迎接IP與HD雙重革命的安控業

本文作者:admin       點擊: 2011-05-17 00:00
前言:
全球唯一的安控技術研發人員年度交流盛會-CompoSec全球安控電子技術論壇暨元器件展,四月中旬在台北世貿南港展覽館,與台北國際安全博覽會同步登場。

主辦單位法蘭克福新時代傳媒表示:在全球安全意識抬頭下,安控產業表現亮眼,每年維持11~13%的穩定成長!在影像監控帶頭衝刺,2011年整體市場產值可望達2,658億美元。除既有的安控業者外,近年吸引IP、IT、網通、元器件、智慧建築科技等業者加入。當安控產業邁向IP化、智慧化、高畫質、綠能化趨勢,為提升設備效能,位居上游的核心元件扮演關鍵角色,決定產品未來發展! 

今年展會規模大幅成長60%,論壇邀請了影像感測、處理晶片、儲存元件等知名業者,發表16場演說,深入探討「HD與IP影像監控設計方案」、「IP傳輸、SDI、USB、SATA、PCle等介面於HD安控應用」、「邁向高速、穩定、低熱的綠能化安控影像儲存方案」、「智慧型辨識系統與遠端安控管理」四大主題。其中Intel、Huperlab帶來2場開幕演說;加上Sony、美光、海思、德州儀器、賽靈思等大廠精彩技術分享,提供產品研發與改造計畫的最佳參考。

6大智慧安全科技趨勢

有鑑於突發性的大型災變與新型態犯罪破壞行為,不斷挑戰傳統防護機制,因此Secutech以6大智慧安全科技,提供各界「及早發現、即刻通知、快速應變」的全方位守護! 

1.HD高畫質/百萬畫素:HD高畫質、百萬像素攝影機每秒產生的影像,比傳統類比高6倍以上,能有效作到車牌識別、人臉辨識、行為檢知等需要高畫質、高辨識度的畫面!

2.IP網路監控:IP網路監控科技,能有效率提供跨區、大覆蓋範圍的影像監控。不但可以線上立即調閱錄影記錄,更可隨時隨地提供彈性的監看選擇。此外,無線傳輸如WiMAX的發展,更將監控技術廣泛運用在交通、治安、廠房、金融、邊境/港口/機場、自然生態監測與安全維護等。 

3.影像管理、辨識軟體:影像分析(VCA)及影像管理(VMS)兩大主要軟體,不但有智慧搜尋功能,更能主動辨識、示警,降低人為監看的失誤或誤報。一個好的管理軟體,能將不同品牌、不同廠商的硬體設備妥善整合,同時降低人力與安裝成本! 

4.影像儲存:隨著監控走向百萬像素、高畫質發展,今日的影像儲存設備須具備高擴充性、高效能與快速處理性能,可將資料、圖像、記錄,作更有效和安全地儲存。

5.智慧建築、生活科技:停車場管理系統、數位電表、節能系統、情境控制、IP對講、數位防盜系統…是建設公司、建築師、室內設計師、系統整合商不可不知的新技術。

6.智慧防災科技:及早偵測與預防,是地震、水災、風災、土石流…等天然災害唯一的解決方法。結合影像、感知、通訊等技術,才能作到全面的安全建置與防災搶救規劃!

除了透過此屆安控展大會勾勒的安控產業趨勢下,編輯部將從重要零件廠商如Intersil/Techwell、 TI、Aptina 、Altera以及Seagate等參展或未參展廠商的技術動向提供讀者更深入的報導,與我們一同觀察變化中的安全監控產業。

Intersil /Techwell以領先類比混訊IC穩坐安控市場

去年在安控展期間Intersil併購Techwell的新聞令安控產業相當意外,因為在安控業視訊晶片廠商中Techwell由於耕耘甚久,堪可視為該產業中的龍頭,而Intersil則為類比電源與介面週邊IC市場大廠,由於產品組合無主要晶片,在安控產業宛如綠葉型供應商,直到兩造合併一舉讓Intersil這家安控業的綠葉新兵轉身成為紅花大將,經過一年的整併,如今Techwell已經成為Intersil旗下部門,由Techwell經營的品牌影響力帶動母公司在此市場的勢力,由展場客戶熱絡的反應展現Intersil/Techwell此一新企業形象的成效。
 
