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2017年中國安防視頻監控行業發展趨勢及行業產業鏈分析
2017/10/31 14:02:29 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:1、行業發展趨勢 ①市場應用不斷向深度、廣度拓展 隨著“平安建設”、“智慧城市”推進的步伐,一些傳統安防領域如文博、金融、公安、交通、電信等應用更加深入;一批新興的民用領域如教育、1、行業發展趨勢
①市場應用不斷向深度、廣度拓展隨著“平安建設”、“智慧城市”推進的步伐,一些傳統安防領域如文博、金融、公安、交通、電信等應用更加深入;一批新興的民用領域如教育、醫療衛生、安全生產等增長較快,智能樓宇、社區、居民安防應用開始升溫,社會化應用進程加速,用戶的個性化需求成為趨勢。市場應用逐步由中心城市、大城市向二、三級城市及農村地區延伸,由沿海地區向中西部地區延伸,并形成了一定的市場需求量。隨著未來安防系統性價比的不斷提高和數字高清化、智能化等技術的發展,市場應用空間將不斷增長。②資本運作日益活躍,行業集中度不斷提高隨著安防視頻監控行業重組、兼并和聯合發展勢頭的興起,技術、品牌和資本的整合成為趨勢,企業間的合作已由產品、渠道等擴展到了資本、品牌層次,行業的集中度加速提高,市場份額進一步向主流制造商集中。③行業轉向全方位理性競爭,技術創新成為競爭的核心由于解決方案提供商提供的產品是滿足不同行業客戶的要求,定制性較強,且產品豐富、多樣化,這需要企業不斷創新,拓展產品線,進而增強企業市場競爭力。隨著模擬化向數字化的過渡,安防業的網絡化、集成化和高清化普及率會越來越高。另一方面,物聯網技術推動安防智能化的發展,比如前端的全面感知、按需部署、中心的信息共享聯動等,都將促進安防智能化的發展。隨著技術的成熟,智能化將成為市場趨勢的發展重點。今后競爭的熱點將逐步轉向產品創新及性能、質量、品牌、服務的全方位理性競爭,其中技術創新成為競爭的核心。未來隨著安防技術的日益進步和企業對產品研發創新的投入,掌握核心技術的安防企業在產業鏈中的影響力將逐漸強化。④國際化競爭趨勢隨著中國安防企業的做大做強,擁有自主知識產權的民族企業不斷崛起,民族安防視頻監控企業已經在國際市場占有一席之地,國際交流日趨頻繁,民族企業開始全面參與安防視頻監控行業的國際化競爭。一些中國視頻監控設備制造商通過在海外建立物流與售后的方式向當地市場滲透,也有一些中國上市公司借助資本市場通過收購拓展全球版圖。隨著中國電子行業整體實力提升,許多中國視頻監控制造商,與海外巨頭的差距正在縮小,更多的尋求商業方式的轉變,由“中國制造”升級為“中國創造”和“中國智造”。資料來源:公開資料整理
2、行業的技術水平及特點
(1)行業的技術現狀
安防視頻監控系統包括視頻信息采集、傳輸、記錄和控制、顯示等環節,各環節中又有具備特定功能的視頻監控產品與之對應,包括攝像機、照相機等視頻信息采集設備、光端機等網絡傳輸設備;DVR、NVR 等主控記錄存儲設備;監視器和電視墻等顯示設備。
資料來源:公開資料整理
視頻監控系統中的核心設備 DVR、NVR 是對音視頻編解碼算法技術、集成電路應用技術、網絡控制與傳輸技術和能夠滿足智能化與系統集中管理需要的信息存儲調用技術的綜合利用。視頻監控設備所應用到的有關技術的基本情況如下:
①攝像機算法核心技術
攝像機關鍵處理算法包括自動曝光算法、自動白平衡算法、自動聚焦算法、寬動態算法等。優良的處理算法可以實現更好的色彩還原,使所采集的圖像更加逼真,在低照度和光線變化較大的情況下使監控場景的視頻有更好的表現。
