賽迪顧問

AI推動(dòng)智能安防

改造與建設(shè)熱潮

據(jù)中國安防網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2017年我國安防行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到6200億元，行業(yè)增速為14.8%，到2020年，安防企業(yè)市場規(guī)模預(yù)計(jì)可以達(dá)到9000億元左右。在安防產(chǎn)品中，視頻監(jiān)控市場規(guī)模占比高達(dá)50%以上，是構(gòu)建安防系統(tǒng)的核心。

視頻安防系統(tǒng)主要包括前端感知、傳輸、后臺(tái)顯示、控制、綜合管理平臺(tái)。前端感知的多維度、全天候、立體化和智能化是構(gòu)成智能安防系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，目前主要以網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為主。ISP SoC芯片是視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的核心，通常包括CPU、圖像信號處理（ISP）、視音頻編碼模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊等。攝像機(jī)采集的原始圖像經(jīng)過ISP模塊處理后，送到視頻編碼模塊進(jìn)行壓縮。壓縮后的視音頻碼流通過網(wǎng)線或者無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶蠖司W(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器（NVR），NVR對視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理并存儲(chǔ)，后期若需要?jiǎng)t可調(diào)出。ISP芯片是視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的核心組成部件，ISP芯片性能的好壞直接決定了視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的成像質(zhì)量。據(jù)IHS數(shù)據(jù)，2013到2018年，全球ISP SoC芯片的出貨量復(fù)合增長率高達(dá)56%，這個(gè)領(lǐng)域云集了TI、安霸、華為等國內(nèi)外知名芯片企業(yè)。

過去視頻監(jiān)控項(xiàng)目注重前端基礎(chǔ)設(shè)備布投，忽視了后端平臺(tái)的擴(kuò)展性、互通性及穩(wěn)定性，存在明顯的數(shù)據(jù)煙囪、擴(kuò)展性差等問題。隨著平安城市建設(shè)規(guī)模以及異構(gòu)視頻監(jiān)控項(xiàng)目聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，對于平臺(tái)架構(gòu)的開放性、擴(kuò)展性、存儲(chǔ)能力都提出了較高的要求。同時(shí)，過去同質(zhì)化的解決方案未考慮客戶業(yè)務(wù)的多樣性需求，隨著視頻監(jiān)控市場規(guī)模的爆發(fā)，客戶能夠獲得的有效信息與海量視頻數(shù)據(jù)增長發(fā)生脫節(jié)。這些都是視頻監(jiān)控行業(yè)亟待解決的問題。

此外，在各類視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控點(diǎn)位由最初的幾千路，擴(kuò)展到幾萬甚至是幾十萬路的規(guī)模，尤其是隨著高清監(jiān)控覆蓋率的不斷提升，整個(gè)安防領(lǐng)域的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)成指數(shù)級增長，這些海量數(shù)據(jù)僅僅利用人海戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行分析檢索，已經(jīng)變得非常不現(xiàn)實(shí)。早年間，受制于傳統(tǒng)圖像識(shí)別與圖像處理算法的制約，安防AI化的推進(jìn)十分緩慢，識(shí)別準(zhǔn)確率低、環(huán)境適應(yīng)性差、識(shí)別種類少等問題一直困擾著各類安防企業(yè)，直到這一輪基于深度學(xué)習(xí)的AI浪潮來襲，才可能解決這些問題。

AI技術(shù)對安防行業(yè)的驅(qū)動(dòng)和顛覆力遠(yuǎn)甚于之前的高清視頻和智能分析。伴隨AI技術(shù)在安防領(lǐng)域的加速落地，AI將掀起新一輪智能安防的改造與建設(shè)熱潮。而搭載AI芯片的實(shí)時(shí)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將成為平安城市、智能交通、智慧商業(yè)以及智能家居等領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的核心。同時(shí)，AI技術(shù)的融入，將豐富智能安防的內(nèi)涵與維度，推動(dòng)安防物聯(lián)網(wǎng)的加速落地，促使安防行業(yè)邁向更高層級的“智能安防”。

