從上游視角 看中國安防監(jiān)控行業(yè)發(fā)展趨勢
回顧安防監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展歷程，到目前共經(jīng)歷了四個階段，從使用磁帶錄像機的模擬監(jiān)控時代，到DVR替代磁帶錄像機，并搭載虛擬矩陣功能的數(shù)字監(jiān)控時代，再到以高性價比CMOS替代CCD的網(wǎng)絡高清時代，發(fā)展到了當前階段則是得益于深度學習算法技術(shù)進步、AI加速計算芯片性能提升的智能監(jiān)控時代。在安防監(jiān)控行業(yè)整體的推進過程中，從“看得見”、“看得清”，到“看得懂”，離不開上游的技術(shù)革新。
年專利申請量增長7倍
從安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游主要為核心技術(shù)和組件供應商，包括算法提供商、傳感器芯片、處理器芯片、光學鏡頭、攝像機生產(chǎn)商等等。通過在專利信息網(wǎng)以“安防監(jiān)控”作為關(guān)鍵詞進行檢索發(fā)現(xiàn)，2018年專利申請量788件，專利公開量767件，較2010年增長約7倍；通過以“視頻監(jiān)控”為關(guān)鍵詞進行檢索發(fā)現(xiàn)，2018年專利申請量3327件，專利公開量3747件，較2010年增長約5倍。由相關(guān)專利申請量和公開量的走勢可知，我國安防監(jiān)控行業(yè)技術(shù)水平不斷提高。
圖：2010年-2018年中國“安防監(jiān)控”相關(guān)專利申請量和公開量走勢（件）
數(shù)據(jù)來源：佰騰網(wǎng) <電子發(fā)燒友>整理
圖：2010年-2018年中國“視頻監(jiān)控”相關(guān)專利申請量和公開量走勢（件）
數(shù)據(jù)來源：佰騰網(wǎng) <電子發(fā)燒友>整理
依托內(nèi)容識別算法打造智能安防
傳統(tǒng)安防監(jiān)控系統(tǒng)所涉及的計算主要集中在圖像處理和編碼壓縮兩大環(huán)節(jié)。
在圖像處理算法方面，除了基礎(chǔ)的普通降噪、白平衡校正、CFA插值、色彩還原等技術(shù)外，后續(xù)的如3D降噪、寬動態(tài)處理、透霧處理、低照度處理、圖像拼接等不斷涌現(xiàn)。圖像處理技術(shù)的創(chuàng)新一方面帶來了視頻監(jiān)控圖像質(zhì)量的持續(xù)提升，另一方面補足了CMOS相對于CCD在圖像質(zhì)量上的劣勢，直接推動了CMOS對CCD的大范圍替代，有效降低了安防監(jiān)控前端設備的成本。在國內(nèi)如百度、阿里云、中科創(chuàng)達、韋爾股份等均在這方面有相關(guān)產(chǎn)品。
在編碼壓縮算法方面，從早期的MPEG-4到H.264再到H.265，主流算法的壓縮效率不斷提升，在網(wǎng)絡帶寬資源有限的條件下，編碼壓縮算法的效率提升為安防監(jiān)控系統(tǒng)的高清化升級提供了可能，從而促進了行業(yè)高清化的演進過程。國內(nèi)的主要企業(yè)有宇視科技、金山云等。
發(fā)展到了智能監(jiān)控時代，圖像處理和編碼壓縮已經(jīng)僅僅作為底層需求，而對于內(nèi)容識別的要求越來越高，因此建立在AI基礎(chǔ)上的智能安防將會是未來最具前景的方向。在內(nèi)容識別算法方面，包括多特征識別、姿態(tài)識別、3D相機技術(shù)等，主要是通過用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，來實現(xiàn)自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行面部的識別操作。AI內(nèi)容識別使安防監(jiān)控從“看清”到“看懂”發(fā)展。依圖科技、曠視科技、云從科技、商湯科技、云天勵飛、佳都科技等均在安防領(lǐng)域有相關(guān)推廣。
高清ISP芯片已成為模擬攝像機的主流
