安富利的Nuvoton網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)平臺(tái)解決方案

過(guò)去10年間，視頻監(jiān)控市場(chǎng)經(jīng)歷了一輪高速的發(fā)展。根據(jù)HIS公司的預(yù)測(cè)，全球視頻監(jiān)控設(shè)備市場(chǎng)營(yíng)收從2010年的96億美元，增長(zhǎng)到了2016年的205億美元，預(yù)計(jì)在2013-2018年間市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到25%左右。其中中國(guó)市場(chǎng)表現(xiàn)尤為搶眼，2016年在全球市場(chǎng)的占比達(dá)到了40%。

圖1，全球視頻監(jiān)控設(shè)備市場(chǎng)經(jīng)歷了高速增長(zhǎng)

與此同時(shí)，作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)核心部件的攝像頭也在產(chǎn)品層面完成了三個(gè)至關(guān)重要的轉(zhuǎn)化。

第一，高清化。得益于CMOS圖像傳感器不斷提升的性?xún)r(jià)比，以及H.265這一碼率更低（約為H.264的一半）的視頻標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，大大拉低了高清攝像頭及配套數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)系統(tǒng)的成本，據(jù)估算2016年中國(guó)高清攝像頭的出貨量已經(jīng)超過(guò)了標(biāo)清產(chǎn)品。

第二，數(shù)字化。數(shù)字?jǐn)z像頭能夠?qū)D像傳感器采集的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)圖像處理和壓縮后，直接以數(shù)字格式進(jìn)行傳輸，與傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)輸出的模擬信號(hào)相比，數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸衰減小，不易受干擾，能無(wú)縫對(duì)接云端存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析。HIS的市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2015年數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的出貨量已經(jīng)超過(guò)模擬攝像機(jī)，達(dá)到了55%，攝像頭數(shù)字化的進(jìn)程正在加速。

第三，網(wǎng)絡(luò)化。越來(lái)越多的攝像頭以各種各樣的方式聯(lián)網(wǎng)，并使用云端的服務(wù)，這使得攝像頭不再是一個(gè)個(gè)孤立的設(shè)備，而成為物聯(lián)網(wǎng)的一部分。據(jù)估算，2016年網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的滲透率達(dá)到了49%。

圖2，安富利的Nuvoton網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)平臺(tái)解決方案，集成度高，I/O接口豐富，代表了視頻監(jiān)控發(fā)展的主流方向

如果我們將過(guò)去10年間視頻監(jiān)控?cái)z像頭的發(fā)展看做是一個(gè)“進(jìn)化”過(guò)程，其背后自有發(fā)展規(guī)律可尋，其中既有外部的環(huán)境影響，也有攝像頭自身內(nèi)因的推動(dòng)。

從外部的市場(chǎng)動(dòng)因來(lái)分析，人類(lèi)日常獲取的信息中80%是視覺(jué)信息，而人類(lèi)視覺(jué)極易疲勞，研究顯示人對(duì)單調(diào)畫(huà)面注視22分鐘后，遺漏率會(huì)達(dá)到95%，所以用機(jī)器替代人類(lèi)去做視頻監(jiān)控是必然之選。在中國(guó)，視頻監(jiān)控?cái)z像頭市場(chǎng)的增長(zhǎng)，還得益于整個(gè)社會(huì)城市化進(jìn)程的推動(dòng)——2014年中國(guó)百萬(wàn)以上人口城市達(dá)303個(gè)，而在1980年僅有51個(gè)，千萬(wàn)級(jí)人口城市達(dá)到了13個(gè)。與此同時(shí)，中國(guó)城市攝像頭的密度大大低于發(fā)達(dá)國(guó)家，以北京為例，每千人視頻監(jiān)控?cái)z像頭擁有量只相當(dāng)于英國(guó)的80%，美國(guó)的60%，因此市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

再?gòu)臄z像頭內(nèi)在的技術(shù)基因來(lái)看，從上個(gè)世紀(jì)80年代，一系列技術(shù)的發(fā)展都為其“進(jìn)化”奠定了基礎(chǔ)。如80年代的微處理器技術(shù)推動(dòng)了模擬視頻監(jiān)控發(fā)展，到了90年代數(shù)字壓縮編碼技術(shù)的出現(xiàn)又將數(shù)字視頻監(jiān)控引入市場(chǎng)，2000年之后網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高清技術(shù)的發(fā)展，成就了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控的快速成長(zhǎng)。這些技術(shù)基因，在適應(yīng)外部市場(chǎng)環(huán)境過(guò)程中，被不斷強(qiáng)化，終究使得攝像頭完成了“進(jìn)化”。

