網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的技術(shù)發(fā)展是推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的核心力量，要獲得滿(mǎn)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(hào)被數(shù)字化采樣后的統(tǒng)計(jì)特征和人類(lèi)感官特性，壓縮處理信號(hào)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(chǔ)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(guò)運(yùn)動(dòng)估計(jì)、空/頻域變換與量化、熵編碼等技術(shù)，壓縮視頻信號(hào)在時(shí)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(yǔ)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(huà)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(shí)的關(guān)鍵瓶頸——傳輸與存儲(chǔ)帶寬消耗，極大地增加了產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值。同時(shí)，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(diǎn)，M-JPEG能獲得最高的單幅畫(huà)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(duì)攝像機(jī)本身的處理平臺(tái)要求也最高。用戶(hù)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(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)看，同時(shí)將百萬(wàn)像素的H.264視頻壓縮格式實(shí)時(shí)圖像傳入存儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)容量H.264的存儲(chǔ)是MPEG4的5倍，這可以大大降低用戶(hù)的存儲(chǔ)成本，并且圖像的傳輸質(zhì)量不會(huì)改變。另外還可以在報(bào)警的時(shí)候傳輸百萬(wàn)像素的JPEG圖像，便于事后進(jìn)行放大確認(rèn)，尋找可疑對(duì)象等。

　　SDI攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的對(duì)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(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決，廠家和用戶(hù)在無(wú)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)SDI引入到安防應(yīng)用領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)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(shuō)遵循SDI規(guī)范的數(shù)字信號(hào)在視頻線(xiàn)/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(duì)于工程商或用戶(hù)來(lái)說(shuō)，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(fèi)用和人力。

　　SDI攝像機(jī)相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)優(yōu)勢(shì)包括如下:

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

　　· 高清級(jí)別的實(shí)時(shí)圖像：SDI在傳輸上的延遲性,比起IP要好得多,是實(shí)時(shí)監(jiān)控較好的方案;

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

　　· 操作接口(UI)相似：對(duì)工程商或用戶(hù)而言,其設(shè)定與操作與傳統(tǒng)的模擬CCTV無(wú)異,沒(méi)有學(xué)習(xí)上額外的成本;

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

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

　　以標(biāo)清轉(zhuǎn)高清角度來(lái)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(jí)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(lái)看，大多數(shù)的用戶(hù)和工程商都沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的背景，所以即插即用的HD-SDI對(duì)于這類(lèi)型的使用者來(lái)說(shuō)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(huì)提高。其次相對(duì)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(lái)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(huì)被對(duì)方所替代或淘汰，相反它們會(huì)在相互競(jìng)爭(zhēng)中共存，不管是高清還是標(biāo)清，會(huì)依照它們?cè)镜奶卣骱蛢?yōu)勢(shì)應(yīng)用在各個(gè)項(xiàng)目之中。[nextpage]

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)未來(lái)發(fā)展方向

　　1、高清

　　高清這個(gè)名詞基本是伴隨著高清電視開(kāi)始的，在多年前就開(kāi)始流行。然而對(duì)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(chǔ)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(hù)所接受;當(dāng)然，用戶(hù)對(duì)監(jiān)控需求的改變，對(duì)高清的推動(dòng)也起到了積極的作用。

　　上海浦東城區(qū)高清視頻覆蓋項(xiàng)目是一個(gè)典型的代表。該項(xiàng)目是截止目前國(guó)內(nèi)最大單一高清視頻監(jiān)控項(xiàng)目，也是目前全球最大的高清監(jiān)控項(xiàng)目。此項(xiàng)目有超過(guò)一萬(wàn)余個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，大規(guī)模采用了高清技術(shù)，成為中國(guó)監(jiān)控市場(chǎng)上第一個(gè)名副其實(shí)的大型高清監(jiān)控工程，對(duì)于推動(dòng)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(wú)論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來(lái)看，高清都比標(biāo)清更有優(yōu)勢(shì)。從分辨率來(lái)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(huì)清晰得多。從顯示效果來(lái)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(hù)的觀看體驗(yàn)。從流暢度來(lái)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(chǎng)/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(shì)之一，作為采集前端，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的高清趨勢(shì)也隨之而動(dòng)。

　　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(kāi)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(shí)代，投身于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)、為用戶(hù)提供同時(shí)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(chǎng)、實(shí)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(wàn)像素?cái)z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(chǎng)的三大標(biāo)準(zhǔn)。這些組織的成立,都是希望在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代推動(dòng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的愿景。例如ONVIF，是希望通過(guò)全球性的開(kāi)放接口標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)視頻在安防市場(chǎng)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(shí)體安防互通聯(lián)盟，目標(biāo)是為實(shí)體安防系統(tǒng)的硬件和軟件平臺(tái)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(duì)高畫(huà)質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)(High Definition Surveillance Systems)所開(kāi)發(fā)的新標(biāo)準(zhǔn)，以期待透過(guò)新標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)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(lái)看，簡(jiǎn)單的智能分析包括移動(dòng)偵測(cè)、遮擋報(bào)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(shí)別與分析，比如人臉識(shí)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(huì)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(shí)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(bào)漏報(bào)很多。而另一方面客戶(hù)的期望很高，但在實(shí)際使用中智能產(chǎn)品不佳的表現(xiàn)，往往很難滿(mǎn)足客戶(hù)的實(shí)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(shì)，隨著監(jiān)控?cái)?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(shí)盯著，不現(xiàn)實(shí)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(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這非常有效的，也是客戶(hù)迫切希望解決的，這也將成為現(xiàn)在和未來(lái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)角逐點(diǎn)之一。

　　因?yàn)镮P百萬(wàn)像素?cái)z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(chǎng)增長(zhǎng)較快，比如交通領(lǐng)域，相關(guān)的智能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用相對(duì)比較成熟，如道路狀況分析、車(chē)輛統(tǒng)計(jì)、車(chē)牌識(shí)別、逆行、壓黃線(xiàn)、違章停車(chē)，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(duì)于普通攝像機(jī)感光芯片，相同尺寸上像素點(diǎn)成倍數(shù)增加，故造成感光點(diǎn)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(duì)于普通像素?cái)z像機(jī)低照度性能會(huì)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(gè)130萬(wàn)像素1/3″尺寸的高清CCD，相對(duì)于43萬(wàn)像素(480線(xiàn)數(shù))1/3″尺寸的普通CCD，單位面積上高清CCD的像素點(diǎn)是普通CCD的3倍，則高清CCD像素點(diǎn)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。現(xiàn)在的做法是延長(zhǎng)曝光時(shí)間，來(lái)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(huà)，只能增加環(huán)境照度來(lái)補(bǔ)充此方面的不足。

　　對(duì)于高清補(bǔ)光方面，高清攝像機(jī)紅外補(bǔ)光對(duì)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(lái)補(bǔ)光，可實(shí)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(lái)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(wàn)像素?cái)z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(duì)于操作者及使用人員都有較高的要求。對(duì)于國(guó)內(nèi)大部分工程商、集成商及用戶(hù)來(lái)說(shuō)，他們對(duì)傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)非常熟悉，對(duì)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(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)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(wú)線(xiàn)功能等。

　　結(jié)語(yǔ)

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)開(kāi)啟了全I(xiàn)P聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的新時(shí)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(huì)越來(lái)越多。