網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的技術(shù)發(fā)展是推動網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的核心力量，要獲得滿意的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控效果，這里涉及到音視頻壓縮等攝像機(jī)的核心技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的音視頻壓縮算法,音視頻壓縮技術(shù)基于視音頻信號被數(shù)字化采樣后的統(tǒng)計特征和人類感官特性，壓縮處理信號中的冗余數(shù)據(jù)和感官不敏感的信息，大幅度地減少網(wǎng)絡(luò)傳輸和存儲的數(shù)據(jù)量。

　　目前，主流的視頻壓縮算法主要基于混合編碼框架，通過運(yùn)動估計、空/頻域變換與量化、熵編碼等技術(shù)，壓縮視頻信號在時域、空域和概率分布上的冗余信息，獲得低帶寬和高質(zhì)量的視頻圖像;各種音頻壓縮算法則面向低帶寬語音、多聲道、高保真等不同應(yīng)用需求采取多種壓縮策略，降低音頻碼率和提高保真程度。隨著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的發(fā)展，音視頻壓縮技術(shù)已成為現(xiàn)代安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)的基石。

　　在IP攝像機(jī)中，音視頻編解碼是必不可少的處理環(huán)節(jié)。目前最先進(jìn)的H.264視頻壓縮技術(shù)可以獲得100倍以上的壓縮比，使得原先數(shù)據(jù)率高達(dá)750Mbit/s的 1080P、30fps高清視頻，能夠以較為理想的畫質(zhì)在8Mbit/s甚至4Mbit/s的IP環(huán)境中傳輸，克服了IP攝像機(jī)產(chǎn)品普及應(yīng)用時的關(guān)鍵瓶頸——傳輸與存儲帶寬消耗，極大地增加了產(chǎn)品的實用價值。同時，面向音視頻數(shù)據(jù)壓縮的多碼流、數(shù)字水印、信息加密等應(yīng)用技術(shù)，也在很大程度上提高了產(chǎn)品的適用性、安全性，成為安防監(jiān)控前端的重要組成部分。

　　目前在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻壓縮方式主要有JPEG、MPEG-4、H.264三種，每種壓縮方式有不同的特點，M-JPEG能獲得最高的單幅畫面質(zhì)量，但壓縮效率較低，占用帶寬最大;H.264可以獲得最高的壓縮比，對攝像機(jī)本身的處理平臺要求也最高。用戶可根據(jù)不同的產(chǎn)品定位配置不同的編碼方式。比如：將較低碼流的H.264視頻壓縮格式的D1圖像傳向遠(yuǎn)端給客戶進(jìn)行實時的監(jiān)看，同時將百萬像素的H.264視頻壓縮格式實時圖像傳入存儲服務(wù)器進(jìn)行錄像，得益于H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)。在同等數(shù)據(jù)量的情況下，相對于MPEG4標(biāo)準(zhǔn)，H.264壓縮后的容量只有MPEG4壓縮后的20%，這意味著相同的存儲容量H.264的存儲是MPEG4的5倍，這可以大大降低用戶的存儲成本，并且圖像的傳輸質(zhì)量不會改變。另外還可以在報警的時候傳輸百萬像素的JPEG圖像，便于事后進(jìn)行放大確認(rèn)，尋找可疑對象等。

　　SDI攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的對比分析

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的延遲大、編解碼損耗、高帶寬等問題一直沒有得到很好的解決，廠家和用戶在無奈之余，仍在不斷尋求更好的高清解決方案。在此需求下，產(chǎn)生了新的應(yīng)用——將廣播級標(biāo)準(zhǔn)SDI引入到安防應(yīng)用領(lǐng)域中，實現(xiàn)真正意義上的實時高清，基于HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)接口的高清攝像機(jī)即為其中的代表。

　　SDI是以“數(shù)字為骨，CCTV為形”的概念運(yùn)行的，也就是說遵循SDI規(guī)范的數(shù)字信號在視頻線/BNC接口上傳輸未壓縮的視頻，此即“數(shù)字為骨”;并且該系統(tǒng)的安裝方式與CCTV完全相同,此即“CCTV為形”，這種做法的好處是，對于工程商或用戶來說，不需要增加額外成本，以及如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控般的售后服務(wù)費用和人力。

　　SDI攝像機(jī)相對于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)優(yōu)勢包括如下:

　　· 不失真可靠度高： SDI的數(shù)字信號以未經(jīng)壓縮的形式在同軸電纜上傳輸, 不像經(jīng)過編碼壓縮的IP信號會有圖像延遲、拖尾或掉幀,可靠度較高;

　　· 高清級別的實時圖像：SDI在傳輸上的延遲性,比起IP要好得多,是實時監(jiān)控較好的方案;

　　· 升級高清總成本較低：使用已有的同軸電纜線(RG58/59)， 從D1升級到HD, 線路不需要更換;

