视频监控市场从模拟CCTV视频系统向更为成熟、具备主动预防性、基于网络的IP视频转变已成为业界的共识。IMS Research的报告指出，2014年将有望成为这一转变的分水岭。高清网络摄像机(HD-IPCAM)的优势是巨大的，除了可在世界任何地方通过互联网安全获取实时视频外，它们还实现了质量更高的监视，提供人脸和车牌识别以及其他识别功能，更高的安全性，而所需部署的摄像头数量也更少。
SLOC—加速网络高清时代的到来
虽然IP摄像机的年增速达到了两位数，但仍然存在一些制约因素，限制了IP摄像机采用率超过总体监控摄像机出货量的50%。其中，如何通过现有同轴电缆来输送高清视频流，即为障碍之一。
目前，大多数IP摄像机部署于没有同轴电缆的新建场所。同时，市场上仍然存在约6000万台通过同轴电缆连接的CCTV模拟摄像机，也无法在一夜之间被替代。如何能将这些大量的同轴电缆二次利用，缩短项目的建设周期、减少建设成本以及人员成本？基于模拟设备的监控系统，如何在不重新布线的情况下，快速改造升级到高清监控系统？
改造的难度似乎远远大于设备的硬件条件。那么，有没有可以融合模拟同轴优势和IP技术，不但能够延伸传输距离，还能同步解决网络延时的全新解决方案呢？以Intersil SLOC(security link over coax)为代表的新兴技术给了我们新的启发。
Intersil高速产品部总经理兼副总裁Huibert Verhoeven称，SLOC同轴电缆复合视频传输解决方案采用MODEM PHY技术，可以基于同轴电缆同时传输高清IP码流和标清模拟实时视频，解决了目前IP监控系统面临的三大问题：1. 基于现有同轴电缆传输1080P高清IP码流；2. 支持IP码流本地传输距离最远延伸至500米，无需中继器；3. 使用混合方案提供无延时的模拟视频与数字高清视频。
“SLOC的实质是模拟视频+IP码流”，Huibert Verhoeven说，“它只涉及PHY层，对于上层传统的IP信号和编解码不作任何处理，并在保证信号质量的前提下通过500米的同轴线进行传输。”
SLOC系统由2颗芯片组成：TW3801置于网络摄像机之后，它的作用是将网络摄像机输出的压缩IP 码流和网络摄像机同步输出的CVBS信号进行调制使之适应于同轴线传输。而在同轴线接收端，TW3811会对信号进行解调，恢复成IP码流和CVBS信号，压缩的IP流直接进行存储，CVBS信号则接监视器用于预览。这样，既解决了高清信号长距离传输的问题，又克服了网络摄像机预览延时过高的现象。
F1：SLOC混合视频应用
第2页：无需大改动 SLOC芯片非常简单的嵌入到网络摄像机及混合DVR
第4页：FPGA厂商不甘示弱 I/O几乎可以与任何ISP连接
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Intersil方面称，SLOC技术的优势除了使系统无需线路改造，仅更换设备便能直接从模拟系统升级到高清外，直接将其应用到产品中的难度也很低。Huibert Verhoeven表示，实际上，SLOC芯片可以非常简单的嵌入到网络摄像机及混合DVR中，而产品无需做太大的改动。自2011年发布SLOC技术至今，短短一年时间内，Intersil已与全球数以百计的OEM/ODM设计公司合作，在前端的高清网络摄像机及后端混合DVR开发出了各式各样的产品。
F2：采用SLOC技术的IP摄像机
同时，针对中国市场快速出产品的特点，Intersil还发布了基于网络摄像机前端的发射模块和DVR后端的接收模块参考设计，客户可根据该设计快速生产出外置的小盒子，而不用改动其原来的产品设计，极大的缩短研发周期，目前，该方案已有多个客户量产。
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低照度监控质量比拼升级
在低照条件下实现更“逼真”的影像质量，一直是安防厂商孜孜不倦追求的目标。TI视频系统应用部工程总监Peter Labaziewicz认为，目前业界提高照度的方式多种多样，但都不同程度存在弊端：例如增加光圈会使镜头尺寸变大，光圈大于1.4之后再继续将会大幅增加系统性成本；增加曝光时间又会导致运动时产生拖影；如果增加前端传感器增益，噪声和所需图像会被一起放大，且易导致成像模糊。
恩智浦(NXP)高清网络摄像机产品全球营销总监Rick Dumont则表示，由于大部分高分辨率图像传感器的噪声更大、光敏度更低，市场转向高清视频监视也为图像信号处理带来了新的技术难题。另一方面，压缩数据通过IP网络传输也遇到了类似的挑战，迫使摄像头制造商做出图像质量、码率或功耗方面的让步。
