視頻監控芯片行業技術水平及發展趨勢
視頻監控芯片擁有廣泛的下游市場應用，主要包括智能安防、視頻對講、智能車載等。隨著人工智能、5G、物聯網等終端應用趨勢的不斷演進，下游市場產品技術提升，客戶對產品的需求愈加旺盛，下游應用領域的繁榮也推動了上游半導體與集成電路設計市場的穩步發展。未來，伴隨傳統的終端應用在產品變革的背景下需求量持續增加，新興的消費類應用市場需求日益旺盛，人工智能、5G、視頻會議等終端市場快速崛起等有利因素，視頻監控芯片行業需求將持續高速增長。
資料來源：普華有策
1、視頻監控芯片行業概況
經過多年的發展和迭代，攝像機已形成了成熟穩定的架構。典型的攝像機主要由鏡頭、圖像傳感器、視頻監控芯片、PHY、存儲器、電源芯片等組成。其中，鏡頭對光線進行聚焦，將光線聚集在圖像傳感器上，圖像傳感器將光信號轉換為電信號，視頻監控芯片則對信號進行處理和壓縮，視頻監控芯片決定了圖像信號的質量和傳遞效率。傳統監控只能依靠云端的智能處理和分析，對數據傳輸、云端運算存儲都造成了較大壓力，同時實時性得不到保障。目前，AI 技術作為全新的技術變革要素進入成像產業領域。移動智能設備和 IoT 設備中，對于圖像的處理和計算在“查看”功能之外更要實現“分析”功能。因此，圖像硬件廠商更多地在硬件系統中加入支持 AI 算法特別是深度學習的軟件集成，更多的視頻監控芯片開始搭載 AI 運算功能，以對圖像信號進行深度智能化分析處理，同時有助于降低監控系統帶寬、存儲成本。目前，攝像機被廣泛應用于智能安防、視頻對講、智能車載等領域。針對不同的應用場景，攝像機的結構和使用的視頻監控芯片亦有所不同。未來，高清視頻在各個領域的應用將越來越廣，形成海量復雜的視頻數據，從而帶動 AI 技術、ISP 技術、視頻編解碼技術等逐步迭代和更新，并進一步推動攝像機及視頻監控芯片的升級。
2、行業技術水平發展情況
（1）圖像處理質量能力提升
圖像處理主要包括圖像去噪、圖像增強、自動曝光控制、自動增益控制、自動色彩校正、祛除壞點等功能。當前視頻監控芯片受到供給與需求的雙層驅動。一方面，圖像處理作為視頻領域最為核心的技術之一，行業內主要競爭者均持續投入大量研發資金進行技術的迭代更新；另一方面，終端產品所支持的圖像畫質逐步提升，致使片源圖像質量需要同步提升以適配終端產品的需求，最終傳導至視頻監控芯片，對其圖像處理質量及能力提出更高要求。
（2）AI技術高速升級
近年來，在算法、數據和算力的三重驅動下，人工智能的功能越來越貼近社會中的主流需求，智能分析整合、人臉識別、大數據分析等智能視頻技術蓬勃發展，越來越多地被應用于實地場景，如在智能安防、視頻對講、智能車載等領域中得到普及推廣。目前，結合 AI 技術的視頻監控芯片在技術上已突破填充率低、分辨率低和信號干擾嚴重的難題。隨著 5G 商用、高清 4K 時代的到來，視頻處理信息量將迎來爆發式增長。AI 技術升級可極大程度上幫助視頻監控芯片提升視頻信息處理效率、加快各模塊之間的傳輸速度等，是未來發展的主要方向與趨勢。
人工智能產品迭代發展亟需 AI 底層技術的支持，AI 底層技術包括 AI 計算芯片、開源深度學習框架/平臺、AI 基礎理論機器相關模型算法等。AI 底層技術對硬件的發展形成了底層制約，國外大型科技企業也正在為 AI 基礎架構設置生態門檻。因此在該大環境下，具備 AI 底層技術的公司方可更順利地研發核心技術、掌握發展主動權。
（3）視頻壓縮能力加強
在大多數系統中，視頻采集處理與視頻存儲二者分布在物理分離的系統中，信息傳輸成本較高。壓縮視頻具有節省傳輸帶寬、儲存更多內容等優勢，是各類終端視頻產品的必備功能。當前市場正在由高清化向超清化逐步邁進，對分辨率、色彩空間、幀率、色彩編碼的要求不斷提高，同時不同格式碼流的需求也成為標準配置。更高的圖像顯示性能指標要求高清視頻監控芯片具備更好的視頻壓縮能力，同時，配套的編解碼能力也需同步提升從而達到最佳的顯示圖像效果。