　　· 操作接口(UI)相似：對工程商或用戶而言,其設(shè)定與操作與傳統(tǒng)的模擬CCTV無異,沒有學(xué)習(xí)上額外的成本;

　　· 多任務(wù)傳輸，節(jié)化布線：可在同軸電纜上同時傳輸視頻、雙向音頻、雙向控制、節(jié)省布線成本;

　　· 提供智能監(jiān)控所需高清圖像：HD-SDI提供的未壓縮過的高清圖像，可供給智能監(jiān)控所需的最佳高清圖像來源。

　　以標(biāo)清轉(zhuǎn)高清角度來看，原采用CCTV的小區(qū)可直接添加HD-SDI前端和后端產(chǎn)品即可升級到高清監(jiān)控，不需全部換成高成本的網(wǎng)絡(luò)高清系統(tǒng);而以售后服務(wù)或教育訓(xùn)練的角度來看，大多數(shù)的用戶和工程商都沒有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的背景，所以即插即用的HD-SDI對于這類型的使用者來說有極大的吸引力，他們可省下轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控所增加的一些間接成本。

　　但是SDI攝像機(jī)也有自身的不足，SDI傳輸距離最遠(yuǎn)100米，限制了視頻監(jiān)控的規(guī)模和覆蓋區(qū)域，如果要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸需要添加中繼或者光端機(jī)等設(shè)備，總成本會提高。其次相對于SDI攝像機(jī)而言，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的IT化應(yīng)用更方便集中管理。所以在接下來的三到五年之內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和SDI攝像機(jī)都不會被對方所替代或淘汰，相反它們會在相互競爭中共存，不管是高清還是標(biāo)清，會依照它們原本的特征和優(yōu)勢應(yīng)用在各個項目之中。[nextpage]

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)未來發(fā)展方向

　　1、高清

　　高清這個名詞基本是伴隨著高清電視開始的，在多年前就開始流行。然而對于監(jiān)控行業(yè)，真正大規(guī)模的應(yīng)用也就是最近一兩年的事，這主要是監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展，包括編碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳輸技術(shù)、存儲技術(shù)等，高清監(jiān)控成為可能，整體技術(shù)方案也逐漸成熟，逐漸被用戶所接受;當(dāng)然，用戶對監(jiān)控需求的改變，對高清的推動也起到了積極的作用。

　　上海浦東城區(qū)高清視頻覆蓋項目是一個典型的代表。該項目是截止目前國內(nèi)最大單一高清視頻監(jiān)控項目，也是目前全球最大的高清監(jiān)控項目。此項目有超過一萬余個監(jiān)控點，大規(guī)模采用了高清技術(shù)，成為中國監(jiān)控市場上第一個名副其實的大型高清監(jiān)控工程，對于推動高清的發(fā)展起到了積極作用，具有里程碑的意義。

　　與標(biāo)清相比，無論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來看，高清都比標(biāo)清更有優(yōu)勢。從分辨率來看，720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍，在同樣的顯示環(huán)境下，高清會清晰得多。從顯示效果來看，高清既支持大屏顯示，又支持16:9寬屏顯示，可以大大增強(qiáng)用戶的觀看體驗。從流暢度來看，高清支持更高的幀率，比如720p和1080i/1080p都可以支持60幀/秒或60場/秒，其圖像流暢度比標(biāo)清要高一倍。所以，高清監(jiān)控是監(jiān)控行業(yè)發(fā)展最主流的趨勢之一，作為采集前端，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的高清趨勢也隨之而動。

　　2、標(biāo)準(zhǔn)化：Onvif、Psia 、HDcctv

　　隨著監(jiān)控系統(tǒng)從模擬走向數(shù)字，從封閉式邁向網(wǎng)絡(luò)化，基于開放的標(biāo)準(zhǔn)以達(dá)到設(shè)備、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通之需求日益迫切。并且在網(wǎng)絡(luò)時代，投身于開放標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)、為用戶提供同時具備靈活性和可擴(kuò)展性的安防系統(tǒng)，已經(jīng)成為安防廠商角逐本土市場、實現(xiàn)全球化的不二選擇。作為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的重要產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)百萬像素攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化之路已經(jīng)成為必然。

　　繼ONVIF、PSIA相繼成立后，HDcctv聯(lián)盟也成立了，從而形成了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場的三大標(biāo)準(zhǔn)。這些組織的成立,都是希望在網(wǎng)絡(luò)時代推動實現(xiàn)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的愿景。例如ONVIF，是希望通過全球性的開放接口標(biāo)準(zhǔn)來推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)視頻在安防市場的應(yīng)用，這一接口標(biāo)準(zhǔn)將確保不同廠商生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品具有互通性。成立于2008年8月的PSIA實體安防互通聯(lián)盟，目標(biāo)是為實體安防系統(tǒng)的硬件和軟件平臺創(chuàng)立一種標(biāo)準(zhǔn)化的接口，使基于IP網(wǎng)絡(luò)的不同安防系統(tǒng)具有兼容性。而HDcctv聯(lián)盟(HDcctv Alliance)則主要是由芯片廠商與系統(tǒng)供貨商共同成立的，主要針對高畫質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)(High Definition Surveillance Systems)所開發(fā)的新標(biāo)準(zhǔn)，以期待透過新標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)更容易建置、成本更低的網(wǎng)絡(luò)解決方案。

