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關(guān)于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的知識(shí)

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面對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)內(nèi)應(yīng)如何調(diào)整產(chǎn)品發(fā)展方向？如何創(chuàng)新產(chǎn)品技術(shù)？如何推廣網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的解決方案？諸如此類(lèi)的問(wèn)題是需要我們思考的。

河北監(jiān)控?cái)z像機(jī)/河北網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/石家莊高清攝像機(jī)/承德點(diǎn)陣式攝像機(jī)

從網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的產(chǎn)品和技術(shù)角度來(lái)看，主要有以下幾個(gè)方面的表現(xiàn)最為重要：

（1）高清晰度。圖像的清晰度和分辨率，圖像是否足夠清晰從而辨別出畫(huà)面細(xì)節(jié)；

（2）高畫(huà)質(zhì)。圖像的色彩還原是否真實(shí)、艷麗，動(dòng)態(tài)效果如何，噪點(diǎn)控制如何，等等；

（3）高效率。視頻編碼的種類(lèi)和選擇方式，壓縮效率和畫(huà)面流暢度；

（4）安全性。圖像傳輸過(guò)程中的加密，攝像機(jī)權(quán)限控制等；

（5）可靠性和耐用性。攝像機(jī)設(shè)計(jì)使用壽命年限，適應(yīng)惡劣復(fù)雜環(huán)境，如極端高溫低溫、防水防塵的能力

河北高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/石家莊高清攝像機(jī)/保定網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/

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從網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的產(chǎn)品和技術(shù)角度來(lái)看，主要有以下幾個(gè)方面的表現(xiàn)最為重要：

（1）高清晰度。圖像的清晰度和分辨率，圖像是否足夠清晰從而辨別出畫(huà)面細(xì)節(jié)；

（2）高畫(huà)質(zhì)。圖像的色彩還原是否真實(shí)、艷麗，動(dòng)態(tài)效果如何，噪點(diǎn)控制如何，等等；

（3）高效率。視頻編碼的種類(lèi)和選擇方式，壓縮效率和畫(huà)面流暢度；

（4）安全性。圖像傳輸過(guò)程中的加密，攝像機(jī)權(quán)限控制等；

（5）可靠性和耐用性。攝像機(jī)設(shè)計(jì)使用壽命年限，適應(yīng)惡劣復(fù)雜環(huán)境，如極端高溫低溫、防水防塵的能力；

（6）高智能。攝像機(jī)不依賴后端軟件而本身具有智能分析的能力，從靠人力被動(dòng)監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)閿z像機(jī)自行分析的主動(dòng)監(jiān)控，把管理人員從繁重的監(jiān)看中解放出來(lái)；

（7）兼容性。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)與安防系統(tǒng)中其他品牌、不同類(lèi)別的安防產(chǎn)品相兼容，無(wú)縫整合工作。

本文將從以上幾個(gè)方面來(lái)對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的發(fā)展情況和高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具備的技術(shù)來(lái)進(jìn)行闡述。

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二、高清圖像與傳統(tǒng)標(biāo)清圖像的區(qū)別

目前，安防行業(yè)內(nèi)所說(shuō)的高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)主要指分辨率為720P與1080P兩種格式的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，其畫(huà)面寬高比定義為16:9a 720P即是1280*720分辨率，而1080P則是1920*1080，其中后綴“P”代表的是逐行掃描。對(duì)于移動(dòng)目標(biāo)的圖像采集，相對(duì)隔行掃描，逐行掃描可以獲得更好的動(dòng)態(tài)圖像，不會(huì)產(chǎn)生拖尾。因此對(duì)安防監(jiān)控應(yīng)用來(lái)說(shuō)逐行掃描更加適合。

相對(duì)于傳統(tǒng)的4:3圖像比例，高清圖像的16:9格式更適合安防監(jiān)控的應(yīng)用。監(jiān)控場(chǎng)景往往是需要對(duì)大范圍橫向區(qū)域進(jìn)行監(jiān)看，比如高速公路收費(fèi)站、鐵路沿線、體育場(chǎng)館出入檢票口等，這些場(chǎng)所的特點(diǎn)都是以橫向排列的方式出現(xiàn)在畫(huà)面中，而畫(huà)面頂部的天空和底部的路面往往是我們不關(guān)心的內(nèi)容。所以16:9的畫(huà)面可以去除這些不重要的區(qū)域，而增大我們關(guān)心的監(jiān)控目標(biāo)的面積。以往要用好幾支模擬攝像機(jī)橫向排列才能監(jiān)控的區(qū)域，現(xiàn)在只要一只高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)就可以覆蓋，不僅提高了清晰度，也節(jié)省了成本。

