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  • KDDI将从2020年3月起推出5G高清视频和AI技术的企业解决方案

    KDDI将从2020年3月起推出5G高清视频和AI技术的企业解决方案

    KDDI将从2020年3月起提供结合5G、高清视频、AI技术的企业解决方案,具体包括基于高清视频和图像识别的“AI Camera”,根据访客属性实现内容分发的“Intelligent Display”,以及不需要头戴式显示器的“裸眼3D”等三项服务。“AI Camera”以5G传输高清摄像机图像并在云端进行识别。通过该服务可掌握购物者的停留时间,检测餐馆中的空座位以及检测落在轨道上的人或物体等。预计应用于零售、餐饮和运输等领域。   “Intelligent Display” 允许企业根据用户属性进行一对一营销。该服务与AI Camera一样使用视频传输和图像识别,可以判断在摄像机前经过的人的年龄和性别等属性并分发内容。“裸眼3D”可用于商店内产品的虚拟展示,以及其他教育机构、美术馆、博物馆等场所。与传感器配合使用,可以从各种角度观看3D模型。

    时间:2020-05-25 关键词: AI 5G 高清视频

  • 华为5G将推动高清视频业务的转型发展

    华为5G将推动高清视频业务的转型发展

    日前以“5G改变世界,5G创造未来”为主题的2019世界5G大会在北京亦创国际会展中心开幕。会议邀请海内外5G领域的运营商、通信厂商、相关行业中龙头企业以及著名的专家和学者,交流分享5G领域的前沿技术、产业趋势、创新应用。在“5G+超高清视频高峰论坛”上,华为公司战略部总裁、中国超高清视频产业联盟理事长张文林先生发表了题为《5G+AI,助力视频产业升级》的主题演讲,分享和展望了高清视频产业与5G和AI相结合所带来新景观。 以下为张文林先生演讲主要内容: 超高清产业发展既有空间也有重任 中国的超高清产业进入快速发展期,视频技术正经历从高清向超高清的演进,不仅了带来芯片、显示面板、视频制作设备、存储设备、网络传输设备、终端整机等电子信息产业链各环节产品的升级换代,还将大幅提升数据的流量价值,驱动以视频为核心的行业数字化转型。随着这一系列产业链的成熟,4K超高清已经大量进入我们的生活娱乐与商业生产。 作为中国超高清视频产业联盟理事长,张文林先生首先回顾了中国超高清视频产业联盟自立以来产业可喜的一面:在央视去年强劲的拉动下,4K频道播出了,广东也有一套,而且央视还在积极筹备播出更多的4K频道;在内容上,四川引入了法国一个以互联网社区的方式招募全球所有的自然和生物多样性爱好者,去拍摄4K/8K视频。接着他客观的指出,相比于全球总共177个4K频道来说,中国仍然刚刚起步,在超高清产业发展上还有很多路要走。 首先在业务层面上,还有很大的空间。对于超高清视频来说8K将会成为主流,就VR而言,6K甚至12K是未来的大趋势。特别是随着5G的出现,大带宽、低时延可以为业务带来新的飞跃,这些目标并不遥远。其次,在产业意识层面还有所欠缺。张文林先生一语中的,这是因为对技术和产业的判断以及自身的定位,对商业模式和价值的实现上,超高清产业还处于犹豫和迷惘的时期。实际上以当前网络技术的完备程度,面对中国如此巨大的市场和充满希望的产业环境,我们应该有更大的信心 体验是新的价值变现的核心 超高清视频走进大众的生活,为消费者带来更广的色域、更高的帧率,以及更多的动态范围和细节。在内容还不算丰富的今天,以不收费、少收费的手段来培育市场固然重要,而着眼未来我们更应关注内容的精致程度,以极致体验支撑健康的商业模式。 张文林先生提出,客户的消费层次已经到了可以接受品质提升带来价值的阶段。韩国利用家庭影院创造规模可观的线下影院市场,消费者愿意付出与影院相当的成本在远程更好的环境下享受视听盛宴。这不仅对于影视行业有巨大的吸引力,同样也可以让宽带运营商获得更大的收益。而剧院、演唱会、体育赛事直播,只要具备逼真感、现场感、浸入感这些体验元素,都有广阔的前景。 韩国是5G商用和超高清视频业务的先锋,VR在LGU+等运营商的推动下,已经在韩国形成了比较完整和成熟的产业链,用户使用和付费的意愿都很积极,对产业界形成了很大的拉动。在欧洲,德电引入4K频道和相应的套餐受到用户的欢迎,带来IPTV用户数增长7%,视频收入增长9%的效果,对于目前日渐低迷的电信业市场是一个了不起的突破。 张文林先生表示:我们在变现模式上还要多加思索,消费者需要的是,在健康的商业模式下创造出更多的内容、更优质的资源,以极致的体验承载商业价值。 5G带来全新业务体验:新连接、新架构、新媒体 新联接、新架构、新媒介,这是华为对于5G超高清整体的理解,张文林先生阐述。 5G的新联接让视频拍摄更加灵活,不仅为观众提供了更多的视角,也让很多花絮内容的拍摄更加便捷。今年春节联欢晚会的几个外场、国庆大阅兵、武汉军运会,都在直播过程中引入了5G技术,多机位、移动机位的拍摄给观众带来的现场感更加强烈。 5G新架构带来最大变化就是边缘计算、切片管理。VR重度游戏要实现用户良好交互,必然要进行实时渲染,这时就要快速放在离用户越近的地方部署边缘计算设备来分担主要的渲染。华为即将推出的VR眼镜,由于使用了手机端的算力,大大降低了重量和成本,使得VR眼镜可以真正像穿戴设备一样便携。 还有就是新媒体,未来大量的内容都会以超高清作为主要承载方式,适应快节奏和丰富的现代生活,5G的高带宽也将使高清视频的情感沟通和传播发挥更大的作用。 张文林先生还列举了华为5G实现的四类5G高清视频业务。第一是5G超高清回传,通过5G回传技术方案能行成各种活动直播的快速部署;第二是5G+自由视角,用户可以在5G手机屏幕操作,转换任意视角观看节目的精彩的瞬间;第三是5G+多视角,利用无线连接设置灵活的机位,为观众提供丰富的观看角度。;最后一个是5G+视频云服务,未来很多能力都会放到云端,通过5G的实时连接随需获取。 AI和多样性计算平台保障业务行云流水的体验 除了5G的联接能力,计算和云架构的性能也要统筹考虑。张文林先生表示,其实媒体领域这么多年的发展,遇到最大的瓶颈还是算力成本如何降的更低,然而随着人工智能的出现,随着视频内容越来越多元化,现在的计算架构已经成为一个巨大的瓶颈。原来仅基于X68+GPU这个架构是不够的,无法应对大量的媒体内容的增长。华为提供采用多核架构、矩阵运算的鲲鹏多样性计算平台,可以对算力水平和能效水平做到很大的提升。 同时,依托华为的昇腾AI计算平台构建的人工智能的芯片,也实现了底层架构的突破,可以形成一个云、边缘和网络总体协同的基础架构。在这个架构之上,可以高效率、低成本、快速度处理我们视频相关的需要。尤其像智能分析、图像识别、云VR,还有字幕生成、广告替换、自动创作等应用是未来视频领域的主流。以前需要依靠人工操作,现在可以基于人工智能来辅助完成。 华为聚焦“根技术”,助力产业繁荣 在超高清视频产业链中,华为正在为采、编、播、传、显等各个环节贡献力量,为超高清产业打造极佳视频体验的ICT基础设施。张文林先生总结:我们发现媒体产业里面有很多底层根部的技术非常关键,华为致力于对“根”技术的研究;同时积极探索应用多元和开放的技术架构提升效率、系统性降低成本,与合作伙伴一起推动产业联盟布局技术、产品、服务和应用,形成协同发展的良好格局。

    时间:2020-05-15 关键词: 华为 AI 5G 高清视频

  • 智能家居之智能安防

    智能家居之智能安防

     5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成,作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟。2019年被称为5g业务的元年,但围绕5g,始终有两种不同的看法。一种观点认为,5g过于“神化”,真正的商业之路还很遥远。另一种思路是,5g已经到了产业成熟的初级阶段,具备登陆高清视频、智能安防等场景的能力。 事实上,这两种不同理念的碰撞,从不同的角度代表了5g时代的渴望。5g当然需要结合具体的技术和场景来展现其价值,智能安全等行业在5g的支持下,将探索更大的市场机遇。全球最大的5g物联网解决方案市场。显然,5g与安防产业的结合必将推动安全产品的发展,进入千家万户的产业,整合更多的新技术,整合更多的应用场景。 我们知道,5g技术可以提供至少10倍于4G的峰值速度、毫秒级传输延迟和1000亿级连接容量。随着5g的落地和成熟,困扰安全行业的诸多问题都有可能得到解决。数以亿计的安全设备将创造新的需求,加速场景的开发。5g以外的另一个驱动力是人工智能。计算能力、算法和数据的进化利用机器代替人力,消除安全风险,提高操作和生产效率。人工智能支持的视频监控已经成为未来智能安全的发展方向。由此可见,5g人工智能安全充满了无限的象限空间。全域化安防产品促进了场景多样化。 安防核心技术的演进正在加速。一方面,人工智能芯片技术的快速发展为终端安全设备提供了超级计算能力的保证,使得计算能力更加容易获得。从这些安防产业的发展趋势来看,我们可以肯定的是,随着5g和人工智能技术的不断成熟,越来越多的产品和场景将融入到安全当中,推动整个市场进入快速增长的快车道。 5g最大的优势之一是安防终端设备能够突破地理位置和时空环境的限制,实现视频的全覆盖。同时,前端设备更加多样化,移动更加自由。它可以随意移动位置,选择最佳的监控角度,以确保活动现场没有死角。这是安全产品全球化、自由化的趋势。毫无疑问,当越来越多的空间边界被打破时,全球化的结果就是场景多样化。如今,安防行业正逐步从“专制专用”的服务社会治安走向“和谐民生”的服务社会生产生活。从行业应用程序到商业应用程序,再到家庭应用程序,安全产品场景将无处不在。

    时间:2020-01-02 关键词: 智能安防 智能家居 5G 高清视频

  • 360家庭安全大脑正式发布:可做到16路高清视频实时分析

    360家庭安全大脑正式发布:可做到16路高清视频实时分析

    去年5月,360发布人工智能时代的安全大脑。周鸿祎在内部信中称:“目前,全球只有两家公司能做安全大脑,一家是Google,另一家就是我们。” 10月28日,今天360正式发布“360家庭安全大脑”,这是一款通过领先的计算机智能视觉,多维传感器融合,多机跨镜协同技术,专为家庭安防场景打造的边缘计算设备。 官方介绍称,360家庭安全大脑是面向家庭用户设计的视频分析系统,基于强大的深度学习算法,通过场景规则引擎,将安防事件智能分级,自动筛选出需要关注的可疑内容,提供简单易用的手机APP,可以随时随地接收安防事件提醒,查看家庭状况,操作简单,信息直接! 相比安保人员,不疲惫、不打盹、提前预警,7*24小时全方位守护家庭安全。 一般来说,10路摄像头就能满足一般家庭室外安防需求,而360家庭安全大脑可以做到满足16路高清视频的实时分析。 它还支持先进的AI分层智能调用技术,可以标记出穿什么衣服,高矮胖瘦,是否戴口罩,戴帽子、戴眼镜等细微特征,做到高度识别记忆。

    时间:2019-11-15 关键词: 发布 高清视频 360家庭安全大脑 16路 实时分析

  • 2023年5G才将运用?

    5G和物联网发展密不可分,要想充分实现物联网的落地,需要 5G 提供网络支撑;同时,考虑 5G 建网的完备性和对接入的充分性,物联网或将成为 5G 最重要的应用场景。业内预计到2020年5G正式商用,为何物联网却要等到3年后才能开始应用? 据了解,5G技术的第一波应用eMBB率先成熟并商用,主要为AR/VR/高清视频/无人机等应用,而第二波mMTC以及第三波uRLLC还在积极孵化中。 运营商财经网获悉,根据3GPP早先公布的5G网络标准制定过程,5G整个网络标准分两个阶段完成: 第一阶段启动R15为5G标准,2018年6月完成,该阶段完成独立组网的5G标准(SA),支持增强移动宽带和低时延高可靠物联网,完成网络接口协议。 而第二阶段启动R16为5G标准,预计2019年12月完成,该阶段将完成满足ITU(国际电信联盟)全部要求的完整的5G标准。将进一步研究uRLLC(超高可靠与低时延通信)增强来满足诸如“工业制造”、“电力控制”等更多的5G工业物联网应用场景。 其中R16可以看作5G最终版本标准,等到它完成并冻结之后,5G才将实现全面商用,预计时间是2020年3月,那个时候形成的5G标准才是完整的5G标准。

    时间:2019-09-07 关键词: 无人机 高清视频 电源资讯

  • LED屏企要如何走出困境?

