¿Cuáles son las soluciones para chips de codificación H.264 que se utilizan actualmente en el campo de la seguridad, como cámaras de disco duro VDR, cámaras de red de alta definición, etc.?
Soluciones IP HD
Aunque existen multitud de soluciones para cámaras de red HD en el mercado, desde el punto de vista arquitectónico, no existen más que las siguientes dos arquitecturas básicas:
(a) Utilice el sensor CCD/CMOS
(sensor) como dispositivo de adquisición de imágenes y admita el chip ISP SOC. Esta solución tiene ventajas de costos obvias y el efecto de imagen de esta solución depende principalmente. en ISP (como 3A, amplio rango dinámico, etc.) están integrados por los fabricantes de chips. Una ventaja obvia de esta solución es que es flexible y se puede personalizar de acuerdo con las características de la solución, como instantáneas y bajas velocidades de cuadro; , etc.
(2) Utiliza el módulo de cámara frontal.
(Movimiento, como el SC110 de Hitachi, el H11 de Sony) Como dispositivo de adquisición de imágenes, se utiliza ASIC o DSP para codificación, compresión y transmisión. Esta opción es más cara. Debido al uso de módulos de imágenes profesionales, el efecto de la imagen original es bueno, por lo que el efecto de todo el producto IPC depende en gran medida del efecto del módulo de transmisión de compresión admitido, y el indicador principal es la compresión. Además de la arquitectura mencionada anteriormente, para los fabricantes de seguridad, cómo elegir soluciones que se ajusten a sus propias direcciones de desarrollo de productos en función de las diferentes demandas del mercado y el posicionamiento del producto es un problema al que se enfrentan todos los fabricantes de equipos. Al elegir una solución, debe considerar los siguientes aspectos:
Uso de almacenamiento y ancho de banda
La mejora de la resolución de la imagen inevitablemente consumirá más ancho de banda y espacio de almacenamiento. Tomando como ejemplo el cuadro 1920X1080 @ 30, utilizando el algoritmo de codificación H.264, para garantizar la claridad, el flujo de código debe controlarse a aproximadamente 6 Mbps, por lo que el espacio de almacenamiento por hora requiere 2,7 GB en un entorno LAN normal. , el ancho de banda de 100M es solo Puede transmitir de manera confiable video codificado en 10, y un disco duro de 1T solo puede almacenarlo. Cómo equilibrar el almacenamiento y el ancho de banda es un problema al que se enfrentan los fabricantes.
Rendimiento de las lentes transparentes
La mejora de la resolución de la imagen plantea nuevos requisitos para la precisión de las lentes y el control de nivel. La resolución de 2 millones de cámaras de red es más de diez veces mayor que la del sistema PAL, y la tecnología utilizada por DC o DV de alta definición ordinaria es costosa para los productos de seguridad, lo que no favorece la promoción de cámaras de red de alta definición. Cómo reducir el umbral del sistema de imágenes es un factor clave en el desarrollo de cámaras de red de alta definición.
Tecnología de control 3A
En las cámaras analógicas, varios fabricantes han desarrollado tecnologías de control 3A perfectas, como el enfoque automático, el balance de blancos y la exposición automática. Sin embargo, estas tecnologías no se pueden utilizar en alta definición. -cámaras de definición La aplicación es relativamente débil y el control 3A es muy importante para la calidad de imagen de alta definición. En la actualidad, hay poca experiencia nacional con algoritmos de control involucrados en estos campos técnicos, especialmente en sistemas de alta definición, el aumento de la resolución aumentará la sobrecarga del algoritmo correspondiente, por lo que es muy importante garantizar que estos algoritmos de control se puedan completar. rápidamente y en tiempo real.
Solución de chip
Actualmente, la solución IP HD más popular del mercado pertenece a HiSilicon. Desde Hi3512 y Hi3515 hasta el último Hi3516, HiSilicon ofrece un conjunto completo de soluciones de alta definición. Tomando Hi3512 como ejemplo, esta solución es un procesador de medios de comunicación de alto rendimiento basado en un núcleo de procesador ARM9 y un motor de aceleración de hardware de video. Tiene las ventajas de alta integración, programabilidad y soporte para H.264, MJPEG y otros protocolos de video. La unidad de procesamiento puede admitir H.264 Main Profile, Baseline, Profile, MJPEG, JPEG y otros protocolos para codificación y decodificación.
Admite 1,3 millones de píxeles a 30 fps, admite captura JPEG de hasta 3 millones de píxeles; la unidad de procesamiento de video también puede admitir codificación de doble flujo y otras funciones. La solución Hi3512 tiene interfaces periféricas ricas, que pueden cumplir fácilmente con los requisitos de especificación del equipo y reducir efectivamente el costo de la lista de materiales de toda la máquina. Como se muestra en la Figura 2.
