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隨著科技的發展和社會的進步，傳統的視頻監控系統已經不能完全滿足各種領域的安防需求。安防信息化時代的來臨，網絡監控系統的架構也逐漸增多，網絡視頻可以在世界的任何一個角落透過互聯網進行遠程監控，這是遠程監控受到青睞的特點之一。在遠距離監控的環境中，IP攝像機起到不容忽視的作用。其在遠程監控、分布式管理上的優勢使其迅速成為安防市場上一個新的熱點，越來越多的安防廠商開始研發生產支持不同類型的網絡攝像機產品與相應遠程監控配套產品。
　　縱觀IP絡攝像機的發展歷程，從零星應用到如今遍地開花，無不喻示著安防行業正在悄悄的改變其傳統監控方式。IP攝像機在監控系統中表現出的即插即用、遠程監控、先進的編解碼、簡便的布線、智能化、無線監控等一系列特性是其在短短幾年間市場份額節節攀升的重要原因。本文旨在講訴網絡攝像機發展歷程，對時下IP攝像機先進的技術進行論述，并分析其未來的發展趨勢。　　
IP攝像機的發展歷程與現狀
變革源于清晰度與壓縮格式
    上世紀90年代，IP攝像機嶄露頭角，不過那時的IP攝像機主要是在原有的模擬攝像機上增加IP模塊，即支持CVBS信號傳輸的同時支持數字信號傳輸。當時的網絡架構帶寬低、芯片制造廠商投入的力度小、成本非常高……礙于種種條件制約，IP攝像機在那時市場需求非常少。隨著計算機、寬帶、電子等IT技術的快速發展，并以日趨成熟的攝像機技術為基礎，以網絡、新編解碼技術等為軟件技術支持，以高性能芯片為硬件支持，使得IP攝像機逐漸達到一個新高點，成為視頻監控改革的先驅。與傳統模擬攝像機相比，IP攝像機能突破以往模擬監控的各種瓶頸：遠程監控、清晰度、遠程報警聯通、擴展性、保密性等。IP攝像機另一個重要的發展原因便是網絡化、數字化、信息化在各行各業得到飛速發展，加之整個大安防行業的井噴式發展也給IP攝像機帶來契機。
　　無論是在大安防行業的快速發展推動下，還是網絡、信息技術腳步不斷前進的有利條件下，IP攝像機的進步離不開兩點：清晰度與壓縮格式。好比清晰度是攝像機的生命，先進的圖像壓縮格式是則IP攝像機賴以生存的條件，兩者缺一不可。
　　IP攝像機逐步高清化
　　IP攝像機最初只能達到CIF格式即320×240和352×288兩種， 而后發展到標清的VGA（640×480）與D1（720×576），但隨著百萬像素高清監控概念的推出以及實踐，如今IP攝像機已經發展到準高清720P（1280×720）、高清1080i、1080P。從IP攝像機市場的需求與應用情況來看，目前IP攝像機主要的應用格式為標清與高清，而高清的應用也在諸多有利條件下逐漸成為主流。
　　H.264壓縮已成首選
　　視頻圖像壓縮是IP攝像機最基本的要求，也是IP攝像機性能的最基本體現。壓縮格式直接決定了網絡傳輸、錄像存儲以及后端處理各環節的表現，對圖像的質量有著非常大的影響。IP攝像機最初的壓縮格式主要以M-JPEG（運動靜止圖像壓縮格式）為主，它把運動的視頻序列作為連續精致圖像來處理，這種壓縮技術可單獨完整地壓縮每一幀，可使圖像具有較高的分辨率，圖像品質也比較高。但M-JPEG只對幀內的空間冗余進行壓縮，不對幀間的時間冗余進行壓縮，故壓縮效率不高，占用帶寬也高。MPEG-4和H.264都是采用幀間壓縮，具有更高的壓縮效率，其中，MPEG-4能夠智能化選擇影響的不同之處，再壓縮下個別編輯畫面，使圖文容量大幅縮減，從而加快視/音傳輸。而H.264編碼格式能在相同的重建圖像質量下，可提供比H.263節約50%左右的碼率，可比MPEG-4實現的圖像格式性能提高35%左右。所以說，H.264編碼格式是目前最適合用于IP攝像機的壓縮格式，能提供低碼率高質量的圖像傳輸
