行車記錄儀知識ABC(5) 霧里看花花不清,，水中望月月朦朧——圖像處理器間的較量

前一段時(shí)間回家了一下,，老家那邊真是秋高氣爽，都不想回來上班了,。

繼續(xù)說記錄儀吧,，上次說到了圖像傳感器，如果把圖像傳感器比作是記錄儀的眼睛的話,，那么記錄儀中的DSP則可以認(rèn)為是記錄儀的大腦了,。

行車記錄儀的DSP我們通常叫它主控。它的主要作用是將圖像傳感器送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,，然后存到SD卡上,，同時(shí)還要將錄像的內(nèi)容顯示在顯示屏上，此外,，還要負(fù)責(zé)處理按鍵等內(nèi)容,。它是一個(gè)集成度比較高的芯片。別小看這個(gè)芯片,，這個(gè)芯片對圖像壓縮的能力遠(yuǎn)超一般的家用電腦,。

DSP是數(shù)字信號處理器的簡稱，這種芯片可以有很強(qiáng)的計(jì)算能力,，一般的DSP功能是通過編寫的程序?qū)崿F(xiàn)的,，這種DSP功能程序決定，這種DSP的造價(jià)較高,，靈活性高,。而另一種,，也就是我們這些記錄儀里常用的,，因?yàn)樗墓δ芤呀?jīng)確定了——將圖像壓縮,，因此這種芯片直接就把程序固化在芯片里邊，無法修改,，芯片設(shè)計(jì)的時(shí)候也就可以量體裁衣,，去掉不相關(guān)的東西，芯片的設(shè)計(jì)規(guī)模和難度都會比通用的DSP要簡單,，因此它的成本會有很明顯的優(yōu)勢,，由于這種芯片功能固定，因此也稱為專用芯片,。記錄儀里的DSP都是這種專用芯片,。

目前生產(chǎn)這種記錄儀芯片的廠家也不多，目前市場上常見的有安霸,，卓然,，聯(lián)詠，全志,，太欣,，凌陽，后來又出了一個(gè)AIT,。這些廠家的水平都各不相同,，產(chǎn)品各有特色，后面我們大概地了解一下這些廠家,。聲明一下：為了避免不必要的口水戰(zhàn),，我對這些廠家的看法僅代表我對這些廠家的認(rèn)識，并不一定就是廠家實(shí)力的絕對排名,。

現(xiàn)在先講一下DSP在行車記錄儀里的功能,。圖像傳感器中送出來的數(shù)據(jù)量是非常大的，就以目前主流的1080P來說,，1080P的圖像有1920*1080＝2073600個(gè)點(diǎn)組成,，每個(gè)點(diǎn)有24位色，也就是3個(gè)字節(jié),，那么每一幀圖像就需要2073600*3＝6M個(gè)字節(jié),，通常幀率是30幀，也就是一秒有30*6M＝180M的數(shù)據(jù)量,。如果這個(gè)數(shù)據(jù)不壓縮,，就算你32G的卡，也錄不到3分鐘,，每秒180M數(shù)據(jù)量更是沒有哪個(gè)卡能吃得消,，所以視頻圖像必須壓縮后保存。因此DSP第一個(gè)重要的功能就是壓縮數(shù)據(jù),。圖像數(shù)據(jù)的壓縮,，原理和bmp壓成jpg類似,，只不過它要求實(shí)時(shí)壓縮，如果每秒30幀,，那每秒就要壓30張圖片,，這個(gè)運(yùn)算量是非常巨大的，所以不同的DSP的性能在這里有會分出高下,，一般要求每秒能達(dá)到30幀以上,，比如VGA分辨率的記錄儀，它的DSP一秒至少能完成30張VGA圖像的壓縮,，一個(gè)720P的,，則可以至少可以完成30張720P的壓縮，如果你讓它壓1080P的,，它不是不會壓,，而是一秒內(nèi)來不及完成30張，有可能只能完成15幀或20幀,，有些商家就會把這種也稱為1080P,，雖說它的畫面也是1080P，但還是有點(diǎn)不厚道的,。有些DSP可以將720P或者VGA的圖像放大并保存,，這也就是所謂的插值，這種干脆就是一種欺騙了,。

圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)通常有兩種,，一種稱為mjpeg，另一種稱為H.264,。前者就是將每一幀圖片單獨(dú)進(jìn)行壓縮,，然后將這些jpg圖片連續(xù)保存，播放器只要按順序?qū)D片一張一張顯示出來,，就是視頻了,。而H.264壓縮比家先進(jìn)了不少，我們知道,，錄像的前一幀和后一幀變化往往得不大的,，H.264算法能考慮前一幀與這一幀的關(guān)系，它能“借用”前一幀的大部分?jǐn)?shù)據(jù),，因此它的文件大小平均下來只有同畫質(zhì)mjpeg文件的1/4或更小,。但是H.264標(biāo)準(zhǔn)是收費(fèi)的，如果想使用這個(gè)壓縮標(biāo)準(zhǔn),，則需要支付費(fèi)用,，使用了H.264壓縮的芯片要比不支持H.264的芯片要貴。

說到這里，我要提一個(gè)參數(shù),，那就是碼率,，也有人稱之為碼流。這個(gè)往簡單說就是一秒視頻要多少空間,。它是按bit為單位的,，比如碼率為8Mbps意味著這個(gè)文件中的1M字節(jié)的數(shù)據(jù)（8Mbit）只存了一秒數(shù)的視頻,。碼率跟視頻分辨率有關(guān),，分辨大的其碼率也越大；它也和清晰度有關(guān),，同樣大小的分辨率,，畫質(zhì)越高則碼率也就越高，另外就是壓縮算法,，用mjpeg的就在畫質(zhì)相同的情況下需要數(shù)倍于H.264的碼率,，就算都是使用了H.264壓縮的圖像，在畫質(zhì)相同的條件下,，不同的算法出來的碼率也有差別,。所以碼率大小與畫質(zhì)沒有絕對關(guān)系。如果畫質(zhì)相同,，碼率越低越好,。如果其他條件一樣，碼率越高則畫質(zhì)應(yīng)該越好,。

DSP除了壓縮圖像數(shù)據(jù)外,，還有一個(gè)重要的事，那就是處理視頻,，讓你看到的圖像更接近于真實(shí)圖像,。而圖像傳感器是一種器件，它對光的認(rèn)識與人眼并不一致,。比如,，我們我們一般認(rèn)為可見光波長是390－780nm。大于780的叫做“紅外線”,，也說是說,，這種光線我們看不到了，但實(shí)際上圖像傳感器仍然可以看到這種光線,，這部分光線會讓拍到的圖像和你見到的圖像不一致,，于是人們搞出來一種濾光片叫紅外截止片，把人眼看不到的濾掉,。除了這個(gè)問題還有顏色,，當(dāng)外界光線不一樣時(shí)，大腦會自動地把圖像進(jìn)行調(diào)整,，而圖像傳感器則不會調(diào)整,，如果你戴紅藍(lán)眼睛看3D,，剛戴上時(shí)發(fā)現(xiàn)景物變色了，但很快你就感覺不到了,，因?yàn)榇竽X已經(jīng)把這個(gè)額外的偏色給抹消了,，但是圖像傳感器則沒辦法把這個(gè)偏色給消掉，于是就出現(xiàn)了偏色,，怎么來消除這種偏色,，這套算法稱為“自動白平衡”，在這個(gè)算法上,，各家的算法都不一樣,，最后效果也會有點(diǎn)差異。不過誰家都沒有能完美解決問題,。

