【安防知識網(wǎng)】網(wǎng)絡(luò)攝像機(IP Camera)，即擁有獨立的IP地址和嵌入式的操作系統(tǒng)的一種產(chǎn)品，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的智能化產(chǎn)品。因此又被叫做IP 攝像機或IP Camera。它可以通過LAN、DSL連接或者是無線網(wǎng)絡(luò)適配器直接連接到網(wǎng)絡(luò)上。網(wǎng)絡(luò)攝像機包括一個鏡頭、光學過濾器、影像感應(yīng)器、定時同步驅(qū)動控制、信號處理、數(shù)字化編碼壓縮、網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)控制器以及嵌入式操作系統(tǒng)，其還擁有CPU、閃存和動態(tài)存儲器，即網(wǎng)絡(luò)攝像機具備微型計算機的功能，且它也是特別為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而設(shè)計的。另外新型的網(wǎng)絡(luò)攝像機還能夠配備其它更高級的功能，如動態(tài)監(jiān)測功能等。

　　常規(guī)IP Camera的分類

　　由于生產(chǎn)廠家的不同、技術(shù)的差異、用戶對IP Camera的需求不同等原因，市場上出現(xiàn)了種類繁多、功能各異的常規(guī)網(wǎng)絡(luò)攝像機。為便于對其分析，做如下分類。

　　按應(yīng)用劃分：網(wǎng)絡(luò)槍機、網(wǎng)絡(luò)紅外攝像機、網(wǎng)絡(luò)半球機、網(wǎng)絡(luò)高速球機等

　　· 網(wǎng)絡(luò)槍機：適用于中小家庭或商務(wù)辦公室，以及需要運用到遠程網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸及監(jiān)控的各種場合;

　　· 網(wǎng)絡(luò)紅外攝像機：帶紅外燈一體化戶外經(jīng)濟型網(wǎng)絡(luò)攝像機，日夜兩用，它具有防水效果好、鏡面不起霧等特點，適用于銀行、超市、寫字樓等需夜間監(jiān)視和錄像的場所;

　　· 網(wǎng)絡(luò)半球：是廣泛應(yīng)用于銀行、交通、小區(qū)等專業(yè)監(jiān)控場所，以及中小商鋪和個人家庭等民用監(jiān)控場所的無線WiFi一體化網(wǎng)絡(luò)攝像機;

　　· 網(wǎng)絡(luò)高速機：其配置了變焦鏡頭的高性能數(shù)字信號處理(DSP)攝像機，內(nèi)置云臺和數(shù)字解碼器于一體，代表了新一代高技術(shù)監(jiān)控產(chǎn)品的發(fā)展潮流，可任意迅速定位及連續(xù)追蹤掃描，實現(xiàn)了真正意義上的全方位、無盲點監(jiān)視，可以適應(yīng)明暗環(huán)境和目標遠近的自動調(diào)節(jié)變化。

　　按感光元件劃分：CCD網(wǎng)絡(luò)攝像機和CMOS網(wǎng)絡(luò)攝像機兩種

　　CCD和CMOS在制造上的主要區(qū)別是CCD是集成在半導(dǎo)體單晶材料上，而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上，工作原理沒有本質(zhì)的區(qū)別。CCD只有少數(shù)幾個廠商例如索尼、松下等掌握這種技術(shù)，且由于CCD制造工藝較復(fù)雜，采用CCD的攝像機產(chǎn)品的價格相對較貴。事實上經(jīng)過技術(shù)改造，目前CCD和CMOS的實際效果的差距已經(jīng)縮小了不少，而且CMOS的制造成本和功耗都要遠低于CCD，所以很多攝像機生產(chǎn)廠商也有采用CMOS感光元件。

　　成像方面：在相同像素下，CCD的成像通透性、明銳度都較好，色彩還原、曝光都可以保證基本準確。而CMOS的產(chǎn)品通透性往往一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好。由于自身物理特性的原因，CMOS的成像質(zhì)量和CCD還是存在一定的距離的。但由于它低廉的價格以及高度的集成整合性，因此CMOS技術(shù)在攝像頭領(lǐng)域還是得到了廣泛的應(yīng)用。

　　按處理器方案劃分：目前市場上分為ASIC、FPGA、傳統(tǒng)的DSP、MCU(ARM核)+DSP幾種方案

　　· ASIC：ASIC芯片本身的壓縮算法可以幫助加快產(chǎn)品研發(fā)進度，比較適合于沒有算法基礎(chǔ)的研發(fā)隊伍采用。但是，隨著音/視頻格式和標準的不斷演進，導(dǎo)致這種方案在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用又成為一種限制;