　IP攝像機市場現狀
　　隨著本土企業在DVR/DVS產品領域的崛起，這些企業雖然在攝像機技術方面與國外企業還有一定的差距，但是他們在圖像處理、壓縮編碼方面已經具備相當的實力，同時在市場響應速度、產品定制、成本控制方面有明顯的優勢，因此國內廠商在IP攝像機領域的發展也是風生水起。
　　2008年國內網絡攝像機市場規模占中國攝像機市場規模約4%，達到5.2億元。2009年，網絡攝像機的市場同比增長約100%，其市場規模約為10億元。根據多個網絡攝像機廠商提供的銷售數據，以及各工程商網絡攝像機的采購量，并參照部分芯片廠家提供數據統計分析得出：2010年攝像機工程項目應用比例中，模擬攝像機占88%，網絡攝像機占12%，后者所占市場規模約為15億元。從2008年到2010年，網絡攝像機的市場份額平均以70%的增長率高速發展。而2011年上半年攝像機工程項目應用比例中，網絡攝像機已經提高到了23%左右。按這樣的發展勢頭，預計2011年國內網絡攝像機市場規模有望突破20億的大關。
　　IP攝像機的芯片技術方案搭配
　　IP攝像機與模擬攝像機最主要的區別在于IP攝像機通過壓縮圖像并轉換成數字信號，并通過TCP/IP協議進行傳輸。而要完成視頻壓縮和網絡服務器的核心功能，基本靠一塊芯片實現。目前，IP攝像機主要解決方案有DSP與ASIC。
　　美國德州儀器（TI）是世界上最知名的DSP芯片生產廠商，其生產的TMS320系列DSP芯片廣泛應用于各個領域，DM642是TMS320系列中性能應用最廣泛、專為視頻應用而優化的高速數字信號處理器（DSP），由于TMS320系列DSP芯片具有價格低廉、簡單易用、功能強大等特點，已經逐漸成為目前最有影響、最為成功的DSP處理器。DM64X系列DSP以其多樣的視頻接口與豐富的板上資源被廣泛應用在網絡攝像機、高清視頻、視頻服務器等行業中。
　　目前，TI基于DSP的新型數字媒體處理器達芬奇處理器（DaVinci）已經得到大量應用。其中核心之作TMS320  M643X處理器是達芬奇技術中首批僅基于DSP的產品，結合了增強型DSP內核與最新視頻處理子系統（VPSS），DM643X處理器能夠提高視頻性能，以D1解析度實現高達H.264的視頻解碼。而且與前代DSP數字媒體處理器相比，成本降低了50%。
　　談到TI的DSP，還不得不介紹該公司全新 TMS320 C66x數字信號處理器（DSP）。該DSP內核不僅能為C64x+指令集架構（ISA）帶來了顯著的性能提升，同時還在同一處理內核中高度集成了針對浮點運算的支持。浮點處理技術首次能夠用于傳統上僅能滿足定點處理運行速度要求的處理器中。該C66x DSP的ISA同時支持單精度和雙精度浮點操作，并全面兼容IEEE 754標準。這一組合使得該DSP能夠在完全無損定點或浮點功能的情況下將浮點優勢引入高速嵌入式架構中。
　　為順應網絡高清監控的發展趨勢，TI公司基于單片系統(SoC)的體系結構可謂傲視群雄。SoC是一種強大的單片機，內置了高性能DSP與MCU，還可提供豐富的接口，猶如電腦CPU。TI旗下產品DM8168產品是業界迄今最強大數字媒體SOC平臺，而達芬奇DMVA2視頻處理器使得在1080P的條件下還能實現智能視頻分析。TI公司最新的DM3730與DM3725處理器則采用ARM CortexTM-A8與C64x+TMDSP內核，在SOC上集成影像及視頻加速器(IVA)、3D圖形處理器。
