網絡攝像機、網絡編解碼等產品作為第三代網絡視頻監(jiān)控產品，是現(xiàn)階段國內安防行業(yè)關注的熱點。本文則主要從應用角度淺析網絡視頻監(jiān)控產品類的一個分支——網絡攝像機的發(fā)展趨勢。

文/天津天地偉業(yè)數碼科技有限公司產品經理 李品

網絡攝像機在國內的發(fā)展歷程
隨著電子、通訊等高新技術產業(yè)的快速發(fā)展，安防行業(yè)所應用的產品及技術也在近幾年得到了突飛猛進的發(fā)展，視頻監(jiān)控市場從簡單的第一代模擬監(jiān)控產品，過渡到第二代數字化監(jiān)控產品，進而進入了第三代網絡化視頻監(jiān)控產品時期。

2000年，國內市場就零星出現(xiàn)過網絡攝像機，多為臺灣、韓國產品，它們采用M-JPEG的非實時方式，但無論從圖像效果，還是配套條件看，在當時市場的需求中遠未成氣候；從2002年起，國內幾大生產廠家在MPEG-4壓縮格式的DVR大幅增長的同時，開始了正式的網絡視頻產品市場應用宣傳與推廣，逐漸地，市場開始接受并適應了網絡視頻編解碼器與模擬攝像機配套應用的方式；2004年，網絡視頻技術已經普遍被廣大客戶認可，并逐步開始大規(guī)模應用，這為網絡攝像機的發(fā)展奠定了良好的技術基礎和應用環(huán)境；2005年至2006年，在網絡視頻技術日漸成熟和網絡視頻服務器產品競爭日趨激烈的階段，各主要廠商開始將目光投向網絡攝像機，并逐步推出了各種型號的產品；現(xiàn)在網絡攝像機的型號種類已經比較繁多，網絡視頻編碼技術也日趨顯示出同質化趨勢，因此網絡攝像機的工藝技術和集成技術將成為未來幾年競爭的焦點。

技術、功能的發(fā)展趨勢
高清晰圖像需求
現(xiàn)階段，國內成品銷售的網絡攝像機普遍能夠做到D1，即704×576的分辨率，換算成像素也就40多萬。相比于動輒幾百萬，甚至上千萬像素的民用數碼攝像機來說，國內客戶對于圖像的清晰度有更高的期望值。目前市場上的網絡攝像機采用的是鏡頭、CCD傳感器、網絡編碼模塊的集成體。這種網絡攝像機的視頻質量主要決定于鏡頭和CCD的品質，是市場上的主流產品。

還有一些廠家將一體化攝像機和網絡編碼模塊進行集成，形成了多種類型的網絡攝像機。因為其優(yōu)異的一體機性能，可以較明顯地提升網絡攝像機的圖像品質，同時還可能兼具優(yōu)秀的云臺控制功能，例如高速球型網絡攝像機，屬于較高端的產品定位。
還有一種提升視頻質量的途徑則依賴于技術上的突破。目前網絡攝像機的實現(xiàn)機制是A/D—D/A，歷經兩次模數轉換，最終形成網絡信號，如果能突破中間轉換環(huán)節(jié)，則有望實現(xiàn)A/D直接到網絡信號的轉換，將大大提高轉換效率，降低成本，大幅提升畫面品質。

除此之外在網絡視頻編碼技術上也仍有提升空間，目前市場上已經出現(xiàn)了高分辨率的網絡編碼模塊，可以實現(xiàn)1280×1024的高分辨率。圖像質量的提高直接有賴于視頻壓縮芯片技術和視頻壓縮算法技術的發(fā)展。