    LED显示屏行业进入2019年,“价格战”“厮杀”几年,至今依旧没有结束缓和的迹象,反而呈现出愈演愈烈的态势。各LED屏企利用触底产品价格来抢占市场,掀起了行业的低价浪潮,一场因“抢”而起的,以压缩产品利润空间为营销手段的杀伐,造成一众LED显示屏企业苦不堪言。去年四月,美国Ultravision Technologies公司提出337调查申请,指控中国LED屏企对美特定LED显示屏侵犯专利权,请求发布有限排除令和禁止令,屋漏而又逢连夜雨,5月6日,美国宣布对中国增收关税,标志着中美贸易战正式打响。对于向外型的中国LED显示屏行业也不可避免受到波及。价格战的风波未息,贸易战又添压力,使得LED显示屏行业雪上加霜,LED屏企要如何走出困境? 价格战、贸易战接连打击 LED屏企再次迷失 常言道“渠道为王”,做企业,做产品,都明白渠道的重要性,无论工程渠道还是分销渠道,有的企业通过十年如一日地去培养和建立自己的渠道体系,有的企业想凭借自己雄厚的资本力量实行“拿来主义”攻城掠地,价格战的伏笔就此埋下,随着LED显示屏技术的不断发展,行业在最近几年已经呈现出产能过剩的迹象,由于上游芯片以及灯珠的扩产降价,进一步刺激LED显示屏企业扩大产能,前期对市场的盲目乐观和背离市场需求的扩张,导致LED屏企产品囤积,为了去库存,LED屏企只能降价清仓销售,以降低企业的损耗,由此催生LED显示屏行业的价格战。经过短时间的快速获利后,“价格战”副作用将渐渐显现,由几家企业因为对市场争夺而引起的价格战可以称之为“神仙打架,凡人受伤”,掌握定价权和具有品牌优势的大型企业一旦进入降价的通道,众多中小企业将不得不被迫卷入其中,多米诺骨牌效应由此爆发,长期以往,大部分中小企业就耐不住价格战的煎熬,或将面临倒闭的风险,促使行业洗牌加速。 以往当国内行业市场竞争加剧,国外庞大的市场都会成为众多企业瞄准的目标,调整战略,积极开拓海外市场成为应对国内市场竞争加剧的不二法宝。如今,国内价格战正酣,海外市场又被拦截,LED屏企再度迷失,陷入焦虑。 订单减少只是一个假象 市场迈向多格局发展 渠道类型LED显示屏企处于行业价格战处于水深火热之时,工程项目类型LED屏企又出现项目工程量大量减少的状况,这种状况的出现是否意味着市场寻求的疲软呢?事实上并非如此,这仅仅是一个错觉,在市场竞争日益激烈的当下,品牌企业的优势开始逐渐显露,而单纯依靠产能取胜的企业在此间必将遭受巨大冲击,工程类型LED屏企订单量减少的根本原因是品牌企业渠道的下沉。随着我国LED显示屏技术水平和生产工艺的提高,终端用户对LED显示屏的认知逐渐加深,促使各地各类应用场景不断扩大,对LED显示屏的需求的迅速上升,从一线城市迅速扩散至二三四线城市。为打开二三四线城市市场,LED显示屏品牌企业,抓住市场发展机遇,将渠道下沉,开始实行渠道分销模式,发展省级代理、市级代理,实现产品快速输出;优化经销商、代理商当地人脉资源,实现快速响应服务,提供本地化的强有力保障售后服务。工程类型LED显示屏企业,过去因为产品渠道通路少,依靠自身的工程方案解决能力,会得到不少的市场订单,而用户因为在当地没办法买到合适的产品,只能寻找工程类型LED显示屏企业下单,但是在品牌企业渠道下沉的当下,由于距离遥远,当地订单接收速度不及当地人脉广泛的区域代理商,周边大部分分散的订单,都被集中到企业渠道商手中,致使工程类型LED显示屏企的项目订单量大大减少。 从表面来看,工程类型LED屏企订单量减少是行业发展的必然,实际上是行业在价格战的压力下,愈来愈集中化的结果。被订单量减少所蒙蔽的企业,如果无法看清本质,必然会对市场失去信心。然而,目前的LED显示屏市场,因为文娱事业发展踊跃,以及视觉呈现需求多样性,正呈现多元化发展。高端定制屏市场走向平民化,舞台租赁屏、异形屏、超高清显示屏等细分领域需求逐年上升,而横向市场往规模庞大二三四线城市扩散,行业整体发展迈向多格局阶段。LED显示屏的“蛋糕”依旧在扩大,LED屏企能不能分一杯羹,就看企业是否能够看清行业发展本质。 价格战与贸易战双压迫 LED屏企需抽身自救 在价格战的巨大压力之下,LED屏企转战海外不失为一条明智的路,然而贸易战的打响,令LED屏企退路被断。遭受双重压力的LED屏企,焦虑不已。企业发展虽进入僵局,但仍有阳光大道可走。审时度势,辨识行业动态,调整战略部署,即可抽身危机。 调整产品结构,走高端定制化路线。由于国内入行门槛低,常规显示屏同质化问题非常严重,所以常规屏除了价格,并没有任何的突出优势,宜继续实行“价格战”战略,以提高市场占有率。而高端定制屏方面,产业刚刚兴起,需求旺盛,市场可期,企业不妨从高端定制化显示屏着手,部署相关发展计划,提升企业利润,为企业生存挣得一线生机。 品质与品牌双结合,打造口碑显示屏企业。近几年国内消费水平升阶,消费者愈来愈追求品味,即品质与品牌的双重保证。品质与品牌双结合则形成强有力的品牌效应,客户自然会逐品牌而来。这个道理,LED显示屏行业也同样适用。优化产品品质的同时,通过各种途径打造深入人心的品牌形象,造就行业口碑。 外需被截,内需可扩。近两年,国内文娱事业飞速发展,LED舞台租赁屏的需求急速上升。但是,目前的舞台租赁屏依旧无法满足市场需求,舞台租赁屏市场天下未定。企业可先下手为强,布局舞台租赁屏研发计划,抢占市场。与此同时,今年以来,国家和8省市连续发布超高清视频产业政策,以支持超高清视频产业的发展。超高清显示屏风口将至,LED屏企可以依托政策以及自身研发技术,变身为鲲,扶摇直上九万里。 途径再多,创新才是根本。无论是高端定制化,还是超高屏显示屏的研发,都离不开技术创新。只有更新才能换代,才能推动行业的发展,行业发展又才能催生新的行业需求。所以创新,是脱离价格战与贸易战最根本的途径,没有之一。

    时间:2019-06-10 关键词: 高清视频 led显示器

  • 高清视频CMOS电流舵数/模转换器的设计

    高清视频CMOS电流舵数/模转换器的设计

    0 引 言 在信号采集处理、数字通信、自动检测和多媒体技术等领域,数/模转换器往往是不可缺少的部分。近年来,电子通信市场的快速发展,尤其是高清晰电视 (HDTV)和无线通信网络的开发应用,大大增加了对转换器速度和精度的要求。高清晰电视逐渐在人们的生活中普及,为了使HDTV得到更好的性能,就要有更高速和更高精度的DAC,因为高速更有利于减少图像闪烁和眼部疲劳,高精度可使图像更清晰。同时还要求设计的DAC面积小,功耗低。然而现在人们生活中常用的HDTV用DAC的分辨率一般为8位或者更高,采样率为500 MHz左右。这里介绍一个适用于HDTV应用的新型8位DAC,采样率达到1.5 GHz,功耗为21 mW。 在一般的数/模转换器的设计中,译码结构通常采用分段结构。在一般的设计中,为了减少延时,通常使用锁存器,同时配合复杂电流源结构,这种结构通常需要较大的能耗,并且采样率不是足够高。为了得到更高的采样率和更好的线性度,在此基于TG结构,设计了单位电流单元矩阵和译码器电路,同时采用简单的电流单元电路设计。 1 结构选择 在此,采用电流舵型DAC设计。这是因为电压型DAC所需元器件多,开关层数也较多,一般用于低速转换器内;电荷型DAC随精度的升高,面积急剧增大,而且对寄生电容敏感;电流型DAC具有高速的优势,但不适用于低压电路。电流舵型DAC是对电流型DAC的改进,常用于分段电路中。 数/模转换器的译码方式一般分为二进制、温度计和分段式。温度计译码方式相对二进制译码方式,在减小DNL和INL方面有很大的优势,但是它的缺点是电路结构复杂。将二进制码和温度码结合起来,就产生了分段结构。在对匹配要求、高精度的高位采用温度计译码方式;低位采用二进制码方式,可以减少面积。这种分段结构既有二进制码结构简单的长处,又有温度码良好的线性特性。在这个设计中,提出使用电流源矩阵逻辑电路构成的高速8位DAC,根据Lin和Bult做了面积与分段比的关系图(见图1),为了在速度、分辨率、功耗、芯片面积、电路性能等多个方面得到一个折衷结果,分段的高6位采用温度计译码结构和低2位采用二进制译码结构。整个CS-DAC的结构如图2所示。 图2是一个说明8位分段式电流舵基本结构的例子。图中采用6+2分段结构,高6位数字信号通过行译码器(Rows Decoders)、列译码器(Columns Decod-ers)转换为温度计码,分别控制26-1=63个单位电流源,构成8×8电流源矩阵。多余的一个电流源作为Dummy器件,63个单位电流源和低2位二进制加权电流源的电流之和形成了阵列中整体电流源的电流。 2 译码逻辑电路 在DAC设计中,电流源单元、译码器和消除毛刺(噪声)结构是重要部分,DAC的性能由这些部分决定。为了改进在高频率动态线性,在此提出由传输门和晶体管组成组合逻辑译码电路。 2.1 传输门逻辑 因为NMOS管可以通过逻辑变量0传输,PMOS管可以通过逻辑变量1传输,用这两个MOS平行放置构成互补结构。在此,可以得到传输门(TG),并且对于TG,逻辑变量0,1都可以很好的传输。大家都知道,译码器之间的延迟时间是毛刺发生的主要原因,并且与全部使用CMOS逻辑电路比较,用TG设计的逻辑电路性能更好,延迟更小。经过验证,所有二输入逻辑门的可由传输门和反相器组成。作为一个事例,实现与非门逻辑,全部CMOS技术要求6只晶体管,但采用TG结构只需要5只晶体管。在内在DAC芯片上,它有两个信号,并且有翻转信号,因此没有反相器的需要,因而二只晶体管被减少。实验结果说明,芯片面积和功耗的大大减少了。 2.2 逻辑译码电路 为减小功耗和减少延时,应该设计最少逻辑水平的行和列译码,运用TG逻辑电路组成3~8位行、列译码器。如此从高3位得到行译码器和从中间3位输入得到列译码器。运用TG的行译码器电路如图3所示。 行译码器结构与列译码器基本相同,但没有电源节点。使用TG逻辑译码器的另一巨大好处是可以减少晶体管的数量。在静态逻辑,译码器由84 只晶体管组成,但用TG结构组成的行和列译码器有30只晶体管,并且总数是60。这意味着芯片面积可能也被减少。较少的晶体管级数也帮助减少延时。另一方面,使用TG结构的逻辑门最大级数可减少到2级;不使用传输门结构的全CMOS结构的最高门级数是3,以上充分说明使用TG结构更有利减少延时和改进工作频率。表1给出相关的参量对比。 2.3 工作原理 用行列译码器进行译码,单位电流源是导通还是截止,共有三种情况。第一种是所在行和下一行都是“1”,在这种情况下,无论列控制信号是否为“1”,该电流源均被选中。也就是说,对应的电流源开关状态为接通状态。第二种情况是所在的行控制信号为“1”,但是下一行的控制信号为“0”,这时,电流源是否被选中,要根据列控制信号来决定。如果列控制信号为“1”,则该电流源被选中;如果列控制信号为“0”,则该电流源不被选中,处于截止状态。第三种情况是所在行和下一行的控制信号均为“0”,那么不管其所在列的控制信号为多少,此电流源不会被选中,处于截止状态。TG构成的开关电路如图4所示。 3 电流源电路及减少毛刺电路 电流源电路是DAC的重要部分,同时为了减小毛刺反应,下面将介绍减少毛刺的电路。 3.1 电流单元 一般常用的设计均采用减少电路噪声和降低电流源的复杂结构。例如,差分电路、偏置电路、参考电流等需要很多数量的晶体管。在这个设计中,使用一个简单的电流单元结构,并且电流源采用由二只晶体管组成的电流源单元。与其他芯片相比,电路的面积可以大大减小,如图5所示。 根据图6所示梯度误差与对称误差的对比,在单位电流源矩阵中采用层次式对称开关序列的布局,很好地减少了误差。 3.2 减少毛刺的电路 在基本的电流源单元,输出信号将是比较稳定的。在这个设计中电流源由开关电路输出信号控制,但输出信号不是足够的准确。因此,为了补偿这个缺点,同时改进电路的SNR,需要使用减少毛刺电路,如图7所示。 4 实验结果 该文设计的DAC基于O.25 μm CMOS技术,8位高速DAC适用于高清晰视频使用,并且使用TG晶体管和电路级数的数量可以明显减少,同时使用TG结构也可使电路延迟时间有效地减少,且毛刺也被大大减少。结果显示:这个设计可以达到1.5 GHz采样率和21 mW低功耗。 具体参数指标如表2所示。 5 结 语 本文提出基于新型传输门(TG)结构组成的电流源单元矩阵、译码逻辑电路和一种适用于高清晰视频使用的高速8位CMOS电流舵数/模转换器(CS- DAC)。应用电流源单元矩阵结构和传输门结构的译码电路能有效减少毛刺等干扰信号;采用TG结构设计的电路,可使晶体管数量和电路的延时显著减少;基于 0.25μmCMOS技术的DAC电路设计,功耗仅为21 mW,采样率达到1.5 GHz。仿真结果表明,电路的积分线性误差(INL)范围为-2~+2 LSB,微分线性误差(DNL)为-1~+4 LSB。

