作為網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統中的核心設備，網(wǎng)絡(luò )攝像機的應用和普及代表了網(wǎng)絡(luò )視頻監控發(fā)展的階段和程度。而素有“千里眼”之稱(chēng)的網(wǎng)絡(luò )攝像機正在逐步適應當前和未來(lái)的多樣化需求，其必將成為視頻監控領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。

　　面臨的問(wèn)題與解決方案

　　高清網(wǎng)絡(luò )攝像機面臨著(zhù)諸多有待解決的問(wèn)題，如高碼率帶來(lái)的帶寬壓力、存儲壓力及高清鏡頭在實(shí)際項目中的選擇和成本問(wèn)題等等。

　　帶寬

　　IP攝像機在視頻網(wǎng)絡(luò )應用方面遇到的最大的瓶頸之一就是傳輸帶寬。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )視頻監控的廣泛應用，高清視頻已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流，然而目前H.264標準在高清視頻監控應用中呈現出越來(lái)越多的局限性。1080P的視頻圖像一般需要占用4~10M的帶寬，這給網(wǎng)絡(luò )和系統建設帶來(lái)了較大的成本壓力。帶寬、成本、技術(shù)等原因都成為制約行業(yè)快速向高清化發(fā)展的瓶頸。2013年正式發(fā)布的下一代數字視頻壓縮標準H.265技術(shù)得到業(yè)內極大關(guān)注。比起H.264，H.265提供了更多不同的工具來(lái)降低碼率。以編碼單位來(lái)說(shuō)，H.264中每個(gè)宏(marcoblock/MB )大小都是固定的16×16像素，而H.265的編碼單位可以選擇從最小的8×8到最大的64×64。在相同的圖像質(zhì)量下，相比于H.264，通過(guò)H.265編碼的視頻大小將減少大約39-44%。而在碼率減少51-74%的情況下，H.265編碼視頻的質(zhì)量還能與H.264編碼視頻質(zhì)量近似甚至更好。此外，H.265標準也同時(shí)支持4K(4096×2160)和8K(8192×4320)超高清視頻，借此可以提高智能分析技術(shù)的準確性。由于H.265在壓縮效率、并行處理能力以及網(wǎng)絡(luò )適應性方面相比H.264有非常大的改進(jìn)，其必將成為接下來(lái)幾年壓縮技術(shù)的主流。

　　成本

　　除了帶寬之外，成本也是制約網(wǎng)絡(luò )視頻監控發(fā)展的另一個(gè)主要因素。對帶寬要求的提高，從而帶來(lái)復雜的編解碼，這樣勢必會(huì )引起成本的增加。網(wǎng)絡(luò )攝像機產(chǎn)品的簡(jiǎn)單化、安裝的簡(jiǎn)便性、終端用戶(hù)對網(wǎng)絡(luò )攝像機的了解度等因素，都可能影響到網(wǎng)絡(luò )攝像機市場(chǎng)的健康成長(cháng)?，F在大多廠(chǎng)商實(shí)現了用系統解決方案的概念來(lái)推IP攝像機，針對目前網(wǎng)絡(luò )攝像機真正的核心價(jià)值未體現出來(lái)的狀況，重點(diǎn)突出整個(gè)系統的功能和附加價(jià)值，以此來(lái)增強競爭優(yōu)勢。

　　多技術(shù)合力提升性能

　　相信隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，所面臨的諸多問(wèn)題將被逐步破解，高清監控會(huì )變得更easy，高清網(wǎng)絡(luò )IPC的市場(chǎng)也會(huì )迅速擴大，所以在看到問(wèn)題的同時(shí)我們也要看到其未來(lái)的發(fā)展方向。較之傳統模擬監控，網(wǎng)絡(luò )攝像機無(wú)疑可以提供更多的功能、更清晰的畫(huà)面、更智能化的應用，使得以IPC為前端所建立起來(lái)的IP監控系統更符合當前信息化的發(fā)展大潮?？傮w而言，當前業(yè)內網(wǎng)絡(luò )攝像機的主要應用技術(shù)及未來(lái)IPC的發(fā)展方向體現在以下幾方面。

