傳統模擬攝像機發展之路:向左走,向右走
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發布時間:2022-12-08
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當今,百萬高清網絡攝像機的發展如火如荼,猶如煮沸之湯沸揚不止,大有星星之火迅速燎原之勢。而反觀傳統的標清模擬攝像機產品,雖然依舊盤踞著攝像機市場的大部分市場,但是當前攝像機市場的發展態勢總讓人感覺傳統模擬攝像機已經日薄西山,后勁乏力。那么傳統模擬攝像機是如何被歷史所遺棄的呢?傳統模擬攝像機真的是走進了死胡同,被高清網絡攝像機逼到了墻角而無路可走了嗎?兵臨城下之際,傳統模擬攝像機生產企業又該如何應對,實現一個華麗的轉身?十字路口,該向左走、向右走?還是直行走中間?接下來,筆者將從技術角度與大家共同探討這些問題。第一篇傳統模擬攝像機當前之困傳統的模擬攝像機經過多年的發展,已經成為很成熟的產品,并即將由成熟期向衰退期過渡。近些年來,受益于安防行業的持續高速增長,傳統的模擬攝像機廠家由于出貨量大,企業總的利潤還不錯。但畢竟市場容量有限,競爭日趨激烈,缺乏核心技術,產品同質嚴重等問題已經嚴重阻礙了企業的進一步發展。那么,都有哪些問題困住了模擬攝像機的進一步發展呢?1>模擬攝像機同質化嚴重當前的CCTV模擬攝像機解決方案,大部分采用的是日本或韓國的CCD感光器以及相配套的芯片,攝像機內部的自動白平衡、自動增益、自動曝光、自動聚焦等核心軟件算法也是由芯片原廠直接提供,根本就沒有自己的核心技術,也沒能培養起來專業的人才隊伍。國內的電子加工廠幾乎無需多少技術開發,就可以生產普通的CCTV模擬攝像機了,技術門檻低造就了上千家CCTV攝像機廠家“千人一面”的尷尬格局。加之業內流傳的關于日本企業的卑鄙做法:“一流產品留自己,二流產品銷歐美,三流產品進中國”,而且還會在關鍵時刻限量供貨。所以在國內一些大型監控項目中,模擬攝像機產品都被國外品牌長期霸占,使得國內模擬攝像機的廠家抬不起頭來,直不起腰桿走路,自然發展之路也就越走越窄,淪為給他人打雜的奴仆。由于各廠家的畫質和功能差異不大,模擬攝像機早就出現了嚴重的同質化問題。同質化必然導致價格戰的爆發,而價格戰爆發,必然導致利潤越來越微薄。唯有進行產品細分、深挖產品潛力實現差異化競爭才算是一個出路。但畢竟模擬攝像機已經很成熟,要研發出一個創新性的功能或產品難度很大。賠本賺吆喝,并不是每一個廠家都愿意干的。但核心技術不在自己手里,就缺乏走出困局的自信和勇氣。2>模擬攝像機市場競爭異常激烈目前模擬監控攝像機市場已經進入一個相對飽和期,加之CCTV攝像機的核心方案都同源同宗,所以大家只能在其他方面下功夫,而降低價格就成了眾多廠家所慣用的手段。大家在火拼價格的過程中,也使得自身的利潤越來越低。深圳安防市場隨處可見的各式各樣的攝像機配件,不到3分鐘就可以組裝成各種攝像機成品,這也證明了傳統攝像機企業如果沒有打造出良好的品牌和口碑,就會迅速被山寨化了的雜牌產品所吞噬。山寨化了的傳統模擬攝像機產品,價格也越來越透明,已經大白菜價了的產品,誰還會有信心做下去。利潤得持續降低,導致企業發展的投入也就減少了,不免陷入了被動的惡性發展循環當中。3>模擬攝像機產品質量低劣同質化嚴重,競爭激烈,利潤日趨低下,也就導致了產品質量的問題,形成了惡性循環。現在模擬攝像機生產制造的門檻已經不能再低了,幾個工人,幾把電烙鐵就能搞大規模生產。拆開一些模擬攝像機內部,隨處可見手工作坊的痕跡。提高產品品質方法,無外乎要進行原材料的品質把控、控制生產加工環節、控制品質檢測的環節。