国内高清视频监控系统何时大规模普及

　　2010年底，索尼中国公司在北京举办了一次与安防媒体的沟通会。会上索尼中国介绍了公司的一些新产品和2010年索尼安防产品的市场情况，并征求与会媒体对高清监控摄像机在中国市场今后发展的看法：你们预测一下，高清摄像机何时能在中国普及？会上发言的绝大多数媒体代表都认为，2-3年后高清摄像机就能在中国普及。对此，我提出了不同的看法。

　　我认为，虽然中国监控用户对于高清产品有强烈需求，高清监控的技术也比较成熟，也有成套的产品推出，但是考虑到国内用户对产品购置和运行费用的承受能力，高清监控设备使用环境还不成熟，相关标准配套还不完善，高清监控设备与已建成监控系统的整合还有一个较长过程。即使以市场份额30%作为普及的指标来考量，也需求5年左右的时间高清摄像机才能在中国普及。此后我征求过几位业内专家对此的看法，他们认为，我的看法还是很积极的，高清普及也许还要更长的时间。现在已经过去了2年时间，到底高清普及的情况如何呢？笔者最近对高清监控摄像机在中国市场的普及情况及今后发展做了一些研究，现将情况介绍如下。

　　两个应当明确的概念

　　要谈到高清监控摄像机的普及问题，首先遇到的是达到市场占比多少算作“普及”？监控摄像机以清晰度作为主要指标，可以分为高清和高清以下（非高清）两大类，如果非高清摄像机占据当年市场销售额70%以上就很难认为高清摄像机已经普及，考虑到高清摄像机价格较高，其台数的比例就更低了。

　　其次，高清摄像机的清晰度指标如何规定？前几年，CIF格式的监控设备占据主流的时候，不少监控企业把仅仅达到D1（4CIF）分辨率的监控设备就称为高清监控设备。目前，业界关于高清监控的清晰度（分辨率）普遍存在两种概念，即百万像素以上和720p/1080i/1080p以上，分辨率（清晰度）达到这两个标准即为高清。

　　720p/1080i/1080p源自美国电影电视工程师协会（SMPTE）制定的HDTV标准。其中两个最重要的HDTV标准是SMPTE296M和SMPTE274M。SMPTE296M(HDTV720P)定义的分辨率为1280x720像素，逐行扫描，16：9格式的高保真色彩，25/30Hertz(Hz)顺序扫描频率，即每秒25-30帧，帧率可根据具体国家而定，还支持50/60Hz扫描频率(每秒50/60帧)。SMPTE274M(HDTV1080)定义的分辨率为1920x1080像素，逐行或隔行扫描，16：9格式的高保真色彩，使用25/30Hertz(Hz)和50/60Hz的交错或顺序扫描频率。根据HDTV标准，真正符合高清视频的格式主要有以下三种：720p：1280x720分辨率，16：9宽屏显示，逐行扫描/60Hz；1080i：1920x1080分辨率，16：9宽屏显示，隔行扫描/60Hz；1080p：1920x1080分辨率，16：9宽屏显示，逐行扫描/60Hz。

　　最近安防知识网上刊登的一篇文章《浅谈IP百万摄像机由推广到应用的过程》为高清网络摄像机下了一个更严格的定义：同时满足以下两个条件的即为目前公认的高清网络摄像机：一是分辨率大于或等于1080P；二是在1080P及以上分辨率下能够输出实时图像，即达到每秒25帧或以上的帧率。不过，这只是少数人的看法。

　　而百万像素并不是一个公认的高清标准，它仅仅是代表感光芯片达到的一个指标，具体指的是摄像机的图像传感器感光元素数量。摄像机的清晰度要受到有效像素的数量、图像处理的ISP芯片、扫描制式、镜头的质量等多方面因素的影响。也就是说，当我们听到一个高清网络摄像机支持百万像素、两百万像素或五百万像素时，我们并不知道这个摄像机的清晰度（TVL）是多少、帧率是多少、视频宽高比如何、隔行还是逐行扫描、色彩保真度怎么样等等，而这些信息同样是衡量一个高清摄像机性能的重要参照。当然多数百万像素以上的监控摄像机的清晰度达到高清标准。

