安防主流IP攝像機(jī)的三大優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)分析

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)自誕生之日至今已經(jīng)15年了，它不再是蹣跚起步的“嬰兒”，也不再是“無可爭(zhēng)議的未來監(jiān)控解決方案接班人”，已經(jīng)成為用戶確確實(shí)實(shí)的選擇。越來越多的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)已經(jīng)被用戶部署到自己的系統(tǒng)和應(yīng)用中。

    本年度，我們確實(shí)地感受到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的普及度大大提高了。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)，其本質(zhì)并未改變：提供更清晰優(yōu)質(zhì)的圖像，通過與網(wǎng)絡(luò)的密切結(jié)合，讓視頻監(jiān)控更加智能等。但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)得到了更大的加強(qiáng)，也更為突出和顯著。

    優(yōu)勢(shì)一：帶來極高的圖像細(xì)節(jié)

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)之一就是使視頻監(jiān)控能夠超越傳統(tǒng)的PAL/NTSC制式的分辨率和幀速率限制，帶來極高圖像細(xì)節(jié)的高清晰度視頻。即使是100萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，也提供了接近3倍于模擬CCTV攝像機(jī)的分辨率，高端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可以提供高達(dá)500萬像素、甚至更大的分辨率。

    然而高分辨率并非網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在清晰圖像領(lǐng)域的唯一進(jìn)展，將HDTV引入視頻監(jiān)控領(lǐng)域，真正推動(dòng)了高清在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用。有了百萬像素以上的分辨率，HDTV意味著高清晰的圖像細(xì)節(jié)。除此之外，一個(gè)真正符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的HDTV高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，能確保優(yōu)異的色彩還原，全幀速率和16∶9圖像縱橫比格式。

    MPEG-1壓縮標(biāo)準(zhǔn)的引入奠定了數(shù)字電視的基礎(chǔ)，推動(dòng)了全世界現(xiàn)代電視標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。運(yùn)動(dòng)圖像和電視工程師眾-會(huì)SMPTE是HDTV標(biāo)準(zhǔn)的制定組織，該組織作為權(quán)威的全球電影、電視、視頻和多媒體標(biāo)準(zhǔn)制定者，確定了兩個(gè)最重要的標(biāo)準(zhǔn)：SMPTE296M和SMPTE274M.SMPTE296M定義了使用1280×720像素的分辨率逐行掃描，SMPTE274M定義了1920×1080像素的分辨率隔行或逐行掃描。

    HDTV應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)意味著圖像讓人的眼睛觀察更為舒適，25/30全幀速率視頻和出色的色彩還原。HDTV提供的寬屏幕16×9圖像，是經(jīng)多年研究后最終的選擇，它包含更多的視頻有效信息。事實(shí)上，真正完全符合HDTV標(biāo)準(zhǔn)的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)比普通的百萬像素或HD攝像機(jī)提供更高等級(jí)的的圖像質(zhì)量，提供更好的全幀速率視頻。在機(jī)場(chǎng)、鐵路、賭場(chǎng)、城市監(jiān)察、護(hù)照管制、工廠生產(chǎn)控制等領(lǐng)域，HDTV高清網(wǎng)絡(luò)視頻都可以提供更完美的解決方案。

    目前的HDTV有三種顯示分辨率格式，分別是：720p(1280×720,逐行)、1080i(1920×1080,隔行)和1080p(1920×1080,逐行)，其中p代表英文單詞progressive(逐行)，而i則是interlaced(隔行)的意思。

    相比HDTV,一般百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不遵循任何視頻標(biāo)準(zhǔn)，與數(shù)碼相機(jī)圖像傳感器的像素?cái)?shù)更為相近。例如，數(shù)百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通常提供有限的幀速率。百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)也有許多很好的應(yīng)用，像在極端需要視頻圖像細(xì)節(jié)的應(yīng)用中，例如，銀行監(jiān)視、交通樞紐和其他場(chǎng)所。

    此外，300萬以上的高像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以支持"多視域"技術(shù)，在一個(gè)監(jiān)視場(chǎng)景中劃分出多個(gè)子場(chǎng)景，每個(gè)子場(chǎng)景的視頻以獨(dú)立的碼流輸出。這樣不僅僅是真正以一個(gè)高像素?cái)z像機(jī)替代多臺(tái)普清攝像機(jī)，而且還建立了全局視域和子視域的聯(lián)系。支持?jǐn)?shù)字PTZ(平移/傾斜/變焦)也是百萬像素?cái)z像機(jī)提供的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。