但這些措施的實施均會增加制造成本,僅有一些品牌廠家才會執行到位,海量的眾多小牌廠家只能是心有余而力不足了。之前客戶沒的選擇,只能忍受。現在高清網絡攝像機來了,模擬攝像機還能再安穩的睡下去嗎?4>模擬攝像機無法實現高清和高畫質如果說上述因素還不足以革掉所有模擬攝像機廠家的命,那么進入了2011年,高清這一條難以逾越的鴻溝就足以使眾多模擬攝像機廠家頓足捶胸、望洋興嘆。模擬攝像機之所以無法跨越高清這道門檻,根本原因在于其自身的先天不足。先天缺陷之一:隔行掃描。傳統模擬攝像機的掃描模式采用隔行掃描,模擬視頻信號經由同軸電纜傳輸到后端的DVR進行壓縮編碼,在進行高清晰的D1視頻壓縮之前,均需要進行奇偶兩場合成一幀的處理,雖然有各式各樣的高級合成算法,但是依舊會造成垂直邊沿鋸齒化、行間閃爍效應、運動畫面模糊等問題。這也就是硬盤錄像機的錄像視頻質量遠不如預覽視頻質量的根本原因之一。先天缺陷之二:分辨率。傳統模擬攝像機脫胎于陳舊的模擬電視機理,原始分辨率受限于模擬電視的標準,PAL制式下的垂直分辨率625線,去消隱后575線,最高達到540線左右已經是目前的極限。傳統模擬攝像機最高分辨率可以達到D1或者4CIF左右,約合40萬像素,而高清數字攝像機則沒有此項限制,可以輕松達到百萬級像素甚至千萬級像素。先天缺陷之三:色彩還原度,模擬攝像機輸出的復合模擬視頻信號中包含亮度信號與色彩信號,而亮度信號與色彩信號在同一個頻率范圍內。但復合視頻傳輸給視頻采集芯片時,視頻采集芯片除了做A/D轉換,還要做亮色分離,由于很難徹底分離亮度與色彩信號,因此我們常常發現傳統模擬視頻監控容易出現色彩滲透與雜色現象。而數字高清攝像機則沒有亮色分離的煩惱,色彩可以做到更加逼真。先天缺陷之四:模擬傳輸。傳統模擬攝像機要進行模擬信號的遠程傳輸,容易出現電磁干信號衰弱。現場環境復雜多變,而模擬信號本身就易受電磁、雷雨等外界因素干擾,常常可以見到傳輸后端的圖像上下移動的波紋、閃爍、雪花點等現象。傳輸到DVR后又要進行A/D轉換,A/D轉換的過程也損失了許多畫面細節和質量。所以模擬視頻的D1分辨率只不過是理論數值,在實際應用中清晰度則完全達不到理論數值水平。而高清網絡攝像機采用的是全程純數字信號處理和傳輸,它首先將CMOS圖像傳感器采集到的光信號逐行掃描直接轉化為逐行的數字信號,然后傳輸到DSP或專用ASIC芯片進行視頻圖像壓縮編碼,最后通過網絡將數字壓縮視頻輸出。由于整個處理過程全部是數字化,所以數字攝像機在抗電磁干擾性、逐行掃描、畫面分辨率方面都擁有傳統模擬攝像機所不能比擬的優勢。5>模擬攝像機無法實現前端智能隨著視頻監控技術的不斷提高,人們已經不僅僅滿足于“眼睛盯守”“事后查證”這種傳統的視頻監控手段,需要用機器來代替人及時發現一些特殊事情,新的需求帶來了新的機遇,智能視頻監控系統浮出水面正在進入實用和普及階段。雖然現在的高端模擬攝像機帶有移動偵測的功能,但是這個依舊不屬于智能攝像機的范疇。有些模擬攝像機還帶有人臉偵測功能,但是無法通過同軸電纜進行及時傳送到后端平臺,依舊僅是花瓶擺設而已,沒人去用。受限于模擬攝像機內部芯片的處理能力,也不可能做高級的視頻分析和處理,所以當前的模擬攝像機系統智能的實施大多依賴于后端處理,隨著前端模擬攝像機數量的增多,后端做視頻分析運算的壓力也越來愈大,導致后端成本居高不下,系統維護困難。而高清網絡攝像機由于內嵌了高性能的處理器和專用加速模塊,使的分布式前端智能分析成為了可能,并引領了今后視頻監控智能的發展方向,諸如物件丟失提醒、異常行為告警、車牌識別、人臉檢測、人數統計等功能結合IP網絡可以很好的與后端服務器進行交流和融合。傳統模擬攝像機在智能化的浪潮中也落伍了,被困住了。