土洋晶片商競推高效能SoC　IP監控升級1,080p畫質

土洋晶片業者在安全監控市場的競爭戰火，將從高畫質(HD)攝影機蔓延至全高畫質(Full HD)攝影機。隨著IP監控系統日益普及，安全監控市場對於高整合度、高效能的系統單晶片(SoC)方案需求也不斷提升，因此相關晶片商已積極投入新一代產品研發，以解決因高解析度所造成的影像壓縮挑戰，並實現畫質更清晰、反應更即時且電力更省的智慧監控系統。

實現銳利影像品質　德儀SoC方案強攻安控商機

圖1　德州儀器嵌入式系統經理陳思儒指出，受惠網路攝影機市場滲透率快速攀升，視訊處理器晶片市場需求已較過去幾年更為旺盛。

德州儀器(TI)嵌入式系統經理陳思儒(圖1)表示，為了提升智慧監控系統準確度與安全管理效率，各家網路攝影機(IP Camera)設備商已將下一代產品的影像品質從過去的720p，大幅提升至1,080p以上，而此一超高畫質的發展趨勢也造成監控系統新的技術挑戰，促使晶片商必須提供效能更佳的解決方案，才能夠確保清晰的監視影像品質，提升監控系統管理效率。

陳思儒進一步指出，由於高畫質畫面意味著影像數據資料將相當龐大，且雜訊勢必也會更多，因此若視訊處理器影像壓縮與過濾雜訊的效能不足，容易導致畫面出現失真與延遲等問題；尤其是攝影機在低光照環境下，影像雜訊處理將更加棘手，傳統SoC方案顯然已無法因應現今高畫質網路攝影機所帶來的技術挑戰。

事實上，儘管監視器業者可選用高階鏡頭與感光元件讓攝影機獲得更佳的畫面，但此一高畫質影像資訊仍得經由SoC壓縮處理，並傳送至後端網路影像監控系統(NVR)或數位影像監控系統(DVR)進行解壓縮、影像智慧分析與畫面輸出等步驟，因此SoC的效能將左右最終的畫面品質良莠。

另一方面，由於現今智慧安全監控產品除提供高畫質影像外，亦具備智慧分析功能，視訊處理器經常會同時運行智慧分析演算法與影像壓縮任務，因此對晶片功耗與耐用度造成嚴苛挑戰，並成為各家晶片業者產品差異化的關鍵要素。陳思儒分析，監視器通常須二十四小時不停運作，所以處理器耐用度與功耗必須要達到工規等級以上，才能滿足設備商需求，並降低設備更換成本，進而在市場上脫穎而出。

為滿足用戶對高畫質監視影像的需求，德州儀器推出全新視訊處理器解決方案--DaVinci DM385，此一處理器透過3D雜訊抑制與寬動態處理技術不僅可讓網路攝影機在停車場或建築物門口等弱光環境下，仍能獲得清晰銳利影像，且支援H.264壓縮技術、臉部偵測、視訊穩定與變焦失真校正等影像處理技術，可提供設備業者更具彈性的客製化設計優勢。

不光是國際晶片業者已鎖定未來智慧監控商機，台灣晶片商也正全力布局中高階網路攝影機市場。隨著中高階網路攝影機市場接受度日益增長，眾多IC設計業者皆已爭相投入研發可處理Full HD影像的SoC方案；其中，昇邁科技透過獨特的影像壓縮技術優勢與母公司--智原的低功耗SoC整合技術，已開發出第四代網路攝影機視訊處理器，藉此與其他國際IC設計業者爭食安控市場商機大餅。

與國際晶片業者別苗頭　昇邁插旗中高階安控市場

圖2　昇邁科技產品企劃副部長鄭順發認為，適用於720p的SoC方案將於今年底開始陷入價格戰，因此晶片業者須盡快研發適用於1,080p的產品。

昇邁科技產品企劃副部長鄭順發(圖2)表示，由於各國政府為強化機場、港口、高速公路與重要街道安全管理效率，監視器影像規格已開始從HD逐步提升至Full HD等級，進而推升中高階網路攝影機需求開始升溫，而視訊處理器亦須同步升級，才能因應高畫質影像所帶來的技術挑戰，遂牽動晶片業者須朝向更高整合度的SoC解決方案進行效能優化。

