传统模拟摄像机发展之路:向左走 向右走?

2012-12-11 18:40:04来源: 中国安防展览网

    当今,百万高清网络摄像机的发展如火如荼,犹如煮沸之汤沸扬不止,大有星星之火迅速燎原之势。而反观传统的标清模拟摄像机产品,虽然依旧盘踞着摄像机市场的大部分市场,但是当前摄像机市场的发展态势总让人感觉传统模拟摄像机已经日薄西山,后劲乏力。那么传统模拟摄像机是如何被历史所遗弃的呢?传统模拟摄像机真的是走进了死胡同,被高清网络摄像机逼到了墙角而无路可走了吗?兵临城下之际,传统模拟摄像机生产企业又该如何应对,实现一个华丽的转身?十字路口,该向左走、向右走?还是直行走中间?接下来,笔者将从技术角度与大家共同探讨这些问题。

    第一篇传统模拟摄像机当前之困

    传统的模拟摄像机经过多年的发展,已经成为很成熟的产品,并即将由成熟期向衰退期过渡。近些年来,受益于安防行业的持续高速增长,传统的模拟摄像机厂家由于出货量大,企业总的利润还不错。但毕竟市场容量有限,竞争日趋激烈,缺乏核心技术,产品同质严重等问题已经严重阻碍了企业的进一步发展。那么,都有哪些问题困住了模拟摄像机的进一步发展呢?

    1、模拟摄像机同质化严重

    当前的CCTV模拟摄像机解决方案,大部分采用的是日本或韩国的CCD感光器以及相配套的芯片,摄像机内部的自动白平衡、自动增益、自动曝光、自动聚焦等核心软件算法也是由芯片原厂直接提供,根本就没有自己的核心技术,也没能培养起来专业的人才队伍。国内的电子加工厂几乎无需多少技术开发,就可以生产普通的CCTV模拟摄像机了,技术门槛低造就了上千家CCTV摄像机厂家“千人一面”的尴尬格局。

    加之业内流传的关于日本企业的卑鄙做法:“一流产品留自己,二流产品销欧美,三流产品进中国”,而且还会在关键时刻限量供货。所以在国内一些大型监控项目中,模拟摄像机产品都被国外品牌长期霸占,使得国内模拟摄像机的厂家抬不起头来,直不起腰杆走路,自然发展之路也就越走越窄,沦为给他人打杂的奴仆。

    由于各厂家的画质和功能差异不大,模拟摄像机早就出现了严重的同质化问题。同质化必然导致价格战的爆发,而价格战爆发,必然导致利润越来越微薄。唯有进行产品细分、深挖产品潜力实现差异化竞争才算是一个出路。但毕竟模拟摄像机已经很成熟,要研发出一个创新性的功能或产品难度很大。

    赔本赚吆喝,并不是每一个厂家都愿意干的。但核心技术不在自己手里,就缺乏走出困局的自信和勇气。

    2、模拟摄像机市场竞争异常激烈

    目前模拟监控摄像机市场已经进入一个相对饱和期,加之CCTV摄像机的核心方案都同源同宗,所以大家只能在其他方面下功夫,而降低价格就成了众多厂家所惯用的手段。大家在火拼价格的过程中,也使得自身的利润越来越低。深圳安防市场随处可见的各式各样的摄像机配件,不到3分钟就可以组装成各种摄像机成品,这也证明了传统摄像机企业如果没有打造出良好的品牌和口碑,就会迅速被山寨化了的杂牌产品所吞噬。山寨化了的传统模拟摄像机产品,价格也越来越透明,已经大白菜价了的产品,谁还会有信心做下去。

    利润得持续降低,导致企业发展的投入也就减少了,不免陷入了被动的恶性发展循环当中。

    3、模拟摄像机产品质量低劣

    同质化严重,竞争激烈,利润日趋低下,也就导致了产品质量的问题,形成了恶性循环。现在模拟摄像机生产制造的门槛已经不能再低了,几个工人,几把电烙铁就能搞大规模生产。拆开一些模拟摄像机内部,随处可见手工作坊的痕迹。

    提高产品品质方法,无外乎要进行原材料的品质把控、控制生产加工环节、控制品质检测的环节。但这些措施的实施均会增加制造成本,仅有一些品牌厂家才会执行到位,海量的众多小牌厂家只能是心有余而力不足了。

    之前客户没的选择,只能忍受。现在高清网络摄像机来了,模拟摄像机还能再安稳的睡下去吗?

