智慧安防空間：AI產品持續(xù)滲透，長期千億市場空間

    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+安防趨勢明顯。高清技術日益進步，圖像分辨率從D1到720P、1080P再到4K逐步進階，視頻監(jiān)控設備持續(xù)高清化升級換代。根據(jù)IHS數(shù)據(jù)，2013-2016年我國高清攝像機占比由13%增長至59%，首次超過模擬攝像機，實現(xiàn)了視頻監(jiān)控從“看得見”到“看得清”的轉變，滿足智能化基礎需求。攝像頭高清化產生海量數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的人工查看方式已不滿足日益增長的安防需求。同時，安防領域每年產生大量非結構化數(shù)據(jù)，將海量非結構化數(shù)據(jù)結構化后進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。安防領域在實現(xiàn)高清化網(wǎng)絡化升級后，急切需要人工智能技術對海量數(shù)據(jù)進行處理，這些都促使攝像頭目前開始向“看得懂”進化，智能安防趨勢明顯。

    智慧安防產品首先在政府市場落地，長期千億市場空間。(1)短期而言：由于AI產品單價較高，且適用于處理遠距離的大數(shù)據(jù)，因此我們認為短期的增量空間主要看政府中的公安、交通等部門。假設國內/國外視頻監(jiān)控行業(yè)增速分別為15%/10%，至2020年國內外視頻監(jiān)控市場規(guī)模分別達1683/1234億元，保守估計，若AI產品滲透率提升至10%，則國內/國外AI產品市場空間分別為168/148億元。(2)長期來看：隨著性價比更高的芯片解決方推出，預計海思等主控廠商必然推出包含AI專屬TPU的IPC主控產品，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產品單價將逐步回歸理性，智慧產品的滲透范圍有望快速滲透延伸至其他領域。未來AI產品滲透率若提升至35%，則全球AI產品市場空間將突破千億元。

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

    “AI+安防”方案兩種：前端方案是未來趨勢，中后端AI方案是目前主流。對智能安防而言，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，實現(xiàn)視頻采集智能化;中后端方案則是利用普通攝像機采集視頻信息后傳輸?shù)街泻蠖耍跀?shù)據(jù)存儲前利用插入GPU等板卡的智能服務器進行匯總分析。由于中后端方案不需要更換攝像頭、可同時處理多路數(shù)據(jù)、部署成本相對較低，算法升級、運維方便，短期內中后端方案普及速更快。長期來看，海思等攝像頭主控芯片廠商必然在芯片內部集成用于AI計算的專屬硬件模塊，大規(guī)模應用后實現(xiàn)成本會急劇降低，前端(智能攝像頭)方案有望成為未來智能安防主流。目前無論是前端還是中后端解決方案，海康、大華等公司都采用英偉達GPU(JetsonTX1產品)實現(xiàn)，且以中后端AI方案為主。

    安防巨頭緊密攜手英偉達，布局基于GPU的智能設備產品。目前?？?、大華兩大安防巨頭的AI算法和相關產品都基于英偉達的GPU實現(xiàn)。2016年，海康威視推出從前端到后端全系列的AI產品，發(fā)布基于英偉達GPU和深度學習技術“深眸”攝像機、“超腦”NVR、“臉譜”人臉分析服務器等多款AI系列產品。大華股份2016年第三季度成立AI研究院，2017年3月聯(lián)合英偉達發(fā)布多款“睿智”系列前端和后端智能設備。

    ?？低暎菏滋岚卜繟I+，引領安防智能化發(fā)展。?？低曌?006年開始智能分析技術研發(fā)，2013年布局深度學習。憑借多年深度學習研究積累以及高達9000余人的業(yè)內最大研發(fā)團隊，公司在全球包括人臉識別、車輛識別、文字識別在內的多項圖像檢測比賽中取得第一。2015年公司率先推出AI中心產品“獵鷹”、“刀鋒”智能服務器，2016年公司在安博會首提“安防AI+”概念，并與英偉達和Movidius達成合作，陸續(xù)推出基于GPU/VPU和深度學習技術的“深眸”、“超腦”、“神捕”、“臉譜”系列AI前后端產品，并融入相關解決方案。公司AI產品目前已應用到南昌“天網(wǎng)項目二期”、“一帶一路”峰會安保等重大項目中，有望引領安防智能化發(fā)展。

    大華股份：緊隨布局人工智能，AI產品加速落地。大華從2015年開始人工智能研究，在深度學習基礎上研發(fā)出人臉識別、視頻結構化、異常行為分析、高密度人群分析等智能技術。16年大華在向國際權威的人臉識別公開測試庫LFW提交測試結果，Dahua-FaceImage人臉識別準確率為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別、卡口電警、雙目立體視覺、多目全景拼接產品在內的一系列智能化產品。17年公司聯(lián)合英偉達發(fā)布多款“睿智”系列前端和后端智能設備并融入相關平安城市項目解決方案，大幅提高視頻數(shù)據(jù)利用率，推進大數(shù)據(jù)在安防領域加速落地。

    未來趨勢：基于GPU成本是痛點，未來集成至IPC主芯片是趨勢

    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JetsonTX1GPU芯片，單個芯片成本估算在70~150美元左右，模塊成本在200~300美元。依據(jù)配置不同，每個芯片可支持2~4路視頻流，單路實現(xiàn)成本較高。相關調研顯示，?？低暬蛞血毤覊艛嘤ミ_TX1的GPU芯片供貨。其他安防廠商僅可購買英偉達的TX1模組(即包括芯片、存儲的GPU板)，采購成本會更高?；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成當前智能安防降低成本的可能方案。智能安防領域，目前國內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產品，可以實現(xiàn)相對于GPU有1個數(shù)量級的能效提升，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，較GPU方案便宜。同時，另一家國內公司地平線機器人也嘗試將FPGA方案應用于安防和車載領域。在專用ASIC產品出現(xiàn)之前，F(xiàn)PGA有望成為部分安防場景降成本的有效手段。

    ASIC未來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。由于芯片存在大規(guī)模成本邊際效益遞減效應，專用芯片量產后，由AI模塊帶來的每顆芯片和相關存儲成本增加預計在2美元以下，采用ASIC方案的AI攝像頭實現(xiàn)成本將大幅度降低。換句話說，以后可能實現(xiàn)攝像頭在成本增加非常小的情況下就可以轉化成為AI攝像頭。我們預計，和手機芯片集成AI專屬模塊類似，華為海思等攝像頭主控芯片廠商，未來必然會集成適合安防場景的專屬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。伴隨著社會對智慧安防能力的需求提升，未來包含AI功能的ASIC主控芯片或將成為安防主流芯片。