在傳統的模擬攝像機核心算法上,日本企業具有壟斷優勢。進入數字化高清時代,基于CMOS 感光芯片的核心算法已經突破了壟斷壁壘,形成了群雄并舉的態勢,給予了中國視頻監控廠商在攝像機領域參與競爭的機會。擁有自主研發的3A 算法、寬動態算法的國內廠商可靈活應用各種類型的感光器和不同廠家的主處理芯片,開發出圖像質量上乘、環境適應性好、性價比高的攝像機。
②音視頻編解碼算法技術
視頻編解碼技術是數字視頻監控中的核心技術之一,又可分為視頻編解碼和音頻編解碼兩個部分,其功能在于壓縮和解壓縮原始的音視頻信息,以節省儲存空間,提高硬盤存儲量。音視頻編解碼技術主要有MJPEG、MPEG4、H.264、H.265 等。在高清數字攝像機和數字硬盤錄像機中廣泛應用的是 H.264音視頻編碼國際標準算法。H.264 音視頻編碼算法知識產權由美國MPEG LA 組織按統一標準授權使用。我國制定了AVS 和SVAC 音視頻編碼國家標準,正在逐步推廣應用。編碼算法的優化和單芯多路視頻編碼技術決定了產品圖像質量、集成度、可靠性和成本,目前最高可以實現單芯三十二路視頻編碼。音頻編碼方面采用G.722.1、G.723.1、G.711 等多種算法。
③集成電路應用技術
視頻圖像質量與分辨率的關系最為直接,高分辨率的支持除了通過改進音視頻編解碼算法來實現以外,還得益于集成電路應用技術的發展。
目前用于完成音視頻編解碼的集成電路主要是 ASIC 或SOC 芯片和DSP 芯片,同時對應兩類主要編解碼芯片的解決方案。一類是SOC 方案,用硬件實現編解碼;另一類是通用DSP 芯片加軟件算法的方案,用軟件實現編解碼。它們各自的性能特點對比如下:
資料來源:公開資料整理
DSP 芯片:DSP 芯片是一種開放式技術平臺,可適用于多領域,不限于視頻監控設備,因此在應用具有較高的靈活性,既可以添加新的功能,也可以輕松地實現升級。DSP 的系統軟件開發需要更多的資源和成本,同時由于并非針對視頻監控設備進行專門的功能開發,因此在視頻監控設備生產領域專業性和性價比等仍然有差距。
ASIC 或SOC 芯片:由于SOC 芯片本身定位就是為視頻監控設備音視頻解碼而產生的,比DSP 更有針對性,因此從技術和成本上來看,SOC 比DSP 更適合于產品化,而且穩定性更高。
④嵌入式系統技術
嵌入式系統是目前數字視頻監控產品采用的主流模式。嵌入式系統技術是綜合集成技術,除了視頻編解碼和數字視頻處理技術外,嵌入式系統基礎核心技術還包括嵌入式系統體系結構設計和嵌入式操作系統這兩項核心技術。應用技術方面為嵌入式圖形交互系統、可靠存儲技術、網絡技術、模數混合電磁兼容性、系統可靠性設計等多項技術
⑤網絡傳輸控制技術
數字監控的優勢之一是網絡化監控。數字監控系統基于局域網、廣域網、無線網、3G/4G 移動網的流媒體技術,能夠支持跨平臺、跨地域的視頻互通和控制。
在此基礎上的網絡傳輸控制技術(包括誤碼適應技術、數據加密技術等)保障了數據傳輸的安全可靠,實現不同網絡環境互聯下的實時流暢的音視頻傳輸。現在廣泛應用的IPv4 技術面臨地址空間不足,存在尋址方式局限、組播功能支持有限、安全性較低等缺點,以IPv6 為代表的新網絡協議技術可解決現有IPv4 地址的缺陷,并有效支持不斷發展的視頻數據實時傳輸技術。
⑥數字視頻光纖傳輸控制技術
光纖是一種高帶寬傳輸介質,相比于其他傳輸介質,光纖具有傳輸帶寬大、成本低、傳輸距離遠等優勢。光端機可以將所傳輸的圖像、語音或數據信號進行電光、光電轉換,實現各種信號在光纖中傳輸。目前傳統模擬視頻光端機已經成熟,特別在道路交通行業得到了廣泛的應用。光端機采用波分復用、時分復用技術,可以在一芯光纜傳輸多路視頻。高清視頻監控對光傳輸提出了新的需求,成為了目前技術研究的熱點。
⑦圖像處理技術
圖像處理技術是決定監控視頻圖像質量的重要因素。
⑧視頻智能分析技術