　　部分国内厂商由于技术限制故意曲解“高清”概念，推出名不副实的产品。高清绝不仅仅只是前端摄像机感光芯片的分辨率问题，它还关乎到芯片底层的处理能力以及存储、平台应用等问题。一些厂商把基于960H高线解决方案的模拟摄像机称为高清模拟摄像机，而业内专家只把它称为高线模拟摄像机，国外企业也基本持此观点。Sony的1/3”、1/4”960HCCDSensor，其像素值大约为976x582=57万，号称为60万像素，远远低于720p摄像机的像素值（1280x720=92万，通常称为百万像素）和1080p、1080i的像素值（均为1920x1080=207万.通常称为两百万像素）。更何况960H高线模拟摄像机往往采用隔行扫描方式，而同样感光芯片采用隔行扫描方式图像的清晰度要低于逐行扫描方式。960H模拟高解析度摄像机作为一种向模拟高清过渡的产品，在图像清晰度等方面相比传统模拟摄像机有明显的技术优势，但还不能认为是高清摄像机。

　　市场上还有一种商用的、基于标准H.264的高清网络摄像机，清晰度通常可以达到720P，但帧率只有15FPS以下，严格地说这种摄像机还不能算是标准的高清摄像机。

　　目前高清监控摄像机的国内市场情况

　　虽然中国安防领域的标准尚无高清视频监控清晰度的具体指标，但作为同一技术的应用，安防视频监控应当与广播电视采用统一的指标，这一观点得到越来越多业内人士的支持。目前在安防领域，960H系列摄像机虽然属于高档的模拟摄像机但也达不到高清的指标，实际应用的高清摄像机基本上只有IP网络高清与HD-SDI数字高清两类。而在实际调查统计中，高清摄像机的数据是部分包括了类似960H系列模拟摄像机或帧率不足的IP高清摄像机的数字。由于HD-SDI摄像机存在价格较高，如果图像未经压缩需要存储的数据量巨大和不宜远距离传输等问题，市场认知度仍较为有限，销售额目前还很小。高清监控设备通常是基于视频压缩处理并通过IP网络进行传输的，因为只有这样才能控制高清视频的传输与存储成本，因此IP高清在高清监控领域占有绝大多数份额。本文以IP网络高清摄像机的数据为主进行研究。

　　我们先看看最近的有关消息：在2012年10月一家媒体的采访中，上海茂蓝信息科技有限公司范翠丽副总经理认为，目前的高清监控所占市场份额很小，应用并不普及，尚无法对以中低端为主打的国内监控市场产生太大影响。

　　据一家安防媒体对2011年中国监控市场的调查，平安城市和智能交通仍然是百万像素网络摄像机应用最为广泛的两个行业，达到了40%以上，分别为43.7%和40.6%；金融和轨道交通居次，达到25%以上；学校、医院、高速公路、商业楼宇则达到了15%以上；公检法、监狱、文博也始成规模，达到10%以上；酒店亦开始高清应用，有7.3%的比例。以上数据应当来自一个多项选择的调查项目。

　　我们主要看看平安城市建设中几个有代表性大城市的情况。目前上海平安城市监控摄像头为60万只，在未来五年规划中达到100万只，其中10万只高清摄像头。济南市平安城市建设是最早的四个试点城市之一，目前已有超过13万个摄像头对重点区域进行监控，90%以上均为标清摄像机。武汉市平安城市项目建议的一类监控点达5500余个（其中高清摄像头达2200个，D1摄像头3300余个），二类监控点约2万个，三类监控点达到22.5万个，90%以上也都是标清摄像机。据深圳市公安局科技通信处副处长陈宝军介绍：2012年到2014年三年时间，深圳市将建设15万监控探头，其中将建1.5万一类监控探头，一类探头大部分将是高清探头。由此看来，深圳、武汉、济南这两年平安城市建设采用的摄像机只有10%左右是高清设备，今后一两年高清的比例也不超过20%。上海平安城市建设的标准要高一些，由于过去已安装了大约2万台高清摄像头，今后5年高清的比例也仅为20%。由于上述数据是摄像机台数，如果换算成销售额比例要高一些。新建成的，轨道交通领域的杭州地铁1号线站内总共拥有1500余个监控探头，其中有275个高清探头，约占18%。