　　· FPGA：具有強大的并行處理能力，在要求復(fù)雜和密集的視頻信號處理的高端視頻監(jiān)控領(lǐng)域中，理論上FPGA應(yīng)該具有很大優(yōu)勢，遺憾的是，F(xiàn)PGA的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境、較大的功耗以及高昂的成本拖了它的后腿，極大限制了其在應(yīng)用領(lǐng)域中的廣泛使用;

　　· 傳統(tǒng)的DSP：其具有較靈活的處理能力，在數(shù)據(jù)處理能力方面也更加強大，然而，DSP傳統(tǒng)的處理架構(gòu)的重點還是集中在數(shù)據(jù)運算能力方面，由于傳統(tǒng)DSP在視頻監(jiān)控應(yīng)用上不夠優(yōu)化，對于那些需要復(fù)雜的控制能力和更高速媒體流的系統(tǒng)級應(yīng)用來說，傳統(tǒng)的DSP并不理想——DSP中更多的系統(tǒng)資源被浪費掉;

　　· MCU(ARM核)+DSP：由于ARM采用RISC指令集，適合處理控制代碼，但對視頻編解碼則力不從心，DSP則能彌補ARM的不足，其運算能力能夠滿足人們對視頻流暢程度的需求。這種方案的思路集發(fā)揮ARM核的控制作用和DSP處理器的處理能力于一體，但是，這一方案的研發(fā)成本高，對研發(fā)人員的要求也都比較高。 [nextpage]

　　常規(guī)IP監(jiān)控系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用趨勢

　　智能化需求

　　監(jiān)控系統(tǒng)已開始從企事業(yè)單位走向大眾的日常生活，監(jiān)控點數(shù)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(shù)據(jù)將會越來越難，尤其現(xiàn)在平安城市的建設(shè)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，單靠人工方式很難實現(xiàn)24小時盯著屏幕監(jiān)控整個城市的一舉一動。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(shù)，只能將所有的錄像文件全部看一遍才有可能找到線索，但若引入智能分析技術(shù)，只需設(shè)定一個“移走規(guī)則”，當指定區(qū)域內(nèi)的物品消失后就會自動報警，提前預(yù)防盜竊事件發(fā)生。而智能分析技術(shù)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(shù)統(tǒng)計”、“人臉識別”等，這些技術(shù)將有效提升監(jiān)控系統(tǒng)的整體使用效益和效率。

　　從國外的市場經(jīng)驗以及人們對網(wǎng)絡(luò)攝像機的期望看，智能分析技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)攝像機技術(shù)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(shù)是國外一項應(yīng)用比較成熟的技術(shù)，最先由美國國防部提出并開發(fā)實現(xiàn)，它改變了傳統(tǒng)監(jiān)控的被動防御地位，變被動為主動，對視頻數(shù)據(jù)進行分析，及時把有用的信息以報警的形式反映給用戶，達到預(yù)期的防御目的。網(wǎng)絡(luò)攝像機則是第三代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的最新代表，它完全集成了成像技術(shù)、視頻編碼技術(shù)以及包括云鏡控制技術(shù)在內(nèi)的多項網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)，是未來網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品發(fā)展的重點。于是在這樣一個歷史時期，網(wǎng)絡(luò)攝像機成為智能分析技術(shù)的最好載體。

　　產(chǎn)品分類細化

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機最初的概念似乎只局限在槍式網(wǎng)絡(luò)攝像機上，隨著技術(shù)的成熟和用戶需求的日益明確化，網(wǎng)絡(luò)攝像機也衍生出多種類型，并逐步細分市場。目前還可以看到紅外一體化網(wǎng)絡(luò)攝像機、槍式護罩型網(wǎng)絡(luò)攝像機、快速球型網(wǎng)絡(luò)攝像機、可變速球型網(wǎng)絡(luò)攝像機以及無線網(wǎng)絡(luò)攝像機、網(wǎng)絡(luò)供電網(wǎng)絡(luò)攝像機等多種產(chǎn)品，從這些產(chǎn)品中可找到一種共性，即網(wǎng)絡(luò)攝像機向著更簡便、更實用的方向發(fā)展。例如紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機解決了夜間監(jiān)控的問題;槍式護罩型網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)攝像機解決了網(wǎng)絡(luò)攝像機云鏡控制問題，同時其繼承的優(yōu)秀球機的云臺性能也使其可以在多種環(huán)境應(yīng)用中勝任;至于無線網(wǎng)絡(luò)攝像機則解決了在偏遠或不便于搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，一舉解決了終端接入問題;對于網(wǎng)絡(luò)供電的網(wǎng)絡(luò)攝像機則在簡便易用的方向上邁進了一大步，目前支持PoE功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機在國外應(yīng)用得也比較廣泛，預(yù)測在國內(nèi)隨著廠家推廣力度的加大和實際應(yīng)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(wǎng)絡(luò)攝像機的核心技術(shù)是視頻編碼技術(shù)，目前網(wǎng)絡(luò)攝像機技術(shù)主要是通用DSP芯片技術(shù)和ASIC芯片技術(shù)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INTIME、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(shù)的引進，但需要廠家自己做算法，如TI、EQUATOR、BLACKFIN等。