    4、模拟摄像机无法实现高清和高画质

    如果说上述因素还不足以革掉所有模拟摄像机厂家的命,那么进入了2011年,高清这一条难以逾越的鸿沟就足以使众多模拟摄像机厂家顿足捶胸、望洋兴叹。模拟摄像机之所以无法跨越高清这道门槛,根本原因在于其自身的先天不足。

    先天缺陷之一:隔行扫描。传统模拟摄像机的扫描模式采用隔行扫描,模拟视频信号经由同轴电缆传输到后端的DVR进行压缩编码,在进行高清晰的D1视频压缩之前,均需要进行奇偶两场合成一帧的处理,虽然有各式各样的高级合成算法,但是依旧会造成垂直边沿锯齿化、行间闪烁效应、运动画面模糊等问题。这也就是硬盘录像机的录像视频质量远不如预览视频质量的根本原因之一。

    先天缺陷之二:分辨率。传统模拟摄像机脱胎于陈旧的模拟电视机理,原始分辨率受限于模拟电视的标准,PAL制式下的垂直分辨率625线,去消隐后575线,最高达到540线左右已经是目前的极限。传统模拟摄像机最高分辨率可以达到D1或者4CIF左右,约合40万像素,而高清数字摄像机则没有此项限制,可以轻松达到百万级像素甚至千万级像素。

    先天缺陷之三:色彩还原度,模拟摄像机输出的复合模拟视频信号中包含亮度信号与色彩信号,而亮度信号与色彩信号在同一个频率范围内。但复合视频传输给视频采集芯片时,视频采集芯片除了做A/D转换,还要做亮色分离,由于很难彻底分离亮度与色彩信号,因此我们常常发现传统模拟视频监控容易出现色彩渗透与杂色现象。而数字高清摄像机则没有亮色分离的烦恼,色彩可以做到更加逼真。

    先天缺陷之四:模拟传输。传统模拟摄像机要进行模拟信号的远程传输,容易出现电磁干信号衰弱。现场环境复杂多变,而模拟信号本身就易受电磁、雷雨等外界因素干扰,常常可以见到传输后端的图像上下移动的波纹、闪烁、雪花点等现象。传输到DVR后又要进行A/D转换,A/D转换的过程也损失了许多画面细节和质量。所以模拟视频的D1分辨率只不过是理论数值,在实际应用中清晰度则完全达不到理论数值水平。

    而高清网络摄像机采用的是全程纯数字信号处理和传输,它首先将CMOS图像传感器采集到的光信号逐行扫描直接转化为逐行的数字信号,然后传输到DSP或专用ASIC芯片进行视频图像压缩编码,最后通过网络将数字压缩视频输出。由于整个处理过程全部是数字化,所以数字摄像机在抗电磁干扰性、逐行扫描、画面分辨率方面都拥有传统模拟摄像机所不能比拟的优势。

    5、模拟摄像机无法实现前端智能

    随着视频监控技术的不断提高,人们已经不仅仅满足于“眼睛盯守”“事后查证”这种传统的视频监控手段,需要用机器来代替人及时发现一些特殊事情,新的需求带来了新的机遇,智能视频监控系统浮出水面正在进入实用和普及阶段。

    虽然现在的高端模拟摄像机带有移动侦测的功能,但是这个依旧不属于智能摄像机的范畴。有些模拟摄像机还带有人脸侦测功能,但是无法通过同轴电缆进行及时传送到后端平台,依旧仅是花瓶摆设而已,没人去用。受限于模拟摄像机内部芯片的处理能力,也不可能做高级的视频分析和处理,所以当前的模拟摄像机系统智能的实施大多依赖于后端处理,随着前端模拟摄像机数量的增多,后端做视频分析运算的压力也越来愈大,导致后端成本居高不下,系统维护困难。

    而高清网络摄像机由于内嵌了高性能的处理器和专用加速模块,使的分布式前端智能分析成为了可能,并引领了今后视频监控智能的发展方向,诸如物件丢失提醒、异常行为告警、车牌识别、人脸检测、人数统计等功能结合IP网络可以很好的与后端服务器进行交流和融合。

