预见2019:《2019年中国视频监控产业全景图谱》(附产业布局、政策环境、市场规模、发展趋势)
- 2019-2024年中國視頻監(jiān)控設備行業(yè)市場需求預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告
- 2019-2024年中國安防行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告
- 2019-2024年中國智能安防行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告
- 2019-2024年中國智能家居設備行業(yè)市場前瞻與投資策略規(guī)劃報告
- 2019-2024年中國城市軌道交通安防行業(yè)市場前瞻與投資預測分析報告
視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的組成部分,它是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)。視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。近年來,隨著計算機、網(wǎng)絡以及圖像處理、傳輸技術的飛速發(fā)展,視頻監(jiān)控制技術也有長足的發(fā)展。
安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)在歷史上層經(jīng)歷過四個發(fā)展階段,分別為模擬監(jiān)控時代,數(shù)字監(jiān)控時代,網(wǎng)絡高清時代和智能監(jiān)控時代,每一次產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代都是依靠上游的技術革新和零組件成本降低來推動實現(xiàn)。其次,中國視頻監(jiān)控行業(yè)的主要發(fā)展邏輯為國產(chǎn)替代,首先利用中國廣大的低端市場擴大產(chǎn)品的滲透率,擴大下游的消費場景,完成行業(yè)的消費者教育;其次,在完成低端市場布局之后,加大研發(fā)投入,進軍中高端市場,然后配合中國的人口紅利以及低成本生產(chǎn)優(yōu)勢,對國外進口的中高端產(chǎn)品實現(xiàn)國產(chǎn)替代;最后,不斷的鞏固競爭優(yōu)勢,持續(xù)的研發(fā)投入,構筑競爭壁壘,實現(xiàn)產(chǎn)品出口,不斷的搶占海外市場。
產(chǎn)業(yè)鏈鏈條結構復雜,涉及多個行業(yè)
1、上游的算法、芯片和其他零組件供應環(huán)節(jié);
(1)上游算法環(huán)節(jié)主要包括圖像處理(例如降噪、寬動態(tài)處理、白平衡校正、色彩還原等)、視頻壓縮和內容識別三大方面。長期以來,以上算法的基礎框架的研發(fā)基本都被國外研究機構或公司所壟斷。但一般來說,芯片設計公司和設備產(chǎn)品廠商都具有在基礎算法上進行改進和優(yōu)化從而形成自己獨有的算法技術的能力。近年來,隨著人工智能深度習算法的快速成熟,國內也誕生了一批應用層面的計算機視覺(即圖像內容識別)算法供應商,例如商湯科技、曠視科技等。
(2)處理器芯片是安防視頻監(jiān)控設備(包括前端和后端)的核心部件,直接影響到系統(tǒng)的圖像質量、碼流控制能力、智能識別效率、穩(wěn)定性、功耗等性能表現(xiàn)。安防視頻監(jiān)控設備中所用的處理器芯片主要包括模擬攝像機中的ISP芯片、網(wǎng)絡攝像機中的SoC芯片、DVR/NVR中的SoC芯片以及深度學習算法加速器芯片(包括前端和后端)四大類型。目前來看,高性能的深度學習算法加速器芯片(簡稱AI芯片)仍主要由國外芯片大廠提供(如Nividia、Intel等),而其余三類處理器芯片均已經(jīng)實現(xiàn)了較大程度的國產(chǎn)化替代,國內代表性供應商包括華為海思、富瀚微、中星微等。
(3)安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的上游還包括圖像傳感器芯片、光學鏡頭和存儲器等關鍵零組件。其中,光學鏡頭已經(jīng)基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化,國內代表性供應商包括舜宇光學科技、聯(lián)合光電、宇瞳光學等,而圖像傳感器芯片和存儲器仍然主要依靠進口(圖像傳感器的供應商主要包括Sony、Omnivision等)。