　　超寬動(dòng)態(tài)

　　寬動(dòng)態(tài)技術(shù)多應用于室內有通光的現場(chǎng)，比如學(xué)校教室、銀行柜臺、停車(chē)場(chǎng)、道路收費站等強逆光場(chǎng)所。IPC的寬動(dòng)態(tài)技術(shù)主要解決攝像機照射場(chǎng)景內因有強烈的明暗對比而導致的室內場(chǎng)景比較暗的現象。一般室內的場(chǎng)景監控，從窗戶(hù)或者門(mén)外會(huì )透進(jìn)大量的太陽(yáng)光，IPC攝像機顯示圖像時(shí)室內的場(chǎng)景會(huì )發(fā)暗或者變黑，一般的背光補償可以讓室內看得清楚，但是室外場(chǎng)景基本上就是一片白，寬動(dòng)態(tài)攝像機通過(guò)對室內外或前后場(chǎng)景分別曝光控制和圖像合成技術(shù)使得圖像效果達到平衡，這樣既能看到室內的場(chǎng)景，也能看到室外的場(chǎng)景。寬動(dòng)態(tài)范圍是圖像能分辨最亮的亮度信號值與能分辨最暗的亮度信號值的比值，一般這個(gè)值越大，IPC攝像機的寬動(dòng)態(tài)性能越好，現在主流廠(chǎng)家的寬動(dòng)態(tài)可以達到120dB。

　　低照度

　　有統計表明，治安案件發(fā)生90%以上都是在夜間，所以夜間的監控要比白天的監控更為重要。最低照度是人們評價(jià)攝像機對光照靈敏度的一個(gè)指標。業(yè)界對于照度低于0.1 Lux的攝像機稱(chēng)之為低照度攝像機，這個(gè)值越低說(shuō)明攝像機靈敏度越高，性能越好。

　　透霧功能

　　去除視頻中的霧氣，改善圖像質(zhì)量是提升戶(hù)外視頻監控系統價(jià)值的一項關(guān)鍵技術(shù)。近來(lái)，PM2.5這一氣象領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)詞匯成為社會(huì )關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題，空氣中的液滴和固體小顆粒不僅危害人體健康，同時(shí)由于大量懸浮粒子的散射作用，大氣能見(jiàn)度下降，戶(hù)外圖像顏色和對比度退化，影響圖像信息的提取，也致使戶(hù)外可見(jiàn)度變低導致交通事故頻發(fā)。因此，圖像去霧技術(shù)成為圖像處理與計算機視覺(jué)領(lǐng)域研究的重要課題，也是人們迫切需要解決的問(wèn)題之一。其采用的圖像增強和圖像復原技術(shù)，能夠真實(shí)地還原霧前的清晰圖像，針對性強，得到的去霧效果自然。

　　智能分析

　　一般的智能分析包括移動(dòng)偵測、遮擋報警等。更為復雜的智能分析包括行為識別與分析，比如人臉識別、警戒等。智能分析在前幾年就已經(jīng)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。然而由于實(shí)際使用的環(huán)境復雜，加之算法本身不是很成熟，適應能力不強，造成誤報漏報很多。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，往往很難滿(mǎn)足客戶(hù)的實(shí)際需求，且很高的維護成本，常常使得這些設備成為一種擺設。然而毋庸置疑，智能化是必然的趨勢，隨著(zhù)監控數量的增多，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(zhù)，不現實(shí)也不可能。如何快速地從海量的數據中提取有用的信息，對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這非常緊要，也是客戶(hù)迫切希望解決的。例如在交通領(lǐng)域，相關(guān)的智能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應用相對比較成熟，如道路狀況分析、車(chē)輛統計、車(chē)牌識別、逆行、壓黃線(xiàn)、違章停車(chē)，包括對交通狀況的監控以及對違法行為的抓拍等，都已有廣泛應用。

