引言：
隨著電子、通訊等高新技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展，安防行業(yè)所應(yīng)用的產(chǎn)品及技術(shù)在近幾年突飛猛進(jìn)，從簡單的第一代模擬監(jiān)控產(chǎn)品，過渡到了第二代數(shù)字化監(jiān)控產(chǎn)品，進(jìn)而演變出了第三代網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)視頻包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)編解碼等產(chǎn)品作為第三代監(jiān)控產(chǎn)品，是現(xiàn)階段的國內(nèi)安防行業(yè)應(yīng)用的熱點，這從今年的行業(yè)媒體、大小展會、各廠商宣傳中可見一斑。本文將從應(yīng)用角度淺析網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)品類的一個分支——網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展趨勢。
圖一
一、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展歷程
2000年，國內(nèi)市場就零星出現(xiàn)過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，當(dāng)時多為臺灣、韓國產(chǎn)品，M-JPEG的非實時方式，但無論從圖像效果，還是配套條件看，市場的需求未成氣候。02年起，國內(nèi)幾大生產(chǎn)廠家在MPEG4DVR大幅增長的同時，開始了正式的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品市場應(yīng)用宣傳與推廣，市場逐漸開始接受并適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器與模擬攝像機(jī)配套應(yīng)用的方式。04年，網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)已經(jīng)普遍被廣大客戶認(rèn)可，并逐步開始大規(guī)模應(yīng)用，這為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用環(huán)境。05年和06年，在網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)日漸成熟和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器產(chǎn)品競爭日趨激烈的階段，各主要廠商開始將網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，并逐步推出了各種型號的產(chǎn)品?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的型號種類已經(jīng)比較繁多，網(wǎng)絡(luò)視頻編碼技術(shù)也日趨顯示出同質(zhì)化趨勢，因此網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的工藝技術(shù)和集成技術(shù)將成為未來幾年競爭的焦點。
二、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展趨勢
1、高清晰圖像需求
現(xiàn)階段，成品銷售的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最大能夠做到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(shù)碼攝像機(jī)來說，國內(nèi)客戶對于圖像的清晰度有更高的期望值。目前市場上的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用的是鏡頭、CCD傳感器、網(wǎng)絡(luò)編碼模塊的集成體。這種網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的視頻質(zhì)量主要決定于鏡頭和CCD的品質(zhì)，是市場上的主流產(chǎn)品。另外還有一些廠家將一體化攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)編碼模塊進(jìn)行集成，形成了多種類型的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。因為其優(yōu)異的一體機(jī)性能，可以較明顯的提升網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的圖像品質(zhì)，同時還可能兼具優(yōu)秀的云臺控制功能，例如高速球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，當(dāng)然這種產(chǎn)品的成本也比較高，屬于較高端的產(chǎn)品定位。另一種提升視頻質(zhì)量的途徑依賴于技術(shù)上的突破。目前網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的實現(xiàn)機(jī)制是A/D—D/A—A/D，歷經(jīng)兩次模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終形成網(wǎng)絡(luò)信號，如果能突破中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，則有望實現(xiàn)A/D直接到網(wǎng)絡(luò)信號的轉(zhuǎn)換，將大大提高轉(zhuǎn)換效率，降低成本，大幅提升畫面品質(zhì)。以上兩種方法是基于對視頻源質(zhì)量的改進(jìn)實現(xiàn)的。除此之外在網(wǎng)絡(luò)視頻編碼技術(shù)上也仍有提升空間，目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了高分辨率的網(wǎng)絡(luò)編碼模塊，可以實現(xiàn)1280*1024的分辨率，只是幀率還無法做到滿幀。這種技術(shù)的發(fā)展有賴于視頻壓縮芯片技術(shù)和視頻壓縮算法技術(shù)的發(fā)展。
2、智能化需求
監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開始從企事業(yè)單位走向人們大眾的日常生活，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)控對像，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。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)，我們只能把所有的錄像文件全
[!--empirenews.page--]部看一遍才有可能找到線索。但如果引入智能分析技術(shù)，我們可以設(shè)定一個“移走規(guī)則”，當(dāng)指定區(qū)域內(nèi)的物品消失后會自動報警，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(jī)的期望看，智能分析技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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)是國外一項已經(jīng)比較成熟應(yīng)用的技術(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(jìn)行分析，提出有用的信息以報警的形式反映給用戶。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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)的多項技術(shù)，是未來網(wǎng)絡(luò)視頻發(fā)展的重點。于是在這樣一個歷史時期，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)成為智能分析技術(shù)的最好載體。
3、產(chǎn)品分類細(xì)化
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最初的概念似乎只局限在槍式網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)上，但隨著技術(shù)的成熟和用戶需求的日益明確化，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)也衍生出多種類型，并逐步細(xì)分市場。目前我們還可以看到紅外一體化網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、槍式護(hù)罩型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、快速球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、可變速球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)供電網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等多種產(chǎn)品。我們可以從這些產(chǎn)品中找到一種共性，就是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)向著更加簡便、更加易用的方向發(fā)展。例如紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決了夜間監(jiān)控的問題，槍式護(hù)罩型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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(jī)一舉解決了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)云鏡控制問題，同時其繼承的優(yōu)秀的球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(jī)則解決了在偏遠(yuǎn)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(jī)則在簡便易用的方向上更是邁進(jìn)了一大步。目前支持PoE功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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。
4、算法的改進(jìn)
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的核心技術(shù)是其視頻編碼技術(shù)。目前網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要包括通用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(jìn)，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(jī)產(chǎn)品使用的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(jī)存儲每一幀，可進(jìn)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，但也因為如此該種算法的視頻文件在國外獲得法律認(rèn)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。但國內(nèi)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(nèi)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(yīng)用環(huán)境，例如水面監(jiān)[!--empirenews.page--]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，解決水表浮動澡點，車輛高速運動拖影，人臉模糊等問題。這些也是網(wǎng)絡(luò)攝像計算法優(yōu)化很重要的一個方面。
5、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(jī)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(yīng)用規(guī)模、系統(tǒng)擴(kuò)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(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。同時在一個系統(tǒng)中我們不能奢望只有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一種產(chǎn)品，系統(tǒng)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。
三、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)市場的發(fā)展方向
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)市場尚處于孕育開發(fā)期。廣大廠商也在做將網(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(jī)上的努力。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)除外）因為其100米網(wǎng)線接入距離的限制，主要在室內(nèi)環(huán)境中使用。預(yù)計在網(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)的地方會有較廣泛的應(yīng)用。而隨著網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)的日益成熟穩(wěn)定以及價格的降低，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)有望進(jìn)入民用市場。屆時網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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(yīng)用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。當(dāng)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(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的產(chǎn)業(yè)化。
結(jié)語：
這是一個難得的歷史時期，網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)日臻完善并深入人心，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本完成，平安城市如火如荼開展，2008年北京奧運會、2010年上海世博會，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(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)作為第三代網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的新寵將走在風(fēng)口浪尖，獲得長足的發(fā)展。
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