照片人物: 英特矽爾半導體視訊信號處理產品線總監馬大倫 (左)與業務經理陳奕全

據英特矽爾半導體視訊信號處理產品線總監馬大倫(Darron Ma)針對合併後的效益指出,Techwell耕耘亞太區的安控與車載顯示市場十多年成績斐然,以領先業界的視訊處理主晶片與系統整合的know-how在亞太的監控市場佔達九成以上,車載顯示也有七至八成。在此成績之下,搭配Intersil的周邊IC所能帶給客戶的效益是1+1大於2。特別是Techwell的業務有八至九成在亞太地區, 而Intersil強在歐洲,如此一來便能透過Intersil的通路滲透到歐洲市場。另一方面,當Techwell主推DVR時,也能順理成章將Intersil的元件帶到DVR 的電路板上,雙方產品組合相互支援且無重疊性。

被問及十多年來Techwell(現為Intersil/Techwell)對於安控市場有何重大影響,馬大倫表示,Techwell的實力強在ADC(類比數位轉換器)技術,是最早將ADC整合分割晶片的供應商,當其他ADC廠商對監控市場還猶豫未定,未投入資源在此時,只有Techwell跳下來研究客戶的需求,因此開發出業界首家將四顆ADC整合成單晶片的公司。此外,該公司業務經理陳奕全(Ernie Chen)則認為Techwell對產業最大的貢獻就是讓DVR的解決方案”夠便宜”,提供業界SoC,加速監控產業的數位化。他說,Techwell證明了DVR SoC的可行性, 從以前十幾顆晶片的DVR方案演進到現在只需1-2顆晶片就能實現設計。

針對DVR的發展趨勢,馬大倫指出,今年有三大重點,一是高清(HD),二是智慧化(Intelligent),三是便利性。以高清而言,類比式CCD感測器效果還是比CMOS 感測器要好。他認為近年成立的三大標準聯盟onvif、PSIA與HDcctv仍非主流,對於何者會真正成為主流也無從預測。

展示新興技術領先業界
l.Intersil+Sony合推SLOC™視訊技術

有鑑於類比高清技術的可行性,不久前Intersil宣佈與Sony合作導入SLOC™視訊技術, Sony已決定將革命性的Intersil同軸電纜安全鏈路技術(Security Link Over Coax;SLOC™)整合到該公司多款2011年網路監控攝影機。此SLOC技術與Sony網路攝影機的結合,將進一步加速網路影像監控方案的推動。
  
圖說: sloc架構圖

SLOC技術是由Intersil Techwell團隊開發,並運用於Intersil的TW3801和TW3811元件中。這項獨特的技術允許在一條單一的同軸纜線上,同時傳輸類比CVBS影像和數位IP影像,讓百萬畫素網路攝影機可以在既有的CCTV同軸纜線設備上作業,有效距離長達500公尺。

圖說:sloc攝影機Demo板
這種高效率Hybrid監控系統,可支援零延遲的類比CCTV及IP網路監控功能。SLOC元件將直接整合到Sony 2011年新款網路監控攝影機,為客戶提供彈性的解決方案,以支援零延遲的實時預覽監控和傳統的即時PTZ控制。

另一起與Sony的合作案則為TW9960,這顆960條水平線解析度的視訊解碼器支援Sony新的960H Effio技術,它是唯一一顆能夠支援Sony新推的960H視訊格式的解碼器,馬大倫表示,雙方的合作乃基於Sony在類比CCD市場高達七成的佔有率,只要DVR系統內嵌一顆TW9960來搭配960H CCTV攝影機,就能大幅提高攝影的畫質。
 

照片說明:相較於760H,960H能讓影像畫面更加細緻清晰。 攝自Intersil展位。

魚眼影像校正技術可望取代機械式PTZ

魚眼攝影機可視為此次展會的特色之一,有別於傳統魚眼攝影機方案,Intersil展出TW2871魚眼相機校正處理器為全球首款5百萬像素魚眼處理器晶片組,內建數位PTZ控制與動作偵測功能,能將半球形的魚眼畫面轉換成矩型畫面, 用戶可輕鬆看到360度的高清畫面全景,取代以前4台攝像機才能達到的視角範圍。經由軟體來截取某一個需要的部分,將半球的圖像自動轉化爲直角圖像,正因爲無需雲台配合轉動,所以不會造成雲台因長時間運行而造成損壞。
 
圖說:TW2871功能方塊圖
   
照片說明 : Intersil魚眼處理器可全方位錄下影像並轉成分割畫面.