    时间:2018-08-29 关键词: cmos dac 电源技术解析 高清视频 数/模转换

  • 基于USB的手机高清视频传输

    基于USB的手机高清视频传输

    为了应对手机传输高清摄像的挑战,需要在USB标准中定义一个USB音视频类来规范USB视频传输(Video-over-USB)技术。 手机的摄像功能已经从一种新鲜事物发展为主流配置,移动供应商策略性地把高清录像作为他们的高端产品。在手机中整合高清视频将会进一步体现其实用价值,因为它已不仅是一个数码相机,还是一个数码摄像机。 把高清录像放到手机会带来新的问题:如何使高清视频回放。在手机上直接回放视频是很普遍的,但屏幕的尺寸和分辨率的限制使高清视频无法向用户传递其动人的高清体验。和共享移动文档和照片类似,开发人员所面临的挑战是如何分享高清视频而不令其仅限于手机内部。 在手机上采用高清视频输出接口 当前的手机视频输出接口的发展跟不上手机高清视频的传输需求。USB数据传输速度足以传输照片,但连接到高清电视、显示器和其他显示设备的高清视频则需要实时的流传输。与此同时,当前的高清视频手机不是配备标清的模拟视频输出就是采用高清电视所用的高清视频标准,这些都没有专门针对移动手机进行过优化(见表1)。   表1:各手机厂商的高清视频整合。 传统高清视频标准 HDMI是当今高清视频最好的标准之一,到2009年第二季度,超过850家公司取得了HDMI授权。 In-Stat曾预测,在2010年,市面上支持HDMI的设备超过十亿。这些设备包括HDTV、投影机以及诸如媒体播放器和手机等手持设备。HDMI(图1下)采用3个TMDS(最小化传输差分信号) 数据通道和一个单独的时钟通道来传输未压缩的视听信号,最快可达10.2 Gbps (3.4 Gbps每通道)。在这样的带宽下,HDMI支持超过1080p数据流从而兴起了数字三维体验。   图1:HDMI结构框图 与此同时,另一种高清标准DisplayPort正在迅速渗透市场,它得到诸如惠普、戴尔、苹果等厂商的强大支持。在DisplayPort核心中,音频、视频和嵌入式时钟信号能在micro-packet微包架构下通过可扩展的1、2或4路通道进行传输。 如图2所示,原始数据流被很好地打包并通过像素的控制和寻址经由数据通道传输。DisplayPort1.2a支持17.28 Gbps的带宽。   图2:DisplayPort结构框图 在手机中使用传统高清视频标准的问题 HDMI和DisplayPort都是为桌面设备设计的,它们固有的缺点限制了他们在手机和其他便携式电子产品中的使用。这两种标准都需要比较多的引脚――HDMI有19个引脚,DisplayPort有20个引脚,这致使连接器件尺寸比较大。在一些以小尺寸为优势的便携式电子市场中,接插件的大尺寸将会影响整个设计的体积和形状。 更多的引脚数同时也意味着需要更高的成本,从而提高了成品的物料清单(BOM)。今天,传统视频标准在手机中的应用率还很低。手机生产商需要重新考虑他们现有的设计,以适应这些额外的接插件。 传统高清视频标准的另一个缺点就是,它们无法通过同一缆线供电。这对于桌面设备来说并不是一个明显的缺点,因为诸如蓝光播放器、机顶盒、PlayStation 3等桌面设备都是独立供电的。 另外,手机在传输视频流到外部显示设备时也会不断消耗功率。如果手机此时没有通过独立的充电器充电或USB连接,移动视频的回放时间就会收到限制。因此,如果使用传统的高清视频标准,就不可避免的需要在播放长度、便携性和电池寿命之间权衡。 小型化HDMI 不要小看缩小传统高清视频标准连接器尺寸的作用。HDMI的连接器经历了一系列缩小,它原本是A型连接器,而在HDMI 1.3规格中专为便携式设备定义了一个小型连接器(B型)。从 A 型的13.9mm x 4.45mm缩小到10.42mm x 2.42mm。 最近,HDMI 1.4规范定义了一种新的HDMI微连接器(D型)。HDMI微连接器保留了标准的19脚的A型和C型,但缩小连接器尺寸到2.8mm x 6.4mm,类似于micro-USB连接器(2.94mm x 7.8mm)。在HTC EVO 4G手机中,HDMI微连接器就放置在micro-USB连接器旁边。 基于USB的高清视频 可以通过常见的USB接口来传输HDMI或DisplayPort视听信号。USB 1.1/2.0已广泛使用在手机中,今年USB手机已经售出了128万台。此外,USB 3.0技术增加了带宽,可以达到大容量高清视频传输。 相比传统高清摄视频标准,USB接口带来了非常适合手机的两个主要优点。USB只需要很少的引脚数目,通过一个TMDS(最小化传输差分信号)物理通道即可传输视听信号。引脚数目少使连接器尺寸更小,这对于手机设备来说是很理想的。 此外,引脚数目少可以保证连接器BOM少。更重要的是,USB已经是绝大部分手机中的标准配件,是首选的数据传输接口和充电口。因此,Video-over-USB概念可以很容易的被厂家采用,而不会显著的提高制造成本。 其次,USB能够在一根线缆传输大容量的内容,同时还能供电。例如,当视频数据包通过USB接口从网络摄像头流到PC时,电流可以从计算机输送到摄像头来供电。 应用同样的概念,手机能通过USB接口将整部电影电视传到电视,同时通过电视来供电。回放结束后,手机也充好了电,就可以用作打电话和发邮件等其他用途。类似的观念已经在iPod音乐扩展坞(docking)系统中采用了,使用苹果专有的30脚接头,iPod可以通过外部的扩展坞系统扬声器边播放音乐边充电。 USB音视频类的推动 几个产业玩家正在开发定制的USB图形实现方式,从而满足这个即将爆发的市场。然而,这些技术的多样性以及独特定制芯片和驱动的需求,使Video-over-USB概念逐渐向主流应用靠近。 为了快速走向成功,需要在USB规范中定义USB音视频类以使Video-over-USB技术标准化。通过USB为视听信号传输预先定义一个类,可以激励半导体厂商为此构造SoC,而不需要再定制驱动芯片。[!--empirenews.page--] 和USB大容量存储类(MSC)及人机接口设备类(HID)一样,下一次当你把手机插到电视上时,只需要简单按一下“播放”,高清视频流就可以开始了。   图3:在传统标准和USB上传输高清视频的比较

    时间:2018-01-09 关键词: 手机 USB hdmi 高清视频 接口电路

  • 高清视频监控解码器的特点和优势

    解码器的发展,经历了标清解码器、高清解码器两个阶段,对应于前端设备的高清化历程。那么,高清解码器相比较标清解码器的特点和优势在哪里? 1、高清解码。最主要的一点,解码分辨率从标清的D1,提升到了高清的720P/1080P,甚至于达到300万、500万像素。前端编码分辨率的提升,必然要求解码器的解码能力作相应的提升。 2、高清显示。高清,并不仅仅在于高清解码,还需要高清显示。标清解码器一般的输出接口为VGA和BNC,BNC只能达到D1的输出效果,VGA也只能达到720P的输出效果。而高清解码器,一般的输出接口为HDMI或DVI,可以达到1080P的显示效果。 3、大屏拼接。在标清解码器阶段,电视墙一般为监视器,而到了高清解码器阶段,电视墙已经升级到了大屏幕。虽然高清解码器单个输出接口已经达到1080P的显示效果,但大屏幕拼接墙要求的是完整的显示一幅超高分辨率的图像。所以,高清解码器就必须具备大屏拼接功能,把一个输入高清源通过多个高清输出接口,完整的投射到一个大屏幕上。

    时间:2017-11-19 关键词: 嵌入式开发 高清视频 监控解码器

  • 采用专业设备存储高清视频数据相关技术方案

    视频监控存储技术发展 信号和多媒体处理技术的发展引导着视频监控系统的快速革命,视频监控系统从传统的模拟闭路电视监控转换到“模拟--数字”监控,直到现在的网络视频监控,至少经历了三代的发展历程。视频监控存储技术也先后经历了VCR存储、DVR存储和现在的网络存储三次重大变革。 由模拟摄像机、录像机等设备组成的传统模拟监控时代,视频监控图像存储以录像带为介质,但因为录像带易于丢失、被盗或无意中删除,且录像质量不高,查询操作和维护困难,所以现在已经基本不采用;以模拟摄像机、DVR等设备为代表的“模拟---数字”监控,即半数字监控时代,视频监控图像以数字方式存储在DVR中,但这些DVR中的硬盘本身缺乏有效的冗余校验,数据安全难以保障,容量扩展也很难。此外DVR存储的视频清晰度有限,且只能保存比较短的期限,硬盘质量又参差不齐,规格不一也为扩展和管理带来难题,所以DVR存储也凸显出其固有的缺陷;以数字摄像头、标准LAN/MAN/WAN /Internet网络设备、监管服务器等为代表的网络视频监控,存储设备可以存放在网络上的任何地点并灵活地接收任何监控点的数据,更可以实现集中存储、集中管理,且具有强大的灵活和扩展性,具有广泛的兼容性和很高的集成度。 需求分析 实际应用对视频监控存储的需求也促使监控技术本身的不断发展,如今的监控系统正向高清化、网络化、规模化和智能化的方向发展。摄像头越来越多,监控系统的规模和范围越来越大,图像清晰度要求越来越高,录像保存期要求越来越长,也意味着视频监控存储系统需要拥有对海量数据的可靠存储和高效管理能力,以充分满足用户对监控清晰度及实时性的要求,并且在现有异构平台的基础上实现统一网管和准确故障定位,提高智能化管理水平。巨大的录像性能压力,巨大的数据存储管理压力和海量的数据存储需求已成为目前视频监控存储市场需要解决的几大问题。 传统视频监控存储设备因为存储容量小、清晰度低、可靠性差、可管理性不高与扩展性能差等方面存在的问题越来越不适应现阶段视频监控存储的要求,而采用磁盘阵列存储视频数据已成为解决监控系统存储难题的新趋势。 很多用户现有的视频监控系统可能是“模拟+数字”的形式,因为可以预见的监控点增多,监控数据爆炸性增长,现有监控系统性能压力增强和管理扩展开销增大等问题,正逐步向第三代网络视频监控系统过渡,方案首先需要为用户构建统一视频监控存储平台,良好的统一监控平台是实现监控系统网络化的基础。 方案要从满足用户实际应用需求出发,实现系统的易部署、高性能、高安全、可扩展和易维护。构建统一视频监控存储平台,将系统平滑过渡到网络视频监控系统,需要考虑在不影响现有系统网络架构的前提下将用户可能仍在应用的分散的DVR架构改造为统一存储架构;将视频监控管理平台服务器与存储服务器分离,实现视频监控数据统一存储、统一管理与维护、进行更好的数据保护和方便后期扩展;采用专业的视频管理平台软件,智能化管理和应用视频数据。 方案设计 1、前端模拟摄像机采集的视频信息通过编码器等设备转变为数字信号后通过监控网络传入监控服务器;新增的网络摄像机信号直接通过监控网络传入监控服务器。 2、监控服务器后端通过网线直连或者通过以太交换机与存储服务器连接,即视频数据通过监控服务器存入存储服务器。 3、监控服务器上安装视频管理平台软件,对视频数据进行调用、报警、切换等应用操作,并且可支持多人经以太网在线查看视频数据。(系统架构图详见图1) 磁盘阵列数据存储特点 1、高可靠的数据存储:各部件的专有性、专用性、冗余性和各种高级数据保护功能使专业磁盘阵列具备专业级的高可靠性,确保重要录像数据不丢失。 2、高效的数据管理:视频录像数据统一管理、灵活调度,保证写入、查询、读取等各种操作的高效,同时具备最佳的系统稳定性。 3、存储资源利用率高:可动态调整SAN存储资源,提高资源利用率;存储空间可无限扩展,确保海量视频信息的真实还原。 4、便利的部署及管理:可实现集中式存储和分布式存储,并达到统一管理的效果。 5、采用专业的磁盘阵列存放视频数据可获得更高的性能:专业磁盘阵列采用专用存储控制器和独立的XOR校验芯片来实现RAID算法,提高数据的处理能力,减轻存取压力。前端接口及后端磁盘通道提供足够的带宽,使性能大幅提升。 6、磁盘阵列提供高安全的视频存储环境:磁盘阵列作为专业的存储设备,其RAID算法的数据保护机制、磁盘热备功能、在线维护和冗余电源风扇等技术,大大提高了视频录像存储的安全性。 7、磁盘阵列提供海量的视频存储空间:磁盘阵列具有无与伦比的大容量和良好的扩展性,可满足成千上万路视频的长期录像存储需求。 方案整体优势 统一监控平台不仅对视频数据和设备进行统一管理,还便于未来的系统扩容,系统既可以实现单纯的容量扩容,也可以实现容量和性能的线性增长,并且在扩容过程中,监控系统能够平滑运行,不中断正在运行的应用。 统一监控平台具备极高的可靠性和安全性,通过专业的存储设备和各种数据保护方式,保证了视频数据不丢失。同时,通过集中存储视频数据和监控管理平台软件,极大地方便视频管理和设备维护。方案优势可概括如下。 1、提供一个海量的存储空间来存储2014Kb/s或以上高清码率的录像,并且能够支持上千路的传输带宽。 2、有效延长视频数据存储时间并且具有良好的扩展性,为今后监控系统的进一步发展建立良好的基础。 3、良好的性能搭配,满足当前监控系统的数据存储要求。 4、视频数据集中存放在一个存储资源中,统一维护,可以随时查看存储资源的利用情况、健康情况、运行情况等多种信息。 5、使用最经济的代价,在尽量不改变用户现有网络拓扑结构的基础上进行改造,建造统一监控平台,合理节约存储成本,最大化利用投资价值。 结语 综上所述,无论是用户本身应用需求还是法律法规要求,视频监控系统需要的摄像头数量会越来越多、图像清晰度要求越来越高、录像保存期限也越来越长、监控网络规模越来越大,对监控录像存储的要求则越来越严苛,即要求监控录像存储系统具有大容量、高性能、良好的数据保护和便捷的管理维护等等性能。传统的录像存储、DVR存储方式的缺陷显而易见,存储空间不足、性能压力、录像存储风险度高、无法解决远程监控环境高度集中监控和稳定性维护性差等管理问题越来越无法满足如今视频监控体系的需要,网络监控取代传统视频监控已成为必然趋势。[!--empirenews.page--] 如今网络视频监控存储技术中也发展出多种产品应用于监控存储系统,如NVR、磁盘阵列等等。NVR产品作为全网络架构的视频监控存储产品在部署、布线、管理等方面已经大大优越于传统录像存储和DVR存储设备,但是作为视频数据存储设备,所有的监管应用与图像数据存放在一起的做法相对于专业磁盘阵列存储则缺少了一些安全性。此外,由此产生的性能不足问题可能导致传输存储过程中的丢帧现象。 上述方案详细阐述了使用专业磁盘阵列存储视频监控数据的种种优势,现有网络视频监控存储技术中采用磁盘阵列存储视频数据无疑是目前监控系统最完善的数据存储解决方案,而解决目前监控系统存储难题必然要依靠这一成熟的技术。

    时间:2015-11-09 关键词: 数据 高清视频 存储技术 设备存储

  • 物联网、智能汽车、高清视频应用需要怎样的金刚钻?