    传统模拟摄像机在智能化的浪潮中也落伍了,被困住了。

    第二篇模拟摄像机困局之解

    群雄逐鹿,适者生存。

    对于高清视频监控系统替换模拟视频监控系统的必然在此就不再多论,随处可见确凿的证据。既然安防IT化、IP化、高清化的潮流不可以逆转,那传统模拟摄像机厂商就只能坐以待毙吗?如何解当前之困,实现快速突围。模拟摄像机进一步发展之路,路在何方?十字路口,该向左走、向右走?还是直行走中间?

    1、CMOS解决方案,追求产品差异化和利润最大化

    市售的高清网络摄像机大多采用了CMOS图像传感器,Sony新推出的高清网络摄像机也全部转向采用自家的ExmorCMOS图像传感器,高清CMOS图像传感器的成本造价较CCD低廉,功耗小,发热量低,集成度高,同时伴随着2011年超宽动态、低照度、1080P60等新一代的CMOSSensor的面市,在高清监控市场,除了极个别的特殊应用场合外,CMOS大有全部取代CCD之势。但是,在传统标清视频监控领域,SonyCCD解决方案依旧是主流。不过,随着CMOS在高清领域的初战告捷,其也开始涉足标清视频监控的市场,并早已在倒车后视镜、可视门禁等领域崭露头角。

    CMOS方案的优点显而易见:成本低廉,功能灵活,并在一定程度上可将低端的CCD摄像机做到赶尽杀绝。不过,对于中高端市场领域,CCD依靠长期积累下来的雄厚技术优势,比如:自动对焦、高倍数变焦、超宽动态、极低照度、背光补偿、高速快门、智能防抖等技术短期内CMOS技术还是难以追赶和超越的,只能靠高清CMOS的高分辨率来对抗了。

    模拟摄像机厂家可以采用CMOS方案的另外一个原因是:可以引入上游的其他图像传感器主导厂商,争取更多的话语权和主动权,采取多条腿走路,不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里,更不能在SonyCCD这颗歪脖树上吊到死。在一定程度上避免了产品同质化,实现了差异化竞争。所以,笔者预计,CMOS方案的传统模拟摄像机将于2011年开始逐步蚕食CCD的低端市场。如果能让一些台系、韩系乃至大陆本土ISP厂商看到利好,开发出具有针对性的和创新性的视频处理ISP,还能进一步蚕食CCD的中高端市场的部分份额。

    虽然,低端的D1摄像机产品会最终被高清摄像机产品所替代,但在这个换代的漫长过程中,起码还会有至少5年的发展空间,若用CMOS来替代CCD,还可增加一笔较为丰厚的利润。

    2、960H准高清,延续模拟摄像机的生命力

    960H准高清解决方案由Techwell和Sony共同定义和开发的,其中模拟摄像机端采用Sony新一代1/3、1/4英寸宽动态、低照度960HCCDSensor和Effio系列ISP解决方案,DVR端则使用Techwell最新发布的TW9960模拟准高清A/D解决方案。

    新的960H标准不仅完全兼容传统的标清视频标准,更可以将图像分辨率提高30%以上,使得视频图像预览可达650线,录像回放可达540线,无论预览还是回放的图像质量均高于传统D1图像的质量(预览540线,回放480线),在满足实时性的同时,进一步满足了用户对更高图像质量的要求。同时,由于960H的分辨率是960x576,恰好是1080P的1/4,用户还可顺利过渡到1080P系统。

    对于生产设备的厂商而言,则可进行产品的平稳过渡、无缝升级,因为960H的摄像机也可与传统的DVR设备配套使用,只不过图像分辨率没有提升而已;同时采用TW9960方案的DVR也对传统D1的模拟摄像机相兼容。良好的兼容性,极大地便利了设备生产商,各厂家可依据自身的技术优势,主推前端摄像机或后端DVR,而不必一直在原地等待。

