“18个月前,我对
视频监控市场完全不看好,”美光(
Micron)影像集团新市场开发总监Paul Gallagher表示,“因为基于传统闭路电视系统(CCTV)的监控系统成本贵、布线困难、错误率高,且看不清楚人的脸像,这种系统对市场没有吸引力。”但现在美光宣布全力进入
视频监控市场,不过,并非传统的CCTV市场,而是被视为第三代
视频监控应用的网络
视频监控市场。据iSuppli预测,到2010年,IP
视频监控摄像机和服务器市场的爆炸性增长将为半导体市场带来10亿美元的需求。
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图像质量不输于LCD,美光携CMOS传感器杀入新兴市场。 |
作为从存储芯片起家的公司,美光近年在
CMOS图像传感器市场表现抢眼。Callagher表示,来自各个市场调研公司的综合数据显示,截止今年4月美光已占据全球CMOS传感器出货量的36%。2001年底,美光收购最早研究CMOS图像传感应用的公司Photobit,杀入这块商机萌动的市场。如今其
CMOS图像传感器已大量应用于PC摄像头、手机、医疗、汽车电子等领域。
“两个成熟点使我们看好这一市场。” Callagher表示,“一个是宽带网络市场的成熟,现在美国近40%的家庭已布置了宽带网络,而全球许多国家的宽带网络在家庭的渗透率也超过了30%。”这样,利用现在的宽带网络,
视频监控不用重新布线,这大大减小了布置监控系统的成本;第二个则是
CMOS图像传感器技术的成熟:低成本、高集成度,图像质量已不输于CCD。他解释道,与基于CCD的探头相比,CMOS探头的集成度更高,因为CMOS传感器集成了许多外围处理功能,所需器件比CCD探头少,且CMOS探头的功耗要低得多。“从整个系统来看,CMOS传感器可将成本大大降低。”他强调。另外,推进网络
视频监控市场的因素还有越来越先进的各种视频压缩格式,它们降低了传输成本;无处不在的拍照手机、笔记本电脑、PC等终端为拾取图像创造了条件。
七款产品覆盖从个人到商业监控市场
美光针对监控系统的两个不同领域——个人和商业应用市场,共推出七款新产品,其中包括首创的电子云台等功能,每款均是高集成度的SoC,将后端的图形流处理(IFP)、驱动IC、颜色处理、感光、白平衡等多个功能集于一块芯片中,易于设计,能在低照明条件下带来良好的成像效果,以高动态范围、高灵敏度获得清晰的实时活动图像。产品的像素从VGA到500万像素,覆盖了广泛的应用,这些产品将于年底量产。
在面向个人安全监控市场的四款图像传感器中,1/4英寸的VGA分辨率图像传感器MT9V135可以同时支持网络监控和CCTV监控系统。它具有多种输出接口,包括并行数字视频输出、CCTV输出以及串行数字LVDS输出等多个输出。“这个产品是为了迎合从CCTV网络过渡到网络监控的用户。”Callagher介绍说。值得一提的是,该产品具有一个数字视频输入接口,可以实现智能的网络监控功能。Callagher举例说:“在传统的CCTV监控系统中,工作人员要面对满屋子的监视屏,这种情况下,监控人员聚精会神工作11分钟后就不能感觉到任何变化了。现在,通过智能监控系统,我们将V135传感器监控到的数据传输到一个DSP中进行处理,由DSP来帮助分析各个探头的变化,经过DSP处理后的视频数据再传到V135,以NTSC或PAL格式输出,这样监控人员可以更好、更准确地进行监控。”此外,这种智能监控系统还可根据不同的环境来实现不同的算法和程序。比如在大厦门前,用户需要监控有没有来回走动的可疑人员;而在火车站需要监控的是有没有放在那里被遗漏的包裹。目前,该款图像传感器可搭配模拟器件公司(ADI)的Blackfin处理器和德州仪器的达芬奇产品,实现特定应用的“智能监控系统”。虽然增加了DSP处理器,但Callagher表示,整套系统的成本可以比原来节省5-7美元。
