2010年安防監(jiān)控成為了大家所議論的話題。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，小區(qū)、企業(yè)、公路都展現(xiàn)出了監(jiān)控?cái)z像機(jī)的身影。而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)被逐漸到應(yīng)用到我國(guó)安全防范領(lǐng)域。

　　傳統(tǒng)的安防大多以視頻監(jiān)控為主，并大多局限于受限范圍內(nèi)監(jiān)控。而目前視頻監(jiān)控已由傳統(tǒng)的安防監(jiān)控向?qū)Ｓ煤兔裼冒l(fā)展。同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)和寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展迅猛，現(xiàn)有的寬帶網(wǎng)絡(luò)已能夠滿足用戶視頻監(jiān)控多方面的需求，使得基于寬帶網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)形成巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)選擇指南

　　據(jù)調(diào)查，目前有很多企業(yè)使用了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控。這種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，其中，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中起著極其重要的作用。這種網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以將采集到的圖象傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中，只要處于同一網(wǎng)絡(luò)，用戶可以在任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所配帶的軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

　　對(duì)于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，它主要有下面幾個(gè)特點(diǎn)。

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以脫離PC機(jī)，獨(dú)立運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)中的特點(diǎn)。

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具有可視面積大的特點(diǎn)。目前網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)有兩種拍攝視頻方式，一種是靜態(tài)拍攝法，這種方式主要是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，只能拍攝一個(gè)區(qū)域，所以在監(jiān)控中心所顯示的畫(huà)面范圍并不大;而另外一種是動(dòng)態(tài)拍攝法，這主要是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具備搖鏡功能和巡視功能，可以轉(zhuǎn)動(dòng)拍攝，得到更大范圍的圖象。

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所拍攝的圖象質(zhì)量非常高。由于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要用于即時(shí)監(jiān)控，對(duì)所拍攝到的圖象一般都要進(jìn)行存儲(chǔ)，并在以后查驗(yàn)，所以要求的圖象質(zhì)量非常高。

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一般都內(nèi)置了網(wǎng)卡，并通過(guò)網(wǎng)卡接口連接到交換機(jī)上，在把信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，這樣就保證了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的可擴(kuò)展性(不包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))。

　　通過(guò)上面的認(rèn)識(shí)，我們比較清楚網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的特征了。目前，很多企業(yè)都在選購(gòu)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，但對(duì)于哪種網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)更好，卻沒(méi)有明確的概念。

　　其工作過(guò)程為：光傳感模塊采集視頻，將其傳送給MPEG編碼模塊進(jìn)行編碼;拾音器采集語(yǔ)音，將其傳給音頻編碼模塊進(jìn)行編碼;最后，音視頻傳輸模塊將編碼后的音視頻流通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紺MS中心。根據(jù)其基本結(jié)構(gòu)，我們可以看到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)有4個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。

　　光傳感模塊

　　該模塊設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確地配置光傳感芯片，使其在各種光的環(huán)境下圖像質(zhì)量都好，另外要盡可能抑制電子噪聲(因?yàn)镸PEG編碼算法對(duì)噪聲編碼效率很低，信噪比較低有噪聲時(shí)，MPEG編碼時(shí)碼率會(huì)成倍的增加)。對(duì)該模塊的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的模擬Camera廠家有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。[nextpage]

　　MPEG視頻編碼模塊

　　一、編碼格式是否符合標(biāo)準(zhǔn)

　　因?yàn)?，?biāo)準(zhǔn)就意味著能實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)，不同廠家產(chǎn)品的互連互通;標(biāo)準(zhǔn)也意味構(gòu)建大型系統(tǒng)(電信級(jí)別系統(tǒng))時(shí)所帶了的成本優(yōu)勢(shì)。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)格式的碼流很容易判別，只需要使用微軟的Media player或蘋(píng)果的QuickTime，看看它們能否播放錄制的視頻流文件即可。

　　行業(yè)主流的編碼算法有MPEG-4和H.264，理論上H.264的碼率為MPEG-4的一半。但這不是說(shuō)任何廠家的H.264算法都是好的。

　　對(duì)編碼算法的誤區(qū)認(rèn)識(shí)：那就是僅關(guān)心是否采用了H.264，認(rèn)為如果兩個(gè)廠家的MPEG編碼模塊都實(shí)現(xiàn)了H.264，那么它們就會(huì)一樣好。事實(shí)是，H.264標(biāo)準(zhǔn)包含一個(gè)很大的算法集合，其中包含了20多年來(lái)對(duì)視頻編碼的所有研究成果，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4都是它的子集。因此，要實(shí)現(xiàn)所有的算法計(jì)算量很大，目前還沒(méi)有一個(gè)芯片能實(shí)現(xiàn)所有算法。而設(shè)計(jì)H.264編碼芯片的過(guò)程實(shí)際上是要根據(jù)芯片的運(yùn)算能力，在H.264算法集合中選擇算法子集的一個(gè)過(guò)程。哪家芯片選擇的算法子集好，其壓縮出來(lái)的圖像質(zhì)量就越好?？上?，這對(duì)于芯片設(shè)計(jì)公司來(lái)說(shuō)是技術(shù)秘密，客戶不能獲得這個(gè)信息。