智能視頻分析技術是監控技術第三個發展階段“機器眼+機器腦”中的“機器腦”部分,利用機器,將“人腦”對于視頻畫面的監控判斷,進行數據分析提煉特征形成算法植入機器,形成“機器腦”對視頻畫面自動檢測分析,并作出報警或其他動作。它借助計算機強大的數據處理能力過濾掉視頻畫面無用的或干擾信息、自動分析、抽取視頻源中的關鍵有用信息,從而使攝像機不但成為人的眼睛,也使計算機成為人的大腦。
⑨系統安全穩定技術
硬盤存儲經常出現反復記錄導致的硬盤碎片、突發掉電導致的硬盤數據損壞、多個硬盤工作時帶來的高熱和振動等問題,由于安防行業的特殊性,要求視音頻數據存儲全天24 小時不間斷穩定工作,應用場合較為復雜。系統容錯技術、自我診斷技術和故障恢復技術保障系統的高可靠性運行;外接接口適應和保護、抗電磁干擾、電網波動適應等技術提高產品的環境適應性;專用文件系統用于保障監控系統長期運行無硬盤碎片和異常斷電數據的安全;硬盤休眠技術、硬盤狀態檢測技術降低系統功耗,延長硬盤壽命,保障系統穩定和數據的安全。
3、行業技術發展趨勢
下圖展示了安防視頻監控的技術發展階段:
發展階段技術特點應用領域驅動因素20 世紀90 年代以前1、完全本地化監控2、以VCR 為核心設備3、模擬交換存儲模擬圖像主要銀行、電信等重要政府部門、機關存儲技術低,價格相對較高,用于安全監控,事后取證20 世紀90 年代-2000 年1、本地化監控為主2、以低分辨率低路數DVR 為主3、圖像數字化,本地數字存儲4、弱管理和控制存 儲 技 術 突破瓶頸,開始進入工業化生產管理等應用領域工廠管理規范化推動工業化應用,不僅用于安全防范,逐步是配合生產管理、過程突發事件處理;2000 年-2007年1、前端數字化2、傳輸網絡化3、初步網絡化存儲4、流媒體管理5、異構平臺開始進入商鋪、社區、家庭存儲技術進一步突破,互聯網和電腦的普及,產品成本進一步降低,人們安全意識提高,產品更具有實用性2007 年-未來1、全IP,系統標準化2、以高清多路DVR/NVR 為主,云存儲為輔3、以視頻為入口的多信息采集4、無線網絡移動互聯5、智能化監控和管理6、大集成平臺下多業務整合進 入 普 及 化的個人應用領域,與個人生活習慣掛鉤,成為高品質生活的一部分互聯網和物聯網的普及,網絡存儲技術和終端設備的進一步成熟,以及家居智能的需求資料來源:公開資料整理
隨著音視頻編解碼算法與圖像處理技術、網絡控制與傳輸技術、計算機技術的進步,數字化、高清化、網絡化、智能化已成為安防視頻監控行業的重要技術發展趨勢。
(1)數字化數字化的信息流、標準化的編解碼壓縮、開放化的協議,使視頻監控系統可與其他相關系統實現無縫連接,實現語音、數據和圖像的三網合一,實現遠程訪問能力、系統集成性能、擴展性、實用性和安全性等方面的顯著提升。(2)高清化對于視頻監控而言,影像清晰度無疑是高清監控中的關鍵,影像越清晰,細節越明顯,觀看體驗越好。高清化已經成各視頻監控廠商的技術發展指標之一,近年來視頻監控行業高清化進程突飛猛進,目前720P、1080P 的監控產品已經占據了安防行業半壁江山,再往后發展,2K、4K 等高清監控產品必然取代標清和720P 和1080P 的監控產品。據研究顯示,全球安防行業超高清(4 百萬像素以上)市場到2018 年將成長5 倍以上,4K 超高清分辨率的市場將以其獨特的優勢占絕大多數份額。(3)網絡化視頻監控產業與互聯網的相互融合,通過互聯網平臺,使視頻監控信息可以更大范圍、更遠距離的傳輸,提高監控的質量。視頻監控系統的網絡化將意味著系統的結構將由集總式向集散式系統過渡。集散式系統采用多層分級的結構形式,具有微內核技術的實時多任務、多用戶、分布式操作系統以實現搶先任務調度算法的快速響應。組成集散式監控系統的硬件和軟件采用標準化、模塊化和系列化的設計,系統設備的配置具有通用性強、開放性好、系統組態靈活、控制功能完善、數據處理方便、人機界面友好以及系統安裝、調試和維修簡單化,系統運行互為熱備份,容錯可靠等優點。