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Gallagher:美光将全力进入网络视频监控市场。 |
另三款MT9V131、MT9M131和MT9D131则主要是针对个人网络
视频监控应用,前者是VGA分辨率,而后两者分别是130万像素和200万像素分辨率。这三款传感器片内集成了广泛的图形处理功能,包括色彩复原和校正、伽马校正、锐化、自动黑电平偏差校正、自动曝光、白平衡以及实时的故障检测和校正。Gallagher向《国际电子商情》展示了WiLife公司利用MT9M131实现的适用于住宅和一般商用的数字视频监视系统,有趣的是它采用符合Homeplug标准的电力线传输,含一个探头、两个电力线转换盒的整套系统目前售价270美元;每增加一个摄像头,则多支付220美元。Gallagher坦言,目前系统价格偏高,但随着应用的发展和成本效益作用,这个价格会逐渐走低。
MT9M131这款1/3英寸、130万像素的图像传感器则为摄像头提供了更广视角的大尺寸,算得上家用的专业级摄像头,器件在30fps(预览/省电模式下)和15fps(最大分辨率,即SXGA模式下)的速率输出逐行扫描图像。据介绍,无论在哪一种模式下,都可以用任何一种8位格式(共6种)来输出图像数据。
MT9D131则是可同时针对高端个人和中低端商业用户的产品,且具有美光首创的“电子云台”功能。与传统的机械云台相比,这种电子控制的云台无须添加马达或任何移动组件,探头尺寸从1平方英尺降到1平方英寸,同时也为系统提供商减少了许多维护工作和成本。MT9D131还集成JPEG图像处理功能,是七款产品中唯一一个集成JPEG的传感器。“考虑到成本问题,目前我们只在网络监控端集成JPEG功能,个人端暂时不会集成。”Callagher称。至于何时CMOS传感器中将集成MPEG功能,他表示:“集成MPEG功能需要在芯片中增加缓冲和内存模块,这会大大增加芯片成本,所以目前还没有这方面的需求。”但是他不否认未来传感器中集成MPEG功能的可能。
对于商用监控应用,美光推出的三款
CMOS图像传感器依然覆盖不同需求水平的应用。并且,增大的动态范围成为与CCD器件一争高下的突出特性。Callagher认为,目前市场对改进动态范围的需求越来越多,这已取代了过去对低光敏度的需求。
CMOS图像传感器同时具备这两点,但动态范围比任何与之竞争的技术都要强很多。
三款商用监控器件中,MT9V032动态范围达到100dB,1/3英寸大小,并提供广域VGA (WVGA,752H×480V)分辨率。这款传感器还将一些复杂的摄像头功能集成到芯片内,用户可通过一个简单的双线串行接口对它进行编程设置。据介绍,它的屏幕显示为14~15位,而同级传感器只能达到8位。这使得摄像头可以捕获包含低照度(低至不足0.1lux)水平和阳光直射情况的场景。此外,其对抗阳光直射的功能对于交通流量的监控应用亦很有作为:比如在大量车灯照射下,它仍可捕获到非常清晰的图像质量。其-30℃到+70℃的工作范围也为户外商业应用提供了条件。
另两款产品MT9T031和MT9P031提供的是高分辨率彩色图像,像素水平分别达到300万和500万,全分辨率下可实现30帧/秒和60帧/秒的视频流,同样拥有上述的“电子云台”功能。这些传感器的高速读出、快速自动曝光和取景器模式帮助消除了商用安全摄像头的两个常见问题:两次拍摄之间的延迟、动态到静态的滞后。
前述Photobit公司初期研发的
CMOS图像传感器主要用于政府部门的高速视频应用,但由于市场特殊而受到发展局限。美光在收购Photobit之后,将目光放到大众的消费市场,并在新兴市场收获不小,例如美光
CMOS图像传感器占据一次性医疗应用95%的市场。凭借大量生产能力和高可靠性的低成本CMOS水平,美光表示,将能在几年内迅速占领市场。