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1、视频监控芯片图像处理质量能力提升分析一、 视频监控芯片图像处理质量能力提升图像处理主要包括图像去噪图像增强自动曝光控制自动增益控制自动色彩校正祛除坏点等功能。当前视频监控芯片受到供给与需求的双层驱动。一方面，图像处理作为视频领域最为核心的技术之一，行业内主要竞争者均持续投入大量研发资金进行技术的迭代更新；另一方面，终端产品所支持的图像画质逐步提升，致使片源图像质量需要同步提升以适配终端产品的需求，最终传导至视频监控芯片，对其图像处理质量及能力提出更高要求。二、 视频监控芯片智能安防领域摄像机最主要的应用场景之一为安防监控。在平安城市、智慧城市和平安乡村等政策的推动下，公安、交通、金融、政府和企
2、业大力配合实施安防工程，城市安防监控市场持续更新迭代。2015年后政府安防计划工作重点从城市中心区域向下沉区域渗透，包括一二线城市未覆盖区域以及三四线城市县级地区，乡镇和农村的安防监控市场从无到有释放出大量空间。2021年中国安防产业市场规模达到9，514亿元，视频监控在保障社会稳定和公共财产安全的刚需下将成为安防行业的主要产品。安防监控系统主要由前端和后端两部分组成。其中，前端部分使用的设备主要为网络摄像机，主要由镜头、传感器和视频监控芯片组成，可对影像进行记录和压缩并形成相应的信号，配备了AI模块的视频监控芯片还具备智能运算的能力，可对前端设备收集到的数据进行结构化处理，从而实现智能分析和
3、处理；后端部分使用的设备主要为网络视频录像机等存储设备，可对前端设备记录的视频信号进行录像、存储和转发，配备了AI模块的后端设备还可对收集到的数据进行智能运算，从而实现图像识别等功能。三、 视频监控芯片行业竞争格局随着安防视频监控软硬件的迅速成熟，视频监控直接从原来的模拟系统进入网络数字化时代，由于行业的特殊地位加之人们普遍对安防行业的不重视，导致整个行业并未过多的考虑隐藏的安全问题，原来在模拟监控系统中方便易用的设计，到了网络数字化时代就面临较大信息安全风险。安防监控高清化和智能化趋势业界有目共睹，富瀚微认为，基于计算机多媒体技术、编码压缩技术、集成电路技术、显示技术、网络传输技术、存储技术
4、等新一代信息技术与视频监控技术的不断融合，高清化、网络化和智能化趋势将更加彻底。跟随下游应用需求的升级，市场对摄像机产品在功能完备性、图像质量、产品稳定性、功耗等方面的要求也将更加严格。在摄像机SoC芯片市场，高清实时编码SoC芯片早成为市场主流，部分领域已经提出超高清的需求，因此具有4K甚至8K超高清视频编码能力的SoC芯片也将得到快速发展。智能分析需要强大的算力，运行人工智能算法，因此，集成人工智能处理器是视频监控芯片未来的发展方向。这要求芯片厂商一方面在智能分析算法方面具有很强的技术积累，另一方面，在集成电路设计工艺上有越来越多的产品采用更先进的工艺，如14nm甚至7nm工艺，以进一步提
5、高芯片处理速度并降低芯片功耗。富瀚微表示。前后端协同智能成为趋势，因此拥有前后端完整芯片解决方案也成为芯片企业的核心竞争力。设备厂商在关注芯片的功能、性能和功耗等指标的基础上，会选择能提供成熟的参考解决方案和清晰的产品线规划的芯片供应商进行合作，从而能够尽快完成产品开发并推向市场，实现产品的延续性。基于上述原因，视频芯片设计企业不仅要在芯片图像处理性能、低功耗设计等方面形成核心竞争力，也要在产品规格定义、参考解决方案开发等方面加强投入并形成竞争优势。富瀚微认为这需要视频芯片设计企业更好地理解客户需求并做出规划，同时在SoC平台建设、嵌入式软硬件开发、软硬件测试和项目管理方面必须进行完整的规划和
6、实施，以形成自己的核心竞争力。基于对市场的判断以及客户需求的实时了解，富瀚微目前拥有从ISP到IPC、从前端摄像机系列芯片到后端录像机系列芯片完整产品线，形成了前、后端协同，视频芯片一站式供应能力。丰富的IPCSoC产品矩阵，基本可以覆盖主流新智能应用市场。同时，富瀚微还透露，新品研发也在稳步推进中，后续将继续推出高端AI边缘侧产品，以满足客户碎片化、定制化的AI产品应用需求。对于未来一两年安防市场的展望，富瀚微明确表示从目前大客户需求来看，国内安防行业需求依然旺盛，继续保持增长势头，随着疫情常态化，海外市场也在逐步复苏。从未来需求看，国内三四线城市以及乡村仍存在广大未覆盖区域，以及智能化替换
