视频监控SOC芯片在安防系统中扮演着核心角色,其在很大程度上决定着系统的整体架构、功能、性能和成本等。未来的SOC将主导安防行业的发展,在视频监控中最关键的核心芯片有四类:ISP SoC芯片、DVR SoC芯片、IPC Soc芯片和NVR Soc芯片。
ISP SoC芯片
ISP(Image Signal Processor)即图像信号处理芯片,其性能的好坏直接决定了摄像机的成像质量。它主要作用是对视频监控摄像机前端的图像传感器(CCD或CMOS)所采集的原始图像信号进行处理,使图像得以复原和增强,经ISP芯片处理后的输出图像可直接在显示器显示或通过数字硬盘刻录机(DVR)进行压缩、存储,或者进一步进行图像分析。
ISP图像信号处理技术是视频监控领域中的关键技术。主要作用是对前端图像传感器输出的信号做后期处理,主要功能有线性纠正、噪声去除、坏点去除、内插、白平衡、自动曝光控制等,依赖于ISP才能在不同的光学条件下都能较好的还原现场细节,ISP技术在很大程度上决定了摄像机的成像质量。
如RV1126/RV1109 AI ISP芯片,内置两大核心算法分别是微光降噪及智能增强。微光降噪基于人工智能算法,针对视频及图片的画面噪声数据进行深度学习;智能增强通过细节超感知,自适应纹理增强让细节更清晰。基于两类算法的特性,RV1126/RV1109 IPC方案,可使产品在各类复杂光环境下呈现出明显优势,如暗光弱光环境,依然呈现出无拖影、低噪点、更清晰的画面。
应用案例方面,搭载RV1126的3D打印设备,可支持打印过程中关键步骤的实时AI自动化(全自动双冗余调平、AI首层扫描、表面检测),内置毫米级测量的激光雷达,打印速率500mm/s,为用户提供前所未有的智能打印体验。
IPC Soc芯片
IPC SoC芯片是网络摄像机IPC的核心。其主要集成ISP技术和视频编解码技术,通常由嵌入式处理器(CPU)、图像信号处理(ISP)模块、视音频编码模块、网络接口模块、安全加密模块和内存子系统和视频智能处理模块等组成。
IPC SoC芯片受益于网络摄像机的广泛应用以及前端智能化趋势的推动,未来市场潜力巨大,是国内各大安防芯片厂商竞争的焦点和重点开拓方向。
目前该市场最主要的玩家包括海思、德州仪器(TI)、安霸。海思凭借其出色的性价比,包揽市场80%以上的份额。此外,瑞芯微这些年均不断有新产品落地,并获得了较高的营收增速,未来将成为IPC芯片领域有力的竞争者。
如瑞芯微的RK3588多目拼接方案,具备双24M ISP处理能力,内置瑞芯微自研ISP3.0,升级HDR合成和多级降噪算法,可实现高动态场景的细节表现需求以及星光场景下的夜视效果需求;支持2~6目Sensor输入,可实现全景拼接;支持8K@30fps H264/265编码输出,视频拍摄高清流畅;内置多核NPU,提供高达6TOPS算力,满足高端IPC复杂场景视频结构化需求。
该SoC主要应用于工业视觉场景,采用瑞芯微RK3588芯片的产品形态主要包括智能读码器、工业检测等工业相机以及3D打印设备。
工业相机产品中,基于瑞芯微自研ISP及NPU性能,即使是在暗光、逆光、强光等复杂光线场景下,也能轻松解决工业场景中条码受损、印刷模糊,对比度低,极小码等各种读码难题,精准可靠地获取条码信息。
NVR Soc芯片
NVR(Network Video Recorder)网络视频录像机是完全基于网络的全IP视频监控解决方案,其接收IPC的数字码流,进行集中录像存储、管理和转发。
随着IPC+NVR方案组合渐成主流,NVR SoC芯片也迎来了高速的增长,且对NVR芯片支持的接入路数、清晰度等提出了更高的要求,部分还集成了智能分析能力。
目前主流NVR芯片解决方案厂商包括海思、德州仪器(TI)、Marvell等。瑞芯微同样是该领域的佼佼者,基于RK3588的NVR方案已在市场主流终端品牌落地商用,可支持32路1080P30 H.264/H.265视频解码,24路周界检测及32路智能动态检测;搭配RockIVA算法套件,支持turnkey人脸识别、周界检测、智能动检(人车非)模型。
具体应用方案,瑞芯微NVR芯片可用于智能门禁闸机方案的终端应用,形态主要有人脸识别门禁考勤机、可视门铃、人证核验一体机等。方案内置高算力NPU,可实现更快更准确的人脸识别、口罩检测及客流量统计等功能。支持活体检测,准确率高达98.48%,有效分辨高清照片、PS、三维模型、电子屏、换脸等仿冒欺诈行为,确保办公场所的安全。
DVR SoC芯片
数字硬盘刻录机(DVR)的核心功能是模拟音视频的数字化、编码压缩与存储。早期的DVR核心芯片为模数转换(A/D)芯片和视频编解码芯片,这种组合不仅对开发人员的专业性要求较高,也拉长了产品的开发周期。系统级SOC的出现很好的解决了这个困局。DVR SoC芯片将CPU处理器,内存,DSP或ASIC芯片,外设接口等进行整合集合录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制和网络传输等功能于一身。在获得高性能的同时,还特别加强了多媒体处理能力,具有接口丰富、功耗低、可靠性高等显著特点。
目前DVR SoC芯片厂商以海思、TI为主,海思占了接近80%的市场份额。其他厂商在该领域市场份额较少。
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