2、中游的設備產(chǎn)品設計和制造環(huán)節(jié)
中游的設備產(chǎn)品主要包括前端的攝像機(分為模擬攝像機和網(wǎng)絡攝像機)、后端的存儲錄像設備(分為DVR、NVR、CVR等)、中心控制端的控制和顯示設備(包括顯示屏、服務器和控制鍵盤等)以及各傳輸環(huán)節(jié)的光端機和交換機等。此外,在硬件設備產(chǎn)品基礎上還有系統(tǒng)管理軟件。目前,國內安防監(jiān)控設備的龍頭廠商海康威視和大華股份在全球市場上穩(wěn)定占據(jù)前列。
3、下游的產(chǎn)品分銷、系統(tǒng)集成、工程建設和運營服務環(huán)節(jié)這些下游環(huán)節(jié)的主要參與者為小規(guī)模的地方型企業(yè),市場格局較為分散。另外,海康威視和大華股份等龍頭設備廠商在部分規(guī)模較大的項目中也承擔了系統(tǒng)集成和運營的角色。
4、最終到達城市級、行業(yè)級或消費級的客戶應用。
城市級應用主要指大型的政府項目建設,例如“平安城市”、“智慧城市”和“雪亮工程”等,行業(yè)級應用面向公安、交通、司法、銀行金融、商業(yè)零售、教育、醫(yī)療、娛樂、文體博、住宅社區(qū)等眾多領域,消費級應用則主要針對民用安防和車載監(jiān)控。
上游技術發(fā)展以及成本下降以及下游新的場景需求成為行業(yè)發(fā)展的核心驅動要素
回顧歷史,我們發(fā)現(xiàn),安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)曾依此經(jīng)歷了數(shù)字化(本世紀初至2010年前后)和網(wǎng)絡高清化(2010年前后開始)這兩次大的變革。在數(shù)字化過程中,依靠編碼壓縮算法和芯片的性能提升,數(shù)字錄像機替代了模擬矩陣和磁帶錄像機,帶來了視頻存儲和檢索回放效率的大幅提升。在網(wǎng)絡高清化過程中,在SoC芯片技術成熟、圖像處理算法創(chuàng)新、CMOS替代CCD、帶寬成本降低、芯片和鏡頭國產(chǎn)化等因素推動下,前端設備逐漸由模擬攝像機向網(wǎng)絡攝像機過渡,并且像素密度持續(xù)提升,帶來了安防監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋范圍和拓撲結構的自由化,以及圖像質量的大幅提升,同時設備成本不斷降低。也正是正是依靠數(shù)字化和網(wǎng)絡高清化這兩次迭代,安防監(jiān)控系統(tǒng)在功能提升和系統(tǒng)成本降低的同時,應用范圍從博物館、銀行等關鍵防盜單位逐步拓展至公安、交通、商業(yè)、文教衛(wèi)、能源、工業(yè)等各行各業(yè),產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大。因此,對于安防行業(yè)而言,其需求從未在真正意義上得到滿足,而且需求也越發(fā)呈現(xiàn)多樣化,民用領域的多元化需求越來越多。
算法進步為安防發(fā)展奠定了基礎
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)。其中,圖像處理環(huán)節(jié)主要是對視頻監(jiān)控前端的圖像傳感器所采集到的原始圖像信號進行后期處理,使圖像得以復原和增強,而編碼壓縮環(huán)節(jié)主要是對后期處理后的圖像數(shù)據(jù)進行冗余消除,降低系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的碼流以方便后續(xù)傳輸和存儲。
圖像處理算法方面,除了基礎的普通降噪、白平衡校正、CFA插值、色彩還原等技術外,歷史上新的功能如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)。圖像處理技術的創(chuàng)新一方面帶來了視頻監(jiān)控圖像質量的持續(xù)提升,另一方面補足了CMOS相對于CCD在圖像質量上的劣勢,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。
