@3fps的視頻壓縮。在1080P模式下其功耗不到1W。在保持比較良好的畫質(zhì)情況下1080P/30fps可做到2Mps的高效率網(wǎng)絡(luò)傳輸。

IPC方案主要技術(shù)規(guī)格比較

方案類型技術(shù)規(guī)格 安霸TI方案架構(gòu) ARM+視頻壓縮單元 ARM+視頻壓縮單元處理器 ARM1136J-S ARM926EJ-S主頻 528MHz 432MHz制造工藝 45納米 65納米編碼算法 H.264 BP/MP/HP Level 5.0/MJPEG H.264 BP/MP/HP,MPEG-4,MPEG-2,MJPEG,VC1/WMV9最高壓縮分辨率1080p,30fps碼流控制 1080P/30fps≤4Mbps,CBR/VBR/ConstantQP rate control 1080P/30fps≤6Mbps接口 主流接口都支持 主流接口都支持3A控制 支持 支持功耗 1080P模式下≤1W 未知Full HD 1920x1080@30fps+D1，3MP@20fps, 5MP@12fps,or 10MP@3fps

下表主要對(duì)兩個(gè)方案的主要參數(shù)做了比較，這里有必要強(qiáng)調(diào)一下，方案本身的技術(shù)規(guī)格雖然能體現(xiàn)一定性能優(yōu)勢(shì)，但這種比較并不能決定選擇了誰家的方案就一定能做出優(yōu)秀的產(chǎn)品。相信大家都能理解，高清IPC的外圍設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的功能目標(biāo)定位、產(chǎn)品市場的定位以及對(duì)高清IPC的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)沉淀都可能會(huì)左右最終產(chǎn)品的實(shí)際性能。舉個(gè)淺顯的例子，早期做TI365的有做的不錯(cuò)的，也有很多廠家失敗的；安霸雖然方案本身優(yōu)勢(shì)多一點(diǎn)，但由于是新切入安防市場的，很多沒有高清沉淀的廠家望而卻步，或者勉強(qiáng)做出來的產(chǎn)品千差萬別；再比如你配置臺(tái)式電腦，如果你只選擇了一顆頂級(jí)CPU，并不代表你這臺(tái)電腦就能有頂級(jí)的性能，因?yàn)檫€有主板、內(nèi)存、顯卡、硬盤這些外圍呢？甚至不同的操作系統(tǒng)的選擇也會(huì)體現(xiàn)出不同的性能，這只是舉了個(gè)不是很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦?，但能說明一定問題的。

實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

安霸方案從早期A2做720P和1080P/30fps的H.264編碼只需要2Mbps和4Mbps的網(wǎng)絡(luò)傳輸碼流，而同期的方案在2Mbps碼流時(shí)長時(shí)間持續(xù)壓縮720P/30fps的話其芯片的發(fā)熱量和編碼出現(xiàn)異常的幾率很高，甚至有時(shí)候出現(xiàn)不能完成壓縮的現(xiàn)象。這是個(gè)很有意思的比較，因?yàn)楫?dāng)基于安霸方案的攝像機(jī)廠家在宣傳這個(gè)優(yōu)勢(shì)時(shí)其他方案廠家也跟著宣傳，有點(diǎn)類似模式時(shí)代的參數(shù)跟風(fēng)現(xiàn)象，但做不做得到只有用戶自己長時(shí)間測試過后才知曉其真?zhèn)巍：髞戆舶泽w系的廠家又提出了同樣碼流看效果，同樣效果比碼流這些客觀的概念讓用戶能清晰的去辨別高清攝像機(jī)的綜合性能，這里說的效果當(dāng)然是指畫質(zhì)、解析度等綜合指標(biāo)。

上面說到高清畫質(zhì)、低碼流為網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來了優(yōu)勢(shì)，同樣低碼流為高清后端存儲(chǔ)解決方案也提供了至關(guān)重要的依靠；這里同樣有個(gè)基本的概念：就是前端攝像機(jī)高清視頻壓縮過后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸回后端的視頻流大小決定了后端存儲(chǔ)投資的大小。高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控在給用戶帶來震撼的視覺沖擊的同時(shí)，后端存儲(chǔ)投資收益不可忽視。同樣畫質(zhì)的720P或者1080P，碼流每增加1Mpbs，那么后端的存儲(chǔ)硬盤等介質(zhì)、以及存儲(chǔ)服務(wù)器等相應(yīng)會(huì)增加，而這類投資稍微控制不好，整個(gè)系統(tǒng)的收益就會(huì)嚴(yán)重失衡，這時(shí)候有些廠家選擇就是強(qiáng)行壓低前端投資，但后端的造價(jià)一路走高，維護(hù)難度和實(shí)施難度也隨之增加；這種收益失衡很多時(shí)候用戶看不全，最后得到的是效果也沒預(yù)期的好，最終造價(jià)也沒達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)。

真正的高清不僅僅是做一個(gè)分辨率出來，高清實(shí)際上所涵蓋的意義應(yīng)該包括優(yōu)秀的色彩還原、真正的高清的解析度，而這些對(duì)于方案本身的3A控制技術(shù)是有相當(dāng)高的要求。安霸在廣播視頻編解碼處理技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)自然的延伸到了安防領(lǐng)域，同時(shí)安霸編碼方案在H.264算法方面獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)讓其在低碼流、低延時(shí)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸、真正的高清畫質(zhì)等方面一直有較大的優(yōu)勢(shì)。