　　目前國外的網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品多使用M-JPEG算法，這種壓縮方式能夠單獨完整地壓縮每一幀，在編輯過程中可隨機存儲每一幀，甚至可進行精確到幀的編輯，正因如此，該種算法的視頻文件在國外獲得法律認可，不過M-JPEG壓縮效率比較低，存儲占用的空間大到每幀8?15kb，最低也只能做到每幀3kb，因此對帶寬占用較高，用戶只能通過犧牲其幀率來彌補帶寬占用較高的缺陷，而國內(nèi)用戶對帶寬和幀率要求比較高，即在低帶寬下依然滿足25fps的傳輸速率。H.264算法的壓縮比是MPEG-2的2-3倍，是MPEG-4的1.5-2倍，在算法的優(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，因此MPEG-4算法尤其是H.264算法在國內(nèi)大有市場。

　　另外，針對行業(yè)客戶的特殊應(yīng)用環(huán)境，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)控對象監(jiān)控效果進行優(yōu)化的要求;解決水表浮動澡點、車輛高速運動拖影、人臉模糊等問題也是網(wǎng)絡(luò)攝像機計算法優(yōu)化很急需改進的重要方面。

　　平臺整合的需求

　　作為一款監(jiān)控終端產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)攝像機離不開后端平臺軟件的支持，因此，在系統(tǒng)軟件功能、可應(yīng)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)有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控點數(shù)和系統(tǒng)用戶數(shù)都成倍增長，系統(tǒng)級數(shù)也越來越多，一套大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺是將成百上千個網(wǎng)絡(luò)終端聯(lián)合為一個整體的關(guān)鍵，在一個系統(tǒng)中不能只滿足于網(wǎng)絡(luò)攝像機一種產(chǎn)品，還應(yīng)該兼容更多網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、DVR等產(chǎn)品系列。隨著國內(nèi)平安城市的建設(shè)，以及電信運營級產(chǎn)品品質(zhì)要求理念的引入，系統(tǒng)平臺應(yīng)該向著能夠具有可網(wǎng)管、抗災(zāi)難、有預(yù)防、可恢復(fù)等方向發(fā)展。 [nextpage]

　　IPv6 的整合需求

　　IPv6作為一種新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對于提高網(wǎng)絡(luò)的地址擴展、安全性、移動性、QOS以及對流的支持有明顯優(yōu)勢，對網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的應(yīng)用和發(fā)展有很大的促進作用，是實現(xiàn)“監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)”的有效解決方案。IPv6的應(yīng)用可以有效彌補監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由單級單節(jié)點向多級多節(jié)點擴展，從局部到城域擴展過程中的網(wǎng)絡(luò)傳輸問題，可以大大縮短系統(tǒng)的部署周期，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有更高的擴展性、安全性、便捷性和移動性。

　　相對于IPv4技術(shù)， IPv6具有如下優(yōu)勢：

　　· IPv6 把IP地址由32 位增加到128位，從而能夠支持更大的地址空間，增加路由數(shù)的同時擴大了網(wǎng)絡(luò)的尋址能力，解決了IPv4地址枯竭的問題;

　　· 簡化了報文格式，丟棄了IPv4報文中的一些冗余部分，提高了報文處理能力并降低了帶寬開銷，使得網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)效率更高;

　　· IPv6集成了IPSec，適用于網(wǎng)絡(luò)層的認證與加密，為用戶端到端的的網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了安全;

　　· IPv6強大的組播支持、對流支持以及對于QOS的考慮，使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長足發(fā)展的空間，為服務(wù)質(zhì)量的控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺;