7、升级需求，安防相关市场空间仍然广阔。全球半导体市场规模伴随着终端产品的繁荣而增长。2021年，5G手机、笔记本电脑、服务器、汽车、智能家居、游戏设备、可穿戴设备的发展推动了半导体市场增长。根据WSTS统计，2021年全球半导体市场规模达到了5，559亿美元，增长率达到2623%。根据赛迪顾问数据预测，2025年全球半导体市场规模将达到7，998亿美元。在芯片应用领域，中国拥有巨大的芯片消费市场，是全球主要芯片应用市场，在市场需求旺盛驱动下，中国半导体产业规模将持续扩大，在全球的占比持续提高。有关数据材料显示，2021年中国集成电路产业规模为10，458亿元，同比2020年增长1820%。根据赛
8、迪顾问数据预测，2025年中国集成电路产业规模预计将会超过19，099亿元。具象到安防芯片，近年来随着算法和芯片性能的不断提升，安防行业逐步进入数智化时代，由于技术迭代和产品升级发展迅速，安防及视频监控行业市场规模持续增长，有效带动着安防芯片市场需求的稳步提升。在超高清化、智能化、网络化趋势下，安防芯片的价值量不断提升。根据赛迪顾问统计，2021年安防芯片市场（包含ISP和安防SOC）规模约为665亿元，到2023年有望达到953亿元。未来几年，中国安防芯片市场将迎来发展的重要机遇期。中国的安防芯片曾在全球市场中占有重要地位，但是随着安防芯片的重要生产企业华为被美国一纸禁令限制之后，国内安防芯
9、片市场便陷入了焦虑之中。安防芯片原本是一个高度集中的市场，华为海思曾一度占领全国70%左右的市场份额，由于技术被封锁制裁，使得安防芯片一时出现短缺，安防芯片价格也随后开始暴涨。面对安防芯片市场的挑战，中国安防芯片厂商一方面尝试用中低端产品进行替代，希望能够快速地推出产品补充市场；另一方面引入新技术、开发新产品、推出新解决方案，逐渐向高端芯片进行发力。此外，中国安防芯片企业也在安防芯片硬件基础上导入人工智能技术，使得安防成为AI技术落地的成功典范之一。如瓴盛科技2020年发布了首款AIoT芯片，采用11nmFinFET制程工艺，这款芯片具有视频信号处理、编解码能力，同时还具备图形处理能力，广泛应
10、用于智能安防监控、人脸识别、视频会议、车载终端、运动相机等多种智能物联网领域。除了以上应对方案，芯片厂商与下游系统厂商之间的合作也愈发紧密，芯片企业提前在产品定义阶段就开始参与其中进行协同研发。与此同时，有芯片厂商尝试将芯片硬件和算法结合起来以提高产品性能。数字化高清化智能化网络化是安防芯片未来发展的四大发展趋势。高清化和数字化是未来安防芯片市场热点之一。安防监控行业越来越重视夜间低照度或者零照度的监控效果，超高清技术的应用可以提高日夜成像的共焦能力和像质。4K/8K（超高清）带来多个行业领域的升级，夜间监控、大视角监控、高清监控获得快速发展，进而带动高端IPC、视频NVR等多个安防芯片产品市
11、场快速放量。智能化也已成为安防芯片市场的热点和新增长点。AI安防芯片是提供算力保障的基础，在前端，摄像机可通过AI安防芯片具备足够算力，为前端智能算法和应用提供高效的运行环境，在边缘和中心，AI安防芯片可为海量视频、图片、数据的深度解析和大数据分析、检索提供算力保障。如在科技抗疫领域众多智能化安防产品展现风采，许多基于AI安防芯片的智能化产品和解决方案成为疫情防控中的黑科技。其中，红外热成像技术及相关产品、人脸识别系统、AI影像分析诊断系统、车辆轨迹大数据查询系统、视频图像大数据轨迹查询系统、视频会议系统等，这些基于AI安防芯片而实现相应功能的安防应用产品都为这场严峻的疫情防控作战提供了强大的
12、支持。四、 视频监控芯片分类在高清化智能化和网联化的需求下，5G、人工智能、云计算等信息技术快速发展带动用途单一的安防产品功能走向多元化，并开始与电信、交通、建筑、物业等多领域进行融合，进入泛安防时代。其中视频监控系统主要包括采集和处理原始图像信号的前端设备和负责控制、显示和储存的后端设备，主要采用四类安防SoC芯片。五、 视频监控芯片发展情况安防监控先后经历了模拟化、网络化、高清化等三个阶段。在模拟化阶段，模拟视频监控系统的架构是由前端模拟摄像机和后端数字视频录像机组成，传输信号为模拟信号，基本职能为实现本地监控；在网络化阶段，网络摄像机在模拟摄像机的基础上集成了视频压缩和网络传输处理模块，