Acoplamiento de sensor frontal
En la era de las redes analógicas y de definición estándar, las cámaras CCD básicamente utilizan la interfaz unificada de BT.656 a CVBS. El chip de compresión de video solo necesita. Para conectarse al chip BT656 para cumplir con los requisitos de acceso al sensor. Pero en la era de los megapíxeles, no importa si la interfaz es CCD o CMOS, cada fabricante tiene sus propios estándares de interfaz, como LVDS e YCbCr. Aunque la interfaz física es la misma en la superficie, los datos internos son diferentes, por lo que los fabricantes de equipos deben tener la capacidad de interactuar con una amplia gama de fabricantes de sensores. Esta es también la tarea básica que los fabricantes de chips deben hacer antes de que las interfaces digitales unificadas para sensores de megapíxeles respalden la diversificación e industrialización de las cámaras de red de megapíxeles.
Codificación y transmisión
En la actualidad, el ancho de banda de la red es generalmente de 100 M LAN, el rendimiento es limitado y los clientes también tienen algunas consideraciones de costos al usarlo. Por lo tanto, aunque la experiencia de megapíxeles es buena, los clientes no pueden lograrla con un flujo de código demasiado alto al costo actual, por lo que necesitan la eficiencia de codificación de las cámaras de red de megapíxeles. Como se mencionó anteriormente, la solución de compresión H.264 de HiSilicon es muy madura, toma en cuenta completamente el retraso del video y la conveniencia del empaquetado de red, etc., y puede implementar una solución HD de 720P en tiempo real con transmisión de ancho de banda de 2M en Hi3512.
Además, debido a las malas condiciones actuales de la red de Internet, a menudo se producen pérdidas y retrasos en los paquetes. Cómo garantizar que el vídeo también pueda transmitir bien datos de audio y vídeo en la aplicación de cámaras IP de alta definición en entornos de red hostiles (Figura 2) también es un problema que debe resolverse con urgencia. Esta parte depende de si el protocolo de red de transmisión de señales del fabricante es robusto y de si se utilizan TCP/UDP/multicast y otros protocolos para la transmisión de datos, de modo que los usuarios puedan elegir diferentes según los diferentes entornos.
Decodificación y visualización
Para un sistema completo de alta definición, no es suficiente lograr alta definición en la parte frontal. Todo el sistema requiere alta definición, incluido el almacenamiento. gestión, decodificación y visualización. Actualmente, HiSilicon ha lanzado Hi3515, que tiene excelentes capacidades de decodificación. Puede lograr salida simultánea de 1 canal VGA+ y 1 canal BNC, 4 canales D1 en tiempo real + 4 canales de reproducción simultánea o 2 canales D1 en tiempo real + 6 canales CIF en tiempo real + 8 canales de reproducción simultánea o 8 canales de cuadro D12.
Conclusión
Actualmente, todos los principales fabricantes de seguridad utilizan los chips Hi3512 y Hi3515 de HiSilicon como soluciones IP de alta definición. Sin embargo, debido a las capacidades desiguales de I+D y la comprensión de las soluciones HiSilicon, las funciones de los productos de la serie HD desarrollados por varias empresas también son muy diferentes. Tomemos como ejemplo a Tiandi Ye Wei. La serie actual de cámaras HD cubre las Hi3512, Hi3515 y la próxima Hi3516 de HiSilicon, ofreciendo a los clientes productos frontales IP HD, como cámaras HD, máquinas todo en uno infrarrojas HD, domos HD, domos infrarrojos HD de alta velocidad, HD Pan-tilts infrarrojos y otros productos. Actualmente, Tiandi Yewei cuenta con 13.000 cámaras CCD de alta definición. Al utilizar chips de la serie HiSilicon, la resolución más alta puede alcanzar 1280x960P, el color de iluminación más bajo puede alcanzar 0,1 Lux y el blanco y negro puede alcanzar 0,01 Lux. Admite conversión diurna y nocturna de filtro dual; admite compresión H.264/M-JPEG; admite compensación de retroiluminación, apertura automática y otras funciones; se pueden superponer hora, fecha y caracteres de OSD; admite voz bidireccional, oclusión de área sensible y movimiento de video; detección y otras funciones inteligentes; puede realizar una verdadera transmisión de doble flujo. Por ejemplo, la transmisión principal puede ser 720P para que los usuarios la muestren en una pantalla grande, y la transmisión secundaria puede ser una resolución CIF, que puede realizar el control remoto y la navegación. puede controlar y navegar de forma remota a través de IPHONE4/Android/WindowsMobile y otros teléfonos móviles. Además, para satisfacer la tendencia de estandarización, los productos de la serie HD admiten el protocolo ONVIF y pueden conectar videos directamente a través de software de reproducción como este. como VLC en términos de interfaces, además de la transmisión de red, también puede emitir una señal BNC al mismo tiempo, admite almacenamiento en tarjeta SD y elige wifi, fuente de alimentación POE y otras funciones.