　　· MobileIPv6為移動終端增強了移動特性、安全特性以及路由特性，降低了網(wǎng)絡(luò)部署的難度和投資，能為用戶提供永久在線的服務(wù)。

　　現(xiàn)有的安防系統(tǒng)需要通過終端設(shè)備升級支持IPv6協(xié)議棧，它們的結(jié)合歸根結(jié)底是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)終端設(shè)備與IPv6網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。目前，在安防行業(yè)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)品，包括網(wǎng)絡(luò)攝像機、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺軟件等，會率先實現(xiàn)對IPv6的應(yīng)用。IPv6視頻監(jiān)控技術(shù)將會在交通管理、應(yīng)急指揮等大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中得到廣泛應(yīng)用。

　　IPv6的出現(xiàn)是個機遇，安防企業(yè)如何能夠有效抓住這個機遇來優(yōu)化產(chǎn)品，完善產(chǎn)品功能、豐富產(chǎn)品應(yīng)用是關(guān)鍵。

　　目前IPv6在中國安防大規(guī)模應(yīng)用的時機還未成熟，IP網(wǎng)絡(luò)依舊是以IPv4為主，向IPv6的過渡還有很長一段路要走，但網(wǎng)絡(luò)IPv6化是大勢所趨。目前主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商都已經(jīng)提出相關(guān)的IPv6解決方案，同時電信運營商也著手計劃部署IPv6網(wǎng)絡(luò)，一旦現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向IPv6過渡完成，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備必然IPv6化。

　　網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備從IPv4向IPv6過渡的技術(shù)難度不大，主要是設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)模塊從支持IPv4協(xié)議棧向IPv4/IPv6雙棧過渡，最終過渡到支持IPv6協(xié)議棧的過程，對視頻編碼不會產(chǎn)生很大影響。

　　總的來講，IPv6的出現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展是起到促進作用的，本質(zhì)上是對視頻流的基礎(chǔ)承載環(huán)境的優(yōu)化，會使網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的應(yīng)用場景和應(yīng)用內(nèi)容更加豐富。

　　常規(guī)IP監(jiān)控案例

　　IP攝像機利用目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)上進行圖像傳輸，它針對動態(tài)IP用戶、XDSL撥號上網(wǎng)的PPPoE用戶提供動態(tài)域名解析功能，還支持PPPoE撥號服務(wù)功能。

　　針對目前國內(nèi)兩種上網(wǎng)方式：WEB認證和PPPoE撥號認證，下面分析三種網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方案：

　　· 通過共享路由器和xDSL調(diào)制解調(diào)器，IP Camera對圖像在網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸。

　　這是目前最多的網(wǎng)絡(luò)接入方式，只要將路由器RJ45端口直接聯(lián)接到IP攝像機，就可以像普通PC接入網(wǎng)絡(luò)模式一樣來接入internet。

　　· IP Camera 連接 HUB和xDSL。

　　用戶需要在IP Camera上面設(shè)置PPPoE撥號，輸入ISP服務(wù)商提供的用戶名稱和密碼，就可將IP Camera 撥號到 internet。

　　· IP Camera直接連接到調(diào)制解調(diào)器。

　　此種方式與第二種相同，也需要設(shè)置PPPoE撥號。

　　目前，網(wǎng)絡(luò)攝像機技術(shù)尚處于開發(fā)期，廣大廠商都在嘗試將網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的市場經(jīng)驗轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)攝像機上。網(wǎng)絡(luò)攝像機(無線網(wǎng)絡(luò)攝像機除外)受其100米網(wǎng)線接入距離的限制，主要在室內(nèi)環(huán)境中使用，如網(wǎng)吧、營業(yè)廳、連鎖店、大廈、娛樂場所等這些平安城市首先重點建設(shè)的地方將會有較廣泛的應(yīng)用，而隨著網(wǎng)絡(luò)攝像機技術(shù)的日益成熟以及價格的逐步降低，網(wǎng)絡(luò)攝像機有望進入民用市場。當然，這得依賴于廣大廠商和工程商更多的去開發(fā)市場以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攝像機的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。屆時，將在更廣泛領(lǐng)域應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)攝像機，可能會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)攝像機的監(jiān)控職能在概念上有所模糊。

　　這是一個難得的歷史時期，網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)日臻完善，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本完成，平安城市開展得如火如荼，中國這個世界上人口最多的國家將營造一個史無前例的監(jiān)控市場。網(wǎng)絡(luò)攝像機作為第三代網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的新寵必將走在時代的前沿并獲得長足發(fā)展。