智慧安防空間：AI產(chǎn)品持續(xù)滲透，長(zhǎng)期千億市場(chǎng)空間

    從“看得見”到“看得清”到“看得懂”，智能大數(shù)據(jù)分析需求迫切，AI+安防趨勢(shì)明顯。高清技術(shù)日益進(jìn)步，圖像分辨率從D1到720P、1080P再到4K逐步進(jìn)階，視頻監(jiān)控設(shè)備持續(xù)高清化升級(jí)換代。根據(jù)IHS數(shù)據(jù)，2013-2016年我國(guó)高清攝像機(jī)占比由13%增長(zhǎng)至59%，首次超過(guò)模擬攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控從“看得見”到“看得清”的轉(zhuǎn)變，滿足智能化基礎(chǔ)需求。攝像頭高清化產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的人工查看方式已不滿足日益增長(zhǎng)的安防需求。同時(shí)，安防領(lǐng)域每年產(chǎn)生大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，將海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化后進(jìn)行智能處理能極大提高追蹤效率，人工智能的引入能滿足從事后追查到事前防范的安防根本需求。安防領(lǐng)域在實(shí)現(xiàn)高清化網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)后，急切需要人工智能技術(shù)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這些都促使攝像頭目前開始向“看得懂”進(jìn)化，智能安防趨勢(shì)明顯。

    智慧安防產(chǎn)品首先在政府市場(chǎng)落地，長(zhǎng)期千億市場(chǎng)空間。(1)短期而言：由于AI產(chǎn)品單價(jià)較高，且適用于處理遠(yuǎn)距離的大數(shù)據(jù)，因此我們認(rèn)為短期的增量空間主要看政府中的公安、交通等部門。假設(shè)國(guó)內(nèi)/國(guó)外視頻監(jiān)控行業(yè)增速分別為15%/10%，至2020年國(guó)內(nèi)外視頻監(jiān)控市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá)1683/1234億元，保守估計(jì)，若AI產(chǎn)品滲透率提升至10%，則國(guó)內(nèi)/國(guó)外AI產(chǎn)品市場(chǎng)空間分別為168/148億元。(2)長(zhǎng)期來(lái)看：隨著性價(jià)比更高的芯片解決方推出，預(yù)計(jì)海思等主控廠商必然推出包含AI專屬TPU的IPC主控產(chǎn)品，以?？禐槭椎陌卜缽S商也必然研發(fā)推出適合自身的AI+芯片終端解決方案，AI產(chǎn)品單價(jià)將逐步回歸理性，智慧產(chǎn)品的滲透范圍有望快速滲透延伸至其他領(lǐng)域。未來(lái)AI產(chǎn)品滲透率若提升至35%，則全球AI產(chǎn)品市場(chǎng)空間將突破千億元。

    現(xiàn)有生態(tài)：GPU是目前AI+安防方案主流，行業(yè)巨頭與英偉達(dá)攜手

    “AI+安防”方案兩種：前端方案是未來(lái)趨勢(shì)，中后端AI方案是目前主流。對(duì)智能安防而言，目前有前端和中后端兩種解決方案。前端方案是AI攝像頭方案，即將AI芯片集成至攝像頭中，實(shí)現(xiàn)視頻采集智能化;中后端方案則是利用普通攝像機(jī)采集視頻信息后傳輸?shù)街泻蠖?，在?shù)據(jù)存儲(chǔ)前利用插入GPU等板卡的智能服務(wù)器進(jìn)行匯總分析。由于中后端方案不需要更換攝像頭、可同時(shí)處理多路數(shù)據(jù)、部署成本相對(duì)較低，算法升級(jí)、運(yùn)維方便，短期內(nèi)中后端方案普及速更快。長(zhǎng)期來(lái)看，海思等攝像頭主控芯片廠商必然在芯片內(nèi)部集成用于AI計(jì)算的專屬硬件模塊，大規(guī)模應(yīng)用后實(shí)現(xiàn)成本會(huì)急劇降低，前端(智能攝像頭)方案有望成為未來(lái)智能安防主流。目前無(wú)論是前端還是中后端解決方案，?？怠⒋笕A等公司都采用英偉達(dá)GPU(JetsonTX1產(chǎn)品)實(shí)現(xiàn)，且以中后端AI方案為主。

    安防巨頭緊密攜手英偉達(dá)，布局基于GPU的智能設(shè)備產(chǎn)品。目前?？怠⒋笕A兩大安防巨頭的AI算法和相關(guān)產(chǎn)品都基于英偉達(dá)的GPU實(shí)現(xiàn)。2016年，?？低曂瞥鰪那岸说胶蠖巳盗械腁I產(chǎn)品，發(fā)布基于英偉達(dá)GPU和深度學(xué)習(xí)技術(shù)“深眸”攝像機(jī)、“超腦”NVR、“臉譜”人臉?lè)治龇?wù)器等多款A(yù)I系列產(chǎn)品。大華股份2016年第三季度成立AI研究院，2017年3月聯(lián)合英偉達(dá)發(fā)布多款“睿智”系列前端和后端智能設(shè)備。