    21ic讯 “有了金刚钻,敢揽瓷器活”,当物联网(IoT)、智能汽车、高清视频等热门应用载着满满的财富袭来之时,半导体厂商是否有足够先进的技术以应对呢?尤其是在需要高性能的细分市场,对于半导体厂商的要求更高。例如,物联网需要小型、低功耗、高可靠的存储器解决方案,智能汽车需要先进的图形显示控制器以实现ADAS功能,而实时4K则需要H.265编码能力。 在本届慕尼黑上海电子展上,相关厂商展示的几项“低调奢华有内涵”的相关技术方案引起了笔者的关注:高可靠FRAM为物联网、工业自动化、医疗电子等提供了高性能存储解决方案;Milbeaut ISP正在移动终端和安防监控领域大展拳脚;车载图形显示控制器GDC,引领全球车载图形显示控制器领域;而目前世界上第一款能支持4K HEVC硬编码的芯片MB86M31则为广播电视注入新的活力。 图1.FRAM、Milbeaut ISP、实时4K 60P HEVC编码芯片、车载GDC各产品线技术专家 FRAM在物联网、工业电子、医疗电子……中无处不在 FRAM称得上是富士通半导体的明星产品了,也是其最具特色的产品之一。由于掌握着从FRAM的研发、设计到量产及封装的整个流程,加上多年的经验,富士通半导体因而能始终保证FRAM产品的高质量和稳定供应。 “‘多’、‘快’、‘省’可以形象地概括出FRAM的特点。‘多’指的是FRAM的高读写耐久性(1万亿次)的特点,可以频繁记录操作历史和系统状态;‘快’指的是FRAM的高速烧写(是EEPROM的40,000倍)特性,这可以帮助系统设计者解决突然断电数据丢失的问题;‘省’指的是FRAM超低功耗(是EEPROM的1/1,000)特性,特别是写入时无需升压。”富士通半导体(上海)有限公司市场部经理蔡振宇指出。 图2. 铁电FRAM优势:与E2PROM相比 FRAM所具有的非易失性、高速写入、高耐久性和低功耗的特性使得其很快成为物联网(例如水、电、气表等)及工业电子(例如工厂自动化等)应用的宠儿。如下图3所示, FRAM单体存储器的主要应用领域。 图3. FRAM单体存储器的主要应用领域 “我们的FRAM产品线相当宽泛,容量从4Kb到4Mb,涵盖SPI和I2C串行接口、并行接口。预计明年中,我们的64Kb和256Kb会有SPI接口的汽车级产品推出。这将推动FRAM应用于汽车电子中,例如车载导航。”蔡振宇透露:“而1M和4M的QSPI接口的产品也在我们的计划之中。” 图4. FRAM单体存储器路线图 除了独立的FRAM产品,富士通半导体还可提供FRAM RFID解决方案,包括HF(高频)和UHF(超高频)两种系列,特别适合满足高可靠性电子标签应用如医用标签的需求。FRAM除了之前提到的非易失性、高速写入、高耐久性和低功耗的特性,还有一个优点就是对一些X线、伽玛射线环境‘免疫’,被照射后保存的数据不会受到影响,而EEPROM等传统非易失性存储器就不行了,若被伽玛线、X线照射后数据就会丢失。因此FRAM RFID很适合经常需要用伽玛线照射进行消毒的医药器械电子标签应用,可很好实现仓储、物流、病患资料数据的管理,造福于民。 Milbeaut ISP——专业应用于移动终端及安防监控 而在移动终端方面,我们要将关注点放在图像信号处理器(ISP)上,这是因为索喜科技(Socionext,前富士通半导体)在图像处理领域有着20余年的研发经验,正是基于此,Socionext的Milbeaut ISP已经成为专业影像处理器的代名词。 “Milbeaut在全球数码相机ISP市场份额中占有极高比例,全球知名数码相机厂商几乎都与我们有合作,在单反数码相机中同样有大量的成功应用。” 索喜科技(上海)有限公司市场与销售部-SoC解决方案高级经理路标表示:“在手机应用领域,全球超过100款手机采用Milbeaut Mobile ISP。” Milbeaut ISP内嵌多种硬件算法配合专业图像处理器,能够丰富应对于不同场景。其中,针对手机应用的Milbeaut Mobile图像信号处理器(移动终端专用ISP)具备更低功耗、更快静态成像(应用相位检测对焦法比传统对比式对焦法快速10倍)、更小相机模块尺寸,以及更高容量和更高视频数据帧速率,能够将高端影像品质和丰富相机应用同时结合,使手机拍照体验瞬间媲美单反。 图5. 最新Milbeaut移动终端图像处理引擎(适配相位检测自动对焦)——对焦速度快10倍 “最新Milbeaut移动终端图像处理引擎在本次展会上亮相,最新一代产品MH-1、M-12M0芯片配置了顶级单反相机才使用的相位检测对焦算法,进而实现了同时支持传统对比式对焦和相位检测对焦的混合对焦方式,对焦速度是提升10倍。 快速瞬间完成准确的对焦保证拍摄呈现最清晰的画面。”路标指出。 除了大量应用在手机领域,2014年随着市场对高清视频监控需求猛增,Milbeaut ISP还推出了应用于安防领域的专用芯片产品。“Milbeaut Security ISP是专门针对高端安防监控应用的图像信号处理器,能为安防监控领域的厂商提供全套高端网络摄像机的参考方案,含系列可选智能视频分析算法,实现真正的超高清4K 30fps,全高清1080P 60fps。”路标表示。 图6. Milbeaut监控摄像头解决方案 第三代车载图形显示控制器GDC——支持百万高清3D全景和多屏液晶仪表方案 在图像显示处理领域,Socionext是当之无愧的王者,这可从其广受欢迎的Milbeaut ISP窥见一斑。而与之有着相同图形显示技术基因的汽车GDC则是全球汽车图形显示控制器领域的领导者,其产品广泛用于汽车中控信息显示、全景环视系统、多媒体娱乐影音系统、导航、虚拟仪表等领域。 “我们最新的第三代车载SoC Triton系列,主芯片MB86R20采用高性能Cortex A9双核CPU、2D和3D独立GPU、具有超强的运算能力和图形处理能力。具有6路全高清数字摄像头输入接口(每路支持200万像素、每秒30帧)和3路显示输出(最大支持1920×720分辨率)。”索喜科技(上海)有限公司市场与销售部-SoC解决方案高级经理周浩洋指出。 图7. 第三代车载SoC Triton系列功能框图 Socionext的车载3D多视角全景环视系统OMNIVIEW为全球首个真正意义上实现3D全景成像的行车辅助技术。其“带识别功能的360°全景百万像素3D成像系统”搭载世界领先的360°全景拼接算法,是具有渐进物体检测功能的ADAS系统。 OMNIVIEW能够同时实现从任意角度观察汽车周围情况和并减少视野盲区这两项功能。可用三维的方式并且无遗漏地向驾驶者传递汽车周围的危险情况。能够通过车载屏幕自由的观察整车360°影像,在行驶、倒车时可以获得更详尽的路面信息,这就减少了因为车辆死角造成的事故发生概率,尤其是在人口稠密、路况复杂的大城市,这一功能对于安全驾驶的帮助非常巨大。 另外,多屏液晶仪表方案Integrated HMI可实现不同驾驶场景选择最佳形式呈现,在促进人、车、环境和谐的同时,使驾驶更加顺畅,该方案帮助各个显示部分力求模块化和平台化,从而可大幅减少零部件数量,还可方便地推广应用到其他车型上。 实时4K——目前世界上第一款能支持4K H.265/HEVC硬编码的芯片 H.265/HEVC标准大行其道,不过能够真正实现H.265/HEVC编码的公司目前还凤毛麟角。 基于能实现实时4K 60P H.265/HEVC硬编码功能的处理芯片——MB86M31——是目前世界上第一款能支持4K H.265/HEVC硬编码的芯片。MB86M31芯片能实现高质量、高压缩率、低功耗的实时H.265/HEVC编码。 图8. MB86M31主要技术规格 图9. MB86M31内部框图 图10. M31评估板 图11. M31评估板框图 “除了能支持4K 60P H.265/HEVC编码,MB86M31芯片还可以同时支持多路高清、标清视频源的H.265/HEVC编码;支持4:2:0/4:2:2 8-bit/10-bit编码;并能支持多种输入、输出接口,如多路YUV并行数据接口、PCI-e、SPI等。MB86M31可以广泛应用于各种专业广播、头端设备中,也可用于互联网类IP/OTT视频处理、分发设备等。”索喜科技(上海)有限公司市场与销售部-SoC解决方案副经理黄纯华表示。

    时间:2015-04-13 关键词: 物联网 大数据 高清视频 智能汽车

  • 128GB microSD?4K摄影、3D游戏、高清视频应用推动移动设备高存储容量需求

     引言:随着手机等移动终端设备集成4K摄影、4K高清显示、3D投影/游戏等高端功能,个人终端产生的数据资料的信息量正以爆发式的速度在增长,这对存储容量的需求提出了挑战。基于此,江波龙近日推出的128GB高容量的microSDXC,相信对那些喜欢在手机等存储相片、下载视频、玩游戏的用户来说,绝对是非常喜人的。 正文: 手机等移动终端设备朝着集成上网、拍照/摄影、播放音乐、观看视频、玩游戏等越来越多功能,以及追求高像素、高清、3D显示等用户体验效果的方向发展,使得对数据资料存储空间的要求越来越高。两年前平均每个移动终端用户需要的随身存储的平均容量在8GB以内,如今达到了16GB/32GB,目前国产手机一般内置4GB内存,高端品牌如三星等则以16GB为主,然后再外置一颗8GB容量的mocroSD存储卡。从销售端来看,目前手持移动终端使用的SD卡(microSD卡)主要以8GB和16GB容量为主,4GB的则基本以手机配送的方式出现。追随着移动终端应用需求的发展,microSD卡的存储容量以每两年翻一倍的速度在增长,如今最大的容量已经从早期的32/64GB发展到现在的128GB的水平。 继SanDisk于MWC2014移动世界大会上发布全球首款128GB高速microSD存储卡后,深圳市江波龙电子有限公司近日也推出了其128GB microSDXC卡,这对喜欢在手机等手持移动设备里面存储相片、下载视频、玩游戏等应用的消费者来说,绝对是一重大好消息。 三大关键词:128GB高容量、两倍于64GB的存储速度、0.7mm内堆叠17层晶片 所有的电子设备都离不开存储(memory),存储产品的基本架构组成包含控制器和Flash两大部分,不过由于应用环境和协议接口的不同,memory的产品形态丰富,包括U盘、SD卡、嵌入式存储如eMMC、SSD等多种产品类型。其中microSD卡是经由全尺寸SD卡到mini SD卡逐步演进而来,主要被用于存储数据资料,其数据读取的时间频率相较承载系统运行的存储产品要低很多。 目前microSD的存储速率从SD1.1协议时的12MHz/S、SD2.0的25MHz/S发展到了SD3.0的104MHz/S,如今东芝还推出了存储速率达240MHz/S、支持SD 4.0协议的microSD产品,尽管该产品还没有与之相匹配的终端设备能够应用。控制器方面,目前成熟的生产制程为55nm,Flash从早期的SLC发展到MLC再到TLC,制程技术从三年前的32nm发展到了现在最新的16nm,手机应用端的数据文件如照片、音乐、视频等的备份和存储都可以用TLC来做。 此次江波龙推出的128GBmicroSD产品,支持SD3.0协议,采用19nm TLC闪存。一般64GB的microSD卡的写入速度为10MB/S,读取速度为30MB/S,而江波龙128GB microSD卡的写入速度为21MB/S,读取速度达65MB/S,基本上可以满足现有的摄影以及游戏的运行速度需求。 除了容量和存储速率的提升外,该产品最大的技术特色还在于它在0.7mm厚度内堆叠了17层晶片——1颗控制器、16颗Flash,这对加工工艺提出了非常高的要求,就现在的64GB MLC的microSD产品是没办法做到这么多层堆叠的。“microSD产品是一体成型的封装,首先需要将晶圆进行磨片,需要将每片晶圆控制在低于二分之一的头发丝厚度的范围,然后进行切割、贴片、邦定等,再进行逐层堆叠和打线,每一层都需要打二十几根线,总共有17层;其次是1颗非常小的控制器需要同时管理好16颗Flash,这是非常难做的。”该公司产品总监高威表示说,“在整个过程中,中间任何一颗晶片或者任何一根线出现问题,整颗产品就会报废。这种高水平的加工工艺现在只有台湾地区的加工厂有能力做。”目前该产品刚试样成功,预计到今年10月份将会正式发售。     手持设备丰富的功能应用,推动存储卡往高容量方向发展 不过目前支持外接如此高容量的microSD卡的手机并不多,当前只有今年上半年推出的几款新的手机如三星Galaxy S5/Note3、诺基亚Lumia 636/638等(都支持4K摄影功能,每分钟拍摄的数据量高达1GB),能够支持外接128GB高容量的microSD卡。但是后续随着手持移动设备功能的升级和进一步的丰富,届时128GB microSD卡将会被大规模采用。 “作为全球第二家、全国第一家生产这么大容量的microSD产品的厂商,江波龙对手持终端设备的发展和未来走向具有强烈的市场敏感度。”高威表示道,“未来手机不仅能够支持4K摄影、3D游戏、4K超高清显示等功能,它还将成为一个图片/视频等信息处理和游戏处理的中心,能够实现单一设备与用户之间更为舒适自然的交互体验。”如此一来,对手持移动终端设备存储空间的需求将实现翻番,如4K摄影一分钟拍摄的数据量基本上在1GB左右,半个小时就产生了30GB的数据量;一张手机上的照片像素从以前的1M发展到现在的9M多;手机作为一个终端的游戏处理中心,对屏幕的色彩帧度、画面像素的要求越来越高,每一款游戏内置的容量也会增大,4K画面像素的需求可能会使得游戏占用的存储空间从现在的2GB增长到8GB,裸眼3D游戏应用需要的容量至少是现有容量的一倍。现在的手机主流的内置16GB或32GB的存储空间根本就无法满足需求。128GB 甚至更高容量的microSD卡的推出,将会极大程度地解决用户存储空间不足的困扰。 “从今年上半年的销量来看,64GB microSD卡5、6月份的销量较1月份的销量增长了30%,高容量存储卡的需求会随着新的高性能的手机的推出而不断增大。结合手持设备的发展来看,128GB的应用相信在明后年就会有一定量的增长。”高威分析道。从价格的角度来看,当某一容量的SD产品价格达到3美金左右时,它将会成为主流应用产品。“目前16GB的批发价在5美金左右,8GB的在2.7美金上下,128GB的批发价大概在七八十美金范围,结合手持设备端发展和应用需求来看,128GB microSD要成为手机等移动端的主流应用,至少还需要三至五年的时间。”他表示说。 从手持移动终端设备的发展和个人随身携带的记忆体的应用场景,以及资讯产生量以每年呈几何式的速度在增长的趋势来看,不管memory的技术如何革新,整体的容量和市场需求是在不断增长的。“存储器会成为一个海量的数据存储中心,插卡记忆体、NAS、本地存储/云端存储等更多的是作为一个备份的功能。其中云端存储由于需要流量费用以及存在担忧隐私泄漏等问题,在国内市场将不会被消费者普遍接受,另外虽然memory的容量越来越大,但成本也在不断下滑,例如今年16GB的主流价格等于两年前8GB的价格——5块多美金,为此‘胖终端’的存储形式更适合国内市场的发展需求。”高威指出说。 由此可以明显看到,后续更高容量的存储卡也将会被推出,如江波龙就计划将于2015年第四季度至2016年第一季度期间推出256GB的microSD卡。同时存储器的发展也将会从单纯的数据记录、不断增加memory的容量发展到智能存储的阶段,厂商可帮助开发一些软件进行存储文件的分类、管理、重复帅选、智能删除等,让用户能够更简便、更智能地使用存储器。