第二篇模擬攝像機困局之解群雄逐鹿,適者生存。對于高清視頻監控系統替換模擬視頻監控系統的必然在此就不再多論,隨處可見確鑿的證據。既然安防IT化、IP化、高清化的潮流不可以逆轉,那傳統模擬攝像機廠商就只能坐以待斃嗎?如何解當前之困,實現快速突圍。模擬攝像機進一步發展之路,路在何方?十字路口,該向左走、向右走?還是直行走中間?1>CMOS解決方案,追求產品差異化和利潤最大化市售的高清網絡攝像機大多采用了CMOS圖像傳感器,Sony新推出的高清網絡攝像機也全部轉向采用自家的ExmorCMOS圖像傳感器,高清CMOS圖像傳感器的成本造價較CCD低廉,功耗小,發熱量低,集成度高,同時伴隨著2011年超寬動態、低照度、1080P60等新一代的CMOSSensor的面市,在高清監控市場,除了極個別的特殊應用場合外,CMOS大有全部取代CCD之勢。但是,在傳統標清視頻監控領域,SonyCCD解決方案依舊是主流。不過,隨著CMOS在高清領域的初戰告捷,其也開始涉足標清視頻監控的市場,并早已在倒車后視鏡、可視門禁等領域嶄露頭角。CMOS方案的優點顯而易見:成本低廉,功能靈活,并在一定程度上可將低端的CCD攝像機做到趕盡殺絕。不過,對于中高端市場領域,CCD依靠長期積累下來的雄厚技術優勢,比如:自動對焦、高倍數變焦、超寬動態、極低照度、背光補償、高速快門、智能防抖等技術短期內CMOS技術還是難以追趕和超越的,只能靠高清CMOS的高分辨率來對抗了。模擬攝像機廠家可以采用CMOS方案的另外一個原因是:可以引入上游的其他圖像傳感器主導廠商,爭取更多的話語權和主動權,采取多條腿走路,不能把所有的雞蛋都放在一個籃子里,更不能在SonyCCD這顆歪脖樹上吊到死。在一定程度上避免了產品同質化,實現了差異化競爭。所以,筆者預計,CMOS方案的傳統模擬攝像機將于2011年開始逐步蠶食CCD的低端市場。如果能讓一些臺系、韓系乃至大陸本土ISP廠商看到利好,開發出具有針對性的和創新性的視頻處理ISP,還能進一步蠶食CCD的中高端市場的部分份額。雖然,低端的D1攝像機產品會最終被高清攝像機產品所替代,但在這個換代的漫長過程中,起碼還會有至少5年的發展空間,若用CMOS來替代CCD,還可增加一筆較為豐厚的利潤。2>960H準高清,延續模擬攝像機的生命力960H準高清解決方案由Techwell和Sony共同定義和開發的,其中模擬攝像機端采用Sony新一代1/3、1/4英寸寬動態、低照度960HCCDSensor和Effio系列ISP解決方案,DVR端則使用Techwell最新發布的TW9960模擬準高清A/D解決方案。新的960H標準不僅完全兼容傳統的標清視頻標準,更可以將圖像分辨率提高30%以上,使得視頻圖像預覽可達650線,錄像回放可達540線,無論預覽還是回放的圖像質量均高于傳統D1圖像的質量(預覽540線,回放480線),在滿足實時性的同時,進一步滿足了用戶對更高圖像質量的要求。同時,由于960H的分辨率是960x576,恰好是1080P的1/4,用戶還可順利過渡到1080P系統。對于生產設備的廠商而言,則可進行產品的平穩過渡、無縫升級,因為960H的攝像機也可與傳統的DVR設備配套使用,只不過圖像分辨率沒有提升而已;同時采用TW9960方案的DVR也對傳統D1的模擬攝像機相兼容。良好的兼容性,極大地便利了設備生產商,各廠家可依據自身的技術優勢,主推前端攝像機或后端DVR,而不必一直在原地等待。對于工程商而言,由于使用習慣、傳輸介質、傳輸距離均沒有改變,現有解決方案可平滑升級到960H準高清解決方案,短期內可急速提升項目的質量。960H準高清解決方案只是進一步提升了圖像的質量,僅是邁向全高清終極目標的過渡階段而已。