　　易用性

　　與傳統模擬攝像機不同，槍型IP百萬(wàn)像素攝像機涉及到IT的知識，因此，網(wǎng)絡(luò )攝像機與模擬攝像機在使用上有較大的區別，特別對于操作者及使用人員都有較高的要求。因此網(wǎng)絡(luò )攝像機在開(kāi)發(fā)及設計上，要考慮到這些因素，在安裝的便捷性和使用的易用性上要有充分的體現，例如支持PoE供電、本地視頻輸出，以及方便本地調試、支持無(wú)線(xiàn)功能等。

　　未來(lái)技術(shù)趨勢

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機要想長(cháng)久立足于安防行業(yè)，不僅要有高新的技術(shù)，還需要與時(shí)俱進(jìn)、不斷的創(chuàng )新，那么未來(lái)將向哪些方向發(fā)展呢?

更高分辨率

　　高分辨率是高清IPC的一個(gè)重要因素。發(fā)展至今，720P、1080P的高清監控前端已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮，300萬(wàn)像素、500萬(wàn)像素的高清IPC也擁有一定的市場(chǎng)份額。目前最新的4K分辨率(4096×2160)是發(fā)展的趨勢，它相當于1080P分辨率的四倍，當然超高清的代價(jià)也是不菲的，每一幀的數據量都達到50MB，對編解碼要求更高，勢必會(huì )增加成本。

　　高壓縮算法

　　目前主流的壓縮算法有MPEG和H.264。前者在特定的格式要求下才會(huì )使用到，但其對帶寬會(huì )帶來(lái)更多的壓力，而H.264在壓縮能力上比MPEG高出一倍，所以能獲得更高的壓縮比。不過(guò)，隨著(zhù)高清網(wǎng)絡(luò )攝像機分辨率的不斷提高，碼流對帶寬及存儲的壓力越來(lái)越大，行業(yè)需要更高性能的壓縮算法。H.264 High profile相比第一代H.264，在性能上又提升了一倍，如今，主流的IPC廠(chǎng)商均采用該算法對視頻進(jìn)行壓縮。在未來(lái)，H.265算法則是新技術(shù)的代表，可以有效提高壓縮效率，減少延遲等，可實(shí)現利用1~2Mbps的傳輸碼流傳送1080P畫(huà)質(zhì)圖像。這也意味著(zhù)，智能手機、平板等移動(dòng)設備將能夠直接在線(xiàn)播放1080P的全高清視頻。

　　云技術(shù)應用

　　云計算將使安防行業(yè)發(fā)生商業(yè)模式的變革，使用戶(hù)能夠像用水、用電一樣地使用安防服務(wù)。隨著(zhù)虛擬化、大數據及網(wǎng)絡(luò )的不斷發(fā)展，云安防正在不斷地涌現。攝像機作為安防體系中重要的組成部分，已經(jīng)實(shí)現了配合網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)錄像機NVR實(shí)現云存儲，當云攝像機連接NVR損壞之后，IPC會(huì )自動(dòng)存儲到這個(gè)NVR所屬云的NVR中，實(shí)現了對云攝像機的容災存儲。云技術(shù)還可以包含如云報警、云圖片、云共享等前端技術(shù)，用戶(hù)可以通過(guò)IE瀏覽器或者云端軟件進(jìn)行瀏覽與操作。

　　民用化

　　視頻監控的家庭化、民用化發(fā)展非常迅速，同時(shí)其中也蘊含著(zhù)巨大的商機。在過(guò)去，老百姓并沒(méi)有多少安全防范意識，這與當時(shí)的經(jīng)濟條件、網(wǎng)絡(luò )基礎建設、設備先進(jìn)性等有著(zhù)密不可分的關(guān)系。時(shí)至今日，即便是高清IPC的價(jià)格對于普通家庭用戶(hù)而言均在承受范圍。手機實(shí)時(shí)瀏覽家里的情況，手機控制家用電器的開(kāi)啟和關(guān)閉，將是必然趨勢，IPC在智能家居里將發(fā)揮不可取代的作用。并且民用高清IP產(chǎn)品的P2P即插即用、自動(dòng)穿透多層路由、無(wú)需IP域名配置、自適應網(wǎng)絡(luò )、支持多終端系統監控等簡(jiǎn)單易懂的功能特性，使得安裝更加簡(jiǎn)單，只需要按照說(shuō)明書(shū)簡(jiǎn)單的指示就可安裝。

