影像處理結合DSP 滿足安全監控關鍵需求
- 林稼弘
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數位訊號處理器(Digital Signal Processor；DSP)是一種功能強大的微處理器，且是目前電子工業領域增長最迅速的產品之一，現已廣泛運用在電信網路、影音娛樂、醫療影像、自動化檢測和數位監控等領域。
過去專攻x86與網通處理器(Network Processing Unit；NPU)領域的研華，近幾年得知客戶有使用DSP處理大量影音資料的需求，特別為一家國際知名電信公司研製了一款搭載20顆DSP的高密度(High Density)影音處理平台。該產品功能強、穩定性佳，獲得客戶高度的好評，因而開啟了研華投入一系列DSP相關的影像產品研發大門，也讓研華受到了DSP大廠德州儀器(TI)的青睞，從單純採購晶片的下游客戶，躍升為優先取得第一手技術資料的長期合作夥伴。
DSP運算功能強 搭配高畫質影音成主流
研華網路暨通訊事業群產品企劃經理魏廷仰表示：「在當時，能夠提供如此精密複雜之DSP解決方案的廠商實屬少見，再加上客戶的知名度，使研華頓時成為產業界中備受關注的焦點，也證明了我們研發團隊的實力。TI更因此把研發中的產品交給研華來進行測試，甚至將新產品評估套件(Evaluation Module；EVM)交由我們負責設計與生產，如今研華已正式成為了TI的全球重要策略夥伴之一，能夠在第一時間取得TI第一手技術資料。基於此領先技術優勢，研華正積極延伸DSP市場版圖，投入高階影音應用市場的品牌推廣與通路佈建。」
隨插即用 滿足特殊產業的影像應用需求
DSPC-8601-USBE以TI DM365單晶片為核心，是專為產業特殊應用而設計的USB 2.0影像擷取模組，提供硬體H.264壓縮功能以減少PC端CPU資源的消耗，並具有體積小、低耗電和簡單易用等優勢。
魏廷仰進一步說明：「由於使用空間有限或成本考量，產業用電腦會省略許多擴充插槽，以縮小系統體積，因此當系統有影像擷取裝置的需求出現時，常遇到沒有多餘擴充槽可用的困擾。研華特別設計了USB模組來協助廠商以隨插即用的方式來滿足其需求。另外，相對於網路(IP)影像裝置，USB介面可省卻複雜的網路、防火牆等設定，影像延遲時間也較短，在小區域的應用環境中更能凸顯其彈性與便利性。」
譬如在歐洲長途客運大巴士的應用案例中，每部大巴士安裝4套DSPC-8601-USBE，除了可接上攝影機做為行車記錄器，還能為巴士提供影音娛樂系統的服務，並透過與衛星電視的連接在車上直接轉播球賽。另外，在交通執法裝置的應用案例中，不同於傳統測速照像設備只透過雷射感應觸發拍下超速車輛的靜態照片，配備DSPC-8601-USBE模組的執法設備則是能同步錄下一段影像畫面。此一做法不但增強了取締超速的證據力，也減少糾舉單位與車主日後發生紛爭的疑慮。
智能影像分析讓監測變聰明
而另一項產品DSPC-8661-PCXE PCI Express(PCIe)擷取卡，內建TI DM8168單晶片，除了支援16路類比D1、每秒30張的影像擷取與H.264壓縮？解壓縮功能外，亦配備HDMI介面提供高解析影像(1080p/60fps)輸出，而內建1GHz的DSP更可讓此款PCIe介面卡在高速運算下同步進行智能影像分析。
在常用的智能影像分析功能上，DSPC-8661-PCXE除了可以16路同時進行攝影機遮蔽轉向(Tempering)或高頻干擾的偵測與自我診斷外，還能同步針對使用者的使用環境來進行警示設定，譬如自家庭院遭入侵、捷運或高鐵的黃線禁入區、不明物滯留、展示櫃物品遺失、停車場空車位管理，還有人流偵測與計算等。使用者也可自由調配DSP資源的使用，將資源集中在少數幾路做較高階的智能運算，如車牌辨識與人臉偵測等。
研華也利用DSPC-8661-PCXE與軟體開發商合作，研發立體視覺與手勢操控等創新應用。由於DSP的影音處理與智能運算完全不會消耗PC CPU的資源，因此在相同的PC系統配備下，安裝DSPC-8661-PCXE的DVR可擴充性更強，影音效能與智能分析的優異表現更非市面上配備一般影像擷取卡的DVR所能媲美。
由於TI DM8168晶片的強大影音處理功能與完整周邊功能(影音輸入輸出、Giga LAN網路埠、USB OTG以及SATA2等)，DSPC-8661-PCXE甚至可以不需安裝在PC系統內，只要加上外殼與PCIe供電即可獨立運作，可做為小型嵌入式網路影音處理設備。這也稱得上是DSPC-8661-PCXE另一項獨步業界的功能。
透過SDI介面 高畫質應用一卡搞定
研華團隊充分發揮高密度DSP平台的設計能力，將第三款產品DSPC-8662-PCXE PCIe卡，結合4顆TI DM8168晶片與2顆FPGA，成為同時可支援8路SDI影音輸入的超強影音擷取卡。此款產品提供最高規格的3G-SDI介面，達到Full HD 1080p及每秒60張的超高規格，因此特別適合做為高解析的監控應用。魏廷仰解釋，近來監控市場對於高畫質的應用需求相當殷切，除了網路攝影機以外，原本用在影音傳播(Broadcasting)應用的SDI介面也越來越受重視，成為安全監控的另一套業界標準。
長距離、低延遲與設定方便是SDI大家熟知的優點。此外，傳統類比CCTV監控的使用者只要能把攝影機更新至SDI攝影機，再搭配DSPC-8662-PCXE影像擷取卡，毋須更換線路，就可以在原有的同軸電纜上傳送高畫質的訊號，大幅提升監控系統的安全等級。由於每顆DM8168晶片皆內建1GHz的DSP，DSPC-8662-PCXE等於在強大的高畫質影音處理功能外，還提供了高達4GHz的DSP運算資源，可做為許多高階智能運算相關應用。
除了8路SDI輸入，DSPC-8662-PCXE系列也有另一個支援4路HDMI高畫質輸出再加上4路SDI輸入的機種(DSPC-8662HPCXE)。這個產品可用在大型監控中心內部的電視牆(Video Wall)。除了安全監控市場，如IPTV高畫質節目的影音傳播(Broadcasting)與雲端高畫質影音設備和商業用的電視牆等，DSPC-8662-PCXE系列產品也都是合適的高階解決方案。 (本文由My Advantech no.21提供，林稼弘整理)
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