自動白平衡算法只解決了偏色的問題,但還有一個(gè)問題,，這也比較頭大，這就是曝光,。由于圖像傳感器技術(shù)水平的限制,，要想得到一幅比較滿意圖片，必須嚴(yán)格控制它進(jìn)光量,，進(jìn)光量少了,，圖像發(fā)黑，稍暗一點(diǎn)的地方就是黑乎乎的一團(tuán),，進(jìn)光多了,，整個(gè)畫面都是白茫茫的一片，因此必須要有一個(gè)算法來控制這個(gè)進(jìn)光量,，它主要方式是控制快門時(shí)間,。由于人眼睛的動態(tài)范圍比較大，圖像感傳器必須選擇一個(gè)合適的曝光值,，讓人感興趣的部分曝光合適,，但人感興趣的是什么呢？這個(gè)問題太難回答了,。還是舉例說明吧,。白天，天空是很明亮的,，路上的汽車什么的比起天空就暗一些了,，樹蔭下面的小花小草就更暗了。人眼睛可以同時(shí)看清這些內(nèi)容,，但圖像傳感器沒辦法同時(shí)容納這么大的對比度,，明亮的天空，中等亮度的汽車路面，還有不明亮的小花小草,，到底讓哪個(gè)能清楚顯示比較好呢,？如果讓天空能清晰顯示，這時(shí)你能看到天上藍(lán)天白云的很漂亮,，汽車就有點(diǎn)暗,，樹蔭下就是黑乎乎的一片。如果你讓汽車和路面正確顯示,，那么天空就是白花花的一片,，車和路面的亮度正常，路邊的小花小草也能看得見,。如果你想讓樹蔭下的小草亮度正好,，那么天空和車都是白花花的一片,。很顯然,，讓汽車和路面正確顯示是最好的。關(guān)鍵問題是它不是人,，連圖像中的東西是什么都不知道,，它怎么能知道你更關(guān)心的是路面上的東西而不是天空？所以這個(gè)和前一個(gè)問題一樣,，目前沒有一個(gè)完全的答案,，只能是看各家的算法，誰更接近人的想法,。

圖像壓縮,，自動白平衡，自動曝光控制,，這是這些DSP必備功能,。為讓自己更勝一籌，很多DSP還有一些附加的功能,，比如有的DSP可能會做降噪,，這個(gè)功能可以在晚上光線不足時(shí)對圖像進(jìn)行分析，消除一些噪點(diǎn),，這樣它的晚上效果看上去就會好不少,。這里只是一個(gè)簡單的舉例，每個(gè)廠家在這些方面是各顯神通,。這也就沒辦法一一列舉了,。總之,，大家都在朝著更接近人眼,，更接近大腦思維這個(gè)方向而去努力。

記錄儀上的DSP芯片，除了有完成上述功能的DSP核,，還有一個(gè)CPU的核,，這個(gè)CPU的作用主要是控制DSP，將DSP壓好的數(shù)據(jù)寫到卡上,，響應(yīng)各種操作命令,，有的還要負(fù)責(zé)采集GPS數(shù)據(jù)和G－sensor數(shù)據(jù)。要實(shí)現(xiàn)的功能越復(fù)雜,，則要求這個(gè)CPU的性能越好,。

好了，記錄儀的DSP芯片功能框架就講完了,，下面來認(rèn)識一下這些在記錄儀市場后方的芯片廠家們,。

安霸 Ambarella ,安霸是美國的一個(gè)公司，2004年才成立,。主要從事視頻數(shù)據(jù)處理,。在記錄儀行業(yè)里它是高端解決方案。它的圖像看上去比較明朗,，清爽,，色彩比較淡但很真實(shí)，白天的效果很好,。目前在記錄儀上面常用的是A2S系列的,，現(xiàn)在A5S系列的也開始多了，A7聽說有人在做,，但還沒有在市場上見到,。A2S和A5S都是1080P30幀的，A5在圖像處理上會比A2要強(qiáng),，效果也會比它好,。A7可以做到1080P60幀，主要用于運(yùn)動攝像,。安霸的效果很不錯(cuò),，這要?dú)w功于它的算法，這些代碼目前還是在老美手上,，而且基本不對外開放,，所以使用安霸的芯片只能使用指定的幾款圖像傳感器。這種做法簡化了后期的開發(fā),，但不同的方案公司拿到的代碼基本一致,，做出來的產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重。另外,，由于代碼不開放,，支持新的圖像傳感器完全依賴原廠,，所以對新型的圖像傳感器支持就很不給力。這次聯(lián)詠的逆襲就是一個(gè)很明顯的例子,。

