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安防技術守衛你我居家與公共安全

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安防產品涵蓋攝影機、視訊監控設備、電子閘門、門禁系統與各種入侵偵測系統(Holicong Security/Qsys/Schneider/BioLife)

安防技術涵蓋影像監控、門禁、紅外線/壓力/溫濕度/氣體/振動/移動、光線感應等各種監控技術。從你我走出社區大樓,經過各街道、道路交叉口,建築物內外角落,以及捷運站、民間公司、倉庫中,都可看見各式各樣的攝影監視器,和進入捷運站或電子通關(e-Gate)憑卡感應的電子閘門系統,以及進入公司、工廠或機密區間的門禁系統等等。

在一般居家常見的對講機、感應式門禁統、入侵式偵測設備等的佈設,一般被規畫為非供應電力能源(36V或24V直流)的弱電系統之一環,這包含中央監控系統、有線電視系統、門禁感應系統等的架設。門禁系統、電子閘門等,普遍採取由來已久的RFID、NFC等無線射頻感應技術,有些輔以近年來頗夯的指紋辨識、視覺辨識技術,甚至還有廠商嘗試使用ZigBee、Z-Wave以及藍牙等方式的門禁辨識技術,搭配智慧手機╱平板來達到智慧化控制需求。

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4K UHD超高清監控將對監控產業帶來新一波衝擊(Axis/Sony/Lilin/LTS)

3-3 全球安防廠商Top20排名。

至於安防監控技術的主流-影像監控(Video Surveillance),則是需搭配待監控場地所佈設之可轉角或固定式魚眼攝影機,後端則是接著4、8、12、16甚至到32路視訊訊號的數位錄影機(DVR)。過去類比型CCTV監控系統,錄影內容易因線材不良或受環境、雜訊干擾。隨著ICT資通訊技術的導入,使攝影鏡頭、影像感測器以及後端的錄影機台逐漸數位化、IP網路化。因為數位化監控產品,不僅傳輸視訊資料的完整度與雜訊耐受力較佳,也具備易架設與管理的優勢;搭配視訊內容分析軟體,能在發生異常的第一時間就偵測到並主動警示,以減輕系統管理的人力負擔。

為爭奪安防監控市場大餅,台灣安控廠商紛紛邀集工業電腦、網通設備業者等參與整個產業供應鏈發展,推出網路攝影機(IP Cam)、影像監控軟體、網路錄影機(Network Video Recorder, NVR)、網路影像伺服器等監控設備與產品。

安防技術的火眼金睛-攝影機鏡頭╱感測器的進化

目前市場上監控攝影機,大致可分成360度全景魚眼攝影機,以及可變焦、轉角度的攝影機。前者一般架設於監控場域的中心點,拍攝的影像為圓型,需借助影像軟體運算還原成幾塊監控的區域;後者則可針對某塊監控區域做動態縮放。

至於影像感測器(Image Sensor)可分為CCD與CMOS兩大類。CCD感測元件具有高進光量、同畫素下低光源靈敏度與低雜訊的優勢,尤其搭配可多倍放大伸縮的攝影機鏡頭。這部份以Sony的感測器技術為其擅長之處。

近年來拜半導體製程技術的進步,CMOS影像感測器(CIS, CMOS Image Sensor)在低光環境下的影像處理、訊號降噪、背光寬動態等種種表現,已經追上CCD,且成本更便宜,逐漸成為安全監控廠商的另一選擇。目前以這兩類感測元件製作的攝影機,搭配H.264/H.265高效能壓縮技術,錄影解析度進化到1920x1080 Full HD模式,支援4、8、9、12、16路同步錄影,甚至是後端具備3840x2160 Ultra HD (UHD)解析度的監視螢幕,便於企業用戶監控錄像與管理。

2013年起,全球掀起一股4K風潮,深圳英飛拓(Infinova)在2013年中國安博會中,率先推出搭載1,200萬畫素的4K (UHD)智慧攝影機的雛型;瑞典商Axis Comm也於2014年5月推出支援4K解析度的AXIS P1428-E,提供3840x2160畫素@每秒30張的影像錄影解析度;具備遠端變焦與對焦功能,內建microSD記憶卡插槽,以及可連接額外裝置的I/O埠。而台廠利凌(Lilin)也推出內建1200萬畫素影像感測器的4K UHD網路攝影機-UHG1182,能以每秒30張、3840x2160畫素輸出效能,提供四倍於Full HD的畫面解析度,提升影像循環安控市場對監控畫面解析度的要求。

