我國安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程分析及5G趨勢展望

摘要：介紹了我國視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)從有線模擬信號到有線數(shù)字高清信號再到無線數(shù)字高清信號，最終發(fā)展為5G無線數(shù)字高清攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍的歷程。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控;攝像機(jī);模擬信號;數(shù)字信號;有線;無線;5G

0? ? 引言

我國安防監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過程可以分為四個(gè)階段：有線模擬階段、有線數(shù)字高清階段、無線數(shù)字高清階段、5G云存儲云計(jì)算大數(shù)據(jù)階段。整個(gè)發(fā)展過程從無到有，從開始的全部引進(jìn)全套國外設(shè)備，到僅引進(jìn)芯片，國產(chǎn)化配件組裝，再到后來芯片開發(fā)、國產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)全部設(shè)備國產(chǎn)化，最后發(fā)展到技術(shù)設(shè)備、核心芯片全部處于世界領(lǐng)先水平，在全球市場上的占有率從20世紀(jì)90年代的0到2019年的50%以上，經(jīng)過20多年的跨越性大發(fā)展，和中國的很多領(lǐng)域一樣，取得了全球領(lǐng)先的地位。

1? ? 第一階段——有線模擬階段

大約在20世紀(jì)90年代初，國內(nèi)需求的電視監(jiān)控設(shè)備全部是從國外進(jìn)口的，國內(nèi)沒有生產(chǎn)，雖然市場很小，也就是幾個(gè)特殊行業(yè)應(yīng)用，但價(jià)格很高，一臺普通的槍機(jī)就要幾千元。1995年前后，國內(nèi)視頻監(jiān)控技術(shù)起步，以模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)組裝開始，主要進(jìn)口日本的索尼和夏普的監(jiān)控?cái)z像機(jī)芯片。模擬攝像機(jī)的發(fā)展歷程比較漫長，1995—2010年，索尼、夏普芯片一統(tǒng)天下，從開始的420線、480線、540線、600線最后到700線，經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展，形成了一個(gè)巨大的市場，很多外國巨頭在中國設(shè)廠生產(chǎn)，像松下、三星、LG、霍尼韋爾等。中國本土的企業(yè)多以裝機(jī)為主，沒有芯片等關(guān)鍵技術(shù)，但因國內(nèi)市場需求很大，裝機(jī)公司發(fā)展很快，規(guī)模達(dá)幾萬家。直至2010年國產(chǎn)芯片才開發(fā)出來，從開始的800線、1000線到后來的1200線，攝像機(jī)價(jià)格也隨之一落千丈，從20世紀(jì)90年代初進(jìn)口攝像機(jī)幾千元一臺，到2010年幾十元一臺，在這個(gè)演變過程中，無論是開發(fā)設(shè)計(jì)商、制造商還是經(jīng)銷商、工程商，都風(fēng)風(fēng)火火，大干快上，產(chǎn)品供不應(yīng)求，紛紛擴(kuò)大規(guī)模，擴(kuò)大生產(chǎn)，特別是深圳，幾百人的工廠比比皆是。這是安防行業(yè)發(fā)展最快的時(shí)期，也是最好的時(shí)期，大小安防公司就是在這個(gè)時(shí)候積累了第一桶金，雖然只掙得一個(gè)微薄的組裝費(fèi)，但中國市場巨大，薄利多銷，積少成多。國外的一些大公司也在這個(gè)大環(huán)境下飛速發(fā)展，他們的工廠在國內(nèi)遍地開花，掙得巨額利潤，特別是在初期的國外芯片壟斷時(shí)期，大部分利潤都被他們掙得了。后期芯片國產(chǎn)化后，價(jià)格也快速下降，利潤就很低了。在整個(gè)有線模擬階段，是以國外公司為主導(dǎo)，中國公司學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗(yàn)的過程，這為后來的超越打下了基礎(chǔ)。

模擬攝像機(jī)有致命的缺點(diǎn)，關(guān)鍵一點(diǎn)就是圖像不夠清楚，像素突破不了50萬;另外一點(diǎn)是信號容易被干擾。這兩個(gè)致命的缺點(diǎn)，使其注定要被數(shù)字高清攝像機(jī)所取代。