    百萬像素和HDTV網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具備很多優(yōu)勢(shì)。仍有不少應(yīng)用領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)分辨率網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)也能提供最佳的解決方案。標(biāo)準(zhǔn)分辨率通常意味著的D1(720×576像素)分辨率，SVGA(800×600像素)分辨率。在復(fù)雜的燈光場(chǎng)景，需要極端的感光度和寬動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)分辨率攝像機(jī)能發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)。有些標(biāo)清攝像機(jī)提供比傳統(tǒng)的25/30幀每秒更高的幀速率，適合抓拍快速移動(dòng)的物體。

    關(guān)鍵是什么是你需要看到的呢?當(dāng)然，視頻監(jiān)控的需求變化是巨大的。最根本的問題，通常是兩種不同的優(yōu)先選擇：

    全景概覽：在這種情況下，其目的是要取得一個(gè)場(chǎng)景的全景概覽。例如，在購物商場(chǎng)，所安裝攝像機(jī)的主要目的可能是在人流監(jiān)控和查看其行動(dòng)，而不是個(gè)人的辨識(shí)�；蛘卟榭赐＼噲�(chǎng)是否已滿或有空的空間，而不是對(duì)個(gè)別車輛識(shí)別或讀取車牌。對(duì)于以上應(yīng)用，需要足夠的分辨率以覆蓋場(chǎng)景。

    高細(xì)節(jié)：若需要能夠識(shí)別場(chǎng)景中的人或物體。這可能是基于點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，要清楚地看到每一個(gè)項(xiàng)的客戶購買，或在某種情況下，需要能夠識(shí)別人臉。高細(xì)節(jié)的圖像可以通過安裝有變焦能力的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)更密切的監(jiān)控。HDTV網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將提供比標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)更詳細(xì)、清晰的細(xì)節(jié)和更高分辨率的圖像。

    認(rèn)真分析自己的視頻監(jiān)控需求。通常，答案就在于結(jié)合了標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、HDTV網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。通過平衡需求，一個(gè)IP監(jiān)控解決方案，可以具有最佳的成本效益和滿足所需圖像的可用性。

    優(yōu)勢(shì)二：H.264技術(shù)提高帶寬和傳輸能力

    隨著網(wǎng)絡(luò)的延伸，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以更容易快速地部署。視頻、音頻、PTZ控制和報(bào)警信息可以在同一根網(wǎng)線上傳輸，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)布線。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)開始支持QoS,IEEE802.1X等網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。

    QoS(QualityofService)即服務(wù)質(zhì)量。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，服務(wù)質(zhì)量包括傳輸?shù)膸�、傳送的時(shí)延、數(shù)據(jù)的丟包率等。在網(wǎng)絡(luò)中可以通過保證傳輸?shù)膸�、降低傳送的時(shí)延、降低數(shù)據(jù)的丟包率以及時(shí)延抖動(dòng)等措施來提高服務(wù)質(zhì)量。

    新型的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以標(biāo)示自身產(chǎn)生的視頻、告警等IP數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)，在QoS配置完善的網(wǎng)絡(luò)中，這些監(jiān)控視頻流作為較高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)可以在不受較低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的影響下通過交換機(jī)，減少視頻延遲。

    IEEE802.1x協(xié)議是基于客戶/服務(wù)器的訪問控制和認(rèn)證協(xié)議。它可以限制未經(jīng)授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)用戶/設(shè)備通過接入端口訪問局域網(wǎng)或無線局域網(wǎng)。在獲得交換機(jī)或局域網(wǎng)提供的各種業(yè)務(wù)之前，802.1x對(duì)連接到交換機(jī)端口上的用戶/設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證。在認(rèn)證通過之前，802.1x只允許EAPoL(基于局域網(wǎng)的擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議)數(shù)據(jù)通過設(shè)備連接的交換機(jī)端口;認(rèn)證通過以后，正常的數(shù)據(jù)可以順利地通過以太網(wǎng)端口。支持IEEE802.1x的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以更好地保證網(wǎng)絡(luò)的安全性和私密性。絡(luò)攝像機(jī)對(duì)于QoS、IEEE802.1x等協(xié)議的支持，是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控方案不斷延伸的反映，對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)用于統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)(多種應(yīng)用運(yùn)行于同一網(wǎng)絡(luò))、廣域網(wǎng)絡(luò)，甚至是Internet都提供了更好的技術(shù)上的鋪墊和支持。