AI在安防領(lǐng)域的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)場景：一是人體分析，包括人臉識(shí)別、體態(tài)識(shí)別、人體特征提取等;二是車輛分析，包括車牌識(shí)別、車輛識(shí)別、車輛特征提取等;三是行為分析，包括目標(biāo)跟蹤監(jiān)測、異常行為分析等;四是圖像分析，包括視頻質(zhì)量診斷、視頻摘要分析等。AI安防芯片可以實(shí)時(shí)分析視頻影像，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常信息，以直接高效的方法使攝像頭智能化。AI芯片的實(shí)現(xiàn)主要有兩種方案：一種是前端方案，AI芯片放置在攝像機(jī)，數(shù)據(jù)即時(shí)處理，然后輸出到后端服務(wù)器;另一種是后端方案，是指將攝像頭采集到的視頻信息發(fā)送到后端中控系統(tǒng)或者云端，然后再利用服務(wù)器強(qiáng)大的計(jì)算能力對其進(jìn)行分析、處理。此前“AI+后端”的解決方案一直是主流，不過由于現(xiàn)在安防行業(yè)對實(shí)時(shí)性、隱私保密性、傳輸穩(wěn)定性等要求越來越高，端智能的相關(guān)技術(shù)也越來越成熟，“AI+前端”的解決方案開始逐漸受到行業(yè)歡迎。

傳統(tǒng)安防巨頭企業(yè)

與人工智能新秀同臺(tái)競技

傳統(tǒng)安防行業(yè)發(fā)展已經(jīng)非常充分，馬太效應(yīng)凸顯。AI仿如一個(gè)破冰者，為產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。AI技術(shù)既為科技巨頭帶來了業(yè)務(wù)升級、產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張的新風(fēng)口，也為各大創(chuàng)業(yè)者提供了顛覆現(xiàn)有格局、重塑科技話語權(quán)的嶄新機(jī)會(huì)，同時(shí)還為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)彎道超車供了一個(gè)絕佳的新機(jī)遇。在AI安防這樣一個(gè)規(guī)模龐大且增長迅速的舞臺(tái)上，傳統(tǒng)安防巨頭企業(yè)與人工智能新秀同臺(tái)競技，各有千秋，形成了新老兩大勢力陣營。

第一陣營是傳統(tǒng)安防龍頭企業(yè)，包括系統(tǒng)企業(yè)和芯片企業(yè)。安防是一個(gè)集中度很高的傳統(tǒng)行業(yè)，?？低?、大華股份、宇視科技三大行業(yè)巨頭總共占據(jù)了國內(nèi)安防領(lǐng)域的半壁江山。這些傳統(tǒng)的安防領(lǐng)域巨頭一方面與眾多AI芯片公司密切合作，如?？低暿褂昧薔VIDIA的GPU以及JetsonTX1的平臺(tái)，大華推出的“睿智”系列搭載了NVIDIA Tesla P4 GPUs，宇視科技云結(jié)構(gòu)化智能分析服務(wù)器支持了80顆NVIDIA JetsonTX1處理器。另一方面這些巨頭企業(yè)自身也在不斷推進(jìn)“AI+安防”的研發(fā)步伐。近期，海康威視推出了基于GPU/VPU和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的“深眸”系列智能攝像機(jī)、“起腦”系列NVR、“神捕”系列智能交通產(chǎn)品、“臉譜”人臉分析服務(wù)器;宇視科技在AI安防領(lǐng)域已發(fā)布了一整套AI整體解決方案，涉及嵌入了GPU芯片的前端智能攝像機(jī)、人臉識(shí)別速通門、后端數(shù)據(jù)中心一體機(jī)等;大華推出的新品睿智系列經(jīng)濟(jì)型人臉攝像機(jī)，首次選用大華自研的高性能AI芯片，產(chǎn)品目前支持人臉結(jié)構(gòu)化分析，可實(shí)現(xiàn)性別、年齡等4種屬性，喜怒哀樂4種表情的屬性提取。

國內(nèi)芯片企業(yè)代表廠商主要是華為海思和中星微電子。目前華為海思芯片在國內(nèi)安防市場占有近七成的份額，華為近期推出支持H.265核心算法的4K高清攝像機(jī)，以及一系列AI安防芯片（Hi3516、Hi3517、Hi3518A、Hi3518C、Hi3518E）都取得了不錯(cuò)的成績。中星微電子是老牌安防芯片的提供商之一，中星微電子發(fā)布中國首款嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器芯片（NPU）已應(yīng)用于嵌入式視頻處理芯片“星光智能一號”中。

另一陣營則是關(guān)注安防監(jiān)控智能分析軟硬件平臺(tái)的新興高科技企業(yè)。在安防監(jiān)控智能分析的軟件平臺(tái)，主要有依圖、商湯科技、Face++、曠視、云從等體量較大的研究計(jì)算機(jī)視覺的公司，他們憑借自身的技術(shù)積累向下游芯片環(huán)節(jié)不斷延伸。

