所謂網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(Network Camera)是可直接接入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，或者說(shuō)是基于網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸圖像的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，更確切一點(diǎn)就是具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的攝像機(jī)。有的也稱(chēng)為 Lan Camera，有的直接叫IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。

　　實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是集視頻壓縮技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及嵌入式技術(shù)等于一體的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。它內(nèi)置了固體圖像傳感器(CCD或CMOS)、視頻壓縮卡、網(wǎng)卡等設(shè)備?？芍苯优c以太網(wǎng)連接，支持TCP/IP等多種網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)上的用戶(hù)，使用專(zhuān)用的(或通用的)軟件或標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的IP地址對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)，接收通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)圖像與同步的音頻，并且可控制云臺(tái)、鏡頭的動(dòng)作，或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作(如報(bào)警等)。

　　由于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可直接插到網(wǎng)絡(luò)中，它可以與各種類(lèi)型的以太網(wǎng)設(shè)備無(wú)縫連接，在Internet和Intranet上支持TCP/IP等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，很容易就可以被集成到群組應(yīng)用程序中。因此，在世界任何角落，只要有網(wǎng)絡(luò)，就可在電腦上收看網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所監(jiān)控的圖像，而且還可以與前端對(duì)講。

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的性能要求

　　大家知道，在局域網(wǎng)或者其它媒體中傳輸高質(zhì)量的圖像要受到帶寬的限制，而目前市場(chǎng)上網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的圖像質(zhì)量較差，其主要原因是它的使用受到帶寬限制。因此，要提高網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳輸圖像的質(zhì)量，除網(wǎng)絡(luò)原因外，還必須要提高網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的性能，即必須注意下列幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

　　圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

　　由于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的使用受到帶寬的限制，因此必須要有好的圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。由于MPEG-1、MPEG-2等幾種壓縮標(biāo)準(zhǔn)采用的是基于結(jié)構(gòu)的壓縮方法，其算法固定，不能適應(yīng)傳輸速率不等的這種網(wǎng)絡(luò)的一致訪問(wèn)，因而容錯(cuò)性差。它們同M-JPEG一樣，占用硬盤(pán)空間較大，尤其網(wǎng)絡(luò)傳輸占用帶寬較大，不適用于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸視頻圖像。

　　MPEG4通過(guò)幀重建技術(shù)壓縮和傳送圖像，它利用很窄的帶寬，以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。其圖像壓縮比高，網(wǎng)絡(luò)傳輸占用帶寬小，能通過(guò)各種傳輸方式進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻圖像傳輸。由于MPEG4擁有壓縮率高，視訊品質(zhì)可隨頻寬及使用者調(diào)整，對(duì)不同頻寬僅需編碼一次，適合各種頻段應(yīng)用及具備可廣播等功能，因而將有效解決有線、無(wú)線頻寬使用不足的窘境。所以，目前網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用MPEG4壓縮格式，最好采用新的H.264壓縮格式。

　　因?yàn)镠.264不僅比H.263和MPEG-4節(jié)約了50%的碼率，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的編碼機(jī)制，有利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸，支持網(wǎng)絡(luò)中視頻的流媒體傳輸。H.264具有較強(qiáng)的抗誤碼特性，可適應(yīng)丟包率高、干擾嚴(yán)重的無(wú)線信道中的視頻傳輸。H.264支持不同網(wǎng)絡(luò)資源下的分級(jí)編碼傳輸，網(wǎng)絡(luò)親和性好，因而能獲得平穩(wěn)的圖像質(zhì)量。

　　H.264是繼MPEG4之后的新一代數(shù)字視頻壓縮格式，它既保留了以往壓縮技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和精華，又具有其他壓縮技術(shù)無(wú)法比擬的許多優(yōu)點(diǎn)：如壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG4的1/3，從而大大節(jié)省用戶(hù)的下載時(shí)間和數(shù)據(jù)流量收費(fèi);H.264能提供連續(xù)、流暢的高質(zhì)量圖像(DVD質(zhì)量);能解決在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下容易發(fā)生的丟包等錯(cuò)誤，即容錯(cuò)能力強(qiáng);H.264的文件能容易地在不同網(wǎng)絡(luò)上傳輸(如互聯(lián)網(wǎng)，CDMA，GPRS，WCDMA，CDMA2000等)，即網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)等。所以，H.264標(biāo)準(zhǔn)使運(yùn)動(dòng)圖像壓縮技術(shù)上升到了一個(gè)更高的階段，在同等圖像質(zhì)量下的壓縮效率比以前的標(biāo)準(zhǔn)提高了2倍以上，因而有可能被廣播、通信和存儲(chǔ)媒體(CD DVD)接受成為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，最有可能成為寬帶交互新媒體的標(biāo)準(zhǔn)。[nextpage]

　　選擇好的固體攝像機(jī)