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三、感光器件的技術(shù)應(yīng)用

眾所周知，感光器件是攝像機(jī)最為核心的部件，在模擬攝像機(jī)以及標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中，最為廣泛使用的是CCD，而CCD長(zhǎng)期以來(lái)都在市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位，出貨量遙遙領(lǐng)先。進(jìn)入高清監(jiān)控時(shí)代以后，CMOS逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。CCD的特點(diǎn)是靈敏度高，但響應(yīng)速度較低，不適用于高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用的高分辨率逐行掃描方式，因此高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)普遍采用CMOS感光器件。對(duì)于相同尺寸的感光器件，像素越高，意味著每個(gè)像素的進(jìn)光量越少，因此目前高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)的突出問(wèn)題是清晰度提高，靈敏度降低。幸運(yùn)的是，目前已經(jīng)研發(fā)出720P與1080P專(zhuān)用的CMOS器件，其靈敏度性能已經(jīng)與CCD接近。圖1是攝像機(jī)芯片技術(shù)發(fā)展框架圖。

在整個(gè)安防高清產(chǎn)品中。各個(gè)廠家為了提升圖像效果，包括靈敏度和寬動(dòng)態(tài)，特別最近開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新功能——View-DR。這個(gè)功能實(shí)際上包含了三項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)：高靈敏度Exmor CMOS、多次曝光寬動(dòng)態(tài)技術(shù)、可視性增強(qiáng)（VE）技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)寬動(dòng)態(tài)打開(kāi)后靈敏度是會(huì)降低的，但通過(guò)開(kāi)啟這個(gè)功能，不僅寬動(dòng)態(tài)范圍超過(guò)120dB，達(dá)到超寬動(dòng)態(tài)的驚人效果。而且相比傳統(tǒng)寬動(dòng)態(tài)靈敏度提升了2倍，同時(shí)對(duì)比度也增加4倍，使圖像效果在低光和明暗對(duì)比強(qiáng)烈的環(huán)境中得到極大增強(qiáng)和改善（如圖2所示）。河北高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/石家莊高清攝像機(jī)/保定網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/

在高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)噪點(diǎn)控制方面，某些安防企業(yè)已經(jīng)掌握了獨(dú)特的技術(shù)，即超級(jí)動(dòng)態(tài)降噪技術(shù)（XDNR）。傳統(tǒng)的降噪技術(shù)往往在噪點(diǎn)控制和移動(dòng)物體拖尾兩方面難以兼顧，噪點(diǎn)降低了但移動(dòng)物體就會(huì)有拖尾，而移動(dòng)物體邊緣清晰了那噪點(diǎn)就會(huì)增加。目前高清攝像機(jī)的超級(jí)動(dòng)態(tài)降噪技術(shù)正是平衡了這兩者的關(guān)系，在降低噪點(diǎn)的同時(shí)也能保證移動(dòng)物體的邊緣清晰不拖尾（如圖3所示）。這對(duì)于安防監(jiān)控來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的，因?yàn)榘卜乐饕褪顷P(guān)注移動(dòng)物體，如人、車(chē)或其他事物等，大大提高了高清的應(yīng)用。 河北高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/石家莊高清攝像機(jī)/保定網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/

四、高效網(wǎng)絡(luò)傳輸

網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅軐?duì)于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（特別是高清機(jī)型）來(lái)說(shuō)是非常重要的。因?yàn)楦咔鍞z像機(jī)比普通標(biāo)清攝像機(jī)發(fā)送的圖像分辨率更大、信息更多，客觀上對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。很多方面的問(wèn)題諸如最大分辨率對(duì)帶寬的影響、有幾種編碼方式、有幾種碼流可選、是否實(shí)時(shí)、是否支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等等都需要考慮。

目前主流的壓縮格式有三種，分別是JPEG、MPEG-4、H.264。JPEG是單幀圖片的壓縮，單張圖片的效果最佳，但占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源較大；MPEG-4和H.264是幀與幀之間的連續(xù)壓縮，這是指如果監(jiān)控的目標(biāo)圖像沒(méi)有變化或變化不大時(shí)，攝像機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)非常小，這樣就能避免重復(fù)傳輸占用帶寬。其中目前最流行的壓縮格式H.264的壓縮效率最高。這三種壓縮方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，不能簡(jiǎn)單地說(shuō)哪種更好，只能根據(jù)用戶實(shí)際使用的需求來(lái)選擇。H.264雖然壓縮效率最高，但其對(duì)后端服務(wù)器和管理軟件的解碼能力和資源耗費(fèi)也最大；JPEG雖然占用帶寬最高，但作為存儲(chǔ)格式的圖像品質(zhì)是最好的，對(duì)于后期調(diào)查取證來(lái)說(shuō)能得到最清晰的圖像；MPEG-4格式通用性最強(qiáng)，各個(gè)品牌和型號(hào)對(duì)其支持最好，同時(shí)對(duì)后端軟件系統(tǒng)解碼資源的占用也相對(duì)較低。所以這三種編碼方式各有所長(zhǎng)，要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來(lái)選擇。河北高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/石家莊高清攝像機(jī)/保定網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/