同時大家還會擔心的是,960H的CCD和ISP解決方案依舊是一家獨大,前端生產商最終還是會陷入同質化和價格戰的尷尬境地。不過,960H標準可以與當前主流的CCD產品形成差異化,自然還會有它存在的價值和充足的生存空間,起碼可再延續模擬攝像機至少3年的生命力,并使得IP攝像機在替換模擬攝像機的革命征途中無疑又多了一個很大的阻力。3>HDcctv標準,曲線實現實時高清HDcctv是在2009年由Comart、EverFocus、Gennum、Ovii、Stretch提出的針對高清監控系統應用共同開發的一項新標準。發展了2年多來,目前已經與另外兩大IP網絡視頻監控標準ONVIF(開放網絡視頻接口論壇)、PSIA(實體安防互通聯盟)形成三足鼎立的局面。基于IP攝像機的系統存在的最大問題是需要對數據進行壓縮后打包傳輸,因此,這就難免會出現丟包現象,使圖象存在延遲和掉幀。而HDcctv中所用到傳輸技術基本是從專為專業廣播市場開發的HD-SDI技術派生而來的,HD-SDI接口采用同軸電纜,以BNC接口作為線攬標準,最大有效傳輸距離可達100米。HD-SDI是非常成熟的接口技術,HD-SDI技術已經在廣電行業獲得了廣泛的部署并得到了很好的驗證。HDcctv視頻監控系統采用數字化的方法傳輸高清視頻,在同軸電纜上傳輸的是幾乎無延時的、未經編碼壓縮的、原汁原味的高保真碼流。因此,信號的實時性和完整性將得到更好的保證,系統的可靠性也較IP系統強。HDcctv系統在布線方案上可以沿用老的模擬系統的成果,無需重新布線,設備管理也可以沿用老的模擬系統的架構,從老的系統升級平滑升級到高清的方案,只需要更換攝像機、DVR等硬件設備,比起全都換成IP高清監控更加簡便;且無需再有其他投入,也無需再經過系統變化所需要的新的知識培訓,升級成本低且較容易。對工程商或用戶而言,其設定與操作與CCTV無異,都不用再學習復雜的網絡知識,降低了額外的培訓成本和壓力。同時HDcctv還可在單根同軸電纜同時傳輸視頻、雙向音頻、雙向控制、電源等,大大節省了布線成本。在某些要求嚴格的場所,例如銀行、賽場、賭場、醫院、金融機構、監獄、機場、博物館、高速機床、控制高速球追蹤目標等,由于IP高清傳輸本身固有一定的延時性,IP高清傳輸一旦出現網絡擁堵、斷網等現象時,就有可能導致重大的損失,所以不能很好地滿足這些場所的要求。另外,那些對實時性要求比較高的場所如有人跳軌、有人溺水等,晚一秒發現就會多一份危險。由于HDcctv幾乎是沒有延遲的現象,所以HDcctv可以很好地解決這些問題,如在目標移動的時候,操作人員可以準確地看到移動目標實時的狀態,控制高速球時可以精確地抓準位置,從而鎖定目標。綜上所述可知,HDcctv系統的確有其存在的價值和必要,HDcctv系統與高清IP系統各有千秋,不完全是互相取代的競爭關系,還將長期共存,優勢互補發展成為混合式組網應用,后端的混合式DVR或NVR也將由現在的支持標清模擬CCTV+標清IPC升級換代為支持HDcctv+高清IPC。對傳統模擬攝像機制造廠家來說,HDcctv還處于發展初期,當前無愧為一個良好的發展機遇期。緊跟HDcctv標準,亦可另辟蹊徑,大步跨入高清時代。4>高清IP模塊,高效解決方案安防IT化、監控IP化的潮流依舊是不可逆轉的,對傳統的標清模擬攝像機系統采取各種升級手段也僅能延續其生命力,但最終還是會被高清網絡攝像機所取代。識時務者為俊杰,大張旗鼓的去研發高清網絡攝像機,可問題也就隨之而來了。大多數傳統的模擬攝像機生產廠商所擅長的是前端產品線的硬件開發和制造,多年來的技術積累也多處于這個領域。