ISP芯片主要用于對原始圖像信號進行降噪、曝光調(diào)整等處理，決定了成像的質(zhì)量。在模擬攝像機ISP芯片市場，隨著HDCVI等模擬高清產(chǎn)品的價格下降，模擬高清攝像機替代模擬標清攝像機的趨勢將進一步加速，集成高清ISP功能、模擬高清信號調(diào)制器的ISP芯片將成為模擬攝像機的主流。
以富瀚微為例，2018年8月，其推出車規(guī)級前裝ISP芯片F(xiàn)H8310，這是國內(nèi)半導體公司首款百萬像素以上的車規(guī)級圖像處理ISP芯片。2018年富瀚微還推出了高性能4K同軸高清攝像機ISP芯片。再如動力視訊，公司以平均兩年一代的速度推出ISP圖像處理芯片，并基于此芯片為核心推出一體化攝像機機芯產(chǎn)品。
國產(chǎn)IPC SoC實現(xiàn)突圍
IPC SoC芯片主要集成ISP技術(shù)和視頻編解碼技術(shù)，同時集成視頻分析功能。以華為海思為代表的國產(chǎn)廠商依靠性價比優(yōu)勢和更好的本地化服務實現(xiàn)了對海外廠商如德州儀器、安霸等市場份額的快速替代，在2005年前后，海思H.264視頻編解碼芯片上市。再如，富瀚微，公司以生產(chǎn)DVR芯片起家，近年來，由于視頻監(jiān)控行業(yè)開始從模擬信號DVR系統(tǒng)升級至數(shù)字信號NVR系統(tǒng)，公司未來戰(zhàn)略也逐漸轉(zhuǎn)移到數(shù)字領(lǐng)域。
本土圖像傳感器逐漸崛起
圖像傳感器主要分為CCD和CMOS兩大類，2010年后，隨著圖像處理技術(shù)和半導體CMOS通用制造工藝的快速發(fā)展，CMOS在讀取速度、功耗、可集成性、成本上的優(yōu)勢不斷凸顯，因此實現(xiàn)了對CCD的大范圍替代，并直接推動了安防監(jiān)控前端設備的成本降低和高清化進程。以前該部分供應商主要為索尼和三星，但本土格科微電子、思特威、銳芯微電子、思比科微電子、比亞迪微電子等企業(yè)在CMOS領(lǐng)域逐漸崛起。
表：圖像傳感器相關(guān)企業(yè)
高端鏡頭向國內(nèi)廠商集中
2000年以來，本土企業(yè)以較快的速度不斷推出分辨率更高、成像質(zhì)量更穩(wěn)定的光學鏡頭，已經(jīng)成為全球光學鏡頭產(chǎn)業(yè)的生力軍。目前安防監(jiān)控領(lǐng)域的光學鏡頭已經(jīng)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，此外，在國際市場上也呈現(xiàn)高端鏡頭向本土廠商逐漸集中的趨勢。
表：光學鏡頭相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品及出貨量
攝像機“兩超多強”的格局更加明顯
當前，中國安防監(jiān)控企業(yè)多達數(shù)千家，視頻監(jiān)控作為目前安防行業(yè)發(fā)展最快最重要的領(lǐng)域，一直以來呈現(xiàn)?？低?/u>、大華股份兩大行業(yè)巨頭競相快速發(fā)展，少數(shù)二線龍頭緊追猛趕的勢頭。安防監(jiān)控市場的集中度逐年提升，“兩超多強”的競爭格局愈加明顯。
圖：2011-2018年?？低?、大華股份國內(nèi)營收（億元）
數(shù)據(jù)來源：公司年報 <電子發(fā)燒友>整理
表：其他主要安防攝像機相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)
小結(jié)
隨著HDCVI等模擬高清產(chǎn)品的價格下降，模擬高清攝像機替代模擬標清攝像機的趨勢將進一步加速，而在網(wǎng)絡攝像機市場，具有4K甚至8K超高清視頻編碼能力的SoC芯片也將得到快速發(fā)展。此外，隨著近年來人工智能技術(shù)的發(fā)展，尤其深度學習技術(shù)的突飛猛進，使得AI在安防行業(yè)的應用價值凸顯。從產(chǎn)業(yè)重心遷移來看，隨著芯片自主研發(fā)能力的提升，國內(nèi)安防監(jiān)控上游器件及設備企業(yè)的市場占有率將不斷提高。
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