    时间:2014-09-24 关键词: 移动设备 3d 高清视频 microsd 4k摄影

  • 5G:多种无线技术融合的智能化网络

     近30年来移动通信行业发展迅猛,从第一代模拟通信发展到以频分为主的数字语音通信,再发展到以码分多址为主的多业务3G,现在以OFDM核心技术为主的宽带4G已经到来。人们在享受移动通信带来的多彩生活的同时,开始展望2020年后的移动通信会发展成什么样,将为我们的生活带来哪些变化。 行业对5G的期待 回首移动通信1~4代的技术跨越和业务变迁,并结合现在用户对移动通信的期许和产业认识,我们对5G需要解决的问题和市场需求进行了初步的梳理,下面从网络架构、用户体验、业务发展三个方面来简要谈一下行业对未来5G的期待。 ——未来移动宽带网络的技术需求。 综合业界对未来移动通信的需求讨论,从网络需求的角度来看,如下一些需求比较明确。 大容量:容量提升是移动通信网络永远的追求。随着用户数、终端类型、大带宽业务的迅猛发展,业界预测未来10年移动通信网络容量将增加1000倍。要实现这么大的网络容量是个艰巨的挑战,需要从网络架构、基站形态、空口创新、频谱扩展、终端创新等各个方面进行全方位的考虑。 多网融合:未来移动网络将在支撑现有移动业务的基础上,支持更多的细分业务,如可靠通信、MTC、V2V等,从移动网络的发展历程来看,未来的5G网络很难做到一种技术、一种架构实现全覆盖,多种技术融合、多种架构融合是必然的趋势,未来5G网络在现有2G/3G/4G/WiFi等融合的基础上,会进一步包容更多的技术和架构。 IT化、智能化、云化:移动业务、用户的多样性催生了网络的多样性,随着未来无线技术的发展,如何在多样性的基础上尽可能实现统一化成为重要的课题。从目前技术发展来看,未来移动宽带网络将在架构上逐步引入IT化、云化的网络架构,通过软件可定义的方式来实现同一网元自由适配各种无线网络。 易部署和运营:工程便捷性是技术成功商用的基础,未来的移动网络将最大限度地适应各种场景、各种业务应用,网络的多元化、网元的多元化是必然趋势,怎样保证各种解决方案的部署、维护的便捷性是不可或缺的关键要素。 能源与成本效率:绿色节能是全球各国各行业的战略要求,移动通信网络的能源消耗惊人,业界现在普遍的观点是未来5G的每bit能源消耗至少要比现在降低10倍,终端的电池待机时间比现在增加10倍。 ——未来移动网络的用户体验需求。 用户需求是技术发展最直接的驱动力。随着移动宽带的业务发展,用户对业务的要求也越来越高。 更高的数据速率:单用户业务速率提升是最为明显的业务驱动要素,随着高清视频、虚拟办公、3D虚拟现实、可佩戴移动多媒体设备的出现,单用户移动业务速率将达到1Gbps,甚至有些特色场景需要能够具备支持10Gbps的能力。 更低的时延:现在普通的业务时延大约在10ms~50ms不等,未来随着可靠通信、V2V等新兴业务的出现,普遍要求业务时延要小于5ms,对于车联网、智能电网等高要求的场景,甚至要求时延要低于1ms。 无所不在的覆盖:网络覆盖是移动通信的关键需求,未来移动通信网络覆盖应该是遍布用户需要的任何地方,现阶段一些场景移动覆盖薄弱的问题在5G时代需要全面解决,例如:室内覆盖、边远地区覆盖和远洋覆盖等等。 更好的移动性:便捷移动是移动通信最大的特点,现在4G通信基本上可以满足300km/h左右的移动覆盖要求,未来5G技术需要实现高达450km/h的高速移动环境下的高速移动通信。另外类似的移动自组织基站和快速车联网等特殊移动性需求也逐渐出现。 ——未来移动网络的新兴业务需求。 业务需求是技术发展的核心驱动力。随着移动通信的高速发展,很多新兴的业务蓬勃发展,也直接驱动了技术进步,从未来5G业务需求来看,常规移动业务之外的大量新兴业务急需5G技术实现突破。 海量链接类业务:现在移动通信网络的终端容量在50亿左右,业界普遍的认识是未来5G时代终端量将至少是现在的10倍,达到500亿以上。从终端的类型来看,除了现在的常规终端和蓬勃发展的智能终端外,可穿戴智能终端、海量物联网终端、车联网终端以及支持D2D通信的终端将会成为500亿连接的重要组成部分。未来网络需要以最优的方案来支撑海量的终端链接。 业务多元化:未来5G网络是一个多业务融合的大平台,多元的业务带来业务模型的复杂化,有些业务要求超高带宽,有些业务关注实时性,有些仅仅是海量小数据应用,还有些是紧急灾难应急应用。这些性能要求不一的业务需要未来5G网络来承载,怎样来满足这些多元化的需求是业界面临的重要课题。 总体来看,未来5G网络需要支持更快的速度、更低的时延、更多的业务、海量的终端,能够覆盖到有需求的任何地方,是一个融合现在所有无线技术、容量、性能按需分配,高度智能化的综合接入网络。 中兴通讯5G研究进展 眼下,5G研究还处于起步阶段,大家对5G的认识也还比较笼统,关注的焦点以未来5G用户需求、场景分析和可能的技术发展方向为主。总体来看,未来5G关注点集中在大容量、低时延以及多业务支持上,其中尤以1000倍容量提升最受业界关注,在时延和多业务支持方面,现有的技术能够给予一定的支撑,如何更好地完善空口技术,使得未来5G网络能够比现有的移动网络更好地实现融合也是一个方向。 中兴通讯认为,5G的主要研究方向包括:更多的频谱,更多有效的空口通道,更高的频谱效率,超密组网Dense Cell。 对于5G网络而言,中兴通讯认为演进可能大于革命,后4G时代技术的发展应该都可以纳入5G的研究范畴,未来的5G网络应该是在现有技术的基础上,更多地关注技术融合和用户体验,并不断地借鉴和吸纳IEEE无线接入技术、IT技术等成果,真正实现智能融合的ICT移动通信网络大平台的理念。 基于中兴通讯对未来5G长期的思考和研究,从实际应用的角度来看,Cloud NF网络架构云化、Cloud Radio协同组网和SDA多业务空口自适配会是未来5G网络发展的主线。其中网络架构云化是以NFV方式云化核心网和控制器等网元,实现网元硬件系统统一和功能软件化;而针对未来的5G网络与现有移动网络的统一和融合,中兴通讯超前的Cloud Radio解决方案可以很好地支持移动网络向未来5G演进,方案支持各种组网架构、支持集中和分布式协同处理;而针对未来5G可能需要为了支持多种不同特性的业务需要进行空口改进,中兴通讯率先提出软件定义空口的理念SDA并进行深入研究,该方案可以很好地实现多种不同特性业务的空口自适配,以方便一个网络、一套网元来满足未来多样化业务最优适配的要求。 5G的定位是多样的,首先要满足2020年以后数据流量迅猛增长的需求,其次需要在各种多样化的场景中做到足够优化,例如:大量小基站、M2M、MTC、backhaul等等。这些场景与目前的宏覆盖场景有很大的区别,例如部分场景要求海量的终端接入,部分场景可能要求3D高清智能终端大数据量和良好的移动性,部分场景要求极低功耗,智能电网又要求较低的传输延迟和更高可靠性,因而单一的无线接入技术难以同时满足以上多样化的需求,5G接入技术不仅包含已有的3G和4G技术,还应该包含为特定业务类型定制的高效空中接口技术。 基于对通信行业深刻的理解,ZTE早在2009年就提出了软空口的理念,即接入侧采用统一的硬件架构,对同样的空口进行整体框架规划,通过软件编程,更改参数,实现针对不同场景的特定空口。软空口技术既可支持成熟的2G、3G或4G接入技术,也非常适合于向5G的演进。 ZTE在5G研究方面已经取得了可喜的进展,在超宽带射频技术领域实现了新突破,已推出多模软基带芯片,正在开展SDA相关技术研究,Cloud Radio方案成功商用,是满足未来移动网络需求的“准5G方案”,还成功推出了Cloud NF原型机。 * * * 移动通信技术是社会发展重要的推动力,现在业界正在开展针对未来5G移动通信技术的研究,相关的需求和技术方向研究也处于摸索阶段。中兴通讯认为,未来的5G可能不再像以往一样以一个全新的跨代性的技术作为区分点,5G研究将以关注用户需求和方案的场景适配为出发点,它将是一个多种无线技术融合的智能化的网络,自动根据用户和业务需求进行场景定义和业务适配。 中兴通讯凭借多年的技术积累和长期的网络实践,针对未来5G发展提出了网络架构云化、Cloud Radio协同组网和SDA多业务空口自适配的技术理念,相关理念和方案的研究工作已经逐步展开。未来5G无论采取何种新的技术,中兴通讯提出的SDA、Cloud Radio、Cloud NF框架解决方案均能很好地给予支持。 未来5G是个开放的生态系统,它必将为我们的生活带来多彩的体验。中兴通讯在通信产业耕耘多年,技术积累深厚、商用经验丰富,正在和产业界多方紧密合作,共同为未来5G更好地发展做出贡献。

    时间:2014-08-07 关键词: 无线技术 5G 高清视频 nfv 云化

  • Intersil HD-SDI发射器和接收器  实现从模拟到高清视频过渡

    Intersil HD-SDI发射器和接收器 实现从模拟到高清视频过渡

    21ic讯 Intersil公司宣布,推出采用VC-2标准的DIRAC压缩技术的TW6872 HD-SDI视频发射器和TW6874 HD-SDI四路接收器,这是一款帮助在更长电缆距离上实现画面完美、无延迟视频传输的端到端的解决方案。这些新产品符合SMPTE(美国电影电视工程师协会)有关标清(SD)、高清(HD)和3G串行数字传输的各项标准,并提供前所未有的集成度,有助于降低视频监控摄像机、工业摄像机、数字视频记录仪(DVR)以及视频混合器和交换机的系统成本。 HD-SDI在安防和工业市场上的使用一直受到电缆距离和电缆基础设施的高成本的限制。TW6872三频段HD-SDI视频发射器和TW6874四路HD-SDI视频接收器提供高清质量的所有优点而无需昂贵的电缆升级。TW6872/4器件在实际使用中运行稳定,其采用基于SMPTE VC-2的DIRAC压缩技术,使高清视频能够在SD-SDI电缆上传输300米以上的距离。 TW6872/4器件采用最新标准和Intersil的创新电路架构,其固有特性可帮助实现高质量、画面完美和无延迟的视频及更长传输距离。TW6872发射器包含低抖动计时钟(0.09 UIpp)功能和带有预加重功能的集成电缆驱动器,能够增强输出信号跃迁,帮助实现优异的传输距离。TW6874接收器包含自适应均衡器,可补偿取决于频率的电缆衰减,与TW6872或其他HD-SDI发射器一起提供优异的传输距离。 TW6872和TW6874器件的高集成度可帮助摄像机制造商降低开发及制造成本,以便更经济地将高清摄像机带向市场。TW6872视频发射器集成模拟与数字音频输入,可避免对外置模/数转换器的需要。集成电缆驱动器可帮助延长电缆距离和减少对起补偿作用的外部元件的需要。内置PRBS测试码型发生器代替了通常在摄像机制造与安装期间需要的最贵测试设备。TW6874接收器的视频增强特性允许DVR自动调整亮度、颜色、对比度和饱和度。 “HD-SDI标准在市场上一直受到HD-SDI器件的成本和在传输高清视频数据时需要使用昂贵电缆的因素限制”,Intersil公司特种产品高级副总裁Susan Hardman表示,“TW6872/4端到端解决方案以两倍于典型HD-SDI解决方案的距离提供高清质量,并通过允许在升级时使用现有电缆或者在新安装中使用较低成本电缆为客户节约更多的成本。” 特性和规格 · 即插即用互操作性 o 符合SMPTE 259M、292和424标准,支持行业范围内的互操作性 o HDcctv联盟1.0版SR标准 · 工作频段:270 MHz、1.5 Gbps、3.0 Gbps · 更长传输距离: o TW6872发射器:支持低抖动计时和对HD-SDI传输的预加重以及无延迟、视觉无损Dirac压缩,从而将高清数据精简至SD-SDI数据速率(270MHz) o TW6874四路接收器:集成电缆补偿–3C2V、RG59、RG6电缆;300米(使用RG-59电缆)和180米(使用3C2V电缆)传输码流的Dirac解码 · 音频支持: o TW6872发射器:支持立体声模拟音频输入或IIS数字视频输入,插入SDI数据码流传输。 o TW6874接收器:支持5路模拟音频、4路SDI数字音频输入,1路IIS输出,支持音频级联。 供货 TW6872 HD-SDI视频发射器现已供货,产品采用LQFN76(9x9mm)封装,单价7.00美元,1,000件起订。评估平台TW6872-NA1-CR-EVALZ也已供货,价格995美元。TW6874发射器正在进行样品试制,将于第三季度供货,产品单价22美元,1,000件起订。TW6874-NA1-CR-EVALZ评估板现已供货,价格995美元。