    而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最為重要的帶寬問題，H.264技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)提供了有效利用帶寬的新方法。新一代的壓縮技術(shù)H.264已成熟，支持H.264壓縮編碼的芯片已經(jīng)可以支持1080p全幀速視頻的輸出并已經(jīng)全面應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品中。H.264與MPEG4同屬于幀間編碼算法，然而在壓縮編碼效率上作了明顯的改良和提升。相比于MPEG4,H.264在保證同等圖像質(zhì)量的前提下，平均碼流下降了近50%,大大地節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)占用帶寬和視頻存儲(chǔ)需求。H.264HDTV720p視頻流的帶寬占用已經(jīng)可以和MPEG-4D1視頻流的帶寬占用相當(dāng)。

    H.264引入了改良的幀間預(yù)測(cè)機(jī)制，提高了糾錯(cuò)和網(wǎng)絡(luò)兼容性，并已被眾多人們熟悉的視頻領(lǐng)域所支持和廣泛使用。選用H.264算法，可以使用戶從多種不同的角度受益：用戶既可選擇在保證現(xiàn)有圖像質(zhì)量的前提下大大降低網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的投資;也可選擇在保留現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)設(shè)備投資的條件下，提高視頻圖像分辨率，獲得更為清晰的視頻或者提高視頻幀速，獲得更為流暢的視頻。采用H.264算法，大大推動(dòng)HDTV、百萬象素技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展。

    H.264作為一種值得信賴的視頻壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開始全面取代MPEG4,成為幀間壓縮的代表算法，與幀內(nèi)壓縮的代表算法MJPEG一起成為國際視頻壓縮的主流算法標(biāo)準(zhǔn)。

    優(yōu)勢(shì)三：與智能視頻分析技術(shù)緊密聯(lián)系

    隨著網(wǎng)絡(luò)的延伸，視頻監(jiān)控規(guī)模不斷擴(kuò)大，使得智能化的視頻成為監(jiān)控的必要選擇。根據(jù)研究，在一個(gè)4分屏的監(jiān)視器前，一個(gè)操作員最多只能聚精會(huì)神地觀察20分鐘，就會(huì)開始錯(cuò)失重要事件。因此，在成百、上千，上萬路的視頻部署后，智能化是視頻監(jiān)控發(fā)展的必然方向。但是什么樣的智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是用戶需要的呢?智能網(wǎng)絡(luò)視頻必須能滿足用戶個(gè)性化的需要。

    目前，基于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能視頻功能的實(shí)現(xiàn)主要采用中心分析的方式。這種實(shí)現(xiàn)方式是指通過運(yùn)行在后端服務(wù)器的視頻管理軟件對(duì)前端攝像機(jī)傳輸回來的視頻流進(jìn)行智能化的視頻分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)前端視頻信息的智能化處理;后端服務(wù)器或后端管理軟件，需要負(fù)責(zé)日常視頻的實(shí)時(shí)瀏覽、視頻錄像即回放和日志事件的管理，同時(shí)還需負(fù)責(zé)對(duì)各路視頻進(jìn)行智能分析。隨著系統(tǒng)規(guī)模的增長，這種方式對(duì)后端管理資源和傳輸帶寬會(huì)帶來巨大壓力，需要通過提高后端設(shè)備性能來緩解，如提高服務(wù)器配置、增加服務(wù)器、交換機(jī)數(shù)量等，而與之俱來的成本壓力導(dǎo)致最終只有部分視頻得到分析。

    因此，全面的智能視頻分析必然會(huì)以"邊緣智能"的方式得以實(shí)現(xiàn)。這種實(shí)現(xiàn)方式是指通過前端網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備對(duì)視頻信息進(jìn)行智能分析，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的智能視頻功能。在這種系統(tǒng)中，前端攝像機(jī)通過嵌入式的視頻分析服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)拍攝的視頻進(jìn)行分析，系統(tǒng)壓力分散在各個(gè)前端視頻設(shè)備上。復(fù)雜的智能分析可以在前端邊緣預(yù)處理后，再傳輸至后端，進(jìn)一步降低對(duì)傳輸帶寬和中心服務(wù)器的壓力。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的全面智能"每一路視頻均是智能的".

    而"邊緣智能"的開放性非常重要，必須保持開放，更多的智能分析應(yīng)用才能被開發(fā)，部署到前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，滿足用戶各種各樣的個(gè)性化需要。

    結(jié)束語

    無論是實(shí)現(xiàn)更好的視頻、圖像質(zhì)量，還是與網(wǎng)絡(luò)密切結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全面的網(wǎng)絡(luò)智能視頻，開放性都是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)帶來的最大轉(zhuǎn)變。只有100%標(biāo)準(zhǔn)化，開放的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)才能更好地保護(hù)用戶投資，才能不斷地追隨技術(shù)的進(jìn)步，滿足用戶日益發(fā)展的需要。這才是IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)最根本的不同。