2? ? 第二階段——有線數(shù)字高清階段

隨著科技的發(fā)展，模擬攝像機(jī)逐漸走入低谷，而有線數(shù)字高清攝像機(jī)得到迅猛發(fā)展。數(shù)字高清監(jiān)控系統(tǒng)從2010年起步，剛開始像素只有100萬，后來逐漸發(fā)展。起步階段出現(xiàn)了一個(gè)模擬攝像機(jī)的替代產(chǎn)品，即同軸數(shù)字高清攝像機(jī)，以大華科技公司的產(chǎn)品為代表，其優(yōu)勢是，在模擬攝像機(jī)的老系統(tǒng)中，不用更換線纜，用原先的同軸線，就能更新改造成高清數(shù)字系統(tǒng)，使監(jiān)控系統(tǒng)的圖像清晰度得到大幅提升，從模擬攝像機(jī)的30萬像素，提升到100萬甚至200萬像素。但同軸高清系統(tǒng)還存在致命的缺點(diǎn)。

有線數(shù)字高清監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展非常迅猛，以中國技術(shù)為主導(dǎo)，真正體現(xiàn)了中國速度。在這個(gè)過程中，華為的海思芯片功不可沒，僅僅用了三年時(shí)間，到2013年，數(shù)字高清攝像機(jī)就從1 000多元降到100多元，許多安防監(jiān)控制造商因?yàn)閾Q代太慢、價(jià)格太高被淘汰了，而?？低暫痛笕A兩家公司逐漸脫穎而出，成為市場的王者，這兩家公司的市場占有率達(dá)到了80%，特別是海康威視，其市場占有率超過50%。在這三年期間，深圳的模擬攝像機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，跟不上時(shí)代的發(fā)展，紛紛倒閉，成千上萬的企業(yè)幾乎在一夜之間消失了，深圳監(jiān)控行業(yè)哀嚎一片，慘不忍睹，很多規(guī)模較大的企業(yè)也難逃市場的淘汰而倒下，這是安防市場最腥風(fēng)血雨的三年，大浪淘沙，剩者為王。王者?？低暟l(fā)展成為全球安防行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。而那些國外的大品牌如松下、三星、AD等，也由于喪失了芯片的壟斷地位，又跟不上中國市場的巨大變化而逐漸淡出中國市場，生產(chǎn)工業(yè)園也就跟著撤離了。

中國安防市場的數(shù)字化發(fā)展是中國民族品牌翻身大發(fā)展，實(shí)現(xiàn)超越的一個(gè)縮影，在這個(gè)領(lǐng)域的帶領(lǐng)者是華為和海康威視，雖然它的的影響力遠(yuǎn)沒有手機(jī)芯片和5G芯片大，但也引起了國際社會的廣泛關(guān)注，使?？低暫腿A為一起成為美國政府的打壓對象。

有線數(shù)字高清攝像機(jī)也有一些缺點(diǎn)，一是需要布線，安裝成本、材料成本較高;二是信號有一些延遲，對要求信號精準(zhǔn)的行業(yè)不能滿足要求。所以它會被無線數(shù)字高清攝像機(jī)，特別是5G攝像機(jī)所取代。

3? ? 第三階段——無線數(shù)字高清階段

無線數(shù)字高清攝像機(jī)分為Wi-Fi無線數(shù)字高清攝像機(jī)和4G無線數(shù)字高清攝像機(jī)。Wi-Fi無線數(shù)字高清攝像機(jī)的誕生僅僅比有線數(shù)字高清攝像機(jī)晚了兩年左右，但它的發(fā)展一點(diǎn)也不比有線數(shù)字高清攝像機(jī)慢，芯片和技術(shù)都由中國公司自主研發(fā)，處于世界領(lǐng)先水平。有線數(shù)字高清監(jiān)控系統(tǒng)和無線數(shù)字高清系統(tǒng)，并行發(fā)展，各有特點(diǎn)，各有優(yōu)勢，而且相互融合在一個(gè)系統(tǒng)中，既有有線數(shù)字高清攝像機(jī)，也有無線數(shù)字高清攝像機(jī)，通過路由器連接在一個(gè)系統(tǒng)中，相互補(bǔ)充。無線數(shù)字高清攝像機(jī)通過幾年的高速發(fā)展，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的企業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)品牌，比如?？低暤奈炇?、大華的樂橙、小米的小蟻等。但無線數(shù)字高清攝像機(jī)仍解決不了有線數(shù)字高清攝像機(jī)的信號延遲問題，它的穩(wěn)定性也不如有線數(shù)字高清攝像機(jī)，經(jīng)常出現(xiàn)信號丟失、路由器死機(jī)、聯(lián)網(wǎng)失敗等問題。因此，在大的系統(tǒng)中仍然是有線數(shù)字高清主導(dǎo)，無線數(shù)字高清補(bǔ)充;但在一些小的系統(tǒng)特別是以家庭為單位的應(yīng)用中，無線數(shù)字高清攝像機(jī)由于其安裝簡單、造價(jià)低、使用方便等特點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注，得到了極大的發(fā)展，對視頻監(jiān)控的普及應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)。