圖3，中國(guó)視頻監(jiān)控?cái)z像頭應(yīng)用市場(chǎng)分布

了解了這樣的“進(jìn)化”規(guī)律，不免讓人有一個(gè)沖動(dòng)——我們是否可以站在今天這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，預(yù)測(cè)一下攝像頭的未來(lái)？我們?nèi)詮耐獠凯h(huán)境和內(nèi)在基因兩個(gè)方面來(lái)分析。

從目前市場(chǎng)環(huán)境來(lái)看， 根據(jù)IHS預(yù)測(cè)，2017年全球監(jiān)控市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率約為7%，增速下調(diào)明顯；同時(shí)有數(shù)據(jù)顯示，2016年中國(guó)視頻攝像機(jī)出貨量為5820萬(wàn)臺(tái)，僅比上一年增長(zhǎng)了2.3%，與前幾年動(dòng)輒超過(guò)30%的增長(zhǎng)相比，算是重重地一腳“剎車(chē)”。所以有分析指出，過(guò)去以基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)拉動(dòng)的高速增長(zhǎng)可能要?jiǎng)澤弦粋€(gè)休止符了。與此同時(shí)，攝像頭產(chǎn)生著大量的數(shù)據(jù)，與之關(guān)聯(lián)的是可觀的數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)支出，而這些數(shù)據(jù)大多還在“沉睡”，并沒(méi)有發(fā)揮出價(jià)值，其抵消相應(yīng)的成本。

從微觀用戶(hù)角度看，用戶(hù)對(duì)于攝像頭的期望，不再停留在信息的獲取和記錄，而是需要它既能看得見(jiàn)、看得清，還要看得懂。換言之，攝像頭除了具有機(jī)器“眼”，還要有機(jī)器“腦”，能夠像人腦一樣做出基于數(shù)據(jù)的分析判斷。概括來(lái)講，就是要更加“智能化”。

面對(duì)這樣外在環(huán)境的變遷，現(xiàn)在是否有合適的技術(shù)“基因”去支撐攝像頭“智能化”進(jìn)程呢？攝像頭核心功能是視覺(jué)感知，如果我們將“感知”二字分開(kāi)來(lái)看——前面的“感”，可以看做是之前計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的延續(xù)和升級(jí)，目的是為了像人眼一樣去獲取信息；而后面的“知”，則是要像人腦一樣對(duì)信息進(jìn)行學(xué)習(xí)、分析和判別，這就需要借助模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的力量了。

圖4，電影《碟中諜4》中的人臉識(shí)別正在成為現(xiàn)實(shí)

總之，未來(lái)攝像頭要做到的“智能”視頻監(jiān)控，就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)攝像頭所拍錄的視頻圖像自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)容分析，從而自動(dòng)檢測(cè)與識(shí)別可能的異常行為，并給出相應(yīng)的預(yù)警預(yù)報(bào)信號(hào)。這又可以細(xì)分為目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)分類(lèi)識(shí)別、異常行為分析等一系列子技術(shù)。這些技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)起步，并且在加速，而且我們已經(jīng)能夠看到基于這些技術(shù)正在萌芽的新興應(yīng)用，比如人臉識(shí)別。

所以，對(duì)于視頻監(jiān)控?cái)z像頭，我們不妨預(yù)測(cè)一下它未來(lái)的樣子：

• 它將一個(gè)綜合的感知設(shè)備，除了視覺(jué)信息可能還會(huì)融合其他傳感單元。

• 光學(xué)傳感器技術(shù)和處理器的進(jìn)步，加上優(yōu)化的算法，會(huì)令它獲得強(qiáng)大的本地感知計(jì)算能力，快速做出判斷和響應(yīng)。

• 同時(shí)，背靠更強(qiáng)的云端大腦的支持，在與云端數(shù)據(jù)不斷的交互和學(xué)習(xí)訓(xùn)練中，它會(huì)變得更加“聰明”，去適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景中、不斷發(fā)展的用戶(hù)視頻感知的需要。

因此，當(dāng)你已經(jīng)對(duì)頭頂上這些灰灰的家伙熟視無(wú)睹時(shí)，其實(shí)它們正在進(jìn)化得超乎你的想象。