　　3、智能

　　整體來看，簡單的智能分析包括移動偵測、遮擋報警等(目前這些功能已在廣泛應(yīng)用)。更復(fù)雜的智能分析包括行為識別與分析，比如人臉識別、丟包、警戒等。智能分析在前幾年就已經(jīng)很“熱”，在各種展會上很多廠家都急迫地推出了相關(guān)的產(chǎn)品，包括各種具有智能分析功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。然而由于實際使用的環(huán)境復(fù)雜，加之算法本身不是很成熟，適應(yīng)能力不強(qiáng)，造成誤報漏報很多。而另一方面客戶的期望很高，但在實際使用中智能產(chǎn)品不佳的表現(xiàn)，往往很難滿足客戶的實際需求，且很高的維護(hù)成本，常常使得這些設(shè)備成為一種擺設(shè)。

　　然而毋庸置疑，智能化是必然的趨勢，隨著監(jiān)控數(shù)量增多，試想幾十、幾百路甚至上千路的視頻，靠人眼一天24小時盯著，不現(xiàn)實也不可能。如何快速地從海量的數(shù)據(jù)中提取有用的信息，對于用戶來說，這非常有效的，也是客戶迫切希望解決的，這也將成為現(xiàn)在和未來網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品的市場角逐點之一。

　　因為IP百萬像素攝像機(jī)能夠提供更多關(guān)鍵細(xì)節(jié)，這可以使基于視頻的智能分析獲得更高的精度，大大提升了智能應(yīng)用的水平。其在一些細(xì)分市場增長較快，比如交通領(lǐng)域，相關(guān)的智能產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用相對比較成熟，如道路狀況分析、車輛統(tǒng)計、車牌識別、逆行、壓黃線、違章停車，包括交通狀況的監(jiān)控，以及違法行為的抓拍等，都已有廣泛應(yīng)用。

　　4、紅外

　　高清攝像機(jī)相對于普通攝像機(jī)感光芯片，相同尺寸上像素點成倍數(shù)增加，故造成感光點尺寸相應(yīng)倍數(shù)的減少，所以相同曝光情況下，高清攝像機(jī)相對于普通像素攝像機(jī)低照度性能會差很多。這就意味著如果高清攝像機(jī)夜晚紅外補(bǔ)光需求的強(qiáng)度要比普通像素紅外攝像機(jī)高得多。例如一個130萬像素1/3″尺寸的高清CCD，相對于43萬像素(480線數(shù))1/3″尺寸的普通CCD，單位面積上高清CCD的像素點是普通CCD的3倍，則高清CCD像素點感光性能則為普通CCD感光度的1/3，這就是高清攝像機(jī)夜晚效果差的根本原因?，F(xiàn)在的做法是延長曝光時間，來彌補(bǔ)低照度性能不好的缺陷，但這樣就造成圖像易出現(xiàn)拖影現(xiàn)象。如果高清夜晚圖像效果要好的話，只能增加環(huán)境照度來補(bǔ)充此方面的不足。

　　對于高清補(bǔ)光方面，高清攝像機(jī)紅外補(bǔ)光對不同距離的監(jiān)控有不同的方案配置。近距離選用角度廣的LED燈板來補(bǔ)光，可實現(xiàn)廣角監(jiān)控且成本較低，中遠(yuǎn)距離由于需要的補(bǔ)光燈強(qiáng)度比較大，角度小，使用普通的LED很難達(dá)到所需的效果。故在中遠(yuǎn)距離選用具有方向性強(qiáng)，能量集中的激光紅外燈來進(jìn)行補(bǔ)光。

　　5、易用性

　　與傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)不同，IP百萬像素攝像機(jī)涉及到IT的范疇，因此，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與模擬攝像機(jī)在使用上有較大的區(qū)別，特別對于操作者及使用人員都有較高的要求。對于國內(nèi)大部分工程商、集成商及用戶來說，他們對傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)非常熟悉，對網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)尚在使用的初期階段，所以網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在開發(fā)及設(shè)計上，要考慮到這些人的特性，在安裝的便捷性和使用的易用性上要有充分的體現(xiàn)，例如支持PoE供電、本地視頻輸出，以及方便本地調(diào)試、支持無線功能等。

　　結(jié)語

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)開啟了全I(xiàn)P聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的新時代，隨著技術(shù)的發(fā)展，高清、智能、紅外等技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中的應(yīng)用會越來越多。