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,不過算法復雜度的提升對于編碼壓縮芯片的性能也提出了更高的要求。具體來看,H.264算法的壓縮比是MPEG-4的1.5~2倍,而H.265算法的壓縮比是H.264的2倍左右。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,促進了行業(yè)高清化的演進過程。
對于智能監(jiān)控時代而言,前面兩項已經(jīng)開始僅僅是作為底層需求,現(xiàn)在對于內容識別的要求也是越來越高,建立在AI基礎上的智能安防將會是未來最具有前景的方向。
芯片-技術路線創(chuàng)新和進口替代推動安防監(jiān)控設備成本降低
主要邏輯為國產(chǎn)替代,成本領先優(yōu)勢。華為旗下的海思半導體發(fā)展就是中國視頻監(jiān)控中的芯片發(fā)展得縮影。海思芯片對外海產(chǎn)品最開始借助成本優(yōu)勢替代進口產(chǎn)品,然后逐漸占領中高端市場。
傳統(tǒng)安防監(jiān)控系統(tǒng)中所用到的芯片主要有前端模擬攝像機中的ISP芯片,網(wǎng)絡攝像機中的IPC芯片,以及后端錄像設備中的DVR芯片這三大類。作為安防監(jiān)控設備中成本占比最高的零組件之一,過去十余年中視頻監(jiān)控芯片領域的國產(chǎn)化替代和技術路線創(chuàng)新所帶來的性價比提升直接推動了安防監(jiān)控設備的平均價格降低和應用規(guī)模的擴大。
后端DVR用芯片:歷經(jīng)兩次技術路線迭代,華為海思已成最大廠商,在安防監(jiān)控行業(yè)數(shù)字化發(fā)展初期,后端DVR用編碼壓縮芯片領域(除了編碼壓縮芯片,DVR中還需要CPU、內存和A/D模數(shù)轉換芯片)較多使用專用的ASIC芯片(編碼壓縮算法由ASIC芯片商提供并在出廠時固化),但后續(xù)隨著通用DSP芯片(DigitalSignalProcessor)性能提升,其可編程性、開發(fā)周期短、便于擴展和升級等優(yōu)勢開始顯現(xiàn),并逐漸成為了主流。
2010年之后,SoC芯片技術(SystemOnChip)逐漸成熟,伴隨視頻編碼壓縮算法的迭代速度放緩,由于SoC芯片可以將主芯片、內存、A/D芯片和編碼壓縮芯片進行集成,其所具備的低成本、低功耗、高穩(wěn)定性優(yōu)勢開始凸顯,并漸漸替代通用DSP芯片方案成為了目前行業(yè)的主流選擇。
圖像傳感器:CMOS 替代CCD,推動實現(xiàn)前端設備成本下降和高清化
圖像傳感器(將光信號轉化為電信號)可以分為CCD(Charge-coupled Device,電荷耦合器件)和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor, 互補金屬氧化物半導體)兩大類。其中,CCD集成在單晶硅材料上,像素信號逐行逐列依此移動并在邊緣出口位置依此放大,而CMOS集成在金屬氧化物半導體材料上,每個像素點均帶有信號放大器,像素信號可以直接掃描導出。
由于工作原理和制造工藝上的區(qū)別,CCD和CMOS的本征性能存在較大的差異。具體來看,CCD具有更好的圖像質量,在信噪比和靈敏度上具備明顯優(yōu)勢,但成本較高,而CMOS讀取速度快,功耗低,可集成性強,成本上更為低廉。在2010年之前,由于CCD相比CMOS在圖像質量上的優(yōu)勢顯著,因此在安防監(jiān)控領域長期占據(jù)主導地位。 2010年后,隨著圖像處理技術和半導體CMOS通用制造
工藝的快速發(fā)展,CMOS相比于CCD在圖像質量上的差距縮小,并且在成本、功耗以及分辨率提升速度上的優(yōu)勢不斷拉大,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迭代進程。
鏡頭--性能提升推動行業(yè)高清化,國產(chǎn)化降低前端設備成本
從視頻監(jiān)控的鏡頭來看,在國內需求旺盛的情況下,國產(chǎn)化替代成為整個行業(yè)的發(fā)展的核心驅動因素。
從歷史上看,光學鏡頭產(chǎn)業(yè)在早期主要集中在德國和日本兩個國家,其中德國在光學鏡頭產(chǎn)業(yè)上擁有悠久的歷史積淀,并涌現(xiàn)了徠卡(Leica)和卡爾蔡司(Carl Zeiss)等行業(yè)巨頭。而在二戰(zhàn)后,日本的光學鏡頭產(chǎn)業(yè)在發(fā)展迅猛,依靠產(chǎn)品的性價比優(yōu)勢逐漸占據(jù)了市場主導,其代表性廠商包括佳能(Canon)、尼康(Nikon)、富士(Fuji)、騰龍(Tarmon)等。21世紀后,伴隨下游制造市場逐漸向中國大陸轉移,國內光學鏡頭廠商從代工到自主設計研發(fā)再到引領行業(yè)技術迭代不斷成長,目前安防監(jiān)控領域的光學鏡頭已經(jīng)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,主要供應商包括舜宇光學、聯(lián)合光電、宇瞳光學、福光股份等。