　　我们再看一看供应端的情况。从安防市场调查得到的数据证明整体高清网络摄像机市场情况也是如此。慧聪安防网在2011年对高清摄像机做过一次市场调查，2008年国内高清摄像机占中国摄像机市场比例为3.8％，达到4亿元；2009年，高清摄像机市场规模达到5.7亿元，同比增长42.5％，占中国摄像机市场比例为4.8％。2010年，高清摄像机市场规模达到8.1亿元，同比增长42.1％，占市场比例为5.4％。据公共安全杂志社2010年的调查统计，2008年国内网络摄像机占中国摄像机市场比例约4％，达到5.2亿元；2009年，网络摄像机的市场同比增长100％，市场规模达到10亿元。2010年，摄像机工程项目的应用比例中，模拟摄像机占88％，网络摄像机占12％，后者所占市场规模约为15亿元。也就是说，从2008年到2010年，网络摄像机的市场平均以70％的增长率高速发展，但市场比例仍很低。而在2011年上半年摄像机工程项目应用比例中，网络摄像机提高到了23％的比例。那几年网络摄像机中高清的比例也不大。

　　另一个国内摄像机市场规模的调查报告显示，2011年国内整体摄像机市场规模约为107.63亿元人民币，其中模拟摄像机市场规模约为85.53亿元人民币，占整体摄像机市场规模的79%左右；网络摄像机的市场规模大约为22.1亿元人民币，占国内整个摄像机市场规模的21%左右；而百万像素网络摄像机的市场规模约为12.2亿元人民币，约占网络摄像机整体市场规模的55%，占整体摄像机市场规模的11.3%。此次调查同时对HD-SDI产品的市场应用情况进行了调查，但就调查数据显示，HD-SDI摄像机产品的销售额并没有明显的增长，不仅数值很少，增长也很慢。预计2012年中国摄像机的整体市场规模约为113.2亿元人民币，与2011年相比增长幅度约为5.03%；模拟摄像机的市场规模预计约为86.24亿元人民币，与2011年相比增长约为1%，占整体摄像机市场的76.2%。网络摄像机市场规模与2011年相比有22%的增长幅度，预计网络摄像机市场规模大约为26.96亿元人民币，占整体摄像机市场规模的23.81%；百万像素网络摄像机的市场规模约15.98亿元人民币，与2011年百万像素网络摄像机市场规模相比预计增长31%，占网络摄像机市场比例的59.27%，占整体摄像机市场比例的14.12%。

　　国外市场调查机构对全球监控摄像机市场调查得到的数据同样如此。据3SMarket公司预测，2012年全球普通摄像机出货量约4000万部，网络摄像机800万部，其中百万以上IPC300万部，只有总量的7.5%，销售额大约在15%左右。松下与派尔高两家公司在2012年中国数字监控论坛上提供了IMSResearch公司发布的一些中国市场的数据：2010年安防行业的监控摄像机中，网络摄像机与模拟摄像机分别为：159\$M（百万美元）和666\$M，网络摄像机比率为19%，在2011年经历了一个飞跃式的发展，网络摄像机与模拟摄像机分别为：374.8\$M和823.3\$M，网络摄像机比率达到了31%，引起了行业更多人的关注，他们看到了网络摄像机在中国市场的巨大潜力。如果按照2011年高清网络摄像机占全部网络摄像机市场规模的55%计，高清网络摄像机占全部摄像机的17%。索尼中国公司2011年底介绍的情况也类似：索尼中国2011财年1-3季度高清监控产品增长46%，高清数字产品占21%，但感光芯片还是模拟产品占绝大部分。

　　总体看来，IMSResearch公司中国监控摄像机市场规模的调查数据要低于国内媒体调查的结果，但网络高清摄像机的比例要高于国内媒体调查的数据。据我们分析，两者调查数据的不同主要是由于调查范围和采样视角不同造成的。综合上述几方面情况分析，我们认为2011年、2012年中国安防市场高清摄像机的比例分别为10%、13%左右。

　　高清视频监控设备普及的主要障碍

　　安防监控走向高清之路是必然趋势，但是它涉及到整个系统，任何一个环节不满足高清要求，都会形成系统瓶颈，使系统的整体质量下降，高清的效果要通过整体解决方案来体现。因为在视频信号编码压缩、视频信号传输以及录像文件回放过程中，如果未能达到高清标准，则后端影像显示效果必然会大打折扣。