但到了網絡攝像機時代,需要的是一套完整的解決方案,不僅僅需要有前端的高清網絡攝像機、高清球機,還需要后端的存儲設備、軟件綜合管理平臺、高清解碼設備、以太網傳輸設備等等硬件基礎設備。與之前的產品開發理念和思路也完全不同,除對硬件的開發和設計人員提高了要求外,同時企業還需要聘用比硬件工程師多得多的軟件工程師,而傳統模擬攝像機廠商卻缺乏對軟件項目管理的經驗。諸多因素導致高清網絡攝像機的實際開發難度很大,風險很大,周期很長。另一方面,高清IP視頻監控系統對多數工程商和最終用戶還較為陌生、技術經驗積累少,尤其是在二級、三級城市的市場,推廣起來更是困難。所以,前景本身就不太明朗,市場的培育和發展也需要循序漸進的一個逐步完善的過程,這段特殊時期,對傳統的模擬攝像機生產廠商或大的系統集成商而言,盲目的大把砸錢去搞深入的全體系產品研發,未必就是明智之舉。對于在安防行業從業多年的人來講,對早期的板卡并不陌生,也認可了從一家買硬件、在另一家買授權軟件的應用方式和理路。在IP高清時代,經典是否還會再重新演繹呢?北京漢邦高科就順應這個時代潮流,秉承經典的板卡設計理念,近期將推出高清網絡攝像機硬件模塊,并與國內市場上常見的視頻監控平臺軟件開發商長期合作,使得該高清IP模塊可直接接入不同的大中小型各類軟件平臺,即插即用。通過這種模式,可幫助傳統模擬攝像機廠商或大的系統集成商能迅速轉型,消除顧慮,充分發揮自身生產制造的優勢和渠道優勢,主動出擊,快速占領市場,先入為主。傳統模擬攝像機廠商廠商則可完全將精力集中到市場開發和外觀及附加功能設計上,大大節約了開發成本和產品的上市時間。當前,采用高清IP模塊,也不失為一種邁入高清監控的高效快捷的解決方案。5>自主研發,終極解決方案2010年底的北京安博會上高清網絡攝像機如雨后春筍一樣冒出來了許多,火爆程度可見一斑。加之各大媒體、廠商紛紛在大力推廣和炒作高清網絡視頻監控產品,使得高清網絡攝像機大有馬上替換傳統CCTV攝像機之勢。目前大部分模擬攝像機廠家也剛剛進入高清網絡視頻監控市場,市場競爭尚未白熱化,雖然現在不一定是最佳的進入時機,但肯定是一個好時機。對國內一些研發實力雄厚的傳統攝像機廠商而言,自主研發,可通過積累經驗和推陳出新來把控差異化、并為客戶提供到位的技術支持服務,為客戶提供一整套的高清解決方案,最終可走出一條屬于自己的路。這才是十字路口直行走中間的大道,雖然路不一定好走,但肯定值的走下去。對于某些傳統攝像機廠商也可以采取與優勢互補的其他企業進行重組合并的策略,強強聯合,實現1+1>2的質變和飛躍。第三篇結束語安防IT化,監控IP化,視頻HD化,“三化”潮流如滔滔江水,奔涌不息。在國內市場上,雖然模擬攝像機產品依舊可持續出貨,并在2015年之前占據主流,到2015年將與網絡攝像機平分秋色,但在2015年之后將迅速敗落,新立項項目中的攝像機將全部采用網絡攝像機。至多還有五年的轉型時間,留給傳統模擬攝像機廠商的時間并不多,市場是無情的,如果不能迅速跟上技術更新換代的腳步則很容易被市場淘汰。每一個攝像機廠家均深知當前困局,如何走出困局,前文也列舉了一些技術發展方法和建議,十字路口,該向左走、向右走?還是直行走中間?取決于企業自身的市場環境和基礎條件。大家都不愿看到歐美日韓企業一手遮天,幾家獨大,繼續充當小跟班的角色,那么就要迅速抓住當前“三化”的機遇,趁行業洗牌之際,埋頭苦干、銳意創新、攻克難關。國內的市場容量畢竟還是有限的,大家全部窩在家里搞窩里斗既沒出息又沒出路,走出去主動出擊,成為令世人尊敬的民族企業,打造世界級的品牌。轉型之役,勢在必行。人間正道是滄桑,但滄桑之路,不虛此行,不悔此生。
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