3、行業未來發展趨勢
（1）視頻監控芯片的新興應用場景不斷拓展
中國視頻監控芯片市場需求全球領先，To B 和 To C 端的應用場景廣闊，近年來市場呈爆發態勢。隨著 AI 場景化持續落地，單攝技術已無法滿足兼顧細節分析以及多目標軌跡關聯等各類智能需求，由場景定義的多攝像頭技術將成為趨勢。多攝像頭技術可兼顧不同視角、不同參數、不同功能的需求，在邊緣節點端聚合多種專為復雜場景設計的深度學習算法，形成多場景數據融合分析能力。技術的升級將使處理海量視頻數據更加高效，對行業產生變革性的影響，推動下游多種新興應用場景的滋生和發展。
在“平安城市”、“智慧城市”和“平安鄉村”等政策的推動下，公安、交通、金融、政府和企業大力配合實施安防工程，城市安防監控市場持續更新迭代。2015 年后政府安防計劃工作重點從城市中心區域向下沉區域滲透，包括一二線城市未覆蓋區域以及三四線城市縣級地區，鄉鎮和農村的安防監控市場從無到有釋放出大量空間。視頻監控在保障社會穩定和公共財產安全的剛需下將成為安防行業的主要產品；除了傳統的安防監控市場之外，下游伴隨視頻監控智能化及其特征提取、內容理解方面的優勢，涌現出視頻會議、車載攝像等一系列新興消費類應用市場。視頻會議在全球疫情爆發的階段廣泛地被各類用戶使用，視頻會議產品迎來爆發式增長，發展前景樂觀；車載攝像方面，在 ADAS 和自動駕駛快速發展的趨勢下，車載攝像頭的使用數量大幅提升，其功能要求亦大幅提高。同時，多項針對汽車前裝產品的國標和要求的出臺亦驅動車載攝像頭加速放量。未來，一方面傳統的安防監控市場的設備滲透率依然存在提升空間，同時伴隨存量市場設備的高清化、智能化迭代更新，視頻監控芯片增長可期；另一方面新興的消費類應用市場需求日益旺盛，在視頻會議、車載攝像等市場快速增長的驅動下，上游視頻監控芯片市場規模將同步增長。
（2）5G 時代視頻監控行業迎來重大發展機遇
2019 年起全球逐步進入 5G 時代。5G 技術的變革除了具有網絡廣覆蓋、低延時、大寬帶等特點外，也將快速升級物聯網、車聯網、工業互聯網等平臺。計算芯片和連接能力正在源源不斷地內嵌在任何可以通電的設備上，帶來了設備形態的變化、設備數量需求的提升、配套軟件的升級、配套硬件的換代等激變的市場格局。萬物互聯和萬物智能的市場環境正在加速到來。
5G 在與 AI 的結合中通過 AIoT 硬件滲透至更廣泛的應用中，同時還將改變傳統儲存和計算的模式，無線傳輸速度將大幅提升，數據傳輸延時將顯著降低，視頻清晰度將大幅提高，此前大量難以實現的功能將快速迭代并落地。在此背景下，硬件設備需要擁有更高的數據處理能力、承載更多的數據，這極大程度地促進了硬件設備的升級與數量的擴容，從而推動上游芯片需求量的快速增長，使視頻監控芯片行業蓬勃發展。
（3）視頻技術和應用向智能化發展
視覺感知在學習、生產和各種知識傳承中占據了主要作用。近年來視頻技術在不斷地發展，消費者越來越重視視覺體驗，對清晰度的要求逐步提高，分辨率從 576i 提升至目前的 4K，正在向 8K 演進。視頻監控芯片作為視頻技術的核心元器件在中國的發展伴隨視頻行業的技術變革經歷了多段時期，從最早的模擬化演變至網絡化，至目前的高清化，未來視頻監控芯片將進一步向智能化邁進。
在智能化的趨勢下，視頻監控芯片與 AI 技術相結合，從而可以更加高效地處理大量非結構化的數據，使芯片對視頻內容的理解更加透徹，實現視頻的結構化處理，具備圖像檢測、人臉識別、車載影像、場景識別等功能，從而幫助傳統視頻監控實現從“看得清”到“看得懂”、“看得快”，實現從“事后查找”到“事前預防決策”、“事中報警”的智能化。
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