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網(wǎng)絡(luò )攝像機與網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器應用比較
  

網(wǎng)絡(luò )攝像機是傳統攝像機與網(wǎng)絡(luò )視頻技術(shù)相結合的新一代產(chǎn)品,除了具備一般傳統攝像機所有的圖像捕捉功能外,機內還內置了數字化壓縮控制器和基于WEB的操作系統,使得視頻數據經(jīng)壓縮加密后,通過(guò)局域網(wǎng),internet或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )送至終端用戶(hù)。而遠端用戶(hù)可在自己的PC上使用標準的網(wǎng)絡(luò )瀏覽器,根據網(wǎng)路攝像機自帶的獨立IP地址,對網(wǎng)絡(luò )攝像機進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn),實(shí)時(shí)監控目標現場(chǎng)的情況,并可對圖像資料實(shí)時(shí)編輯和存儲,另外還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )來(lái)控制攝像機的云臺和鏡頭,進(jìn)行全方位地監控。
   從外部結構來(lái)看,目前市面上的網(wǎng)絡(luò )攝像機有一種為內嵌鏡頭的一體化機種,這種網(wǎng)絡(luò )攝像機的鏡頭是固定的,不可換;另外一種則可以根據需要更換標準的C/CS型鏡頭,只是C型鏡頭必須與一個(gè)CS-C轉換器搭配安裝。但從內部構成上說(shuō),無(wú)論是哪種機型,網(wǎng)絡(luò )攝像機的基本結構大多都是由鏡頭,濾光器、影像傳感器、圖像數字處理器、壓縮芯片和一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò )連接功能的服務(wù)器所組成。
   網(wǎng)絡(luò )攝像機作為攝像機家族中的新成員,也有著(zhù)與普通攝像機相同的操作性能,例如,具有自動(dòng)白平衡、電子快門(mén)、自動(dòng)光圈、自動(dòng)增益控制、自動(dòng)背光補償等功能。另一方面,由于網(wǎng)絡(luò )攝像機帶有的網(wǎng)絡(luò )功能,因此又可以支持多個(gè)用戶(hù)在同一時(shí)間內連接,有的網(wǎng)絡(luò )攝像機還具有雙通道功能,既可同時(shí)實(shí)現模擬輸出和網(wǎng)絡(luò )數字輸出。
   視頻服務(wù)器
   從某種角度上說(shuō),視頻服務(wù)器可以看作是不帶鏡頭的網(wǎng)絡(luò )攝像機,或是不帶硬盤(pán)的DVR,它的結構也大體上與網(wǎng)絡(luò )攝像機相似,是由一個(gè)或多個(gè)模擬視頻輸入口、圖像數字處理器、壓縮芯片和一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò )連接功能的服務(wù)器所構成。視頻服務(wù)器將輸入的模擬視頻信號數字化處理后,以數字信號的模式傳送至網(wǎng)絡(luò )上,從而實(shí)現遠程實(shí)時(shí)監控的目的。由于視頻服務(wù)器將模擬攝像機成功地“轉化”為網(wǎng)絡(luò )攝像機,因此它也是網(wǎng)絡(luò )監控系統與當前CCTV模擬系統進(jìn)行整合的最佳途徑! ∫曨l服務(wù)器除了可以達到與網(wǎng)絡(luò )攝像機相同的功能外,在設備的配置上更顯靈活。網(wǎng)絡(luò )攝像機通常受到本身鏡頭與機身功能的限制,而視頻服務(wù)器除了可以和普通的傳統攝像機連接之外,還可以和一些特殊功能的攝像機連接,例如:低照度攝像機、高靈敏度的紅外攝像機等。目前市場(chǎng)上的視頻服務(wù)器以1路和4路視頻輸入為主,且具有在網(wǎng)絡(luò )上遠程控制云臺和鏡頭的功能,另外,產(chǎn)品還可以支持音頻實(shí)時(shí)傳輸和語(yǔ)音對講功能,有的視頻服務(wù)器還有動(dòng)態(tài)偵測和引發(fā)事件后的報警功能!   
壓縮技術(shù)是關(guān)鍵
   網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器作為網(wǎng)絡(luò )應用的新型產(chǎn)品,適應網(wǎng)絡(luò )傳輸的要求也必然成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要因素,而這其中視頻圖像的技術(shù)又成為關(guān)鍵。在目前中國網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器的產(chǎn)品市場(chǎng)上,各種壓縮技術(shù)百花齊放,且各有優(yōu)勢,為用戶(hù)提供了很大的選擇空間。

  JPEG 、M-JPEG   有相當一部分國內外網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器都是采用JPEG,Motion-JPEG壓縮技術(shù)。JPEG、M-JPEG采用的是幀內壓縮方式,圖像清晰、穩定,適于視頻編輯,而且可以靈活設置每路的視頻清晰度和壓縮幀數。另外,因其壓縮后的格式可以讀取單一畫(huà)面,因此可以任意剪接,特別適用與安防取證的用途。