如何将噪声和图像区分开的同时保证图像的高清晰度，是一门很难的技术。德州仪器(TI)日前推出的达芬奇(DaVinci)视频处理器DM385与DM8107为此做了有益的尝试。其中，DM385 通过集成3D降噪与高动态范围成像(WDR)处理技术，能够提供高级低照性能，并使用H.264或SVC-T高级编解码器压缩四百万像素的视频流，适合停车库或者有大量阴影存在的建筑物门口等弱光环境；而低成本的DM8107则为多通道录制系统(DVR/NVR)实现了高效视频压缩比。TI方面称，DM8107视频压缩引擎的压缩效率比市场标准高200%以上，可在无损影像质量的情况下，将数据传输所需带宽和数据存储量降低50%。
NXP日前发布的用于高清网络摄像机的“Advanced系列”ASC884xA/ASC885xA单芯片解决方案也值得一提。理由在于，这些器件几乎集成了网络摄像机设计所需的所有功能——从图像传感器原始数据输入、图像处理(ISP等)和H.264压缩，到采用千兆以太网接口进行加密后的网络传输。
资料显示，Advanced系列能够以全高清分辨率(1080p/60)每秒捕捉最多达60帧的画面，支持High profile H.264编码和最高达1,200万像素的原始图像传感器数据输入，具有SVC和ROI编码灵活性，并且能够以每秒25帧的速率编码500万像素分辨率的视频(或500万到1,200万之间的任意传感器分辨率值)，功耗低于1.5 W。此外，该系列同样支持3D降噪、边缘增强、以及运动自适应解交错功能。
而一直以低成本、低功耗、低密度FPGA见长的莱迪思(Lattice)日前则携手Acamar公司，共同展示了基于LatticeECP3 FPGA的串行数字接口(SDI)摄像头ACM701。Lattice工业和汽车市场战略营销经理Kambiz Khalilian说，ACM701支持720P并且是Acamar第一款配备BEYONDVISION的摄像头产品。据称，BEYONDVISION是一种独特的图像处理技术，实现了高清、光线条件差的情况下良好的图像质量、扩展的动态范围，以及在所有光照条件下忠实的色彩还原能力。
F3：Acamar基于LatticeECP3 FPGA的串行数字接口(SDI)摄像头ACM701
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FPGA厂商不甘示弱
在当今的电子产品设计中，工程师往往需要在很短的产品开发周期内实现新的差异化功能。除了更多的采用标准芯片，使用FPGA似乎也是个不错的选择。Lattice基于MachXO2和LatticeECP3系列设计的新型摄像机解决方案，就涵盖了从图像传感器接口、图像信号处理(ISP)到视频输出接口的摄像机全部架构。
Lattice市场营销解决方案总监Ted Marena介绍称，Lattice FPGA目前能够支持多种图像传感器接口，比如Aptina HiSPi、Panasonic Sub-LVDS、Sony Sub-LVDS以及MIPI CSI2。“我们FPGA的I/O是可编程的，几乎可以与任何ISP连接，因此，除了家庭安防监控摄像机，其应用还可以拓展至汽车驾驶记录仪黑匣子、汽车备用摄像机配件等多重领域。”
F4：LatticeECP3 支持MIPI CSI2传感器接口
此外，双/多图像传感器桥接(允许单个ISP连接至一个以上的图像传感器)也可以采用Lattice FPGA实现。Lattice还同时推出了SensorExtender(传感器扩展器)IP，允许图像传感器远离ISP，通过低成本的CAT5电缆将图像传感器距离延伸至10 m，并实现高达1080p的分辨率。目前，TI、Hisilicon、NXP都使用了基于Lattice MachXO2的传感器桥接方案。
在图像信号处理环节，Kambiz Khalilian认为，目前摄像机中的视频分析正从PC向摄像机转移，而视频高动态范围处理正是FPGA产品的优势所在。作为Lattice的第三方公司，Helion借助其HDR-60视频分析引擎解决方案，推出了90多个独立的图像信号处理IP，可实现WDR、H.264编码器、自动对焦和视频分析(人数统计、入侵检测、目标检测以及摄像机篡改检测)等功能，而客户只需在系统中配备较便宜的DSP即可实现高性能的视频分析性能。
由于输出标准非常繁杂(例如LVDS、SDI、HDMI、以太网MAC)，后端的视频输出接口和前端的传感器接口一样，正变的日益丰富起来。Lattice北中国区域技术经理宋铁臣强调说，正是由于接口的丰富性，目前还没有哪个主芯片厂商能够把所有接口都集成进去，这就给FPGA留下了市场机会。凭借FPGA的灵活性，Lattice现在可支持HD-SDI IP摄像机、HDMI以及USB 3.0多种接口方案。
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