根據(jù)TSR數(shù)據(jù),2017年全球前八大監(jiān)控鏡頭廠商(按出貨量計算)均為國內企業(yè),宇瞳光學、舜宇光學、福光股份三家廠商在全球監(jiān)控鏡頭市場的占有率(按出貨量計算)已經(jīng)達到了66%。
受益于中國公共安全支出增加,視頻監(jiān)控市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長
在下游運用中最為主要的就是公共治安中的“雪亮工程。”“雪亮工程”是以縣、鄉(xiāng)、村三級綜治中心為指揮平臺、以綜治信息化為支撐、以網(wǎng)格化管理為基礎、以公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應用為重點的“群眾性治安防控工程”。因為“群眾的眼睛是雪亮的”,所以稱之為“雪亮工程”。
它主要是針對農村地區(qū)治安防控的監(jiān)控項目,旨在通過各級的綜治中心和指揮平臺,將視頻圖像信息系統(tǒng)縱向下延至縣、鄉(xiāng)、村,同時利用系統(tǒng)拓展在安防、社會治理、智慧交通、民生服務、生態(tài)建設等領域的應用,通過建設各類視頻監(jiān)控點,實現(xiàn)治安防控“全覆蓋、無死角”。
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,截至2017年12月底,雪亮工程的中標億元項目9個,總計31.04億,占安防總體中標項目12%。基于國內農村市場的龐大及成長潛力來看,雪亮工程將成為安防行業(yè)重要的市場,同時雪亮工程不僅是保障城鄉(xiāng)安全的新保障,也是智慧城市建設的重要分支。雪亮工程的持續(xù)推進,將城市監(jiān)控拓展到周邊農村地區(qū),推動了中國視頻監(jiān)控市場的發(fā)展。
權威電子行業(yè)研究機構IHS Research發(fā)布《中國CCTV與視頻監(jiān)控設備市場研究報告》顯示,近年來,中國視頻監(jiān)控市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的發(fā)展態(tài)勢。2014年,中國增長高于預期,市場總量達57.1億美元;2016年,中國市場增長6.0%。2017年中國專業(yè)監(jiān)控設備市場增長了14.7%,市場總量達72.8億美元,約占全球市場收入的44%。2018年預計將會達到80億美元。
中國視頻監(jiān)控企業(yè)競爭格局
當前,中國視頻監(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)展最快最重要的領域,一直以來呈現(xiàn)海康威視、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。國內兩大巨頭市占率超過一半,海康和大華兩家占據(jù)了56.12%的市場份額。因為視頻安防低端的設備技術含量較低,進入門檻也較低,剩余從事這類硬件生產(chǎn)的企業(yè)因為規(guī)模小、技術含量低,在技術升級和價格戰(zhàn)的壓力下生存不易。視頻監(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
下游運用領域重要在于政府公共服務領域
從視頻監(jiān)控產(chǎn)品的下游應用結構來看,目前視頻監(jiān)控產(chǎn)品的應用主要集中在政府項目、交通、治安、金融、電力等特殊部門,在其它領域的應用還比較少。這主要與其應用領域擴展過程是從特殊、重點部門向一般部門擴散有關。在普通經(jīng)濟領域應用量小,未來空間還很大。