卓然Zoran ,卓然也是一個(gè)美國的公司,，1983年成立的，實(shí)力很也強(qiáng),。在720P的時(shí)候火過一段時(shí)間,，它的圖像降噪做得很不錯(cuò)，所以夜間效果感覺不錯(cuò),，畫面上基本看不到什么噪點(diǎn),。但1080P的時(shí)候就不知道它去哪了。現(xiàn)在也沒見它在記錄儀上面有大的舉動,。聽說它沒有將記錄儀作為一個(gè)重要市場去關(guān)注,。

聯(lián)詠 Novteck，詠傳科技（聯(lián)詠）是臺灣第二大IC設(shè)計(jì)公司,，第一名是MTK,，你不要告訴我你不認(rèn)識MTK，那么山寨手機(jī)應(yīng)該認(rèn)識吧,？這個(gè)公司是1997年成立的,。它在記錄儀行業(yè)里,，一直走中端路線,，價(jià)格不算高也不算低，效果不算好也不算差,。安霸已經(jīng)在1080P的市場上風(fēng)生水起時(shí),，它還在那里老牛拉破車地賣它的96220芯片。我以為它馬上就要被市場淘汰了,，結(jié)果沉默了N久的了聯(lián)詠總算搞出來了一個(gè)NT96650了,。我第一次見到這個(gè)機(jī)子時(shí)，它的圖像效果輕松地將安霸的A2S甩下去好遠(yuǎn),。我覺得這個(gè)芯片的成功也得益于它支持AR0330圖像傳感器,，前面說了，由于安霸代碼不開放,，使得它無法使用效果很棒的AR0330.讓聯(lián)詠成功逆襲,。

全志 allwin ，全志是國內(nèi)的一家IC公司,，光這點(diǎn)我就覺得它很了不起,。不過我對它沒什么了解，因?yàn)槲覜]有用過它,。目前它的主打是F20,，能支持雙鏡頭,，這也是一個(gè)很有賣點(diǎn)的地方，價(jià)格也不錯(cuò),。另外它在平板市場和機(jī)頂盒那塊做得挺好的,。

太欣 syntech，太欣也是臺灣公司,，我剛進(jìn)入這個(gè)行業(yè)時(shí)接觸的就是它,，在VGA的時(shí)候的確火了一把，但后來720P和1080P之后,，它的市場就節(jié)節(jié)敗退,，現(xiàn)在已經(jīng)只能去搞低端市場了。

凌陽 sunlus,也是國內(nèi)的一個(gè)公司,，但它上來就玩低價(jià),，在VGA的時(shí)代的確搶了不少市場，但由于價(jià)格低,，周邊的器件也比較差,，因此故障率一直很高，所以在我的印像中被打上了低價(jià)低質(zhì)的標(biāo)簽,。它的機(jī)子能玩升級,，也就是插值，將VGA升成720,，以此去搶部分低價(jià)720的市場,，這就更加讓我對它印象減分。后來它們也做出了1080P的芯片了,，但我對這些就不了解了,。

AIT 中文名不知，臺灣公司,，信息不詳,，我第一次拿到AIT的機(jī)子，感覺效果很不錯(cuò),，晚上的效果比A2S還好一點(diǎn),。而且它有一個(gè)很大的優(yōu)勢——高度集成，一個(gè)大芯片上集成了主控,，內(nèi)存和flash,。將三個(gè)芯片變成一個(gè)芯片，簡化了走線,，降低了成本,。我本來很看好這個(gè)芯片的，結(jié)果估計(jì)是市場策略的問題,，它并沒有像我想像的那樣一下子爆發(fā)開來,，更郁悶的是它出來不久,，NT96650就出來了。

以上是我對這幾個(gè)廠家的認(rèn)識,。從目前的效果來看,。聯(lián)詠的96650效果還是不錯(cuò)的，輕松秒殺安霸A2,。市場上的A5也沒見哪里超越它的,，價(jià)格除外。所以個(gè)人認(rèn)為NT96650的性價(jià)比還是不錯(cuò)的,。但市場是變化的,，它能笑多久還不得而知。

今天能講的就這些,，記錄儀的幾個(gè)大部分介紹了,。下次就講講周邊的小東西。如果你能有耐心讀到這里,，那十分感謝你對我的支持,。