Sony於2015年4月台北國際安全博覽會中,推出搭載1.0型背照式Exmor R CMOS感光元件的魚眼環景式4K UHD監視攝影機SNC-VM772R,具有更優異的30fps 4K影像攝錄規格,與90dB廣闊的動態範圍的低光源的拍攝品質,以及,可捕捉清晰銳利的影像,提供更具優勢的監控效果;以更優化的頻寬技術及智慧場景捕捉等功能,提供安全監控、各種交通運輸等影像監視設備進階選擇。2016年更推出僅0.004 lux超低照度的可變焦SNC-VB770 4K UHD監控攝影機,以提升錄影品質。

既有類比監控系統的無縫升級選擇-ccHDTV with HD over coaxial

有鑑於目前全球市場約47%仍舊使用過去運用於類比ccTV技術的同軸電纜(Coaxial Cable),在目前各鄉鎮的監視系統,這個比例還更高;大多數的同軸高畫質系統是以類比架構為基礎,傳輸超過200公尺時會出現信號衰減影像失真的狀況,因此聯陽半導體(ITE)提出基於當前DVB-T數位廣播技術,將具備FHD錄影機錄影視訊即時壓縮,以一條傳輸速率32Mbps的同軸電纜來傳輸,有效傳輸距離可以超過500公尺。

這種ccHDTV架構僅需升級監控系統前端的攝影機與後端NVR平台,中間架設的同軸電纜線無須更換,對既有監控系統安裝商來說也相當就手,可以輕鬆安裝並服務客戶,同時支援國際ONVIF規範,可因應當前IoT(物聯網)應用趨勢,也能與IP網路混搭,因此由聯陽、馥鴻科技(VACRON)、中美強科技(GKB)、美商StarDot、尚茂智能(Sunmore)、智晟電子(a-tec)、久泓電子(Pacidal)、宇通睿智(UST)等公司發起成立ccHDTV聯盟,於2015年1月1日正式成立運作,全力推動這種使既有類比監控系統無縫升級的監控架構。

解析度從1920x1080 (FHD)到3840x2160 (UHD),以及越來越多路同步錄影需求下,所需要的網路高頻寬、影像編解碼╱處理效能,相繼帶動網路視訊錄影機(NVR)架構的進化。處理器大廠Intel(英特爾)於2011年就推出以高效能Xeon處理器設計至少16路同步錄影能力的DVR與NVR設備與建議白皮書;而目前也有廠商以22nm Xeon甚至14nm Core i7處理器,設計出具備256路的NVR錄影系統。

全球安防市場持續成長 然中國廠商排名大躍進

無論是美國IHS或A&S新出爐的Security 50 Rankings 2015報告,統計全球前50大安防廠商總營收╱產值近170億美元,預估到2018年會成長到236億美元。前10大廠依序為美商Honeywell Security、大陸杭州海康威視(Hikvision)、德國Bosch Security、法商Safran、大陸浙江大華(Dahua)、瑞典商ASSA、美商Tyco Security、Flir Systems、南韓漢華(Hanhua Techwin)、瑞典商Axis Communications AB(安迅士通訊)。

2010年前一直位居IP camera產業龍頭的Axis Comm.,從2010年之後營收開始落於中國大陸業者海康威視,2013年營收甚至落後於中國大陸業者浙江大華,現在則位於前十大之尾。

若累計前50大排名,美國8家廠商入榜,仍維持全球安防產業的龍頭寶座無誤。中國大陸在前50大排名只有3家廠商(另一家是DALI)入榜,但令人驚訝的是光前五大廠中,中國大陸廠商就佔了第2、第5名,可見中國大陸快速追趕的驚人實力。

日本有三家廠商入榜,排名最前為Tamron (21),因應影像監控市場的劇烈變化下,日本光學影像大廠Canon (佳能),曾於2013年進軍IP Cam市場,並於2014年6月併購影像管理軟體廠Milestone。2015年2月正式宣布以28 億美元併購瑞典商Axis Comm.。

台灣有8家廠商入榜,其中Vivotek(晶睿通訊)排名第20。總之,台灣安防產業不能只是保守經營國內市場,尤在面對中國大陸競爭激烈、且靠地方關係綁死市場的高門檻下,除了代工之外,積極參與各先進安防╱監控規格的擬定與主導權,進軍海外市場並強化國際行銷通路,才是求生存的不二法門。

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