系統的網絡化在某種程度上打破了布控區域和設備擴展的地域和數量界限。系統網絡化將使整個網絡系統硬件和軟件資源的共享以及任務和負載的共享,這也是系統集成的一個重要概念。(4)智能化基于計算機視覺技術對監控場景的視頻圖像內容進行分析,提取場景中的關鍵信息,是新一代基于視頻內容分析的監控系統,涉及背景圖像的獲取與維護、目標監測與分割、跟蹤和識別、運動的語義理解、運動估計等關鍵技術,可大大提高報警精確度和響應速度,更加有效擴展和利用視頻資源。資料來源:公開資料整理
4、所處行業與上下游之間的關聯性
(1)所處產業鏈介紹
視頻監控行業是安防行業的子行業,其上游主要是視音頻算法、集成電路芯片的供應商和其他原材料生產企業。其中音視頻標準算法的研發、集成電路的制造行業主要有ITU-T、ISO/IEC、JVT 等國內外研究機構和海思半導體、智源、安霸等國外廠商。
中游主要是提供視頻監控設備及解決方案的廠商,其中國內主要廠商有海康威視、大華股份、宇視等,國外主要廠商有霍尼韋爾、博世、思科等。下游主要是經銷商、分銷商、工程商、系統集成商和運營服務商。經銷商和分銷商進行產品銷售,工程商面向終端用戶,負責項目的安裝實施,系統集成商提供軟硬件視頻監控解決方案,運營服務商提供運營服務。下游終端用戶主要包括政府、金融、交通運輸、房地產、教育等行業,它們是產品的使用者和購買者。
安防視頻監控設備軟硬件處于產業鏈中游,也是整個產業鏈最核心的部分,具體如下圖所示:
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(2)安防視頻監控行業與上游行業之間的關聯性
安防視頻監控行業的上游行業為零部件供應商、音視頻算法和集成電路芯片供應商等。
其中零部件供應商提供硬盤、通用標準元器件、結構件、PCB 板、五金件和電纜線等零部件。這些原材料市場已實現充分競爭,價格將按照市場供需關系波動,不會出現明顯影響本行業利潤空間的情形。對于音視頻算法,目前安防監控行業普遍使 H.264 和H.265 算法,該算法由美國 MPEG LA 組織在全球范圍內按統一標準授權,不存在對本行業的不利影響。我國制定了AVS 和SVAC 音視頻編碼國家標準,正在逐步推廣應用。
集成電路芯片一方面用于攝像機中進行圖像捕捉和圖像傳感,一方面用于數字錄像設備和視頻服務器中進行視頻壓縮。目前,核心專用集成電路主要由海思、智源、安霸、恩智浦、索尼、OmniVision,Aptina,nextchip、Intersil 等國內外廠商提供。上述廠商利用掌握的核心技術保持著較高的利潤水平,但這些企業相互之間的競爭也較為激烈,在技術和產品方面存在較大的替代性,因此對電子安防產品制造業的影響并不明顯。
2006 年,海思半導體開始進入核心芯片SOC 方案研發和生產領域,其性價比優于國外廠商,因此在視頻監控設備生產企業中迅速得到推廣,成為國內安防視頻監控設備芯片主要供應商,我國視頻監控設備生產企業得以快速發展。由于上游行業對芯片技術的壟斷,與其建立起戰略合作伙伴關系的企業會更有競爭力。
(3)安防視頻監控行業與下游行業之間的關聯性
安防視頻監控產業鏈的中下游主要是經銷商、分銷商、工程商、系統集成商和運營服務商。由于安防視頻監控系統的設計、安裝、調試等工作都需要專業的技術人員來完成,隨著安防視頻監控行業的發展,終端用戶需求不斷增長,中下游渠道商或工程商的不斷發展,很大程度上刺激了視頻監控行業的發展。
安防視頻監控行業的下游終端客戶廣泛分布在金融、交通、城市監控、教育、政府、住宅、零售等行業,不存在依賴單一行業客戶的情形,下游客戶的需求直接拉動本行業的發展。
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