    对于工程商而言,由于使用习惯、传输介质、传输距离均没有改变,现有解决方案可平滑升级到960H准高清解决方案,短期内可急速提升项目的质量。

    960H准高清解决方案只是进一步提升了图像的质量,仅是迈向全高清终极目标的过渡阶段而已。同时大家还会担心的是,960H的CCD和ISP解决方案依旧是一家独大,前端生产商最终还是会陷入同质化和价格战的尴尬境地。不过,960H标准可以与当前主流的CCD产品形成差异化,自然还会有它存在的价值和充足的生存空间,起码可再延续模拟摄像机至少3年的生命力,并使得IP摄像机在替换模拟摄像机的革命征途中无疑又多了一个很大的阻力。

    3、HDcctv标准,曲线实现实时高清

    HDcctv是在2009年由Comart、EverFocus、Gennum、Ovii、Stretch提出的针对高清监控系统应用共同开发的一项新标准。发展了2年多来,目前已经与另外两大IP网络视频监控标准ONVIF(开放网络视频接口论坛)、PSIA(实体安防互通联盟)形成三足鼎立的局面。

    基于IP摄像机的系统存在的最大问题是需要对数据进行压缩后打包传输,因此,这就难免会出现丢包现象,使图象存在延迟和掉帧。而HDcctv中所用到传输技术基本是从专为专业广播市场开发的HD-SDI技术派生而来的,HD-SDI接口采用同轴电缆,以BNC接口作为线揽标准,最大有效传输距离可达100米。HD-SDI是非常成熟的接口技术,HD-SDI技术已经在广电行业获得了广泛的部署并得到了很好的验证。HDcctv视频监控系统采用数字化的方法传输高清视频,在同轴电缆上传输的是几乎无延时的、未经编码压缩的、原汁原味的高保真码流。因此,信号的实时性和完整性将得到更好的保证,系统的可靠性也较IP系统强。

    HDcctv系统在布线方案上可以沿用老的模拟系统的成果,无需重新布线,设备管理也可以沿用老的模拟系统的架构,从老的系统升级平滑升级到高清的方案,只需要更换摄像机、DVR等硬件设备,比起全都换成IP高清监控更加简便;且无需再有其他投入,也无需再经过系统变化所需要的新的知识培训,升级成本低且较容易。对工程商或用户而言,其设定与操作与CCTV无异,都不用再学习复杂的网络知识,降低了额外的培训成本和压力。同时HDcctv还可在单根同轴电缆同时传输视频、双向音频、双向控制、电源等,大大节省了布线成本。

    在某些要求严格的场所,例如银行、赛场、赌场、医院、金融机构、监狱、机场、博物馆、高速机床、控制高速球追踪目标等,由于IP高清传输本身固有一定的延时性,IP高清传输一旦出现网络拥堵、断网等现象时,就有可能导致重大的损失,所以不能很好地满足这些场所的要求。另外,那些对实时性要求比较高的场所如有人跳轨、有人溺水等,晚一秒发现就会多一份危险。由于HDcctv几乎是没有延迟的现象,所以HDcctv可以很好地解决这些问题,如在目标移动的时候,操作人员可以准确地看到移动目标实时的状态,控制高速球时可以精确地抓准位置,从而锁定目标。

    综上所述可知,HDcctv系统的确有其存在的价值和必要,HDcctv系统与高清IP系统各有千秋,不完全是互相取代的竞争关系,还将长期共存,优势互补发展成为混合式组网应用,后端的混合式DVR或NVR也将由现在的支持标清模拟CCTV+标清IPC升级换代为支持HDcctv+高清IPC。对传统模拟摄像机制造厂家来说,HDcctv还处于发展初期,当前无愧为一个良好的发展机遇期。

    紧跟HDcctv标准,亦可另辟蹊径,大步跨入高清时代。

    4、高清IP模块,高效解决方案

    安防IT化、监控IP化的潮流依旧是不可逆转的,对传统的标清模拟摄像机系统采取各种升级手段也仅能延续其生命力,但最终还是会被高清网络摄像机所取代。识时务者为俊杰,大张旗鼓的去研发高清网络摄像机,可问题也就随之而来了。

