網絡監控攝像機朝高清化智能化方向發展

標簽：監控攝像 高清化智能

隨著市場需求和安防科技的共同發展，當前網絡攝像機呈現出了百花齊放的局面，各種類型的網絡攝像機被廣泛應用于安防領域的各個角落，其中高清攝像機、智能攝像機都已成為視頻監控行業應用的主流產品。那么網絡攝像機發展狀況如何?涉及到網絡攝像機的一些分析原理是怎樣的?高清化大潮下，網絡攝像機的發展趨勢優勢怎樣的?

一、網絡攝像機發展現狀

視頻監控的數字化、網絡化、集成化已成為一種發展趨勢，作為視頻監控前端產品的攝像機無疑在這場變革中扮演著重要角色。近年來，攝像機市場由模擬攝像機為主轉向以網絡攝像機為主，據資料顯示，網絡攝像機近年來以每年不低于50%的速度增長，網絡攝像機市場迎來了飛速發展的時機。

從第一顆專業的標準H.264的網絡攝像機芯片解決方案開始到720P網絡攝像機解決方案，再到最新的第三代監控解決方案，網絡攝像機技術得到了重大突破和快速應用。作為網絡攝像機的核心技術——視頻編碼技術一直受制于網絡條件和編解碼技術的限制，如今也逐漸成熟，并呈現出針對性強、編碼方式多、性能優越、適應性高等特點。本文主要對網絡攝像機的視頻編碼技術進行介紹分析。

二、網絡攝像機原理架構

網絡攝像機是真正全數字化的產品，視頻信號從圖像傳感器(如CCD、CMOS等)采集并數字化后，后繼的處理全部采用數字信號，保證了圖像的清晰度，并采用網絡打包和傳輸這些多媒體數據(視頻、音頻.文本信息等)。

1.視頻采集

視頻采集部分的核心器件——一圖像傳感器，主要有CCD和CMOS兩種，傳感器性能的高低直接決定了攝像機的級別。CMOS圖像傳感器具有低帶寬，固有的防光暈特性，同時能保持體積小、重量輕、功耗低、集成度高、價位低等優點。CCD圖像傳感器由于靈敏度高、噪聲低，應用較廣。隨著CCD與CMOS傳感器技術的進步，兩者的差異將逐漸減小，在較長一段時間內二者將長期共存。目前，各式CCD和CMOS競相推出，各廠家都有自己的接口標準，即使表面上物理接口一樣，內部數據仍有不同，所以需要與傳感器原廠對接。在這方面需要芯片廠商與傳感器廠商進行協調合作才會有比較好的效果。這也是網絡攝像機編解碼芯片必須要做的功課，如Hi3515和Hi3520就把SONY的720PCCD這種原來需要CPLD轉接的接口直接定義到了芯片里面，由干該CPLD的實現需要SONY原廠提供幫助，這樣就直接幫助一些客戶解決了原來不可獲取的問題

2.編碼算法

隨著視頻編碼與處理算法研究的進展，針對不同應用需求，相繼發布過多個圖像和視頻編碼壓縮標準。例如，MPEG為多媒體存儲媒體和數字電視應用制定的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4;面向低碼率的實時視頻通信;ITU-T應用制定了H.261、H.263、H.263、H.264;面對當前及未來興起的安防應用領域，我國AVS(AudioVideocodingStandard)工作組自主制定的先進數字音視頻編解碼技術標準AVS-S。可以說視頻監控編碼標準的選擇有很多種，但目前網絡攝像機主要采用的標準有MJPEG、MPEG4、H.264等。M-JPEG即運動靜止圖像壓縮技術，但M-JPEG只對幀內空間冗余進行壓縮，不對幀間的時間冗余進行壓縮，因此壓縮效率不高。MPEG-4的著眼點在于解決低帶寬上音視頻的傳輸問題，使它成為當前網絡產品生產廠商開發的重要趨勢之一H.264是目前主流的解決方案，具有高壓縮比、高圖像質量、良好的網絡適應性，其應用范圍較廣，能適應不同場合，但算法復雜度較高，需要強勁的硬件支持。

3.編碼與網絡

當前出于帶寬和成本的考慮，用戶要求在目前所能承受的成本下使用較高的碼流來實現;這就對網絡攝像機的編碼效率提出了較高的要求。網絡攝像機通過網絡傳輸數據，在網絡傳輸上實現方式有所不間，但過大的數據包則會導致網絡堵塞，因此對編碼器的內部控制非常嚴格，要求不能影響圖像質量。隨著網絡攝像機實際應用需求不斷發展和變化，其對芯片編碼要求越來越苛刻，在更高壓縮比的前提下實現更貼近現實的場景。如海思提供的壓縮解決方案就可以實現720P@2Mbps的壓縮率，比一般產品動輒要3-4Mbps才提升了了至少50%壓縮比，2Mbps的碼率還有另外一個含義，就是用戶可以不增加網絡和存儲成本的情況下升級到720P的體驗。未來隨著3G網絡的快速應用，支持各種網絡的編碼方式也成為重要發展方向。

三、應用情況

穩定性和安全性是視頻監控系統非常重要的兩個特點，因此用戶在實際應用中應特別注重監控系統的穩定性和安全性。以往的監控系統常常采用模擬攝像機硬盤錄像機的監控模式來實現數據采集、存儲和管理等，這種模式通常應用于近距離部署。如果一旦發生自然災害或其他災害事件，監控數據將會很有可能被損壞。

而網絡攝像機的出現徹底改變了以往的監控模式，這種模式以網絡為紐帶，將數據的編碼與存儲分開，采用專門的數據存儲設備，可實現遠距離的數據采集、存儲和管理，且具有極高的穩定性和安全性。例如;蘇州世博安保各“護城河”檢查站采用了大量的網絡攝像機，這些網絡攝像機被安裝在蘇州到上海所有重要檢查站，且監控中心設在上海和蘇州，其數據存儲可以實現放在北京、上海和蘇州等幾個地方，防止數據的丟失和損壞，大大方便了監控系統的查看、指揮和調度。目前，網絡攝像機被廣泛的應用在交通、金融.電力、港口及重要場所。

四、發展趨勢

隨著安防行業的細分和視頻監控向網絡化、智能化、集成化方向的發展，網絡攝像機的發展也逐漸趨于細分，高清和智能成為網絡攝像機主要發展方向。

1.高清化

高清一直是網絡攝像機追求的目標之一，目前大多網絡攝像機都能達到百萬像素級別，但不是所有的網絡攝像機在實際應用中都能達到高清應用，這就要求網絡攝像機除了本身具備高清性能外，還要支持和匹配接入相關設備，以達到高清應用。眾所周知，在標清時代，芯片的級聯都是要通過PCI來實現的，一個PCI能傳2～3個DI的未壓縮碼流，但是在高清時代就不行了，高清解碼數據通過PCI是傳不到顯示芯片上的，所以很多方案就會對高清圖像進行縮放再輸出，這樣最后的效果就不能體現到真正高清效果。如海思推出的高清級聯通道解決方式就可以實現零時延的多片傳輸效果，能與芯片集成的高清VGA輸出匹配，再加上DHCP技術，就可以輕松實現高清。