鄭順發進一步指出，隨著半導體技術持續精進，目前已有愈來愈多晶片業者有能力開發出適用於720p畫素的SoC方案，預估2013年底後，此一規格的晶片價格勢必將進入削價競爭階段，而影像處理技術能力較強的業者為布局利潤較高的中高階產品，則已開始研發1,080p畫素以上的SoC，以確保未來的市場競爭力。

網路攝影機的構成零組件包括鏡頭、感光元件、SoC與記憶體；其中，由於鏡頭與感光元件的關鍵技術掌握在少數日本廠商手中，因此占整體成本比重最高，其次則為整合中央處理器(CPU)、數位訊號處理器(DSP)、網路通訊晶片與影像壓縮晶片在內的SoC，最後才是記憶體。

鄭順發認為，由於鏡頭與感光元件的成本在短時間內仍難以下降，因此監視器設備業者為提升市場競爭力，勢必得採購高性價比的SoC方案，促使包括海思、德州儀器(TI)、飛思卡爾(Freescale)、昇邁與松翰等晶片業者市場角力戰日益劇烈，而整合度、壓縮效能與功耗的高低則為比拚重點。

有鑑於此，昇邁將於今年底前推出適用於1,080p畫素的第四代視訊處理器搶攻市場商機；此一新產品較上一代強化了影像處理、壓縮效能與寬動態(WDR)效能，且支援4K×2K高解析度影像輸出，可滿足需要超高解析度(UHD)影像品質的中高階應用市場。

另一方面，一線監視器設備業者則全力發展自主晶片，以擴大市場領先優勢。隨著網路攝影機客製化要求愈來愈高，目前已有愈來愈多主要監視器設備業者開始改採自主晶片的市場策略，除可降低晶片供應商供貨風險與晶片採購成本外，更可提升產品差異化優勢，進而鞏固市占率。

創造產品差異化優勢　安控設備商自行研發晶片趨勢成形

晶睿國際事業處副總經理顧中威表示，隨著影像壓縮技術與半導體製程日益成熟，視訊處理器在近幾年已成為專用標準產品(ASSP)，被普遍運用於各種監視器產品中，使得各家設備業者之間的影像處理效能差距逐漸縮短，進而導致產品價格戰愈演愈烈，長期而言將成為安控產業升級的阻力。

顧中威進一步指出，為跳脫現今網路攝影機價格戰的市場泥沼，設備商勢必得採取垂直整合的策略，將安控產品研發向上延伸至視訊處理器晶片設計層級，才能真正突顯監視器產品的差異化，藉此獲得更高的利潤，並鞏固各個應用市場的市占率。

據悉，包括安迅士(Axis)、晶睿、Panasonic與索尼(Sony)等一線監視器設備業者皆已積極發展自主晶片，其中，Axis的SoC研發團隊更占該公司員工人數近40%，其處理器晶片亦不對外銷售，全數導入於自家產品中；晶睿則是透過其轉投資的IC設計公司--睿緻，全力研發高整合度SoC方案；Panasonic與Sony則是從鏡頭、感光元件到SoC等關鍵零組件皆自行研發設計。

台灣Axis技術顧問林宗鐃分析，設備商自行開晶片最主要的目的是保持產品市場競爭力，並將關乎影像效能壓縮與處理的核心技術掌握在手中，才能在各項標案市場中脫穎而出。以Axis為例，從創立以來就貫徹自主晶片的策略，除每年提撥營收15%當作研發投資外，目前位在瑞典總部SoC研發中心的工程師亦已擴增至四百多人。

然而，由於自主研發晶片策略並非適用於所有設備業者，此一趨勢的成形也僅限於一線大廠。林宗鐃指出，由於設備業者若想自主研發晶片，勢必得投資一個IC設計團隊，在人力與資金上對於二、三線設備業者都是沉重的負擔，因此不如直接向晶片商採購較符合效益，但就長期競爭力而言，卻也容易逐漸失去產品差異化的優勢。

綜上所述，隨著市場對監視影像解析度的要求愈來愈高，監控設備製造商所面臨的市場挑戰與技術挑戰也日益嚴苛。有鑑於此，國內外晶片業者皆戮力開發適用於1,080p畫素的SoC方案，以提供監視器設備商更佳的影像壓縮處理效能。與此同時，一線監視器設備商亦開始全力發展自主晶片，打造高客製化的產品，並藉此降低晶片採購成本，進一步拉大與競爭對手的差距。