智能化需求
監(jiān)控系統(tǒng)已經開始從企事業(yè)單位走向大眾日常生活，隨著監(jiān)控點數越來越多，單純依靠人工方式去發(fā)現(xiàn)和檢索大量的視頻數據將會越來越難，尤其現(xiàn)在“平安城市”建設如火如荼，公安系統(tǒng)作為最直接的用戶將要面對整個城市的監(jiān)控對象，人工很難實現(xiàn)24小時盯著屏幕監(jiān)控整個城市的一舉一動，這就對智能分析技術產生了需求。舉一個簡單的例子，有一個博物館丟了一件物品，如果沒有智能分析技術，我們只能把所有的錄像文件全部看一遍才有可能找到線索，但如果引入智能分析技術，我們可以設定一個“移走規(guī)則”，當指定區(qū)域內的物品消失后會自動報警，提前預防盜竊事件發(fā)生。而智能分析技術還有很多可以提供類似的解決方案，包括“闖入規(guī)則”、“警戒線規(guī)則”以及“人數統(tǒng)計”、“人臉識別”等。這些技術將有效提升監(jiān)控系統(tǒng)的使用效益和效率。

從國外的市場經驗以及人們對網絡攝像機的期望看，智能分析技術和網絡攝像機技術在同一個歷史發(fā)展軌跡中找到了一個焦點。智能分析技術改變了傳統(tǒng)監(jiān)控的被動防御地位，對視頻數據進行分析，提出有用的信息以報警的形式反映給用戶。而網絡攝像機是第三代網絡視頻監(jiān)控技術的最新代表，它完全集成了成像技術、視頻編碼技術以及包括云鏡控制技術在內的多項技術，是未來網絡視頻發(fā)展的重點。

產品分類細化
網絡攝像機最初的概念似乎只局限在槍式網絡攝像機上，但隨著技術的成熟和用戶需求的日益明確化，網絡攝像機也衍生出多種類型，并逐步走向細分市場。目前我們還可以看到紅外一體化網絡攝像機、槍式護罩型網絡攝像機、快速球型網絡攝像機、可變速球型網絡攝像機以及無線網絡攝像機、網絡供電網絡攝像機等多種產品。我們可以從這些產品中找到一種共性，就是網絡攝像機向著更加簡便、更加易用的方向發(fā)展。例如紅外網絡攝像機解決了夜間監(jiān)控的問題，槍式護罩型網絡攝像機實現(xiàn)了在惡劣的環(huán)境下的監(jiān)控需求，快速和可變速網絡攝像機一舉解決了網絡攝像機云鏡控制問題，同時其具有的優(yōu)秀球云臺性能也使其可以在多種環(huán)境應用中勝任。至于無線網絡攝像機則解決了在偏遠或不便于搭建網絡環(huán)境下的網絡監(jiān)控，一舉解決了終端接入問題。對于網絡供電的網絡攝像機則在簡便易用的方向上更是邁進了一大步，目前支持POE功能的網絡攝像機在國外應用得也比較廣泛，預測在國內隨著廠家推廣力度和實際應用環(huán)境的改善，這種需求也將會越來越被重視。

算法的改進
網絡攝像機的核心技術是其視頻編碼技術。目前網絡攝像機主要包括通用DSP芯片技術和ASIC芯片技術兩大實現(xiàn)方案。后者的開發(fā)難度相對較低，可以直接基于芯片做PCI接口開發(fā)，但算法優(yōu)化空間較小，基本依賴于芯片本身，如VWEB、HIS、WIS等芯片。前者的靈活性較高，可以自定義系統(tǒng)功能，包括智能分析技術的引進，但需要廠家自己做算法，如TI642、達芬奇等。目前國外的網絡攝像機產品使用M-JPEG算法比較多，這是一種把運動的視頻序列作為連續(xù)的靜止圖像來處理的算法。這種壓縮方式單獨完整地壓縮每一幀，在編輯過程中可隨機存儲每一幀，可進行精確到幀的編輯，不過M-JPEG壓縮效率比較低，存儲占用的空間大到每幀8~15K字節(jié)，最好也只能做到每幀3K字節(jié)，因此對帶寬占用較高，但正因為如此，該種算法的視頻文件在國外獲得法律認可，而用戶則是通過犧牲其幀率來解決其帶寬占用較高的缺陷的。國內用戶對帶寬和幀率要求比較敏感，要求在低帶寬下依然滿足25幀的傳輸速率。因此MPEG-4算法，尤其H.264算法在國內大有市場。H.264算法的壓縮比是MPEG-2的2-3倍，是MPEG-4的1.5-2倍。因此在H.264算法的優(yōu)化上各廠家都有很大的提升空間來滿足客戶對帶寬占用的需求。