    时间:2014-06-26 关键词: intersil hd-sdi 高清视频 视频发射器

  • 基于FPGA多路机载冗余图像处理系统的设计与实现

     摘要:采用以FPGA作为核心处理器,实现了对多路DVI视频冗余信号的解码、编码、实时处理以及输出显示,并且信号通道增加冗余设计,因而加强了系统的稳定性和可靠性。电路设计简洁,具有较强的灵活性和扩展性。通过实际测试结果表明,系统能够流畅地对1 600x1 200分辨率,60 Hz刷新率,24位真彩色的高清视频进行实时处理,其系统可靠、稳定,实用性强。 0 引言 DVI(数字视频接口)是当前数字显示领域研究和应用的热点,面向DVI输出的视频处理技术不仅解决了显示器高分辨率、高刷新率等问题,而且提高了稳定性和显示性能,并进一步降低了平板显示器的成本。因此,面向DVI输出的视频控制器的研究具有十分重要的现实意义。 根据DVI标准,一条TMDS通道可以达到165 MHz的工作频率和10 b接口,也就是可以提供1.65 Gb/s的带宽,这足以应付1 920x1 080@60 Hz(23寸LCD)的显示要求。另外,为了扩充兼容性,DVI还可以使用第二条TMDS通道,这样其带宽将会超过3 Gb/s。也正是由于其较高的带宽优势,目前DVI已经成为了IT业界最具前途的规范。 DVI具有支持高带宽数据传输和高清晰图像显示的优点。模拟视频的显示是通过数字到模拟到数字的转化实现的,而DVI接口无需进行这些转换,直接数字到数字,避免了信号转换而带来的图像质量损失,使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。基于以上优点,DVI接口被广泛应用于航空、航天等领域。 1 总体方案设计 1.1 总体方案原理框图 用户输入4路DVI信号,然后根据输入信号特性进行选择,将视频信号实时显示在液晶屏上。另外,将实时显示的图像回送给记录仪,此时记录仪实时记录当前的信息以及故障信息,确保在全任务阶段图像显示的正确性。根据设计要求,选择Altera公司生产的FPGA芯片EP2S30 F1020I4为主控芯片,配置芯片选用EPCS16SI16N。利用FPGA内部丰富的逻辑资源和强大的IP核,配以相应的外部电路,构建出一个灵活、简洁、可靠的机载视频图形处理系统的嵌入式硬件模块。其总体方案原理框图如图1所示。 1.2 DVI编解码设计 在很多设计中,设计人员为了方便,简化电路,可能不会增加均衡器,对输入信号不进行处理。从而在后期的产品试验过程中,很容易就会出现信号显示质量差,兼容性差的缺陷,导致整个产品重新设计或整改,延缓了产品交货进度。根据用户输入的视频特性,本文采用均衡器+DVI编、解码器的方式,对输入、输出信号进行转换处理。这样处理有如下优点:传输距离较长,信号干扰小;外围电路简单,设计灵活、可靠;系统速度快、灵活性强、功能可扩展,系统兼容性好。 在本系统中,选用TI公司生产的均衡器DS16EV5110,该器件具有功耗低、体积小、外围电路简单等特点。另外,DVI编解码芯片选用TI公司生产的芯片TFP401和TFP410,同样具有功耗低、体积小、外围电路简单等特点。该器件控制引脚直接连接至FPGA,可以很好控制这些器件的工作状态,以便减小功耗。并且,整个FPGA内部逻辑控制简单、可靠。 在硬件电路设计中,还需要考虑高频特性对信号的影响。整个系统显示的分辨率为1 600x1 200@60Hz,信号位为真彩色24 b,采用奇偶方式,参考时钟162 MHz,DVI编码时钟为10×162 MHz=1.62 GHz,其编码码元理论宽度仅为t=1/1.62 Hz=0.62 ns,则码元的最大变化时间应在0.62/4=0.16 ns之内。考虑数据传输的可靠性和稳定性,采用双像素传输,可以大大降低信号采样频率。此外,还要考虑到PCB布局地线的完整性和供电去耦特性。其编解码芯片混合信号的供电参考电路如图2所示。 2 SDRAM视频缓存设计 2.1 SDRAM选择依据 整个系统显示的分辨率为1 600x1 200@60 Hz,信号位为真彩色24 b,则一帧图像所需需要存储的容量C=1 600×1 200×24=46 080 000 b≈47 Mb;考虑到SDRAM乒乓操作和容量等问题,选用MICRO公司生产的容量为128M的MT48LC4M3282TG-6器件,速度等级6,时钟频率达到166 MHz。该器件具有32根数据线和12根地址线,还有一些控制线。通过在FPGA内部搭建逻辑控制单元,可以很好的控制SDRAM视频信号的翻转等操作。 2.2 FPGA内部原理逻辑框图 FPGA内部原理逻辑框图如图3所示。 2.2.1 FPGA内部逻辑功能介绍 (1)信号输入模块 这部分的主要功能是接收外部输入的视频信号,增强输入信号的驱动能力,为信号的后续处理做准备。其用Verilog语言实现的逻辑代码如下所示: (2)数据流选择模块 根据需要选择两路输入视频信号中的一路进行输出。 (3)SDRAM乒乓操作和控制模块 由于SDRAM乒乓操作具有节省缓冲区空间、流水线式算法以及低速模块处理高速数据流的特点。因此,本设计采用乒乓操作SDRAM。 SDRAM作为整个图像处理系统的缓存,起着至关重要的作用。它将外部输入的图像按帧存入SDRAM中,然后按帧将图像数据送到外部继续处理。FPGA的控制逻辑所需要完成的功能有:接收来自外部的图像数据,并进行缓冲和数据重组,产生符合SDRAM控制器位宽的数据信号;产生对SDRAM的读、写命令和地址,并将它们寄存在FIFO中,随时供SDRAM控制器提取。因此,系统需要一个地址产生逻辑;对SDRAM进行直接控制,将用户产生的地址命令进行解析,产生读/写、刷新等一系列操作,对SDRAM发出的各种命令要符合特定的时序要求。在上电的时候还必须完成对SDRAM的初始化工作;建立用户与SDRAM的数据通道,在SDRAM和用户接口之间传递需要写入或者读出的数据,并且调整对应读/写操作的DQS信号时序,使其满足SDRAM的要求;缓存从SDRAM中读出的数据,由于直接读出的速度非常高,直接处理会对后端产生很大的压力。因此,需要进行缓存之后才送到后续处理。 (4)输出时序生成模块 这部分模块的主要功能是对SDRAM进行操作,生成需要的视频时序信号以及生成驱动液晶屏的视频信号。 2.2.2 SDRAM操作 为了满足前后端数据流匹配,并实时发送,这里采用了SDRAM读写交替进行的读写方式。 SDRAM读到写时序图如图4所示。写入和读出操作的发起是由行激活命令开始的,命令为10011,发起的同时sdram_addr送入列地址,发起写入读出命令时送入行地址。写入命令与数据同步,读出命令在发出后潜伏期时间后送出数据到端口,sdram_data为SDRAM的输入输出数据端口。预冲方式采用了自动预冲,即在发起读写命令时将地址位A10置高就可以在读写操作后SDRAM内部自动进行预冲操作,不需要发出额外命令,自动预冲占用4个时钟周期。 3 仿真分析以及测试结果 读写操作交替进行仿真图如图5所示。图5中包含了两个写入操作,一个读取操作。 SDRAM在完成读写操作的同时还需要完成每64 ms全行(4 096行)自动刷新操作,为所有行进行充电,不然就会导致SDRAM内的数据丢失。自动刷新时序图如图6所示。这里将自动刷新操作穿插在读写当中,经计算为15μs需进行一次自动刷新操作,通过一个计数器每15μs发起一次自动刷新请求,程序检测到自动刷新操作请求后进行自动刷新操作然后再进行读写操作,自动刷新操作占用10个时钟周期。图7为写和读之间穿插了一次自动刷新操作,操作命令为10001。 测试结果证明,该缓存系统实现了预定功能,可以对视频数据进行更方便的操作与管理。SDRAM操作前与操作后图形效果对比如图8所示。 4 结语 本文介绍了某机载实时冗余视频图形处理系统的硬件电路设计方案,该系统利用FPGA设计结构化状态机实现对SDRAM的控制,完成了对数据的缓存设计,实现了对多路DVI视频冗余信号的解码、编码、实时处理以及输出显示。该系统电路设计简洁,具有速度快、可靠性高、灵活性强和功能可扩展等优点。并且,由于信号通道增加冗余设计,因而加强了系统显示的稳定性和可靠性。本系统已经投入使用,其性能可靠、稳定,实用性强。该方法值得推广。

    时间:2014-01-30 关键词: dvi 缓存 高清视频 真彩色 冗余设计

  • 高清视频监控FPGA应用迅速打开 未来需更低功耗与成本

    我们知道,通信领域历来是FPGA应用的传统主流市场,也是业界领先FPGA厂商倾力争夺的大市场。但是从2009年开始,随着百万像素高清标准(720p及1080p)在视频监控领域从小众走向主流,FPGA应用迎来了又一个广阔的市场空间。 FPGA视频监控应用迅速打开 以全国“平安城市”项目为代表的大量高清视频监控需求的高速增长,以及当时高清摄像机所必须的ISP芯片ASIC/ASSP还不成熟,给FPGA留出了施展其可编程优势的空间和舞台。 在2009年之前,视频监控还处于标清(D1分辨率,40万像素)时代,摄像机使用的图像信号处理(Image Signal Processing,简称ISP)芯片,基本被索尼公司推出的一代又一代ASIC芯片组所垄断。高清监控需求的崛起,改变了这种局面,也给FPGA打造了宽阔的施展平台。所以说,FPGA在视频监控领域的应用,是随着高清视频监控系统的兴起而打开的。具有代表性的是,由于2010年上海世博会的召开,上海浦东世博会高清监控项目,需安装的高清CCD IP摄像机达到1万多台。在每台摄像机中,都需使用FPGA芯片。 FPGA在视频监控领域的应用空间就此被迅速打开,其主要原因是以全国“平安城市”项目为代表的大量高清视频监控需求的高速增长,以及当时高清摄像机所必须的ISP芯片ASIC/ASSP还不成熟,给FPGA留出了施展其可编程优势的空间和舞台。这是FPGA蚕食ASIC市场的一个典型事例。 总体来说,FPGA在视频监控系统中的主流应用包括: 一是用于高清摄像机的大运算量图像处理。这包括与常用摄像机SoC ASIC所集成的图像处理硬核相比,在功能和性能方面进行了差异化增强(例如去雾、防抖、图像非一致性校正等)的ISP设计、视频智能分析算法等。 二是CCD时序驱动信号生成。使用不同厂家的CCD图像传感器,需要设计不同的CCD驱动时序信号。 三是用于视频监控中心的高清数字视频矩阵切换和光纤视频通道接入。 灵活性与高密度运算是强项 FPGA可大规模并行的高密度运算、逻辑可编程的灵活性、超高带宽数据互连和可为内部提供高达4GBps以上的数据传输带宽使其具备无可替代的优势。 随着高清IP摄像机的不断成熟和快速普及,大量功能全面、性能优秀,同时嵌入了ISP、H.264视频编码、高性能ARM处理器和以太网接口的摄像机单芯片SoC ASIC方案,在监控市场上大量涌现。这些SoC供应商包括TI、海思、NXP等等。这些单芯片SoC ASIC凭借低成本、低功耗的明显优势,使FPGA在ISP领域的应用范围大幅缩小。这种情况一直持续到2012年下半年,在高清CMOS IP摄像机产品中尤为明显。 与这种趋势相抗衡的是,第一,对于高清CCD摄像机,FPGA的地位仍然不可动摇。由于驱动CCD图像传感器的时序信号具有自定义和灵活性的要求,FPGA不可缺少。 第二,视频监控领域的智能化趋势将大力推进FPGA在此领域的深入应用。高清视频监控应用,其数字化和网络化已逐渐成熟,现在正在向智能化快速迈进。高清IP摄像机的智能化,提出了包括各种人、物体和文字的检测、识别和提取,目标行为分析和统计等等需求,都需要巨大的运算量。由于安防系统对关键事件的快速发现和响应的高要求,这些运算都必须在短时间内完成。单位时间内的高密度运算,正是FPGA的强项所在。 在视频监控领域,FPGA用来战胜ASIC或者SoC所依靠的优势主要有: 第一,可大规模并行的高密度运算; 第二,逻辑可编程的灵活性; 第三,大量3.125Gbps或以上高速SERDES的超高带宽数据互连; 第四,嵌入了ARM A9处理器的FPGA,可以为其内部CPU和FPGA逻辑之间提供高达4GBps或以上的数据传输带宽。 在视频监控这个FPGA的新兴市场,FPGA和ASIC/ASSP两种方案,依然是共存的,且竞争依旧激烈。从本质上看,两种方案都是凭借自己有别于对方的技术特色,取得竞争优势。 与ASIC相比,FPGA的功耗偏大、成本偏高的短板也是明显的。只是,随着半导体工艺的不断推陈出新,这些短板也在持续改进之中,我们需要以发展、变化的眼光去看待。 从宏观上看,随着半导体工艺的不断进步,与ASIC方案相比,FPGA的发展优势将越来越明显,成长空间也广阔。因为FPGA保持着两个根本优势: 第一,FPGA总是可以基于最新的半导体工艺进步,实现跨入下一代的升级。这是许多ASIC方案无法实现的。因为不断使用最新半导体工艺开发芯片,意味着开发阶段的投片成本以几何级数增加,这要求每一个以新工艺开发的ASIC项目,其市场销量也需要比上一代成倍增加,如此一来,能够持续与FPGA竞争、持续使用新工艺开发的ASIC项目只会越来越少。观察FPGA我们看到,由于FPGA是通用的可编程芯片,每次开发出新一代的FPGA,其投片费用其实是由全世界的FPGA用户分担的,所以在持续使用半导体新工艺方面没有障碍。 第二,由于FPGA的升级换代可以与半导体新工艺的发展同步,这给予了FPGA在性能、功耗等方面持续提升的空间,也给FPGA在性价比方面超越ASIC提供了可能。诚然,在不断演进的过程中,FPGA的成本下降趋势可能会逐步放缓或进入平台区。 基于FPGA的以上优势,我们有理由对FPGA的未来发展空间充满信心。 未来需更低功耗与成本 未来视频监控系统必将变得越来越复杂,对FPGA提出的要求基本方向没有改变,即更强的运算性能和IO带宽、更低的功耗、更低的成本。 当前的视频监控应用,对FPGA器件性能提出了更高的要求,包括: 一是更高的系统时钟频率。对于处理1080p分辨率、帧率为50fps/60fps的视频,FPGA硬件流水线的系统时钟至少需运行在148.5MHz或以上。还需要FPGA提供160MHz或以上的系统最高主频。 二是FPGA需经常承担单位时间内基于视频帧的高密度数据运算。不同的算法所需要读取的参考帧数量不同。这些高清视频帧数据的快速访问,需要FPGA提供足够大的DDR SDRAM读写有效带宽。每增加1帧1080p/50的YUV422数据读取,需DDR SDRAM控制器增加210MBps的有效带宽。还需要FPGA提供支持64-bit外部总线位宽,访问速率达到1066Mbps或以上的DDR3 SDRAM控制器硬核。 三是视频处理算法FPGA逻辑经常出现子模块的数据互连关系较为复杂,消耗的布线资源较多,而且产品成本的压力要求芯片内逻辑利用率很高,这些都要求FPGA在资源占用很满的情况下,具有较高的布通率。 未来视频监控系统必将变得越来越复杂,对FPGA提出的要求基本方向没有改变,即更强的运算性能和IO带宽、更低的功耗、更低的成本。 视频监控产品的价格定位,是在专用工业设备和消费电子产品之间,并且逐步向消费电子产品的价格区间靠近。所以,产品的成本压力是很大的。 对于摄像机产品,往往外观尺寸都较为小巧。此外,由于摄像机产品经常被安装在公路边、厂区、野外等露天场所,温度环境较为严酷。所以,为了达到较高的使用寿命和可靠性,对于产品内部IC的功耗也有严格要求,需尽量选用低功耗的芯片。 基于此,FPGA厂商在提高FPGA逻辑布通率方面就需要有大幅改进。现在,业界主流FPGA厂商Xilinx和Altera公司相继推出了基于C语言开发FPGA硬件逻辑的开发工具HLS(High Level Synthesis)和Open-CL,这将使开发FPGA算法逻辑的开发时间大幅缩短,仿真和调试效率大幅提高,最终也将大幅提高生产力。但是,软件或硬件工程师要充分掌握这些基于高级语言的硬件逻辑开发工具并非易事,他们需要对这些编译器硬件逻辑综合策略、FPGA硬件架构、FPGA设计理念等有充分的理解。海康威视公司作为一家视频监控领域的先进厂商,在把中低端产品做好做精的同时,将高端产品相对竞争对手实现差异化,在功能或性能上领先业界。 基于对FPGA相对优势的分析,FPGA更适合用于以下产品:智能交通摄像机、视音频光端机、视频综合平台等细分市场。

