有人認(rèn)為，數(shù)字信號處理器(DSP)已經(jīng)風(fēng)光不再，數(shù)字視頻處理技術(shù)將由專用處理器（ASIC）一統(tǒng)天下；也有人覺得，通用處理器（CPU）性能已有很大提高，足以挑戰(zhàn)或抗衡DSP而分得半壁江山。然而，如果靜下心來進(jìn)行理性的回顧與展望，并全面、系統(tǒng)地加以分析，我們不難看出：DSP不僅引領(lǐng)了過去視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，而且還將繼續(xù)推進(jìn)未來視頻監(jiān)控智能化的創(chuàng)新！

DSP：數(shù)字視頻壓縮編解碼最佳平臺
       DSP屬于軟件可編程的處理器，所提供實(shí)時(shí)運(yùn)算的性能與同時(shí)代的處理器相比，都是嵌入式處理器中的佼佼者，因此最適合于處理大量并行且復(fù)雜的實(shí)時(shí)算法，因而成為數(shù)字視頻壓縮編碼和解碼的最佳平臺。
       在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化進(jìn)程中，為適應(yīng)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的不斷地演變，作為硬件編解碼器的ASIC總是滯后，并難以適時(shí)地滿足視頻監(jiān)控的諸多特殊要求，所以基于DSP的數(shù)字視頻監(jiān)控解決方案就發(fā)揮了無可替代的作用，并長期成為數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的主流平臺。特別是從MPEG4向H.264發(fā)展中，ASIC“不幸”出現(xiàn)了斷代，而以通用媒體處理器DM642為代表的平臺，采用DSP為核心，在3-4年內(nèi)就崛起成就了一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨后，集成有DSP和CPU的片上系統(tǒng)SOC，如“達(dá)芬奇（Davinci）”系列平臺，再次引領(lǐng)行業(yè)更新?lián)Q代。當(dāng)然，隨著ASIC技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，其后也可集成H.264算法并簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但其對數(shù)字視頻監(jiān)控所需的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性和靈活性卻有著天生的不足，如對于具有自主知識產(chǎn)權(quán)的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，目前唯有DSP能給予最好的支持。
       DSP技術(shù)的支持也有通用與專用兩種。通用是指全開放的平臺，如TI的從C64x定點(diǎn)核心到C674x的浮點(diǎn)核心，還有最新的定/浮點(diǎn)兼容的C66x核心。專用則是指SOC中集成的專用的DSP加速器，如從Davinci平臺開始啟用的視頻和視覺協(xié)處理器，這不僅促進(jìn)了高清視頻壓縮效率的提高，還推動(dòng)了視頻智能分析應(yīng)用的發(fā)展。
       如果說DSP是數(shù)字視頻編解碼的通行平臺，那么DSP在視頻智能化處理中就是無可爭議的最佳通行平臺，其中不少基于C64x的智能視頻軟件堪稱經(jīng)典應(yīng)用。領(lǐng)先的國內(nèi)外智能視頻的軟件提供商，幾乎都將DSP作為其嵌入式產(chǎn)品的首選平臺。因此，智能視頻應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈的形成具有雄厚的DSP背景，并將直接影響和加速智能視頻浪潮的到來。

智能化需求倒逼芯片“大躍進(jìn)”
       數(shù)字智能視頻分析首先源自于PC機(jī)，且大多基于X86體系，這是因?yàn)橹悄芤曨l分析最初就是科研項(xiàng)目，都是由電腦編程實(shí)現(xiàn)，之后的應(yīng)用也是多在后端。真正能把視頻分析應(yīng)用推向前端的則是高速DSP，特別是從DM642應(yīng)用初露鋒芒，再到Davinci 系列中的DM6437和DM648應(yīng)用層出不窮，真正實(shí)現(xiàn)了嵌入式智能視頻。
       目前，越來越多的國際和國內(nèi)智能視頻算法提供商，作為DSP的第三合作伙伴，參與到智能化安防產(chǎn)業(yè)。其實(shí)，DSP的智能化成功應(yīng)用由來已久，例如在人臉識別、車牌識別和模式識別等，因此將數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)向智能化演進(jìn)，首先在于技術(shù)的融合與應(yīng)用拓展。由車牌識別技術(shù)和模式識別延伸出眾多的智能交通應(yīng)用就具有典型性；由人臉識別和模式識別應(yīng)用開拓出五花八門的前端智能視頻分析，且預(yù)警監(jiān)控應(yīng)用更具有實(shí)用性；由模式識別理論所不斷完善的機(jī)器視覺和汽車視覺應(yīng)用，目前已經(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。DSP從始至終都在扮演著不和或缺的角色，并以最大的靈活性和再用性，有效地保障了投入和推動(dòng)了未來的發(fā)展。
       隨著數(shù)字視頻監(jiān)控圖像分辨率從標(biāo)清發(fā)展到高清，又將向超高清分辨率發(fā)展，其所支持智能視頻分析的運(yùn)算量急劇增加，因此當(dāng)前監(jiān)控視頻芯片在實(shí)際應(yīng)用中存在的不足就表現(xiàn)得非常明顯。
       對于入門級的應(yīng)用，在低分辨應(yīng)用下，確實(shí)有些算法通過優(yōu)化可以基于ARM核來實(shí)現(xiàn)，但對于專業(yè)級的應(yīng)用，則必須要采用高速DSP內(nèi)的大量并行流水運(yùn)算。DSP可以有多個(gè)核心累加器，一個(gè)指令就可以實(shí)現(xiàn)一系列的乘加運(yùn)算，一次運(yùn)算性能可以達(dá)到其主頻的八倍甚至更高。高清以上的智能視頻分析，還可以選擇多個(gè)DSP核心的單芯片。在這方面具有代表性的是目前業(yè)界性能極高的八核DSP （C6678），每個(gè)C66x核心可達(dá)到1.25GHz主頻，故單片總時(shí)鐘為10GHz，而運(yùn)算性能可為80GMIPS（1MIPS為每秒百萬次運(yùn)算）。所有這些性能的飛躍，將為更多更復(fù)雜的智能視頻算法實(shí)現(xiàn)提供更大突破和創(chuàng)新的空間。此類DSP都具有極強(qiáng)的級聯(lián)功能而構(gòu)成DSP陣列，這就使得其嵌入式的綜合處理可以同基于X86的高端服務(wù)器匹敵。至于硬件可編程的FPGA，固然也可以有較高的性能和較低的體積，但其軟件的兼容性不強(qiáng)。而C6000系列DSP的可用C/C++高級語言編程，通過編譯鏈接在DSP上進(jìn)行有效運(yùn)行。