中游的設備產(chǎn)品主要包括前端的攝像機(分為模擬攝像機和網(wǎng)絡攝像機)、后端的存儲錄像設備(分為DVR、NVR、CVR等)、中心控制端的控制和顯示設備(包括顯示屏、服務器和控制鍵盤等)以及各傳輸環(huán)節(jié)的光端機和交換機等。此外,在硬件設備產(chǎn)品基礎上還有系統(tǒng)管理軟件。目前,國內安防監(jiān)控設備的龍頭廠商海康威視和大華股份在全球市場上穩(wěn)定占據(jù)前列。根據(jù)IHS數(shù)據(jù),2017年海康威視和大華股份在全球安防監(jiān)控設備市場的占有率分別為26.8%和14.9%,名列前兩位。
而在全球排名中海康威視也是全球排名穩(wěn)定在第一名,而中國的另外一個大華股份則是排名持續(xù)上升已經(jīng)由2016年的第四名上升到2017年的第三名。
未來行業(yè)將會呈現(xiàn)高清化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展趨勢
隨著我國平安城市、智能交通等各項建設的持續(xù)開展,以及金融、教育、物業(yè)等各行業(yè)用戶安防意識的不斷增強,視頻監(jiān)控市場近5年來一直保持著18%左右的穩(wěn)定增長。然而,大多數(shù)攝像頭一直沒能擺脫人工監(jiān)控的傳統(tǒng)監(jiān)控方式,由此導致了大量視頻數(shù)據(jù)堆積占用存儲資源、視頻監(jiān)控實時性差、視頻檢索困難等問題,一旦有案件發(fā)生,海量攝像頭帶來的海量視頻數(shù)據(jù)檢索工作需要耗費大量警力。
為了解決這些問題,近年來,視頻監(jiān)控行業(yè)向“高清化、網(wǎng)絡化、智能化”趨勢加速演進。視頻監(jiān)控設備技術性極強,系統(tǒng)的創(chuàng)新升級同時也在引導市場需求的變化并創(chuàng)造了新的市場需求。
高清化:攝像頭高清化是實現(xiàn)攝像頭網(wǎng)絡化和智能化的重要前提,高清攝像頭不僅讓我們看得更清楚,也能讓機器“看”得更清楚,從而使得機器視覺技術有了用武之地,能夠更準確地提取重要的有效信息。此前,阻礙攝像頭向高清發(fā)展的重要原因是帶寬和存儲的成本,因此,提升編碼效率是實現(xiàn)視頻高清化的技術基礎。
網(wǎng)絡化:網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠程傳輸視頻數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能,這極大的擴展了視頻監(jiān)控的范圍。當然,網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢也使得視頻的數(shù)據(jù)量越來越大,要求系統(tǒng)具備更強的存儲、檢索和備份等功能。同時,海量的視頻數(shù)據(jù)也對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展提出了更高的要求。
智能化:智能視頻監(jiān)控技術近幾年來被廣泛研究并開始實際應用,通過將機器視覺技術融入視頻監(jiān)控系統(tǒng),對視頻數(shù)據(jù)流進行圖像處理、目標分析,實現(xiàn)自動檢測、目標跟蹤等目的,對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行實時控制,變被動監(jiān)控為主動監(jiān)控。
“高清化、網(wǎng)絡化、智能化”的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開始應用在實際生活中,具體來說,在智能交通系統(tǒng)中,重要關卡的攝像頭能夠智能化地檢測交通違規(guī),未來覆蓋所有道路交通的視頻打通后還可以構建城市擁堵模型,并實時調整紅綠燈及道路行駛規(guī)則;在平安城市系統(tǒng)中,各點位視頻不僅被動監(jiān)控,還可以因地制宜運行安全檢測算法,并在事件發(fā)生時即主動報警,由原來的“事前震懾,事后追蹤”變?yōu)橹鲃颖O(jiān)測;而在民用市場上,通過在攝像頭基礎上附加的客流統(tǒng)計、人臉識別等功能,進一步拓展了視頻監(jiān)控的民用市場。
更多數(shù)據(jù)請參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國視頻監(jiān)控設備行業(yè)市場需求預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。
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