　　4G移動(dòng)監測

　　3G、4G移動(dòng)數據網(wǎng)絡(luò )的部署使無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )作為視頻圖像載體成為可能，尤其是時(shí)下三大運營(yíng)商都已經(jīng)開(kāi)始了4G的建設和測試，并大力推廣4G網(wǎng)絡(luò )，最高速度可以達到100Mbps，完全可以滿(mǎn)足當下高清IPC的通信帶寬，移動(dòng)視頻監控是將來(lái)的一個(gè)重要發(fā)展方向。移動(dòng)視頻監控使原有基于固網(wǎng)的視頻監控逐步向分布式移動(dòng)視頻監控過(guò)渡，如鐵路、公交、地鐵等行業(yè)，從而突破原有視頻監控在地域、技術(shù)、成本等方面的限制，使業(yè)務(wù)應用受眾面得以擴大。

　　平臺整合

　　作為前端產(chǎn)品，高清IPC必然離不開(kāi)后端平臺軟件的支持。因此在可應用規模、系統軟件功能、系統擴展性、系統穩定性以及操作人性化方面會(huì )成為高清IPC未來(lái)的主要競爭點(diǎn)?，F在的高清網(wǎng)絡(luò )監控，監控點(diǎn)數和系統用戶(hù)以及圖像清晰度都在增加和提高，在一套高清系統中我們不能奢望只有攝像機一種產(chǎn)品，還要兼容更多的網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器、NVR等系列產(chǎn)品。

　　功能豐富多樣

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機產(chǎn)品的功能形態(tài)較傳統產(chǎn)品更為豐富，可以為用戶(hù)帶來(lái)更多的附加值，攝像機廠(chǎng)商也會(huì )在各自的IPC產(chǎn)品中融入豐富且實(shí)用的功能，以吸引更多的用戶(hù)。如可加入抓拍發(fā)送短信、電子防抖、3D打印技術(shù)和走廊模式等功能。其中我們可以在高清網(wǎng)絡(luò )攝像機中配置內置的Email客戶(hù)端、當在能接入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，攝像機設備還可以通過(guò)Email的方式把報警觸發(fā)時(shí)抓拍的圖片發(fā)送到指定的郵箱。也可以通過(guò)COM口與能連接的SIM卡的設備連接，利用短信、彩信方式下發(fā)給指定的手機終端。這樣，做到實(shí)時(shí)且智能的監控，而僅利用很小的帶寬和成本。如此多的豐富功能勢必會(huì )帶來(lái)更好的用戶(hù)體驗。

　　標準化

　　統一視頻協(xié)議標準，還是具有非常重要的意義。符合國家標準，融合ONVIF及GB/T 28181等協(xié)議標準，將成為高清網(wǎng)絡(luò )攝像機走向市場(chǎng)的通行證。

　　結語(yǔ)

　　在大安防時(shí)代，隨著(zhù)平安城市等工程的展開(kāi)，網(wǎng)絡(luò )攝像機正以其在傳輸、高清等方面的出色表現，逐漸形成了規模應用的態(tài)勢。我們相信在網(wǎng)絡(luò )攝像機技術(shù)不斷的變革下，其將會(huì )突破自身的技術(shù)制約和外在條件的束縛，呈現出廣闊的發(fā)展前景?？梢孕老驳乜吹?，槍型網(wǎng)絡(luò )攝像機已成為引領(lǐng)視頻監控領(lǐng)域發(fā)展的主流方向，并將會(huì )在更多領(lǐng)域暴發(fā)出巨大“能量”，以趨于完善的姿態(tài)，為用戶(hù)提供更專(zhuān)業(yè)、更貼心的實(shí)際應用體驗，實(shí)現人類(lèi)智慧生活方式的新變革。