　　基于HD-SDI协议的数字高清系统由HD-SDI摄像机、HD-SDI光端机、HD-SDI矩阵、HD-SDI编码器或DVR组成。HD-SDI摄像机产品的销售额目前还比较小，原因可能是其市场认知度仍较为有限，同时HD-SDI还有未经压缩的巨大数据量存储和传输距离上的问题，预计短时间内HD-SDI的市场应用不会有太大突破。满足高清监控的同时符合原有应用习惯是其优势，但显示及存储两套系统需单独建设，开放性及扩展能力均比较差。对于传输链路开销要求高，传输距离短是其不足。

　　IP高清监控情况要好一些，现阶段的IP百万高清（720P@30fps）传输已经可以压在2-3Mbps间，而1080P@30fps也可以压在6Mbps以下的带宽流量控制，这对于IP高清的传输与存储负担可以说是大大减轻。但与常规监控设备传输为例进行比较，目前基础的720P规格计算，码流约是D1的2倍，带宽达到3M左右，而采取1080P计算，码流更是D1的5倍，所用带宽约为6M，存储占用硬盘容量也同样如此。由于高清摄像设备投资相比过去CIF、D1摄像机要成倍增加，其他配套产品也如此，而特别是存储设备费用增加更多。

　　目前各地推广视频监控设备的有关政策多数都要求清晰度在D1以上，高清应用主要还是依赖于大型政府相关项目的推动，各地方政府在土地财政难以为继的压力下，资金十分紧张，而由政府出资或以政府为主出资，需要实施的监控项目（如平安城市、智能交通、平安校园、平安医院等）数量多，所需资金量十分巨大，不得已只能尽量减少高清摄像机的布设。随着平安城市建设向3、4线城市深入，资金问题可能更大。而必须安装视频监控设备的用户单位情况也是如此，购置资金和运行费用不足是高清视频监控设备普及的最大障碍。

　　值班人员少，无法长时间、连续地关注如此多的视频图像，再清晰的图像也只是匆匆而过，不能通过实时图像判断防护目标的安全状态。只讲“系统设备做得到”，不考虑“操作人员做得到”，实质还是不能实现用户要求的系统目标，这是当前技防工程的要害问题之一。智能化判断安全状态是当前的迫切实际要求，是提升工程防范效能的关键，而高清化是智能化应用过程中需要解决的技术问题。如果高清化不能为创建实用的智能功能产生效果，即看不到高清化对解决安全问题的实际作用，看不清高清化与智能化之间“相依、互动”的关系，用户不可能“花大钱”为高清化产品投入技术风险资金。

　　对高清网络摄像机在应用中存在不足的调查反映，实时性和高清显示问题、协议不标准造成整合困难、无统一格式标准三者反映最多。实时显示上的信号延迟主要原因是高清产品所占带宽需求较高，IP影像信号流量封包过大丢包率较高，带宽不足时造成延时大，而目前中国网络传输费用较为昂贵，用户出于成本考虑选择15FPS传输造成视频流不畅；协议不标准则主要因为各个厂家的编码方式不同，造成后端解码的兼容性问题，私有协议SDK部分标准不统一，不易集成，整合困难；标准是亟待解决的另一个问题。从2012年6月1日开始实施的国标《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》，即GB/T28181-2011标准可以解决高清视频和现有系统融合的基本问题，但它只是一个在宽泛的范围内让视频监控基本互通的标准。由于网络传输而带来的视频延时、网络丢帧，视频数据不安全、数据的海量存储等问题使一些用户望而却步。所以网络高清只有充分解决网络延时、海量存储，以及与智能分析相结合等问题，才能得到更好的发展。