　　在有較好的圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和其他(如網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)等)較好的應(yīng)用環(huán)境下，還存在有影響網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的帶寬因素，那就是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)使用的CCD或CMOS固體攝像機(jī)的質(zhì)量。因?yàn)橘|(zhì)量不好的固體攝像機(jī)不能輸出穩(wěn)定而干凈的圖像，這些不穩(wěn)定而不干凈的圖像表現(xiàn)為帶有色偏、色滾、畫(huà)面扭曲或滾動(dòng)、干擾條紋、噪點(diǎn)等。它們被輸入到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)后，就會(huì)被識(shí)別為是新增加的原始參考圖像而被重新傳輸，從而使所占用的傳輸帶寬增大。

　　實(shí)際上，在連續(xù)圖像傳輸?shù)倪^(guò)程中，我們只傳輸圖像變化的部分，而相對(duì)靜止的部分不傳輸(即使圖像數(shù)據(jù)變短而實(shí)現(xiàn)了壓縮，從而使占用的帶寬減少)。而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在識(shí)別圖像是靜止還是活動(dòng)的依據(jù)主要是檢測(cè)圖像的灰度(或色階)是否發(fā)生變化。無(wú)變化就是靜止的，有變化就是活動(dòng)的。但影響灰度變化的因素除移動(dòng)的人和物外，還有這些不穩(wěn)定和不干凈的圖像噪聲，如光線的變化等。所以，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)必須選用優(yōu)質(zhì)的固體攝像機(jī)。

　　選用DSP芯片運(yùn)算速度1000萬(wàn)次/秒以上的固體攝像機(jī)

　　因?yàn)槿展鉄?秒鐘亮滅的變化達(dá)100次，即20ms變化一次，普通的攝像機(jī)跟不上這個(gè)變化的速度，所攝圖像就會(huì)產(chǎn)生色偏和色漂移，使原本靜止的畫(huà)面變成顏色周期性變化的“活動(dòng)”而不穩(wěn)定的圖像。從而使網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)識(shí)別為變化的圖像，又使壓縮后數(shù)據(jù)增大，占用的帶寬增多。

　　如果固體攝像機(jī)的DSP芯片運(yùn)算速度移動(dòng)快，如僅用1ms就可以平衡一次白平衡的變化，從而就可以得到非常穩(wěn)定的圖像。由此看出，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最好應(yīng)選用DSP芯片運(yùn)算速度為1000萬(wàn)次/秒以上的固體攝像機(jī)為好。

　　選用信噪比指標(biāo)至少大于52dB，最好能達(dá)60dB的固體攝像機(jī)

　　信噪比不高的攝像機(jī)拍攝的畫(huà)面中充滿(mǎn)噪點(diǎn)，而這些噪點(diǎn)在畫(huà)面中的位置是沒(méi)有重復(fù)性的，其每一幀畫(huà)面都不一樣，從而使網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)認(rèn)為每幅都是全屏變化的圖像，壓縮后數(shù)據(jù)最大，占用的帶寬也最多。這種畫(huà)面數(shù)據(jù)比干凈畫(huà)面數(shù)據(jù)至少要大30%以上，這就是目前很多用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)帶寬增大的主要原因之一。

　　由上可知，選擇用于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中的固體攝像機(jī)的信噪比指標(biāo)至少要大于52dB以上，最好能達(dá)60dB。

　　選用靈敏度高的固體攝像機(jī)

　　因?yàn)檫x用靈敏度高的固體攝像機(jī)(即選用低照度攝像機(jī))，可以提高照度低時(shí)的信噪比，從而可輸出無(wú)噪點(diǎn)的圖像。[nextpage]

　　要有小的遠(yuǎn)程視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)

　　遠(yuǎn)程視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)，對(duì)任何一種網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器等都是不可避免的。顯然，這種延時(shí)將直接影響數(shù)字監(jiān)控的效果。因而要盡量減少其延時(shí)值。而不同的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的延時(shí)值不同，因?yàn)樵诓煌膸俾氏缕鋫鬏斞訒r(shí)不等。所謂幀速率為每秒傳輸?shù)目値瑪?shù)，包括1幀和P幀。但幀速率設(shè)定愈大，其帶寬愈大，圖像也愈連續(xù)。

　　對(duì)同一類(lèi)產(chǎn)品，其幀速率越高，傳輸延時(shí)越小。因此，為提高數(shù)字監(jiān)控的效果，應(yīng)盡量提高其幀速率。

　　注意其它輔助措施

　　要想得到高品質(zhì)的影像，除上面所述各點(diǎn)外，還要注意以下幾點(diǎn)：

　　·要注意計(jì)算機(jī)屏幕的顯示設(shè)定，其屏幕色彩至少為65000色;

　　·要影像品質(zhì)好，攝像機(jī)所監(jiān)控的場(chǎng)景的照度至少需達(dá)到200LX;