另外，輸出碼流是否穩(wěn)定也成為影響網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹匾蛩亍Ｈ绻a流不穩(wěn)，造成占用帶寬突然增大會(huì)造成哪些問(wèn)題呢？最主要有三個(gè)方面的問(wèn)題：圖像出現(xiàn)丟幀、遺漏重要圖像信息，網(wǎng)絡(luò)阻塞引起癱瘓，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和存儲(chǔ)資源在設(shè)計(jì)時(shí)不得不考慮更多冗余造成浪費(fèi)。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別考慮到這個(gè)方面，可以使碼流控制在持續(xù)穩(wěn)定的水平。圖4是索尼與市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品的碼流對(duì)比，從上部的波形圖可以看出左邊的波形變化是比較大的，而右邊索尼機(jī)型的波形相對(duì)穩(wěn)定在中心直線區(qū)域內(nèi)，而從下部的柱形圖可以看出，在監(jiān)控場(chǎng)景發(fā)生重大變化時(shí)，索尼碼流（綠柱）基本持平，而其他某品牌機(jī)型碼流則變化達(dá)到16倍。這個(gè)變化非常大，極容易引起網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)、圖像丟幀。

五、智能分析技術(shù)

智能分析一直是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)追求的功能，這個(gè)功能最初的開(kāi)發(fā)構(gòu)想就是讓人從繁重的監(jiān)控工作中解放出來(lái)，讓機(jī)器智能地進(jìn)行監(jiān)控、判斷、分析、報(bào)警。但由于目前智能分析的研發(fā)能力限制，市面上大多數(shù)智能功能都難以滿足實(shí)際應(yīng)用，比如誤報(bào)警太多、需要占用太多帶寬和存儲(chǔ)空間、搜索和回放錄像太繁瑣費(fèi)時(shí)等等，這些問(wèn)題極大地限制了智能應(yīng)用的推廣。早在2006年業(yè)內(nèi)就推出了具備智能分析功能（DEPA）的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，最近又推出了新一代的智能分析功能DEPA Advanced（DEPA二代）。最新的DEPA二代技術(shù)將智能分析處理完全前移到前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中，攝像機(jī)自身即可對(duì)采集的圖像進(jìn)行分析判斷，并將報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)胶蠖讼到y(tǒng)中，這不同于以往智能技術(shù)將圖像傳輸?shù)胶蠖讼到y(tǒng)后再由軟件進(jìn)行分析報(bào)警的方式。以往的方式由于圖像信號(hào)在傳輸過(guò)程中存在損失，于是頻繁出現(xiàn)誤報(bào)警。而DEPA二代由于所有信號(hào)處理都在前端攝像機(jī)內(nèi)部，信號(hào)是最完整的，所以報(bào)警的準(zhǔn)確率大大提升。（見(jiàn)圖5）DEPA二代智能分析技術(shù)還具備最新研發(fā)的“智能防破壞探測(cè)”和“智能語(yǔ)音探測(cè)”功能。智能防破壞探測(cè)功能可以識(shí)別人為地對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行的遮擋、調(diào)焦、噴涂、移位等動(dòng)作，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警；智能語(yǔ)音探測(cè)則可以對(duì)尖叫、異響等作出報(bào)警。

六、兼容性和標(biāo)準(zhǔn)化

在整個(gè)安防系統(tǒng)中，監(jiān)控只是其中的一部分，還有眾多其他的子系統(tǒng)構(gòu)成了完整的安防系統(tǒng)，如門(mén)禁、入侵探測(cè)、資產(chǎn)跟蹤、信息安全、訪客管理、消防報(bào)警等等，系統(tǒng)眾多，品牌更是層出不窮。要使整個(gè)系統(tǒng)順利協(xié)調(diào)工作，就要求產(chǎn)品必須要有良好的兼容性和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)。

目前高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在接口方面有著良好的兼容性，并且采用標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格。比如圖6中的高清槍式攝像機(jī)的接口非常豐富，這對(duì)于整合到標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中正常工作是非常重要的。