德州儀器推出最新百萬畫素高效能 IP 攝影機與 DVR 參考設計
  
以DSP技術居監控產業重要地位的德州儀器 (TI) 近期推出兩款創新參考設計,為應用開發提供完整的軟硬體解決方案,可幫助客戶縮短90%的視訊監控產品開發時間,加速產品上市時程,進而創造高度差異化的視訊監控解決方案,滿足客戶對產品安全的需求。這些參考設計、數位影像錄影機 (DVR) 與IP 攝影機是基於 TI 新近發表的可擴展平台 TMS320DM81xx DaVinci 數位媒體處理器產品系列之上。

TI的DVR 參考設計可支援類比攝影機,也可用作混合 DVR,進而將多種類比與 IP 攝影機配置整合在一起,可實現最大化的重複使用,以避免替換現有基礎建置所產生的高成本。這款DVR 具有超過 32 個即時 D1 通道與 H.264 高規格影像處理功能,具有比該市場其它同等品質 DVR 高出2.6 倍的 H.264 壓縮比。由於視訊流量與資料儲存得以優化,能夠在使用更少磁碟空間的同時,為所有儲存的視訊實現同等的高視覺品質。例如,客戶可使用 350 GB 磁碟機取代 1 TB 磁碟機,但仍可擁有同等高品質的儲存影像。最新 DVR 參考設計基於 TI 的 TMS320DM8168 DaVinci數位媒體處理器之上,運行速度高達 1 GHz。DM8168 DaVinci數位媒體處理器包含定點及浮點數位訊號處理器 (DSP),可為影像輸入持續性監測提供多通道分析功能,進而在偵測到事件後自動反應。該參考設計具有支援遠端存取的網絡功能,可為包括 HDMI 輸出在內的三個獨立顯示螢幕提供高品質視訊。

至於智慧型 IP 攝影機參考設計則可在更低的畫面播放速率及低功耗下提供高達千萬畫素的解析度,支援迷你球型攝影機等小型產品。數百萬畫素的解析度可減少監控大範圍區域所需的攝影機數量,如賭場、停車場以及零售商店等。IP 攝影機適用於光線昏暗以及捕獲詳細細節應用中的高畫質視訊監控,包括車牌號碼與人臉識別等。此外,DM812x DaVinci數位媒體處理器還可透過 DSP 完成視訊分析,達成攝影機智慧化的目標。這種智慧性支援僅對必要視頻序列進行錄製、傳輸和儲存的應用,提高視訊監控系統的效率,因此無需全天候的人工監控。

高彈性與高成本效益開發
IP 攝影機與 DVR 參考設計可在單一技術平台(DM81xx DaVinci數位媒體平台)上提供端對端視訊監控解決方案。該解決方案可依據客戶需求便捷地整合與擴展,在設計上發揮成本效益。這兩款參考設計與軟體及處理器核心100% 相容,在透過重複使用軟硬體投資的同時,能支援超過 20 種硬體衍生產品。TI 可靠的支援平台,可解決所有支援問題。與可能包含專利費代碼的同類競爭產品不同,免專利費的 Linux 應用原始程式碼可為產品差異化提供高度的彈性。

Aptina打造下一代監控影像感測器

CMOS影像感測器供應商Aptina,宣佈推出AR0331監控影像感測器。該310萬畫素感測器採用了新型2.2微米畫素設計以及Aptina A-Pix™技術,能以其非凡的性能滿足該市場的需求。AR0331瞄準了主流1/3英寸光學格式監控攝影機市場。對監控攝影機製造商而言,該感測器的性能比當前300萬畫素感測器設計更高,具有一套同級最佳的功能,使Full HD視訊與寬動態範圍 (WDR) 能力和內建調適性區域色調映射結合了起來。新型感測器能以60 fps的速度提供高達1080p的高畫質視訊,並運用先進的畫素組合技術實現了在低於1勒克斯弱光環境下的優異表現。作為Aptina監控產品系列中第二代高畫質影像感測器,如MT9M033 (720p/60fps),AR0331影像感測器具有弱光和動態範圍能力,使監控攝影機能在最具挑戰性的環境下擷取高畫質視訊。