13、同时较模拟摄像机具备更高的清晰度。网络摄像机的出现使得视频监控从仅限于本地监控发展成远程监控；在高清化阶段，高清摄像机采用先进的感光器件，使得图像清晰度和质量更高、场景覆盖范围更广。目前，安防监控行业迎来了智能化升级阶段，通过嵌入AI芯片或在视频监控芯片中嵌入AI模块，使得摄像机可对视频数据进行结构化处理、智能计算分析和图像识别，促使视频监控设备从被动监控向主动识别过渡。智能化趋势将推动视频监控应用于多元化行业，从而促进视频监控行业快速发展。六、 视频监控芯片行业未来展望芯片作为安防产业链中的核心环节，成为国内外厂家竞相争夺的市场。随着安防行业朝着智能化、高清化的快速发展，技术、产品和系统形态
14、不断发生变革，因此具备自主研发能力和掌握核心技术是在竞争中保持领先优势的关键。面对越来越高要求的安防监控要求，研发出具有更快运算处理速度、更高集成度、更高复杂度的智能分析、更强大的网络功能且更低功耗的芯片，是未来中国安防芯片厂商需关注的核心问题。安防领域通过技术创新实现突破，新的技术与软件能力为产品赋能，持续迭代升级安防前、后端产品。安防行业新技术、新产品、新服务的不断推出，衍生出大量新需求，这将极大拓展安防芯片产业未来的发展空间。万物互联的时代，传统的安防监控也开始向网络监控发展，实现实时数据传输成为应用端的重要需求，同时5G网络、智慧城市的建设也推动了安防芯片的的发展。在未来，依托5G、人
15、工智能、大数据等新技术的支持，安防芯片会朝着智能化、高清化不断前进，随着安防监控设备从银行、交通、平安城市行业用户领域向民用市场的快速渗透和发展，安防芯片市场将继续保持强劲的增长，中国安防芯片企业，未来需要在逆境中实现更多的行业自给、本地化自给，安防芯片市场格局也将从一家独大走向多强并存的局面。七、 视频监控芯片行业产业链视频监控芯片行业概况：经过多年的发展和迭代，摄像机已形成了成熟稳定的架构。典型的摄像机主要由镜头、图像传感器、视频监控芯片、PHY、存储器、电源芯片等组成。其中，镜头对光线进行聚焦，将光线聚集在图像传感器上，图像传感器将光信号转换为电信号，视频监控芯片则对信号进行处理和压缩，
16、视频监控芯片决定了图像信号的质量和传递效率。传统监控只能依靠云端的智能处理和分析，对数据传输、云端运算存储都造成了较大压力，同时实时性得不到保障。目前，AI技术作为全新的技术变革要素进入成像产业领域。移动智能设备和IoT设备中，对于图像的处理和计算在查看功能之外更要实现分析功能。因此，图像硬件厂商更多地在硬件系统中加入支持AI算法特别是深度学习的软件集成，更多的视频监控芯片开始搭载AI运算功能，以对图像信号进行深度智能化分析处理，同时有助于降低监控系统带宽、存储成本。目前，摄像机被广泛应用于智能安防、视频对讲、智能车载等领域。针对不同的应用场景，摄像机的结构和使用的视频监控芯片亦有所不同。未来
17、，高清视频在各个领域的应用将越来越广，形成海量复杂的视频数据，从而带动AI技术、ISP技术、视频编解码技术等逐步迭代和更新，并进一步推动摄像机及视频监控芯片的升级。八、 视频监控芯片行业现状经过多年的发展，我国安防行业已经从初创期进入成熟期，产业链不断完善。中国的安防行业主要是围绕着视频监控技术的更新迭代不断发展而来的。数据显示，我国安防行业总产值自2015年的4860亿元增长至2021年的9020亿元，期间年均复合增长率为1086%。近年来全球安防视频监控设备市场规模持续增长，2021年约为220亿美元，同比上升732%。安防监控产品渗透率低，与欧美发达国家相比仍有较大提升空间。未来随着民众安全意识的加强及海外建设的逐步完善，全球安防监控市场规模将持续上涨，预计2026年将增至近300亿美元。视频监控系统作为安防领域发展的核心部分，已逐渐成为全球安防系统建设的重要领域。政策助力国内安防行业的发展，2015年以来，工信部等发布了多项安防领域的相关政策，以推动传统安防向信息化、智能化方向转型。
视频监控芯片图像处理质量能力提升分析