另外，針對行業(yè)客戶的特殊應用環(huán)境，例如水面監(jiān)控、街道監(jiān)控、廣場監(jiān)控等，需要滿足對這些特殊監(jiān)控對象的監(jiān)控效果的優(yōu)化要求，解決水表浮動噪點，車輛高速運動拖影，人臉模糊等問題。這些也是網絡攝像計算法優(yōu)化很重要的一個方面。

平臺整合的需求
作為一款監(jiān)控終端產品，網絡攝像機必然離不開后端平臺軟件的支持。因此在系統(tǒng)軟件功能、可應用規(guī)模、系統(tǒng)擴展性、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及操作人性化等方面將成為未來發(fā)展的主要競爭點。在現(xiàn)在的網絡監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控點數和系統(tǒng)用戶數都成倍增長，系統(tǒng)級數也越來越多，一套大型網絡監(jiān)控平臺是將成百上千個網絡終端聯(lián)合為一個整體的關鍵。同時在一個系統(tǒng)中我們不能奢望只有網絡攝像機一種產品，系統(tǒng)還應該兼容更多網絡視頻服務器、DVR等產品系列。隨著國內平安城市的建設，以及電信運營級產品品質要求理念的引入，系統(tǒng)平臺應該向著能夠具有可網管、抗災難、有預防、可恢復等方向發(fā)展。

市場發(fā)展方向
與歐美發(fā)達國家相比，目前國內的網絡攝像機市場尚處于孕育開發(fā)階段，主要體現(xiàn)在兩個方面：首先是傳統(tǒng)監(jiān)控項目需方的理解還處于觀望嘗試階段，沒有形成選型習慣；其次，受網絡條件制約，最能體現(xiàn)網絡攝像機優(yōu)勢的民用化領域應用仍然處于概念推廣階段。

但是綜合網絡視頻監(jiān)控設備既有發(fā)展的軌跡，隨著認可度和應用條件(網絡環(huán)境)的提升，網絡攝像機市場在未來幾年內的市場將呈現(xiàn)出一個百花齊放的局面。首先是傳統(tǒng)監(jiān)控領域的覺醒，尤其是當對網絡攝像機清晰度太低的偏見被打破后，在新一輪的監(jiān)控建設中，網絡攝像機將越來越多地替換掉原有的純模擬系統(tǒng)和以網絡視頻服務器為代表的過渡性系統(tǒng)。伴隨著傳統(tǒng)監(jiān)控領域大規(guī)模應用的展開，對網絡攝像機的多樣化需求就會凸顯出來，因此，不管是清晰度的多樣化還是設備類型的多樣化都將是市場競爭的白熾地帶。同時隨著經濟能力和網絡條件的提升，類似ADSL2+、VDSL2等新寬帶技術進入平常百姓家，網絡攝像機的民用化時代將會在2-3年內快速來臨，屆時網絡攝像機的監(jiān)控職能的概念可能會有所模糊，人們將在更廣泛的意義上應用網絡攝像機。當然這也依賴于廣大廠商和工程商更多的去發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實中的需求，實現(xiàn)網絡攝像機的產業(yè)化。另外一個值得我們聚焦的地方就是智能分析技術和網絡攝像機的結合，目前網絡攝像機可以實現(xiàn)一些簡單的分析功能，如移動偵測，但是真正意義上的智能分析功能如行為識別、人臉辨認等仍需依賴第三方設備或軟件，這也是在傳統(tǒng)監(jiān)控的無法滿足現(xiàn)代監(jiān)控需求的矛盾下展現(xiàn)出來的新的市場需求和機遇。

 
結語
這是一個對網絡攝像機的發(fā)展有著很好機遇的歷史時期，網絡建設基本完成，網絡視頻技術日臻完善并深入人心，“平安城市”如火如荼開展，2008年北京奧運會、2010年上海世博會的舉辦——中國這個世界人口最多的國家將營造一個史無前例的監(jiān)控市場。網絡攝像機作為第三代網絡監(jiān)控技術的新寵將走在風口浪尖，從而獲得長足的發(fā)展。