Aptina A-Pix是一系列先進的畫素技術,結合光波導、深光電二極體以及65nm畫素設計規則,可經濟有效地提高畫素性能。Aptina A-Pix技術可提高量子效率並充分減少串擾,即便在弱光條件下也能擷取到色彩鮮明的清晰影像,克服了傳統感測器在弱光條件下的不足。Aptina已經上市銷售了數百萬採用公司早期成熟可靠的FSI技術的影像產品。

Altera和Apical實現HD寬動態範圍FPGA監控應用解決方案Altera公司和Apical有限公司宣佈,為視訊監控攝影機提供世界上第一個高畫質寬動態範圍(WDR) CMOS影像感測器處理解決方案。在今年的美西國際安全科技專業展(ISC)上,Altera和Apical展示的解決方案保證了各種照明條件下優異的視訊影像品質,而這是前幾代監控攝影機面臨的主要瓶頸問題。結合Altera的Cyclone® III和Cyclone IV FPGA以及Apical的矽智財(IP),這一個解決方案支援Aptina新的MT9M033高畫質WDR CMOS影像感測器。

標準CMOS影像感測器受限於無法支援低亮度到陽光直射的寬亮度級變化範圍,導致視訊目標全黑或者全白。WDR CMOS影像感測器解決了這一個問題,但是卻帶來了設計挑戰。由於需要在影像感測器管線(ISP)中處理這些影像感測器產生的大量資料(每個顏色20位元 x 1.2 Mpixels,每秒60幀),由於資料量太大而無法實現在晶片內進行處理。監控系統中經常使用的DSP和ASSP不能有效的處理這類任務。Altera Cyclone FPGA能夠處理大資料量演算法,將原始影像資料轉換為產生清晰視訊影像所需要的標準數位輸出。

由Apical提供在FPGA中實現的感測器處理設計。Apical的IP包括全套的ISP,完成自動曝光、自動增益和自動白平衡功能,從而在極暗和極亮條件下實現清晰的視訊影像。Apical IP採用Apical目前最先進的iridix區域色調映射引擎,該功能模仿人眼,進行高性能2D或者3D降雜訊和高階顏色處理,最佳化了視訊影像。Cyclone III和Cyclone IV系列FPGA以業界一流的時鐘速率、邏輯利用率和功率消耗來完成所有這些功能。

希捷科技為視訊監控系統提供高效能的儲存方案

照片人物 :希捷科技北亞區技術行銷經理朱秋男

當視訊監控朝向HD高畫質趨勢前進,海量資料儲存的可靠性成為業界關心的課題。不久前剛買下三星硬碟機部門的希捷科技,堪稱是最瞭解安控產業儲存問題的專家,服務於該公司長達23年的北亞區經理朱秋男,以自身的經驗為希捷儲存產品為安控產業首選做了保證。

朱秋男表示,由於奧運舉辦所需,中國是全球第一個採用即時D1錄影品質的國家,當時在此需求下,儲存問題浮上檯面,希捷乃是第一家進入中國的儲存裝置廠商,透過與海康威視合作提供政府機關與企業完整方案。

朱秋男說,由於安控設施的佈建大不同於PC環境,可說是拿榔頭的行業,往往工作環境差,廢熱與耗電問題大, 資料可靠性更是重要,若只是用一般消費性硬碟是絕對不適用的。 希捷因應部份監控應用對影音串流效能、功能與可靠性有高度要求,發展出各式產品線如Constellation與Constellation ES系列、SV35與Pipeline HD系統。在此次安控展中,希捷的合作夥伴包括中國安控大廠海康威視、研華科技、滿景資訊等知名廠商都對應用希捷的儲存方案深表滿意。


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