　　·攝像機(jī)最好避免背光;

　　·要減小對(duì)比度，即調(diào)節(jié)攝像機(jī)的曝光程度來(lái)取得較平均的照度。

　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的智能化發(fā)展趨勢(shì)

　　智能化發(fā)展要求

　　數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展起來(lái)后的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在向越來(lái)越大的趨勢(shì)發(fā)展，如一個(gè)體育場(chǎng)館可以安裝上近千個(gè)攝像機(jī)、一個(gè)大學(xué)城安裝數(shù)千個(gè)攝像機(jī)等已是習(xí)以為常的事。尤其是平安城市項(xiàng)目中，一個(gè)地級(jí)市的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)少的有五、六千個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，多的達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)，據(jù)報(bào)道，廣東平安城市項(xiàng)目全省計(jì)劃安裝100萬(wàn)臺(tái)攝像機(jī)。

　　依據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)建立的這樣龐大的系統(tǒng)已不可能是“實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”，實(shí)際上是一個(gè)“事后的錄像查詢(xún)系統(tǒng)”。由于大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的需要，工作人員根本無(wú)法管理和監(jiān)看成百上千的攝像頭。而投入數(shù)億、甚至數(shù)十億元資金建設(shè)的一個(gè)城市級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如果僅為公安業(yè)務(wù)提供事發(fā)后的錄像數(shù)據(jù)查詢(xún)，則根本無(wú)法確保系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。這樣的一個(gè)系統(tǒng)每年租用網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用就可能高達(dá)數(shù)百萬(wàn)元，加上系統(tǒng)維護(hù)、設(shè)備維修、人員工資等一年的費(fèi)用約數(shù)千萬(wàn)元，如何讓這樣一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)于更多的行業(yè)、創(chuàng)造更多的價(jià)值、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是這種大系統(tǒng)面臨的難題。

　　如果系統(tǒng)具有自動(dòng)識(shí)別和分析圖像所含信息的功能，即智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這將大大提高系統(tǒng)的性能。如早期出現(xiàn)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，就是內(nèi)置移動(dòng)探測(cè)與報(bào)警功能的系統(tǒng)。

　　一些特殊的需要也促進(jìn)了它的發(fā)展，例如，智能交通系統(tǒng)需要移動(dòng)目標(biāo)流量的統(tǒng)計(jì)、車(chē)牌號(hào)碼的識(shí)別等。由于智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)侵入指定區(qū)域的移動(dòng)目標(biāo)，因而具備了周界防范功能。智能跟蹤技術(shù)和危險(xiǎn)探測(cè)系統(tǒng)是智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的又一應(yīng)用，采用這一技術(shù)后，入侵者會(huì)自動(dòng)顯示在多個(gè)顯示屏上，并由一臺(tái)攝像機(jī)跟蹤到另一臺(tái)攝像機(jī)。跟蹤的目標(biāo)可以是汽車(chē)、移動(dòng)物體、非正常遺留物或入侵者，并且系統(tǒng)還可以提供預(yù)/報(bào)警管理。因此，智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅可用于事后搜尋犯罪嫌疑人，而且可以預(yù)防與阻止災(zāi)難與犯罪事件的發(fā)生。

　　據(jù)IMS Research公司預(yù)計(jì)，內(nèi)容分析算法將逐漸嵌入到前端監(jiān)控設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中。這樣，前端監(jiān)控設(shè)備能識(shí)別判定它所感興趣的內(nèi)容，并且只有在識(shí)別判定后才傳輸視頻圖像，從而能有效地節(jié)省帶寬資源，因而極大地提高了可用網(wǎng)絡(luò)帶寬。由此看出，智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化功能，能嵌入到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中為最好。由于帶有IP地址的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)更加方便組網(wǎng)，又無(wú)需進(jìn)行A/D與D/A轉(zhuǎn)換，直接進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理與網(wǎng)絡(luò)傳輸，因而可過(guò)濾掉用戶(hù)不關(guān)心的信息，僅僅為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息。這樣，將有助于減輕處理負(fù)載、提高信息質(zhì)量以及加快采取補(bǔ)救措施的速度。

　　智能化功能

　　智能圖像分析功能作為一種新興的技防手段可以通過(guò)電腦軟件自動(dòng)地對(duì)視頻圖像進(jìn)行分析，對(duì)于視頻圖像中出現(xiàn)的可疑現(xiàn)象及時(shí)預(yù)/報(bào)警，告知保安及時(shí)關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)狀況，如有異常立即采取行動(dòng)，及時(shí)遏制突發(fā)事件。