  Wavelet Transform    小波變換也屬于幀內壓縮技術(shù),由于這種壓縮方式移除了圖像的高頻成分,僅保留單幀圖像信號,特別適用于畫(huà)面變更頻繁的場(chǎng)合,且壓縮比也得到了一定的提高,因此也被一些網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器所采用,例如,BOSCH推出的NetCam-4系列數字網(wǎng)絡(luò )攝像機。
H.264
   H.264是ITU-T的VCEG(視頻編碼專(zhuān)家組)和ISO/IEC的MPEG(活動(dòng)圖像編碼專(zhuān)家組)的聯(lián)合視頻組(JVT:joint video team)開(kāi)發(fā)的一個(gè)新的數字視頻編碼標準,它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。1998年1月份開(kāi)始草案征集,1999年9月,完成第一個(gè)草案,2001年5月制定了其測試模式TML-8,2002年6月的 JVT第5次會(huì )議通過(guò)了H.264的FCD板。例如深圳邁威視推出的MV3001-C網(wǎng)絡(luò )攝像機就采用了此技術(shù)。
MPEG-4
    MPEG-4的著(zhù)眼點(diǎn)在于解決低帶寬上音視頻的傳輸問(wèn)題,在164KHZ的帶寬上,MPEG-4平均可傳5-7幀/秒。采用MPEG-4壓縮技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )型產(chǎn)品可使用帶寬較低的網(wǎng)絡(luò ),如PSTN,ISDN,ADSL等,大大節省了網(wǎng)絡(luò )費用。另外,MPEG-4的最高分辨率可達720×576,接近DVD畫(huà)面效果,基于圖像壓縮的模式?jīng)Q定了它對運動(dòng)物體可以保證有良好的清晰度。MPEG-4所有的這些優(yōu)點(diǎn),使它成為當前網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品生產(chǎn)廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)的重要趨勢之一,如深圳邁威視推出的MV3000-C網(wǎng)絡(luò )攝像機等。

  另外,也有部分廠(chǎng)商采用的是MPEG-1,MPEG-2壓縮格式,除此之外,有的廠(chǎng)商還采用多種壓縮技術(shù)相結合的方式,其壓縮方式就是MPEG-4,與JPEG相結合,在可以看到JPEG靜止圖像的同時(shí),利用MPEG-4高級壓縮功能,令到高質(zhì)量的動(dòng)態(tài)圖像也能在低帶寬上傳輸。

  縱觀(guān)以上這些壓縮技術(shù),雖然MPEG-4以其良好的圖像壓縮性能,可支持非常低的寬帶上達到視頻會(huì )議的質(zhì)量,從而成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò )型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主流方向,但就現在市場(chǎng)的應用情況來(lái)看,MPEG-4暫時(shí)還沒(méi)有占到主導地位,究其原因,主要是由于雖然MPEG-4的國際標準已經(jīng)制定,但MPEG-4的算法是公開(kāi)的因而廠(chǎng)商各自為政,良莠不齊,對后續的二次開(kāi)發(fā)帶來(lái)了嚴重的影響,另外,MPEG-4在圖像質(zhì)量上也有待提高,在復雜的網(wǎng)路環(huán)境中,數據流過(guò)大時(shí)易導致數據流失。

  另一方面,如此多種類(lèi)的壓縮技術(shù),也讓用戶(hù)在選購網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器時(shí),產(chǎn)生了不少的困擾,有的用戶(hù)要求網(wǎng)絡(luò )傳輸達到實(shí)時(shí),有的要求圖像質(zhì)量高,有的又要求后端存儲系統容量足夠大…….對于網(wǎng)絡(luò )型產(chǎn)品而言,網(wǎng)絡(luò )傳輸速率、圖像質(zhì)量和系統存儲容量都與產(chǎn)品所用的壓縮方式密切相關(guān),三者又互相制約,因此很難做到三者同時(shí)達到最理想的狀態(tài),只能從三者中尋求一個(gè)平衡點(diǎn),即用戶(hù)本身真正實(shí)際的需求。很多廠(chǎng)商建議用戶(hù)在選擇網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器時(shí),首先應明確系統已有的資源,以及系統所要達到的實(shí)際效果,不必一味追求市場(chǎng)上所謂的“熱門(mén)”產(chǎn)品或成本。

  網(wǎng)絡(luò )資源成為瓶頸    網(wǎng)絡(luò )環(huán)境與視頻信息的關(guān)系,就好像“路”與“車(chē)”的關(guān)系一樣,要保障“車(chē)輛”順暢、安全地行駛,首先必須做好“道路”建設。由于目前中國地網(wǎng)絡(luò )應用環(huán)境仍然存在著(zhù)各種有待解決的問(wèn)題,也使得網(wǎng)絡(luò )型產(chǎn)品如網(wǎng)絡(luò )攝像機、視頻服務(wù)器的優(yōu)勢不能完全發(fā)揮出來(lái)、網(wǎng)絡(luò )的改善和開(kāi)發(fā)成為產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸。