芯片提升強(qiáng)化智能化應(yīng)用
       視頻監(jiān)控智能化發(fā)展對芯片要求是多方面的，但在不改變已采用的核心處理器條件下，能否實(shí)現(xiàn)智能視頻應(yīng)用？答案是肯定的。業(yè)界最初的想法主要是在主處理器上開辟空間，即在進(jìn)行主控的同時(shí)再實(shí)現(xiàn)一些簡單智能算法。事實(shí)證明這是可行的，但也絕非完美無瑕，因?yàn)槿魏伟卜喇a(chǎn)品的主控可靠與否都至關(guān)重要，多余的負(fù)擔(dān)有可能帶來不利的后果。因此，更好的選擇還在于其它的集成處理器，如DSP，還有視覺協(xié)處理器。
       以Davinci系列為例，其中作為標(biāo)配的DSP能支持高級復(fù)雜的智能算法。為更有效地實(shí)現(xiàn)這些算法，還可以通過使用廠商提供的免費(fèi)基礎(chǔ)函數(shù)庫VLIB而大幅提高運(yùn)算效率。在TI新一代的DM81xx系列中，C674x核心成為智能處理的核心引擎。在下一代產(chǎn)品中，DSP將升級為C66x，并將有多個(gè)核心引擎。
       集成視覺協(xié)處理器是一種有效的舉措，就是在不改變硬件設(shè)計(jì)的前提下，通過軟件升級來實(shí)現(xiàn)基本智能視頻功能。例如TI的DMVAx系列，就是在業(yè)界熟識并廣泛應(yīng)用的DM36x系列網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)平臺上延伸的器件，并具有硬件設(shè)計(jì)完全相同、而軟件體系兼容的特點(diǎn)，其所具有的智能視頻功能包含人數(shù)統(tǒng)計(jì)、移動(dòng)物體偵測、警戒區(qū)檢測、攝像機(jī)防攻擊如遮擋、移動(dòng)、焦距突變等。除此之外，還有名為Metadata手段，進(jìn)行前后景分離并采用流媒體交互處理拓展應(yīng)用。其實(shí)DM36x本身的視頻前端就具有人臉檢測和視頻穩(wěn)定功能，若再結(jié)合智能視頻編解碼（Smart Codec）技術(shù)，不僅能夠應(yīng)對視頻監(jiān)控中的多種智能監(jiān)視需求，還能實(shí)現(xiàn)感興趣區(qū)強(qiáng)化、自適應(yīng)存儲、智能化帶寬管理等特色化功能。
       一種更高性能的內(nèi)嵌式增強(qiáng)視覺新處理器引擎(EVE)已經(jīng)開發(fā)出來，并將現(xiàn)身于年內(nèi)面市的新一代產(chǎn)品中，其突出特點(diǎn)就是具有高達(dá)4G的總體性能，其中的多重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全針對數(shù)字智能視頻處理的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)。這樣的協(xié)處理器可以有多個(gè)，并且可以與集成的多個(gè)C66x高速通用DSP核心協(xié)調(diào)工作。因此，未來的SOC已經(jīng)成為一個(gè)同時(shí)具有專用和通用開放智能視頻分析的集中處理平臺，在這里智能化的任何夢想都有可能實(shí)現(xiàn)。

DSP引領(lǐng)智能化浪潮，助推安防產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級
       在當(dāng)前激烈的市場競爭中，如何通過智能化創(chuàng)造視頻監(jiān)控應(yīng)用的價(jià)值，以實(shí)現(xiàn)時(shí)效性是關(guān)鍵。立足于現(xiàn)有的產(chǎn)品和系統(tǒng)，從基礎(chǔ)的智能視頻入手，摸索出其應(yīng)用的特點(diǎn)。誠然，做到萬無一失是用戶的期待，然而沒有什么技術(shù)手段是萬能的。因此，要設(shè)定可行的期望值，切實(shí)去面對和解決具體的問題。基于DSP的智能化方案的推進(jìn)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，這將對安防產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。為此，安防設(shè)備商須與系統(tǒng)集成商緊密協(xié)作，深入了解并領(lǐng)會用戶的具體需求，并保持與芯片廠商進(jìn)行有效溝通，以獲得盡可能全面的支持，以過硬的產(chǎn)品和系統(tǒng)迎接智能化應(yīng)用的高潮。

作者：鄭小龍       德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)（上海）有限公司通用DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理