兼容性的另一方面也體現(xiàn)在軟件管理平臺(tái)對(duì)于不同品牌、不同型號(hào)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的支持上。很多品牌的管理平臺(tái)只支持本品牌的攝像機(jī)，而不支持其他品牌的機(jī)器。為了解決以上這些兼容性問(wèn)題，索尼和安迅士、博世共同發(fā)起建立一個(gè)名叫ONVIF的標(biāo)準(zhǔn)。其目的就是推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性，截至2009年9月底已有103個(gè)參與成員。ONVIF規(guī)范描述了網(wǎng)絡(luò)視頻模型、接口、數(shù)據(jù)類(lèi)型和數(shù)據(jù)交換方式，為網(wǎng)絡(luò)視頻發(fā)送設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)視頻客戶端的通訊定義了標(biāo)準(zhǔn)流程，通過(guò)使用這些接口，使得使用不同廠商的視頻發(fā)送設(shè)備來(lái)組建一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)成為可能。而這一重要的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)架構(gòu)正在高清攝像機(jī)上開(kāi)始推廣和發(fā)展，未來(lái)的高清攝像機(jī)必然也會(huì)以此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。

七、安全性與穩(wěn)定性

由于安防監(jiān)控對(duì)保密的特殊要求，數(shù)據(jù)安全已越來(lái)越被用戶重視了。如果沒(méi)有可靠的數(shù)據(jù)安全技術(shù)作保障，那作為高度機(jī)密的監(jiān)控錄像就有可能被篡改或者刪除。針對(duì)這個(gè)需求，業(yè)界特別開(kāi)發(fā)了一系列保障數(shù)據(jù)安全的技術(shù)，比如802.11x安全認(rèn)證功能、多級(jí)用戶管理體系、IP地址過(guò)濾功能、本地存儲(chǔ)功能等等，這些功能的綜合使用能確保攝像機(jī)采集的圖像能安全地傳輸?shù)胶蠖瞬⒋鎯?chǔ)及回放。

攝像機(jī)的穩(wěn)定性和耐用性也是必須要考慮的因素。因?yàn)楸O(jiān)控?cái)z像機(jī)安裝的環(huán)境非常復(fù)雜，各種惡劣環(huán)境都有可能遇到。如果攝像機(jī)本身適應(yīng)環(huán)境的能力不強(qiáng)，那安裝到惡劣環(huán)境中就非常容易出故障而不能工作。目前針對(duì)這一情況的專(zhuān)業(yè)高清攝像機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮各種使用條件，從而能在各種應(yīng)用場(chǎng)所正常工作。比如室外機(jī)型都滿足防塵防水的IP66標(biāo)準(zhǔn)；一般工作溫度都在-40~50度，適應(yīng)極端溫度環(huán)境；帶有防破壞的堅(jiān)固性外殼，甚至透明罩部分都能承受750公斤的撞擊力；標(biāo)配內(nèi)置多個(gè)散熱風(fēng)扇和加熱器，在不同溫度下自動(dòng)開(kāi)啟工作，等等。這些設(shè)計(jì)和新技術(shù)的引入都為網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)的技術(shù)發(fā)展方向。

八、結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控正以成熟的技術(shù)和合理的價(jià)格逐漸進(jìn)入增長(zhǎng)期和普及階段，已經(jīng)被越來(lái)越多的用戶所接受，目前也出現(xiàn)了不少成功應(yīng)用的案例。這充分表明了市場(chǎng)對(duì)高清圖像是認(rèn)可的，對(duì)高清攝像機(jī)整體的表現(xiàn)是接受的。我們從電視中經(jīng)常能看到很多案件的錄像畫(huà)面，清晰度不高，對(duì)細(xì)節(jié)特別是人臉看得不夠清楚；攝像機(jī)的安裝數(shù)量越來(lái)越多，如何有效的監(jiān)視、管理；管理人員對(duì)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程管理的要求越來(lái)越多；很多關(guān)聯(lián)系統(tǒng)希望能夠調(diào)用攝像機(jī)的圖像資源，等等。這些因素說(shuō)明了模擬攝像機(jī)的局限越來(lái)越大，而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)特別是高清網(wǎng)路攝像機(jī)的市場(chǎng)需求將越來(lái)越多。從清晰度來(lái)說(shuō)，模擬攝像機(jī)已經(jīng)接近極限，而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在清晰度方面可以說(shuō)沒(méi)有上限。網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)代表著監(jiān)控?cái)z像機(jī)的未來(lái)。我們有理由相信，隨著技術(shù)的發(fā)展和用戶對(duì)高清晰圖像的需求，網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)將在中國(guó)市場(chǎng)上呈現(xiàn)出超乎想象的發(fā)展前景。河北高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/石家莊高清攝像機(jī)/保定網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/