而4G無線數(shù)字高清攝像機(jī)目前為止還處于剛剛起步階段，比Wi-Fi無線數(shù)字高清晚了兩三年時(shí)間，由于4G網(wǎng)絡(luò)的帶寬和速率限制，再加上有一定的使用費(fèi)用，現(xiàn)在還沒有得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用，只是在一些特定的場合應(yīng)用。可以說，目前階段4G的應(yīng)用是在給5G的應(yīng)用進(jìn)行探索，積累經(jīng)驗(yàn)，打好基礎(chǔ)，最終的大規(guī)模市場應(yīng)用還應(yīng)該是5G。

4? ? 第四階段——5G云存儲云計(jì)算大數(shù)據(jù)階段

5G無線數(shù)字高清監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)該是顛覆性的、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的革命。現(xiàn)在很多領(lǐng)域已經(jīng)開始應(yīng)用，它不僅僅局限于安防監(jiān)控領(lǐng)域，它的應(yīng)用范圍無法歷數(shù)，比如現(xiàn)在很火的遠(yuǎn)程醫(yī)療、無人駕駛等等。

圖像處理技術(shù)的發(fā)展是永無止境的，沒有最高只有更高，從數(shù)字高清開始的100萬像素、130萬像素、200萬像素，發(fā)展到300萬、400萬、500萬、600萬，一直到現(xiàn)在的4K大規(guī)模進(jìn)入市場，其發(fā)展速度之快，令人目不暇接，短短幾年時(shí)間，從100萬像素到1 000萬像素，這也體現(xiàn)了中國技術(shù)、中國速度。這么高的清晰度，除了有線網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，也對無線網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，而4G達(dá)不到這么高的要求，5G的出現(xiàn)使得問題迎刃而解，所以說5G的應(yīng)用非常值得期待。

5G的應(yīng)用才剛剛開始，現(xiàn)在還沒有5G的數(shù)字高清一體化攝像機(jī)，相信它不久就會出現(xiàn)，隨著5G技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，5G數(shù)字高清攝像機(jī)會有巨大的發(fā)展機(jī)會，不遠(yuǎn)的將來，隨著6G、7G的出現(xiàn)，它會取代有線數(shù)字高清攝像機(jī)，成為最后的王者。

暢想一下5G數(shù)字高清攝像機(jī)的應(yīng)用，它和云存儲云計(jì)算大數(shù)據(jù)相結(jié)合，每一臺攝像機(jī)都有一個(gè)終生的二維碼，不用布線，安裝簡單，接上電后，它自動連通平臺服務(wù)器，把看到的圖像全部上傳，在云端存儲，通過云計(jì)算，把圖像分類成人、車、物等若干種類，形成大數(shù)據(jù)，供人們查閱使用。每一個(gè)5G攝像機(jī)就是一個(gè)永久的采集點(diǎn)，掃一下它的二維碼，它的一切云端數(shù)據(jù)就可以呈現(xiàn)在我們面前。

5? ? 結(jié)語

總之，技術(shù)的發(fā)展越來越快，安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展也經(jīng)歷了從慢變快的加速度，從最初的有線模擬，到有線/無線數(shù)字高清，再到5G、6G數(shù)字高清，中國速度、中國技術(shù)終將走在世界前列。

收稿日期：2019-10-30

作者簡介：徐旭志（1965—），男，山東濟(jì)南人，工程師，濟(jì)南安防協(xié)會特聘專家，研究方向：安防監(jiān)控。