    时间:2013-06-18 关键词: FPGA 低功耗 监控 高清视频

  • 意法半导体机顶盒采用新标准 加速高清视频普及化

    为期三天的CCBN在3月23日告一段落,这场盛大的展会由六百多个展台,数千家参展单位组成。而致力于数字家庭、娱乐领域前沿技术研发和创新的意法半导体也在其中。 意法半导体在期间的会议中介绍了公司在过去一年中取得的成绩和未来意法半导体发展战略和大方向。对意法半导体在智能家居,也是CCBN的展出主题,尤其是意法半导体在机顶盒市场方面的计划也都在会议中展开了叙述。 意法半导体执行副总裁兼大中华及南亚区总裁纪衡华先生 意法半导体执行副总裁兼大中华及南亚区总裁纪衡华先生接着向记者介绍:“印度、中国,甚至东盟国家,有一些比如电能表、机顶盒等关键的应用市场,在数字消费领域,机顶盒是最大的。”在中国已经有了一些关键的客户,从基础性的机顶盒到高端的解决方案都加以涵盖。在印度、中国、印度尼西亚之间,随着模拟向数字技术的快速转变,机顶盒得到大量的部署。在大中华和南亚区,去年机顶盒装机量超过8000万台,预测2013年这个数字会接近一亿台。 意法半导体执行副总裁兼数字融合事业部总经理Gian Luca Bertino先生 随着手机、平板灯便携式个人娱乐设备的不断增多,我们通过标准模拟接口把这些便携式设备连接到高清电视时,影响质量一般都会下降,并且还有视频格式的兼容性问题。MHL 技术就是一种影音接口标准,可利用一条电缆通过电视上的标准 HDMI 输入端口,将便携式消费电子装置连接到高清电视。并且MHL技术能够支持多中格式的信号,在传输过程中省去了电视解压缩的环节,质量也不收到任何损耗。而意法半导体在今年CCBN上展示的机顶盒和网关产品中,也展示了不少支持MHL标准的产品。 意法半导体执行副总裁兼数字融合事业部总经理Gian Luca Bertino先生对记者表示:“手机制造商推动了这一点,不是所有的电视都能够支持MHL标准。但是在机顶盒中,可以在电视方面或者手机方面实现,用这样机顶盒的话会更合理的,这里会有MHL界面的演变,并且发展也很快,特别是在高清上。所以我们强调一种比如可以在一个线缆中有数据、有视频,有音频的技术,我们觉得这个技术在电视上也会有很多的衍变,而且会有进一步的演变,一直演变到高清,因为MHL目前为止还不支持高清,所以要把它演变到2.0。我们会支持2.0这个标准,再有相关的应用能够覆盖高清等等。而我们也在朝着这样的方向发展。” 意法半导体智能家居解决方案

    时间:2013-03-29 关键词: 新标准 半导体 机顶盒 技术专访 高清视频

  • 透析高清视频监控系统的理想与现实之争

    随着安防网络化时代的到来,视频监控发生了根本性的改变。从模拟到数字,从数字到网络,从网络到高清,循序渐进的推动着视频监控系统的变革。然而,现实中,高清监控真的已经大行其道,广为流行了吗?其实不然。 自近几年“高清”的概念在视频监控行业火热以来,越多来越多的厂商开始推出“高清”化的产品。然而,透过市场上品类繁多的“高清产品”背后,我们发现,视频监控的“高清化”应用并不很如意。有很多产品对“高清”的指标理解不一,表现效果也是千差万别。人们对“高清”概念理解的混乱,让高清监控从理想跨入现实增加了难度。 “高清”概念的混淆不一 目前,市场上出现了许多“高清”摄像机产品,许多厂商纷纷标榜自己的摄像机的清晰度很高,可以达到百万像素或是540线以上。乍一看,如此之多的产品实现了高清,应该是一件欢欣雀跃的事情,但仔细观察,顿时让人头脑混沌,对“高清”到底是什么反而拿捏不准。那么,何为“高清”呢?众多摄像机厂商宣称的“高清”和真正的视频监控“高清”到底是一回事吗?带着这样的疑问,我们开始了此次揭秘“高清”与“伪高清”的调查。 模拟与IP摄像机的“高清”区别 市场上很多厂商都说“高清”,其实是把模拟摄像机的高清晰度和IP摄像机的高分辨率混淆,他们的衡量标准并不一致。据松下电器(中国)有限公司系统解决方案营销公司市场策划课课长关口裕介绍,模拟“高清”实际上是高清晰度的简写,目前市场上普遍说高清模拟摄像机指的是540线水平清晰度的产品。松下推出的SD5代产品达到650线水平清晰度,在单CCD的摄像机产品中,已经达到了模拟摄像机的极限。 IP摄像机则不同,理论上来说它的清晰度上限没有限制,而衡量IP监控摄像机清晰度的标准和广播电视行业的标准一致,其中,标清分辨率为852×480;高清分辨率为1280×720;全高清分辨率为1920×1080。IP监控摄像机清晰度的标准就像我们拍的照片,高分辨率的照片图像放大后依然清楚,而低分辨率的照片放大后就很模糊。从表1中我们可以看到标清、准高清和高清各种形态不同分辨率所对应的像素数,对了解像素分辨率和像素数有很大的帮助。 百万像素并不等于高清 安讯士中国区大客户销售总监李自明告诉记者,百万像素就是高清,而且像素越高越好这是一个概念上的误区。真正的高清视频监控或者说高清IP摄像机是具备HDTV标识的,并且符合SMPTE(美国电影电视工程师协会)标准的IP摄像机。其中,高清IP摄像机的分辨率必须要达到1080i或者720p,并且在高分辨率下,16:9的显示模式下可以达到全帧速。 据了解,美国电影电视工程师协会(SMPTE)定义的两个HDTV标准是SMPTE296M和SMPTE274M。SMPTE296M(HDTV720P)定义的分辨率为1280×720像素,16:9格式的高保真色彩,15/30Hz顺序扫描频率,即每秒25-30帧,根据具体国家而定,还支持30/60Hz扫描频率,即每秒50/60帧。 SMPTE274M(HDTV1080)定义的分辨率是1920×1080像素,16:9格式的高保真色彩,使用25/30Hz和50/60Hz的交错或顺序扫描频率。符合SMPTE标准的摄像机即遵从HDTV质量,并应提供HDTV的所有分辨率、色彩保真度和帧速率优点。所以,单纯追求的高分辨率并非就能提供高品质的高清视频图像。 从表2可以看出,标准的高清更适合安防监控,所以高清化是视频监控的基础。目前,根据美国电影电视工程师协会(SMPTE)、国际电联(ITU)和我国国家广电的相关定义,真正的高清视频格式目前主要有三种:720P(1280×720分辨率,16:9宽屏显示,逐行扫描/60Hz);1080i(1920×1080分辨率,16:9宽屏显示,隔行扫描/60Hz);1080P(1920×1080分辨率,16:9宽屏显示,逐行扫描/60Hz)。其中,1080P是最高等级的高清视频清晰度标准。 高清监控需要“统一行动” 随着互联网的发展,网络化的普及,在监控领域中高清化越来越成为人们生活中不可或缺的一部分,而且趋势非常明显。高清监控因网络而生。没有网络监控的普及难以实现高清的图像存储和传输,网络也赋予高清监控系统鲜明的特征。 在视频会议领域,自2006年LifeSize推出业内第一款720P产品,到后来科达推出业内第一款1080P产品,高清早已获得应用,并已成为目前的主力市场。而在视频监控领域,受各种因素的影响,高清才刚刚起步,而网络化的到来正在推动这一进程。 虽然有很多企业都在宣传高清网络监控系统,但百万像素高清网络摄像机及其配套产品目前还是新兴产品,很多用户都不清楚高清到底是什么效果。这也难怪让用户在高清网络监控的应用上存有疑虑,如:高清网络摄像机会不会不稳定、成本会不会比模拟设备高很多、带宽投入是否要成倍增加、数据量增加存储怎么解决、高清怎么显示监看、有什么样的平台来集中管理等等。 前端高清摄像机的问题 在安防监控领域,高清晰度电视监控系统的实施应是一个系统工程,它涉及到前端摄像机能否给出如此高清的数字视频信号,以及后端监视器能否真正完整地显示该高清视频图像的问题。 中国传媒大学信息工程学院教授杨磊认为,目前在安防视频监控领域中使用很多所谓“百万像素”摄像机,是经由BNC端口输出的仍是现有模拟电视扫描参数的视频信号,并不能达到高清晰度电视规格的扫描行数和信号带宽,所以即使经过网络传输且还原后在高分辨率显示器上去显示,其原始像素数也不及高清晰度电视要求的200万像素,不能称之为真正意义上的高清监控摄像机。 飞越天地(北京)公司已推出了高达1600万像素(4872×3248)的高清摄像机。据了解,该高清摄像机在同一个界面里,可以同时监控宏观全局和放大独个局部,采用JPEG2000渐进传输和感兴趣区域传输,大大减少带宽。据杨磊教授估算,在同等示分辨率的情况下,一台这样的高清摄像机所固定监视的区域大致相当于40台普通清晰度摄像机(4CIF或D1图像质量)的监视区域。也就是说,若将其监视画面中任意约1/40的小区域放大到满屏显示时,其显示时的视在分辨率与一台普通清晰度摄像机输出满屏图像时的分辨率相当。它不仅提供了所需要的清晰度,而且大大减少摄像机的使用量。 传输、显示、存储是否高清 视频监控高清化,还需要考虑系统的传输、记录及显示部分。因为只有整个系统的各个环节都是“高清”的,才能彻底打通系统瓶颈,人们最终才能在监视器上看到高清晰的图像。 如果将D1分辨率的画面与最新超高清画面均以同样大小的屏幕面积来显示,那么后者显示的画面将会是多么的细腻。如此说来,当将高清晰度电视技术引入到安防视频监控领域时,那么在较大的监视范围内,不仅能看清整个视场内的所有人物,甚至连人物的面部特征等细节也可以清晰地显示了。 人们通常都不认为普通ADSL的上行带宽可以让高清视频发挥得淋漓尽致。但随着3G、Wi-Fi、专网等无线、有线宽带技术的成熟和应用使大流量数据的远程传送更加方便。而另一方面,IP摄像机厂商也在努力提升压缩率以降低码流。比如采用标准H.264MainProfile压缩算法的高清网络摄像机在相同码率下具有比MPEG-4倍增的画质,在同样的画面质量下,码率仅为MPEG-4的1/2,也就是说720P实时视频仅需2Mbps,1080P全实时视频仅需4Mbsp即可达到高清晰度广播级的图像画质。当然,低码流下能保证全实时的高清图像画质是M-JPEG和MPEG-4压缩方式无法比拟的。 在平安城市、金融联网监控等项目中通常采用自建光纤网络或局域网络实现1000M带宽网络。这种千兆带宽资源,在前端安装100路1080P百万像素全实时高清摄像机(即使按每路占用资源4Mbps计算),占用总带宽资源不到50%;如果是采用720P传输,带宽还可以减少一半,所以千兆网是完全可以有效支持的。 高清只有在包含了前端、平台、存储、浏览、显示等各个环节时才有意义,因此拥有高清整体解决方案才是真正的高清提供商,而不仅仅是提供单纯的高清网络摄像机。 标准化网络架构还未形成 由Sony、AXIS、Bosch发起的ONVIF的目的就是推动网络摄像机的标准化和互操作性,目前已有66个参与成员。ONVIF规范描述了网络视频模型、接口、数据类型和数据交换方式,为网络视频发送设备与网络视频客户端的通讯定义了标准流程,通过使用这些接口,使得使用不同厂商的视频发送设备来组建一个统一的网络视频系统成为可能。 索尼(中国)有限公司视频安防市场部产品经理秦杰认为,由于视频监控系统的规模越来越大,多级系统、多站点、多区域非常普遍,同时同一系统里经常不同厂商的产品共存、新老产品共存,因此网络摄像机的标准化变得越来越重要。标准化的目的是使得不同厂商的产品能互联互通,这样客户才能真正享受到网络监控带来的灵活高效。 而HDcctv联盟提出了一个高清晰视频监控系统标准,该标准支持高清电视(HDTV)信号数字流无需打包就能进行传播。据HDcctv联盟执行主席透露,该标准的第一个版本已经提供给联盟成员,以促进不同厂商的高清电视摄像机、数字视频录像机和监视器之间的互操作性。新一代用于视频监控的HDTV设备使用的是广播级质量的高清晰数字视频,是由老式模拟系统改进而来。 CMOS技术的提升加速实现“高清” 感光器件是摄像机最为核心的部件。新的图像传感器技术,特别是CMOS图像传感器技术的不断提升,使摄像机的低照度性能大大提高。当前高清视频传感器以CMOS为主,CMOS传感器直接输出数字化的视频信号。 在模拟摄像机以及标清网络摄像机中,最为广泛使用的是CCD。CCD的特点是灵敏度高,但响应速度较低,不适用于高清监控摄像机采用的高分辨率逐行扫描方式,因此高清监控摄像机普遍采用CMOS敏感元件。 据安讯士中国区大客户销售总监李自明介绍,图像处理芯片能力的不断提升,会在噪点消除、宽动态、高分辨率图像获取和处理、高清电视视频、视频存储、智能视频、视频流自适应能力等各个方面给IP摄像机的发展带来新的促进。索尼(中国)有限公司视频安防市场部产品经理秦杰认为,对于相同尺寸的敏感元件,像素越高,意味着每个像素的进光量越少,因此目前高清监控摄像机的突出问题是清晰度提高,灵敏度降低。 TI与美光科技有限公司旗下的Aptina成像部门进行合作,共同开发高清晰度IP网络摄像机参考设计。这种参考设计结合了TI的DaVinci数字媒体处理器与Aptina的500万像素高清晰度成像传感器,能够获得高清晰度IP摄像机解决方案,用到的电子器件成本“不到40美元”。 上海富瀚微电子正式发布H.264高清网络摄像机和视频服务器解决方案,推出的高清视频会议摄像机支持1920x1080每秒25帧的实时编码,采用270万有效像素的高品质CMOS传感器,码率2M~8Mbps范围内可调;高清枪式网络摄像机采用高性能H.264视频编码ASIC芯片,支持1920x1080每秒25帧的实时编码;1/2.5′CMOS传感器。 CMOS传感器在摄像机中通过DSP或ASIC对此数字高清视频信号直接进行压缩编码,然后以网络化方式传输,要比摄像机直接输出高清信号来得经济。目前致力于CMOS研究的厂商已经研发出720P与1080P专用的CMOS器件,其灵敏度性能已经与CCD接近。 请以平常心看待“高清” 不同的行业、不同的场合对图像清晰度的要求不同,所以在具体的应用中,要充分考虑到需求,针对性的做出视频监控系统的架构。并不是所有的监控系统都需要高清,在很多项目中还是需要模拟的监控,比如小区监控、便利店等对监控要求不高的场所。 四川艾普视达数码科技有限公司范清华则认为,目前,城市治安监控、交通、机场、金融等行业的用户,对高清视频图像有着迫切的需求,而建设投资成本用户是有心理准备的,用户担心的不是资金问题,而是厂商提供的高清系统能否达到用户的期望要求。 目前,数字高清网络摄像机,它的价格一直居高不下,普遍高于千元。虽说价格比较昂贵,但随着CMOS传感器技术的普及及不断提升,相信高清摄像机的价格也将逐渐平民化。对于一些需要高清效果,但又资金紧张的项目,也将随着高清价格的不断下探而实现。所以在对待高清的问题上,不要盲目追捧,也不要一味打压。技术的革新,市场的进步,都会经过阵痛方能见到喜悦。 我们希望,在不久的将来,视频监控高清化在理想与现实之间,没有落差,只有惊喜。