安防監(jiān)控智能分析的硬件平臺(tái)主要集中了很多AI芯片國內(nèi)新秀。國內(nèi)優(yōu)秀的AI芯片初創(chuàng)企業(yè)，如深鑒科技、寒武紀(jì)、地平線、眼擎科技等都瞄準(zhǔn)了AI安防芯片這一領(lǐng)域并取得了輝煌的成績。2017年8月—12月，至少有十幾款A(yù)I芯片面市。深鑒科技發(fā)布的DP-1200-F1人臉檢測識(shí)別芯片可以支持高清18幀人臉識(shí)別監(jiān)測，整個(gè)方案功耗極低，另一款DP-2100-F16人臉分析解決方案，在測光、側(cè)臉、低頭、抬頭等情況下均支持人臉識(shí)別;寒武紀(jì)產(chǎn)品覆蓋范圍最廣，其1H8芯片廣泛用于安防監(jiān)控領(lǐng)域，最近寒武紀(jì)發(fā)布其首款云端智能芯片，完成了從云到端的芯片布局，應(yīng)用領(lǐng)域主要涉及安防行業(yè);地平線打造出來的一款高科技的智能攝像頭，主要是基于自主研發(fā)的嵌入式人工智能視覺處理器旭日1.0，以芯片為支撐實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)大規(guī)模的人臉抓拍，可應(yīng)用于地鐵站、火車站、飛機(jī)場等處，2瓦功耗的處理器做出來的相機(jī)與TX1所支撐的智能抓拍相機(jī)在抓拍率上完全是同一水平;眼擎科技近期推出的復(fù)雜光線專用成像芯片也選擇布局安防領(lǐng)域。

AI安防芯片市場需求明確

產(chǎn)品成熟應(yīng)用仍舊尚早

芯片是視頻監(jiān)控硬件實(shí)現(xiàn)多維感知的關(guān)鍵，視頻監(jiān)控進(jìn)入人工智能時(shí)代之后，行業(yè)對視頻監(jiān)控企業(yè)的需求從單純的硬件提供轉(zhuǎn)變?yōu)樵谛酒?、硬件產(chǎn)品、算法全生態(tài)布局的需要。未來芯片主要是朝著更高像素、幀率、更低照度和動(dòng)態(tài)范圍、更低帶寬占用、更高傳輸效率以及更加智能的ISP算法的方向發(fā)展。

目前AI應(yīng)用仍處于早期階段，主要還是集中在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，需要在云端處理，端智能方面并未普及。從芯片廠商的總體滲透率來看，還需要幾年的時(shí)間才能達(dá)到一個(gè)行業(yè)前后端及中控總體都比較智能的狀態(tài)。受制于成本原因，智能安防產(chǎn)品暫時(shí)難以得到大規(guī)模普及和應(yīng)用。目前市面上主流的人工智能攝像頭產(chǎn)品售價(jià)為4000元左右，是普通高清攝像頭的3～4倍，降低芯片成本是推動(dòng)AI攝像頭普及和應(yīng)用的關(guān)鍵。

目前我國民用視頻安防監(jiān)控覆蓋率僅為10%左右，遠(yuǎn)低于美國的50%，有著強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?。AI占據(jù)安防主流市場還需要5～10年的時(shí)間。傳統(tǒng)安防企業(yè)需要快速擁抱前沿技術(shù)，并憑借自身對安防行業(yè)的深度理解和渠道資源，快速推出垂直行業(yè)的智能化解決方案。而新興人工智能創(chuàng)業(yè)企業(yè)則需要在還占據(jù)技術(shù)優(yōu)勢的時(shí)候快速撲向市場、占領(lǐng)份額，并且在保持技術(shù)優(yōu)勢的同時(shí)進(jìn)一步關(guān)注產(chǎn)品落地、工程交付。

隨著AI芯片市場上的入局玩家越來越多，各家最終的成功與否則要取決于技術(shù)路徑的選擇和產(chǎn)品落地的速度，而這其中，能否找到商業(yè)化場景、是否能成功落地，為企業(yè)帶來切實(shí)價(jià)值，是所有AI芯片初創(chuàng)企業(yè)需要思考的問題。國內(nèi)AI芯片市場競爭達(dá)到了前所未有的激烈程度。視頻監(jiān)控行業(yè)最主要的應(yīng)用一定是標(biāo)準(zhǔn)化的市場，標(biāo)準(zhǔn)化市場的勝出者一定是具備規(guī)模優(yōu)勢的競爭者。憑借規(guī)模效應(yīng)帶來的成本優(yōu)勢，龍頭廠商的市場地位將進(jìn)一步穩(wěn)固，技術(shù)薄弱的小公司將會(huì)被進(jìn)一步淘汰，行業(yè)門檻提高，使得產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步提升。