　　美國模擬器件公司（ADI）與意法半導體公司應該是TI最主要的DSP競爭對手。其中，ADI推出的Blackfin匯聚式DSP是新型的16-32位嵌入式處理器，專為滿足當今嵌入式視音頻和通信應用計算要求和功耗約束條件而設計。Blackfin處理器基于由ADI和Intel公司聯合開發的為信號架構，它將一個32位RISC型指令集和16位乘法累加信號處理功能與通用型微控制器所具有的易用性組合在一起，這種組合極大的簡化了硬件和軟件設計任務。目前，Blackfin處理器在單核產品中可提供高達756MHz的性能，還可提供0.8V的超低功耗。意法半導體推出的SPEAr（結構化處理器增強型架構）嵌入式微處理器采用先進的90nm和65nm HCMOS制造工藝，內置了業內最先進的ARM9處理器內核，并可提供多個存儲器接口，以及用于各種應用的IP模塊。
　　而ASIC解決方案中，國內的海思方案是IP攝像機的不二選擇。海思生產的芯片主要占領國內網絡監控產品中低端市場，其基于ASIC的解決方案芯片具備體積小、功耗低、可靠性高、性能高、保密性強、成本低等優點，是一套性價比出群的解決方案。海思芯片的發展也從最初的HI3510到HI3512、HI3515、HI3516、HI3520。從最初的D1效果到如今能實現FULL-HD，加上內置的ARM9內核性能不斷提高，搭配出色的H.264視頻壓縮格式作為護航條件，如今被廣泛用于中低端DVR、DVS以及IP攝像機，不過其重點方向也是集中在IP攝像機模塊。如今，海思也從芯片技術的發展中逐漸走向成熟，其在市場的良好表現也表明了用戶對其產品的認可度。
IP攝像機核心技術應用
　　相比模擬攝像機，IP攝像機給用戶帶來的是技術上的變革與全新的用戶體驗。在技術層面上，傳統的白平衡、背光補償、寬動態技術已經是最低標配。技術是不斷發展進步，IP攝像機之所以能如此快速的發展，安防行業快速增長的市場需求以及網絡化系統架構建設是基礎，而攝像機廠商不斷加大力度研發、投資以及市場激烈的競爭則是最重要的原因，使得IP攝像機不僅在技術、功能以及外觀設計上都是日新月異。
　　對于IP攝像機未來的技術發展趨勢，海康威視前端產品線經理徐萱呈表示：“IP攝像機未來的技術發展趨勢主要有：高清化趨勢、COMS逐漸取代CCD、智能分析功能、標準化以及傳輸技術的進一步提升。”
　　高清技術應用逐漸深入
　　如今，最為紅火的就是高清化監控的概念與應用，而許多大型項目的成功也表明高清監控已經逐漸成為主流。高清IP攝像機的發展可謂是一日千里，除了目前接觸較多的百萬像素、130萬像素、200萬像素外，300萬像素、500萬像素、800萬像素的產品已經在市場上出現，甚至千萬及千萬以上像素的產品也開始在監控行業中露出端倪。在本刊高清網絡攝像機的調查中發現：2009年以來，隨著金融、交通等行業以及平安城市部分項目對高清監控的高需求，加上上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會等大型活動推動高清監控趨勢下，高清網絡攝像機（分辨率大于等于720P）如雨后春筍般快速增長。一些主流網絡視頻監控廠商如松下、索尼、海康威視、科達、Axis、大華、黃河等紛紛推出百萬像素網絡攝像機，在高清網絡監控領域中進行新一輪的角逐。調查顯示，國內2010年高清網絡攝像機全年出貨總量超過20萬臺，與2009年相比增長超過200%，占網絡攝像機的比例約為34%。在高清網絡攝像機中，百萬像素占56%，200萬像素占37%，300萬像素或以上占7% 。