    时间:2013-01-15 关键词: 监控系统 高清视频 透析

  • 网络高清视频监控传输:如何减少带宽消耗?

    高清视频监控在带来更加清晰、逼真的视觉效果的同时,其海量的视频数据也对网络传输环境提出了更大的挑战。例如,采用标准H.264MainProfile压缩算法的高清网络摄像机,单路视频要达到1080P全实时(30fps),需要的网络带宽至少要在4Mbsp以上,对于一个监控点在20个以上的大型监控项目来讲,这样的系统需要的网络带宽则约为80Mbsp。而在实际应用中,目前国内部分应用环境的网络带宽仍无法满足这一要求,并且网络的稳定性也不够,这些使得高清视频监控系统在网络传输环节上存在着巨大的安全隐患,具体来讲,视频流畅度以及带宽负载是网络高清监控技术在传输环节上面临的主要困扰。 对此,现阶段监控厂商主要是从产品和系统设计出发,加强其对网络环境的适应能力,力争尽可能地减少对带宽的消耗,以保证高清视频的传输安全。在系统平台方面,大部分厂商采用的思路是在平台设计时尽量减少分发,优化路径,减少中间环节,以降低时延,确保视频的流畅度。另一方面,在产品开发上,采用更为优化的高画质视频压缩技术、提高前端摄像机对图像的处理能力,以及规划网络服务质量(QoS)更高的传输系统,是目前众多厂商主要的开发策略。 高清网络视频监控系统带宽占用情况 优化视频压缩标准 为了缓解海量视频流对网络带宽提出的高品质要求,双码流技术是许多厂商常用的一种方法,即针对不同的应用需求,分别选择不同的视频压缩技术、不同的比特率来进行数据传输。而实际上,采用更高压缩比的视频处理技术是有效降低带宽消耗的良好途径之一,因此部分厂商开始运用更为优化的、高画质H.264High Profile视频压缩技术,使得相同质量的高清视频流对带宽的占用量大幅下降。例如,华为系列高清网络摄像机基于H.264 High profile高压缩编解码算法,实现了高压缩比、码流控制准确稳定、高清低带宽的效果,可在2M-4M带宽上达到1080P@30fps的视频传输效率。 此外,在优化视频压缩技术的基础之上,一些厂商还进一步提高了产品在视频编解码方面的处理能力。如海思在其新一代的网络摄像机芯片(SoC)上,运用CBR/VBR/ABR混合码率控制技术,可自动判定网路带宽的条件与变化,动态选择传输速率,更为有效地解决了带宽传输的问题。同时,支持感兴趣区域(ROI)编码技术也成为了厂商们纷纷开发的一项重要功能,它在视频编码时把感兴趣的区域编得更细腻,其余部份则可适当降低品质,因而也减少了视频传输时对带宽需求的压力。目前松下、三星均已推出了采用这些先进技术的相关网络高清摄像机系列产品。 目前,H.264视频压缩标准仍然是监控市场上的主流,但值得注意的是,由中星微电子和公安部一所主推的SVAC数字视音频编解码技术标准在最近一段时期加大了市场推广的力度。虽然现阶段SVAC还不是强制标准,但其应用优势同样不容忽视,如:它可支持可伸缩视频编码(SVC),满足不同传输网络带宽和数据存储环境的需求,大幅节省带宽;支持感兴趣区域(ROI)变量编码,在网络带宽存储空间有限的情况下,提供更符合监控需要的高质量视频编码等等,这些都将有助于提升网络高清视频监控系统在传输上的适应能力。 提升图像处理能力 增强前端摄像机对视频或图形的处理能力,尽可能地减少对网络传输的负荷,也是目前一些厂商的主要做法。如:采用E-PTZ电子云台实现局部倍数放大功能,以降低光学放大所需的较大带宽;3D降噪技术;重点区域影像提升技术;以及智能分析技术等等。 以安霸A5s 网络摄像机芯片(SoC)为例,其采用运动补偿时间滤波技术(MCTF)用于降低噪声,该算法分析每一帧数据中每个像素的时空域信息,进而能够有效过滤静态和动态噪声,经过过滤的画面不仅更加清晰,而且有助于提高图像压缩率——即有限的带宽不会浪费在对噪声的编码上,提高了网络传输的品质。 通过智能分析技术来触发传输、存储的方式,也可以大量减少前端图像向中心传输的带宽消耗。例如,网络摄像机内置动态侦测、越线检测、面部识别、语音对话等智能分析模块,结合动态自适应视频流控制技术,在正常情况下,视频播放速率可以设置为较低数值,以减少带宽使用量;一旦有突发事件,则立即触发报警,播放速率增加至更高数值,且提供高品质的视频源,并进行存储,这种方式可同时在录制过程中确保影像品质及提高带宽使用率。 确保网络传输安全性 网络运行环境的高可靠性和高安全性是用户普遍关注的另一大焦点。随着一些网络高清监控系统在规模和监控点数量上的不断增加,对网络服务质量(QoS)也提出了更高的要求,特别是对于安防这类对视频资料安全度要求较高的应用来说。为此,部分具有IT背景的厂商引入了大量的IT技术来进行产品和系统的设计。 例如,华为采用视频专利网传技术(包括FEC超强纠错、IRC智能调速、ROD断线保护、ARQ丢包重传等),使系统具有较强的网络纠错能力,能允许5%的网络丢包率,而图像质量仍无影响;同时,网络摄像机可实时检测网络状况,自动启动抗丢包策略;当异常断网时可启动本地存储(如SD卡等),网络恢复后则自动回传,不丢失数据。 另外,广州睿捷(Ragile)网络科技有限公司提供的网络监控方案一方面采用流媒体服务器负责转发和并发数据,使得DVR带宽不被重复占用;另一方面,在服务器数据处理上则实现了负载均衡,解决了最大量突发访问所引起的网络超负荷问题,且运用N+M冗余最大可支持M台设备离线,心跳侦测功能可激活备用机,实现短时间切换,从而维持系统的稳定运行。 对于网络传输的安全性,也有厂商建议可采用更安全的认证机制如802.1x等,并利用各类隔离设备来做隔离,或是采用视频专网分级管理的模式。

    时间:2013-01-12 关键词: 网络 带宽 高清视频 监控传输

  • 莱迪思将展示基于FPGA的SDI摄像头 实现高清视频监控

    莱迪思半导体公司近日宣布将在于12月3日至6日在中国北京举办的中国国际社会公共安全产品博览会(China Security Expo)上展出基于LatticeECP3™ FPGA的SDI(串行数字接口)摄像头,Acamar的ACM701。莱迪思的展台位于展馆E1的Y13-14。 ACM701支持720P并且是Acamar第一款配备BEYONDVISION™的摄像头产品,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。ACM701采用了低成本、低功耗的LatticeECP3™FPGA,该器件提供了所有高清摄像头的特性和功能。 “我们很高兴能与莱迪思半导体公司合作,共同推出一款独特的SDI摄像头产品,它充分利用了LatticeECP3 FPGA的创新功能。我们期待在未来的产品开发中与莱迪思有更多的合作。”Acamar CEO,Gang Wang说道。 莱迪思工业市场部战略营销经理,Kambiz Khalilian说道,“Acamar高品质的图像处理能力、暗光条件下的性能和莱迪思创新的FPGA技术与集成的三速SDI串行器相结合,为追求高质量、高性价比SDI摄像头的客户创造一个独特且极具吸引力的产品。” 在莱迪思展台,观展者将能够与莱迪思技术专家讨论他们的设计需求,并且观看采用莱迪思一系列低密度、超低密度FPGA器件,包括低成本、低功耗的MachXO2™和LatticeECP3™系列设计的新的摄像头解决方案的实际操作演示。除了ACM701,现场展示还包括新的WDR(宽动态范围)图像传感器解决方案;HD-SDI(串行数字接口)摄像头;以及MIPI图像传感器桥接解决方案,可用于实现低成本的家庭安防摄像头。莱迪思还将展示建立在HDR-60开发套件上的分析演示示例;这是一个独特的设计解决方案,适用于远程定位距离ISP多达10米的图像传感器;以及双图像传感器设计适用于汽车行驶记录仪黑盒。 定价和供货情况 2012年12月1日起可申请ACM701样片。请发送邮件至info@acamar.com,联系Acamar获取更多有关定价和供货情况的信息。

    时间:2012-11-13 关键词: FPGA sdi 摄像头 高清视频

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