    大多数传统的模拟摄像机生产厂商所擅长的是前端产品线的硬件开发和制造,多年来的技术积累也多处于这个领域。但到了网络摄像机时代,需要的是一套完整的解决方案,不仅仅需要有前端的高清网络摄像机、高清球机,还需要后端的存储设备、软件综合管理平台、高清解码设备、以太网传输设备等等硬件基础设备。与之前的产品开发理念和思路也完全不同,除对硬件的开发和设计人员提高了要求外,同时企业还需要聘用比硬件工程师多得多的软件工程师,而传统模拟摄像机厂商却缺乏对软件项目管理的经验。诸多因素导致高清网络摄像机的实际开发难度很大,风险很大,周期很长。

    另一方面,高清IP视频监控系统对多数工程商和最终用户还较为陌生、技术经验积累少,尤其是在二级、三级城市的市场,推广起来更是困难。所以,前景本身就不太明朗,市场的培育和发展也需要循序渐进的一个逐步完善的过程,这段特殊时期,对传统的模拟摄像机生产厂商或大的系统集成商而言,盲目的大把砸钱去搞深入的全体系产品研发,未必就是明智之举。

    对于在安防行业从业多年的人来讲,对早期的板卡并不陌生,也认可了从一家买硬件、在另一家买授权软件的应用方式和理路。在IP高清时代,经典是否还会再重新演绎呢?北京汉邦高科就顺应这个时代潮流,秉承经典的板卡设计理念,近期将推出高清网络摄像机硬件模块,并与国内市场上常见的视频监控平台软件开发商长期合作,使得该高清IP模块可直接接入不同的大中小型各类软件平台,即插即用。通过这种模式,可帮助传统模拟摄像机厂商或大的系统集成商能迅速转型,消除顾虑,充分发挥自身生产制造的优势和渠道优势,主动出击,快速占领市场,先入为主。传统模拟摄像机厂商厂商则可完全将精力集中到市场开发和外观及附加功能设计上,大大节约了开发成本和产品的上市时间。

    当前,采用高清IP模块,也不失为一种迈入高清监控的高效快捷的解决方案。

    5、自主研发,终极解决方案

    2010年底的北京安博会上高清网络摄像机如雨后春笋一样冒出来了许多,火爆程度可见一斑。加之各大媒体、厂商纷纷在大力推广和炒作高清网络视频监控产品,使得高清网络摄像机大有马上替换传统CCTV摄像机之势。目前大部分模拟摄像机厂家也刚刚进入高清网络视频监控市场,市场竞争尚未白热化,虽然现在不一定是最佳的进入时机,但肯定是一个好时机。

    对国内一些研发实力雄厚的传统摄像机厂商而言,自主研发,可通过积累经验和推陈出新来把控差异化、并为客户提供到位的技术支持服务,为客户提供一整套的高清解决方案,最终可走出一条属于自己的路。这才是十字路口直行走中间的大道,虽然路不一定好走,但肯定值的走下去。

    对于某些传统摄像机厂商也可以采取与优势互补的其他企业进行重组合并的策略,强强联合,实现1+1>2的质变和飞跃。

    第三篇 结束语

    安防IT化,监控IP化,视频HD化,“三化”潮流如滔滔江水,奔涌不息。

    在国内市场上,虽然模拟摄像机产品依旧可持续出货,并在2015年之前占据主流,到2015年将与网络摄像机平分秋色,但在2015年之后将迅速败落,新立项项目中的摄像机将全部采用网络摄像机。至多还有五年的转型时间,留给传统模拟摄像机厂商的时间并不多,市场是无情的,如果不能迅速跟上技术更新换代的脚步则很容易被市场淘汰。

    每一个摄像机厂家均深知当前困局,如何走出困局,前文也列举了一些技术发展方法和建议,十字路口,该向左走、向右走?还是直行走中间?取决于企业自身的市场环境和基础条件。

    大家都不愿看到欧美日韩企业一手遮天,几家独大,继续充当小跟班的角色,那么就要迅速抓住当前“三化”的机遇,趁行业洗牌之际,埋头苦干、锐意创新、攻克难关。国内的市场容量毕竟还是有限的,大家全部窝在家里搞窝里斗既没出息又没出路,走出去主动出击,成为令世人尊敬的民族企业,打造世界级的品牌。

    转型之役,势在必行。人间正道是沧桑,但沧桑之路,不虚此行,不悔此生。

 

关键字:摄像机

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/1211/article_5173.html
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