　　那么怎樣判別一個(gè)H.264芯片的好壞呢?我們可以使用圖象領(lǐng)域里面的主觀評(píng)價(jià)法來(lái)判別編碼芯片和編碼算法的好壞，如通過(guò)調(diào)低碼率(比如幾十kbps或一兩百Kbps)，調(diào)整圖像的運(yùn)動(dòng)量，察看圖像有沒(méi)有丟幀、有沒(méi)有馬賽克等現(xiàn)象，根據(jù)這些現(xiàn)象的程度來(lái)判斷芯片的好壞。目前，我國(guó)安防公司的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)基本上都采用的是真正的H.264芯片，不僅保證了視頻壓縮質(zhì)量，也極大地減小了傳輸碼流。[nextpage]

　　二、音頻編碼模塊

　　我們相信大多數(shù)人的直覺(jué)是音頻編碼是很簡(jiǎn)單的。實(shí)際的事實(shí)是，如果客戶想要網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過(guò)低帶寬的網(wǎng)絡(luò)(如CDMA、甚至未來(lái)的3G、IP公網(wǎng))傳送音頻時(shí)，音頻編碼會(huì)變得比較關(guān)鍵。其根本的原因是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬較低時(shí)，數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)會(huì)丟包。對(duì)于視頻來(lái)講，因?yàn)橐曨l的前后幀之間的關(guān)聯(lián)度很大(前后幀基本是相同的)，數(shù)據(jù)是可以丟幀的，丟掉一些幀后，并沒(méi)有丟失太多有用的信息。但是，對(duì)于聲音來(lái)講就不行，前后部分的音頻幀卻沒(méi)有任何預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)特性的，如果一段聲音丟棄了，這段聲音就徹底沒(méi)有了。

　　目前的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)大多數(shù)采用G711或G726音頻壓縮算法，它們的碼率為64Kbps和28Kbps。大家想象一下，低帶寬網(wǎng)絡(luò)通常在100bps以下，這點(diǎn)帶寬傳輸音頻數(shù)據(jù)都很勉強(qiáng)。一個(gè)較好的算法是G723.1，其帶寬僅為6.3Kbps。目前我國(guó)一些公司的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)音頻采用的就是G723.1的壓縮算法，極大的減小了網(wǎng)絡(luò)帶寬。

　　三、音視頻流傳輸軟件模塊

　　大家知道，IP網(wǎng)的帶寬是共享的，網(wǎng)絡(luò)線路帶寬有限、路由器的吞吐率也有限，因此當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸會(huì)發(fā)生丟包現(xiàn)象。音視頻流在網(wǎng)絡(luò)上如果采用可靠的TCP進(jìn)行傳輸，TCP發(fā)現(xiàn)丟包后會(huì)進(jìn)行重發(fā)，這樣進(jìn)一步會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載壓力，負(fù)載壓力加大后，丟包頻率就會(huì)更頻繁，進(jìn)而又使重發(fā)量加大，形成惡性循環(huán)后，嚴(yán)重到甚至?xí)咕W(wǎng)絡(luò)崩潰。

　　因此，音視頻流在IP網(wǎng)絡(luò)上要采用不可靠的UDP進(jìn)行傳輸，而UDP是一個(gè)不可靠的傳輸協(xié)議，這意味著音視頻流會(huì)被網(wǎng)絡(luò)丟包。如果音視頻流丟包嚴(yán)重，遠(yuǎn)程觀看視頻時(shí)，就會(huì)看到圖像停頓、馬賽克等現(xiàn)象。音視頻傳輸軟件模塊的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是盡量減少丟包。其主要實(shí)現(xiàn)的的技術(shù)就是動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)帶寬，自適應(yīng)地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬控制MPEG編碼模塊的參數(shù)，決定如何來(lái)發(fā)送音視頻包，以使丟包量減到最小。

　　這就對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)廠家的軟件開(kāi)發(fā)能力、算法研究能力帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最終的圖像質(zhì)量如何，特別是較低帶寬的網(wǎng)絡(luò)下傳輸時(shí)圖像質(zhì)量如何，實(shí)際上要取決于廠家的軟件研發(fā)的實(shí)力。