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安防網絡攝像機未來的應用發展趨勢淺析
來源：互聯網 發布時間：2009/01/16
引言：
隨著電子、通訊等高新技術行業的快速發展，安防行業所應用的產品及技術在近幾年突飛猛進，從簡單的第一代模擬監控產品，過渡到了第二代數字化監控產品，進而演變出了第三代網絡化監控產品。網絡視頻包括網絡攝像機、網絡編解碼等產品作為第三代監控產品，是現階段的國內安防行業應用的熱點，這從今年的行業媒體、大小展會、各廠商宣傳中可見一斑。本文將從應用角度淺析網絡視頻監控產品類的一個分支——網絡攝像機的發展趨勢。
圖一
一、網絡攝像機在國內的發展歷程
2000年，國內市場就零星出現過網絡攝像機，當時多為臺灣、韓國產品，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，國內幾大生產廠家在MPEG4DVR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，市場逐漸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。04年，網絡視頻技術已經普遍被廣大客戶認可，并逐步開始大規模應用，這為網絡攝像機的發展奠定了良好的技術基礎和應用環境。05年和06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，各主要廠商開始將網絡視頻技術轉向網絡攝像機，并逐步推出了各種型號的產品?，F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。
二、網絡攝像機的發展趨勢
1、高清晰圖像需求
現階段，成品銷售的網絡攝像機最大能夠做到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。另外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。因為其優異的一體機性能，可以較明顯的提升網絡攝像機的圖像品質，同時還可能兼具優秀的云臺控制功能，例如高速球型網絡攝像機，當然這種產品的成本也比較高，屬于較高端的產品定位。另一種提升視頻質量的途徑依賴于技術上的突破。目前網絡攝像機的實現機制是A/D—D/A—A/D，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節，則有望實現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。以上兩種方法是基于對視頻源質量的改進實現的。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了高分辨率的網絡編碼模塊，可以實現1280*1024的分辨率，只是幀率還無法做到滿幀。這種技術的發展有賴于視頻壓縮芯片技術和視頻壓縮算法技術的發展。
2、智能化需求
監控系統已經開始從企事業單位走向人們大眾的日常生活，監控點數越來越多，單純依靠人工方式去發現和檢索大量的視頻數據將會越來越難。尤其現在平安城市的建設如火如荼，公安系統作為最直接的用戶將要面對整個城市的監控對像，人工很難實現24小時盯著屏幕監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，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，我們可以設定一個“移走規則”，當指定區域內的物品消失后會自動報警，提前預防盜竊事件發生。而智能分析技術還有很多可以提供類似的解決方案，包括“闖入規則”、“警戒線規則”以及“人數統計”、“人臉識別”等。這些技術將有效提升監控系統的使用效益和效率。
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展軌跡中找到了一個焦點。智能分析技術是國外一項已經比較成熟應用的技術，最先由美國國防部提出并開發實現。它改變了傳統監控的被動防御地位，變被動為主動，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。網絡攝像機則是第三代網絡視頻監控技術的最新代表，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，是未來網絡視頻發展的重點。于是在這樣一個歷史時期，網絡攝像機成為智能分析技術的最好載體。
3、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、更加易用的方向發展。例如紅外網絡攝像機解決了夜間監控的問題，槍式護罩型網絡攝像機實現了在惡劣的環境下的監控需求，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，同時其繼承的優秀的球云臺性能也使其可以在多種環境應用中勝任。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境下的網絡監控，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境的改善，這種需求也將會越來越被重視。
4、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芯片技術兩大實現方案。后者的開發難度相對較低，可以直接基于芯片做PCI接口開發，但算法優化空間較小，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，可以自定義系統功能，包括智能分析技術的引進，但需要廠家自己做算法，如TI、EQUATOR、BLACKFIN等。目前國外的網絡攝像機產品使用的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，最好也只能做到每幀3K字節，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，針對行業客戶的特殊應用環境，例如水面監[!--empirenews.page--]控、街道監控、廣場監控等，需要滿足對這些特殊監控對象的監控效果的優化要求，解決水表浮動澡點，車輛高速運動拖影，人臉模糊等問題。這些也是網絡攝像計算法優化很重要的一個方面。
5、平臺整合的需求
作為一款監控終端產品，網絡攝像機必然離不開后端平臺軟件的支持。因此在系統軟件功能、可應用規模、系統擴展性、系統穩定性以及操作人性化等方面將成為未來發展的主要競爭點。在現在的網絡監控系統中，監控點數和系統用戶數都成倍增長，系統級數也越來越多，一套大型網絡監控平臺是將成百上千個網絡終端聯合為一個整體的關鍵。同時在一個系統中我們不能奢望只有網絡攝像機一種產品，系統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、可恢復等方向發展。
三、網絡攝像機市場的發展方向
網絡攝像機市場尚處于孕育開發期。廣大廠商也在做將網絡視頻服務器的市場經驗轉移到網絡攝像機上的努力。網絡攝像機（無線網絡攝像機除外）因為其100米網線接入距離的限制，主要在室內環境中使用。預計在網吧、營業廳、連鎖店、大廈、娛樂場所等這些平安城市首先重點建設的地方會有較廣泛的應用。而隨著網絡攝像機技術的日益成熟穩定以及價格的降低，網絡攝像機有望進入民用市場。屆時網絡攝像機的監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現現實中的需求，實現網絡攝像機的產業化。
結語：
這是一個難得的歷史時期，網絡視頻技術日臻完善并深入人心，網絡建設基本完成，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控市場。網絡攝像機作為第三代網絡監控技術的新寵將走在風口浪尖，獲得長足的發展。
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