　　降噪技術不斷提升
　　如今，3D數字降噪技術與超級寬動態在IP攝像機中也是非常常見，要是放在以往，可是驕傲的存在。當然，新技術也在不斷應用到IP攝像機當中。如海康威視的smart ir技術。該技術采用智能圖像處理技術，通過檢測圖像多區塊亮度來智能調整亮度曲線，從而防止圖像過曝以及曝光不足等現象，解決了紅外攝像機近處過曝的問題，使圖像亮度均勻分布，畫面還原更加真實、細膩。安訊士的“覓光者”技術。該技術對低照度有極高的敏感性，讓攝像機即使在一場黑暗的環境下野可看到監控對象。松下的SmartHD技術，該技術首先體現的就是高清，另一個技術特點就是智能分析，其實就是Smart與HD的綜合體現。
　　CMOS推動網絡攝像機發展
　　圖像傳感器作為IP攝像機的核心組件，CMOS有著逐漸代替CCD的趨勢。隨著技術的發展，CMOS傳感器的性能正在得到快速提升。CMOS傳感器響應速度比CCD快、更好更低，因此更適合高清監控的大數據量特點。從市場方面來看，CCD的傳統生產廠商SONY已經開始把重心移向了CMOS傳感器，在其生產的高清網絡攝像機中更是幾乎清一色地采用了CMOS傳感器，這也許可以看作是CMOS傳感器的一個階段性勝利。
　　智能視頻分析技術應用深入
　　智能視頻分析可以說是IP攝像機高清概念之外的另一個熱點。目前在高清網絡攝像機中已經實現或者正在實現的智能分析功能有：視頻遮擋與視頻丟失偵測、視頻變換偵測、視頻模糊偵測、視頻移動偵測、出入口人數統計、人群運動及擁堵識別、物品遺留識別、入侵識別等等。
　　網絡攝像機的未來發展趨勢
　　一直以來，安防市場眾多產品都缺乏一定的行業標準，這是制約大安防建設的條件之一。近幾年來，有SONY、安訊士等知名IP攝像機廠商自發組織的ONVIF正在給IP攝像機提供一定的行業標準，雖然企業自發組織形成的標準，但從其得到越來越多企業的響應來看，還是具有非常重要的意義。相信在未來幾年內，標準化將成為IP攝像機走向市場的通行證。
　　傳輸技術的進一步提升，是IP攝像機得以發展進步的重要基礎技術建設。目前，在平安城市、金融聯網監控等項目中通常采用自建光纖網絡或局域網絡實現1000M帶寬網絡。這種千兆帶寬資源，在前端安裝100路1080P全實時高清網絡攝像機(即使按每路占用資源4Mbps計算)，占用總帶寬資源不到50%；如果是采用720P傳輸，帶寬還可以減少一半，這樣完全可以有效支持高清網絡攝像機的實際應用。
　　另外，3G移動數據網絡的部署使無線網絡作為視頻圖像載體成為可能，移動視頻監控是將來的一個重要發展方向。3G視頻監控是具有高端和差異化特色的3G多媒體業務的典型代表，對應急指揮、公交監控等專業領域在適合不過，當然，只要通過具備3G網絡的手機便可觀看到監控畫面的特點，讓其也適用于普通消費者，實現平民化、家庭化、公共服務化。
　　未來， 隨著監控技術的不斷提高和發展，IP攝像機作為監控技術發展的主要方向之一，結合光學成像技術、智能分析技術、網絡傳輸技術等等帶來新的變革，在不斷滿足市場競爭需求的同時，趨向于一種自我的完美實現。它深刻地影響著監控技術領域，也將深刻地改變我們的生活方式。