　　用移动高清监控的进展更可以说明问题。虽然3G的带宽比2G、2.5G有较大提升，但由于3G的带宽要承担上行、下行两个方向的传输任务，而且1个基站可能有多个用户同时工作，终端移动的速度也会影响传输速度（在室内、室外和行车的环境中3G能够分别支持大约2M／秒、384K／秒以及144K／秒的传输速度），造成无线传输中带宽的不确定性，目前的3G网络即使传输CIF图像，一个基站也不能超过3个监控点。3G运营商的客户优先权按照语音客户、优先客户、普通数据客户的顺序进行传输服务，也造成普通移动监控用户的传输不稳定。目前3G网络速度只能使其作为监控的辅助传输手段。手机监控系统运行费用包括视频源的宽带上网费、手机收看流量费、监控系统运行费等。在3G网络的环境下高清监控根本无法推广。即使是中国移动的4G网络测试数据显示，现场下行平均速率达到40Mbps，上行平均速率达到18Mbps，由于与3G系统上述同样的原因，推广高清仍然十分困难。

　　高清监控摄像机何时能在中国到达普及水平

　　对于高清摄像机和网络摄像机普及可能加快的有利因素主要有三个方面：一是视频监控产品主要属于IT产品，特别是存储设备硬盘，摄像机、DVR、NVR的DSP芯片，根据英特尔公司创始人之一的戈登·摩尔（GordonMoore）提出来的摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍。据报道，2006年至2012年，6年时间IT行业的单位存储成本已经下降到原有成本的十分之一，由于监控存储要求更高，单位存储成本下降要少一些。高清摄像机及其相关设备性价比会比较迅速地提高，使客户的承受能力大大提高。二是三网合一、光纤入户进度加快，网络通讯费用较快地下降，国内网络环境得到改善。第三，政府有可能推出加快高清视频监控技术推广的相关政策。

　　目前已经建立的视频监控系统绝大部分仍是模拟标清的系统，高清是视频监控发展的必然趋势，但是从模拟标清到数字与网络高清一步到位很难，只能是一步步升级完成。由于前述的经济和技术等方面的制约因素短时间不会有大的变化，高清监控摄像机普及的步伐也不会很快。

　　高清监控摄像机何时能在中国到达普及水平？我们先来看一看国外市场调查公司对全球监控市场的预测。IMSResearch公司2011年的调查报告预测，2011-2015年网络监控市场平均增长率超过30%，但这个增长率远低于欧美主流市场的增长水平。还有一重要数据是2015年全球网络监控市场的占比只有26.5%。IMSResearch公司预计，2014年全球视频监控设备市场总额将超过140亿美元，模拟摄像机在出货量方面在2014年仍超网络摄像机，全球网络(互联网协议数字式)监控摄像头市场将达7百万部。在2014年出货的所有网络监控摄像头中，将近60%的摄像头将是分辨率在130万像素以上的高清摄像头。另一家国外市场调查公司Frost&Sullivan的欧洲、中东及非洲区安防研究主管MatiaGrossi称，北美网络监控摄像机的转折点将推迟至2013年，“由于用户对于在中小型工程中使用IP的好处缺乏概念，欧洲市场的预期则比北美更迟，预计转折点将在2014年或2015年。旧有庞大数量的安防设备以及对新知识的缺乏也将阻挡更换IP设备的步伐。”而中国等新兴国家则在欧洲之后。

　　我们再来看一看他们对中国监控市场的预测。IMSResearch公司2011年发布的调查报告显示：2011-2015年中国未来五年的安防监控行业的平均增长率20.8%，从2010年19.63亿美金增长到2015年的50.47亿美金。2011年-2015年未来5年，模拟市场的平均增长率也达到了18.4%。

　　IMSResearch公司在2012年进一步预测，在未来几年内中国高清网络摄像机还将以4%的比率持续稳定增长，在2015年网络摄像机比率能达到47%，接近监控摄像机市场的半壁江山。按照网络高清摄像机占全部网络摄像机比率60%计，则2015年约占监控摄像机总体市场的30%。

　　由于中国模拟摄像机的市场还在增长和高清摄像机基数的增大，高清摄像机的市场占比会缓慢增长，据国内最近一次市场调查，2012年百万像素网络摄像机市场规模相比预计增长31%，远无法与2010-2011年的增长幅度相比，从整个市场来看，百万像素网络摄像机的市场进入一个相对缓慢的平滑增长状态。虽然今后几年还有许多难以预见的因素，我们估计，2013-2015高清摄像机市场占比平均每年增长略大于4个百分点是比较有可能的，这样的话，2015年高清摄像机的市场占比将达到26%左右。预计2016年高清监控摄像机能在中国大地超过普及水平的市场份额30%。