    海康威視：首提安防AI+，引領(lǐng)安防智能化發(fā)展。?？低曌?006年開始智能分析技術(shù)研發(fā)，2013年布局深度學(xué)習(xí)。憑借多年深度學(xué)習(xí)研究積累以及高達(dá)9000余人的業(yè)內(nèi)最大研發(fā)團(tuán)隊(duì)，公司在全球包括人臉識(shí)別、車輛識(shí)別、文字識(shí)別在內(nèi)的多項(xiàng)圖像檢測(cè)比賽中取得第一。2015年公司率先推出AI中心產(chǎn)品“獵鷹”、“刀鋒”智能服務(wù)器，2016年公司在安博會(huì)首提“安防AI+”概念，并與英偉達(dá)和Movidius達(dá)成合作，陸續(xù)推出基于GPU/VPU和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的“深眸”、“超腦”、“神捕”、“臉譜”系列AI前后端產(chǎn)品，并融入相關(guān)解決方案。公司AI產(chǎn)品目前已應(yīng)用到南昌“天網(wǎng)項(xiàng)目二期”、“一帶一路”峰會(huì)安保等重大項(xiàng)目中，有望引領(lǐng)安防智能化發(fā)展。

    大華股份：緊隨布局人工智能，AI產(chǎn)品加速落地。大華從2015年開始人工智能研究，在深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上研發(fā)出人臉識(shí)別、視頻結(jié)構(gòu)化、異常行為分析、高密度人群分析等智能技術(shù)。16年大華在向國(guó)際權(quán)威的人臉識(shí)別公開測(cè)試庫(kù)LFW提交測(cè)試結(jié)果，Dahua-FaceImage人臉識(shí)別準(zhǔn)確率為99.78%，保持世界第一水平。同期公司依托在CPU、DSP、GPU和FGPA等芯片平臺(tái)上多年積累的軟硬件研發(fā)能力，研發(fā)出包括前后端人臉識(shí)別、卡口電警、雙目立體視覺、多目全景拼接產(chǎn)品在內(nèi)的一系列智能化產(chǎn)品。17年公司聯(lián)合英偉達(dá)發(fā)布多款“睿智”系列前端和后端智能設(shè)備并融入相關(guān)平安城市項(xiàng)目解決方案，大幅提高視頻數(shù)據(jù)利用率，推進(jìn)大數(shù)據(jù)在安防領(lǐng)域加速落地。

    未來(lái)趨勢(shì)：基于GPU成本是痛點(diǎn)，未來(lái)集成至IPC主芯片是趨勢(shì)

    目前基于GPU的智能安防的成本較為昂貴。目前主流的智能安防解決方案多基于英偉達(dá)JetsonTX1GPU芯片，單個(gè)芯片成本估算在70~150美元左右，模塊成本在200~300美元。依據(jù)配置不同，每個(gè)芯片可支持2~4路視頻流，單路實(shí)現(xiàn)成本較高。相關(guān)調(diào)研顯示，?？低暬蛞血?dú)家壟斷英偉達(dá)TX1的GPU芯片供貨。其他安防廠商僅可購(gòu)買英偉達(dá)的TX1模組(即包括芯片、存儲(chǔ)的GPU板)，采購(gòu)成本會(huì)更高?；贕PU的智能安防解決方案較為昂貴，目前阻礙了智能安防的滲透率快速提升。

    FPGA成當(dāng)前智能安防降低成本的可能方案。智能安防領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)公司深鑒科技已和大華股份、東方網(wǎng)力等安防廠商展開合作，推出基于XilinxFPGA的DPU產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)于GPU有1個(gè)數(shù)量級(jí)的能效提升，同樣功耗降低80%。該方案可將AI單路成本控制在20美元以內(nèi)，較GPU方案便宜。同時(shí)，另一家國(guó)內(nèi)公司地平線機(jī)器人也嘗試將FPGA方案應(yīng)用于安防和車載領(lǐng)域。在專用ASIC產(chǎn)品出現(xiàn)之前，F(xiàn)PGA有望成為部分安防場(chǎng)景降成本的有效手段。

    ASIC未來(lái)將成為安防芯片主流。如前文所述，ASIC形態(tài)的AI芯片解決方案具備低成本、低功耗、高算力的優(yōu)點(diǎn)。由于芯片存在大規(guī)模成本邊際效益遞減效應(yīng)，專用芯片量產(chǎn)后，由AI模塊帶來(lái)的每顆芯片和相關(guān)存儲(chǔ)成本增加預(yù)計(jì)在2美元以下，采用ASIC方案的AI攝像頭實(shí)現(xiàn)成本將大幅度降低。換句話說(shuō)，以后可能實(shí)現(xiàn)攝像頭在成本增加非常小的情況下就可以轉(zhuǎn)化成為AI攝像頭。我們預(yù)計(jì)，和手機(jī)芯片集成AI專屬模塊類似，華為海思等攝像頭主控芯片廠商，未來(lái)必然會(huì)集成適合安防場(chǎng)景的專屬AI模塊至主芯片中;同樣的，以?？禐槭椎陌卜缽S商，為優(yōu)化自身解決方案，也有望自研或與相關(guān)芯片廠商合作開發(fā)其專屬的人工智能專用芯片。伴隨著社會(huì)對(duì)智慧安防能力的需求提升，未來(lái)包含AI功能的ASIC主控芯片或?qū)⒊蔀榘卜乐髁餍酒?