　　目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像處理技術(shù)、GIS技術(shù)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的深入應(yīng)用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)從視頻圖像的簡(jiǎn)單監(jiān)看、錄像、回放向視頻圖像智能化分析處理的方向發(fā)展，如動(dòng)態(tài)物體的偵測(cè)與分類(lèi)、長(zhǎng)時(shí)間滯留物預(yù)/報(bào)警、遺留物危害性判別等智能化分析處理的應(yīng)用;從基于多媒體電子地圖的應(yīng)用向具有矢量概念GIS平臺(tái)的整合的方向發(fā)展，如動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控、設(shè)置防御層、定義監(jiān)控場(chǎng)景等功能的應(yīng)用;從單一產(chǎn)品、單一系統(tǒng)向多產(chǎn)品多系統(tǒng)的集成與聯(lián)動(dòng)的方向發(fā)展，如與其他安防系統(tǒng)、公安110接處警指揮系統(tǒng)和智能卡口系統(tǒng)等聯(lián)動(dòng)集成，實(shí)現(xiàn)信息資源共享等。從而逐步實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)監(jiān)控到主動(dòng)監(jiān)控。[nextpage]

　　適于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具體嵌入的智能化功能，目前可以有下文幾種：

　　·視頻移動(dòng)檢測(cè)、識(shí)別與跟蹤，可用于周界警戒及入侵檢測(cè)，如在復(fù)雜的天氣環(huán)境中(例如雨雪、大霧、大風(fēng)等)精確地偵測(cè)和識(shí)別單個(gè)物體或多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤，包括運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)特征等;用于檢測(cè)貴重物品被盜，如當(dāng)監(jiān)控場(chǎng)景中的物體被盜和移動(dòng)，算法將自動(dòng)檢測(cè)這種動(dòng)作，因而常用于貴重物品(如文物或珠寶等)和關(guān)鍵設(shè)備的監(jiān)控等;當(dāng)偵測(cè)到移動(dòng)物體之后，根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，自動(dòng)發(fā)送PTZ控制指令，使攝像機(jī)能夠自動(dòng)跟蹤物體，在物體超出該攝像機(jī)監(jiān)控范圍之后，自動(dòng)通知物體所在區(qū)域的其它攝像機(jī)繼續(xù)進(jìn)行追蹤;

　　·非滯留物(爆炸物等)檢測(cè)、識(shí)別與跟蹤，即主要對(duì)遺留、遺棄物品的檢測(cè)。當(dāng)一個(gè)物體(如箱子、包裹等)在敏感區(qū)域停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或超過(guò)了預(yù)定義的時(shí)間長(zhǎng)度就產(chǎn)生預(yù)/報(bào)警，以排除爆炸物等，其典型的應(yīng)用場(chǎng)景，包括機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、地鐵站等;

　　·人體異常行為檢測(cè)、識(shí)別與跟蹤，它主要是對(duì)人體行為的檢測(cè)與分析，在目標(biāo)檢測(cè)分類(lèi)的基礎(chǔ)上，利用人體的各種行為特征對(duì)其進(jìn)行各種行為的描述和分析，提取哪些危險(xiǎn)和有潛在危險(xiǎn)的行為，如突然拿出刀槍進(jìn)行搶奪、打斗、綁架和突然倒地等;

　　·擁擠檢測(cè)、識(shí)別與跟蹤，亦即識(shí)別人群的整體運(yùn)動(dòng)特征，包括速度、方向等等，用以避免形成擁塞，或者及時(shí)發(fā)現(xiàn)打群架等異常情況，典型的應(yīng)用場(chǎng)景，包括超級(jí)市場(chǎng)、火車(chē)站等人員聚集的地方;

　　·火災(zāi)檢測(cè)、識(shí)別與跟蹤，主要是對(duì)火災(zāi)前的焰火進(jìn)行檢測(cè)，即根據(jù)發(fā)生火情過(guò)程中煙火表現(xiàn)出的時(shí)空特征進(jìn)行煙火的實(shí)時(shí)檢測(cè)，識(shí)別出要發(fā)生火災(zāi)，即進(jìn)行預(yù)/報(bào)警，以便及時(shí)撲滅，制止火災(zāi)的發(fā)生;

　　·流量統(tǒng)計(jì)的智能化功能，這主要是統(tǒng)計(jì)穿越入口或指定區(qū)域的人或物體(如車(chē)輛)的數(shù)量，例如為商業(yè)主計(jì)算某天光顧其店鋪的顧客數(shù)量，以及交通路口的車(chē)流量等。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　由上可知，由于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的需要，工作人員根本無(wú)法管理和監(jiān)看成百上千的攝像頭，因而在很大程度上失去了監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)防與積極干預(yù)的功能。為此，必須使網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化，即通過(guò)電腦軟件自動(dòng)地對(duì)視頻圖像進(jìn)行分析，對(duì)于視頻圖像中出現(xiàn)的可疑現(xiàn)象及時(shí)預(yù)/報(bào)警，以便及時(shí)遏制突發(fā)事件。