  動(dòng)態(tài)IP地址    由于網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器擁有獨立的IP地址,可支持多種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議,如TCP/IP、HTTP、ARP、UDP等等,因此視頻數據經(jīng)壓縮處理后,通過(guò)WEB服務(wù)器,經(jīng)局域網(wǎng)或INTERNET送至終端用戶(hù),用戶(hù)只要知道某一臺網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器的IP地址,即可查看到這臺網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器所監視的圖像! ∈忻嫔嫌胁糠志W(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器采用的是固定IP地址,但由于中國目前的網(wǎng)絡(luò )應用環(huán)境還并不發(fā)達,特別是在INTERNET上租用固定IP地址的費用較昂貴,因此大部分網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器產(chǎn)品采用的多是動(dòng)態(tài)IP地址,即網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器每次登陸上網(wǎng)時(shí),網(wǎng)絡(luò )都會(huì )分配一個(gè)新的IP地址,就象普通PC撥號上網(wǎng)一樣,但這也為遠端用戶(hù)都網(wǎng)絡(luò )攝像機或視頻服務(wù)器的搜索造成了一定的難度!   ♂槍@一難題,在不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下有不同的解決方案,在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的內部網(wǎng)環(huán)境中。IP地址的資源相對充足,如果不夠,可以采用NAT的方式,即用一個(gè)IP地址的不同端口來(lái)解決;而在INTERNET中,則可以采用在網(wǎng)絡(luò )上建立DDNS服務(wù)器的方法來(lái)解決動(dòng)態(tài)IP地址的問(wèn)題,也就是每一臺網(wǎng)絡(luò )攝像機或視頻服務(wù)器都有一個(gè)網(wǎng)絡(luò )二級域名,這個(gè)二級域名對應網(wǎng)絡(luò )攝像機或視頻服務(wù)器的MAC地址,只要網(wǎng)絡(luò )攝像機或視頻服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò )上使用,就會(huì )自動(dòng)連接到DDNS,無(wú)論它的IP地址如何變化,客戶(hù)只要在IE地址欄鍵入這個(gè)域名,就能通過(guò)DDNS服務(wù)器,將網(wǎng)絡(luò )攝像機或視頻服務(wù)器的IP地址與遠程客戶(hù)進(jìn)行連接,達到域名解析的目的。

  網(wǎng)絡(luò )安全性  對于安防這個(gè)對安全有這特殊要求的行業(yè),音視頻信息在網(wǎng)絡(luò )傳輸中的安全保密性是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題,特別是在目前網(wǎng)絡(luò )較脆弱的情況下,如何保障信息的安全傳遞成為網(wǎng)絡(luò )監控進(jìn)一步推廣應用所需要解決的技術(shù)難點(diǎn)之一。

  部分網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器的生產(chǎn)廠(chǎng)商在CPU內核的操作系統中采用了LINUX系統,這一方面是由于LINUX系統本身所占的容量較小,易于嵌入在設備中,另外LINUX是一個(gè)開(kāi)放性的操作系統,采用LINUX后,用戶(hù)可根據自己的需求,完善安全機制。此外,內置防火墻、設置多重權限和密碼認證也是較常用的保護措施,而網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器的點(diǎn)播訪(fǎng)問(wèn)機制,也減少了廣播方式帶來(lái)的問(wèn)題。當然,目前采用的保護措施大多針對終端操作,而要真正做到網(wǎng)絡(luò )傳輸的安全,除了在設備端加強保密措施以外,還有賴(lài)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境質(zhì)量的提高。

  網(wǎng)絡(luò )斷線(xiàn)、堵塞    網(wǎng)絡(luò )斷線(xiàn)和堵塞也是常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題,為了避免由此而造成的資料丟失,部分廠(chǎng)商在產(chǎn)品中內置報警圖像緩沖區,當網(wǎng)絡(luò )發(fā)生短暫斷線(xiàn)、堵塞的情況時(shí),緩沖區可以臨時(shí)存放部分現場(chǎng)圖像資料,確保不丟失重要數據,對特別重要的場(chǎng)所,這可以采用在前后端同時(shí)錄像的方式來(lái)解決。也有些廠(chǎng)商在網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器端選用特殊的路由器,在斷線(xiàn)的情況下可自動(dòng)撥號上網(wǎng),保持網(wǎng)絡(luò )的隨時(shí)暢通。

  另外,還有一些廠(chǎng)商在網(wǎng)絡(luò )攝像機內部加裝硬盤(pán),以便在網(wǎng)絡(luò )堵塞或斷線(xiàn)的情況下,攝像端仍可保持攝像和及時(shí)存儲資料,網(wǎng)絡(luò )連通后再將資料送至遠端,但這種方法也會(huì )使產(chǎn)品的成本增加,同時(shí)帶來(lái)維護的問(wèn)題。

  無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )    除了局域網(wǎng)、INTERNET等常用的網(wǎng)絡(luò )之外,今年來(lái),網(wǎng)絡(luò )攝像機、視頻服務(wù)器與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的結合也成為網(wǎng)絡(luò )型產(chǎn)品的推廣應用起到了促進(jìn)作用。

  基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸的協(xié)議有802.11B、802.11G、802.11A、SDH數字微波通信等,目前網(wǎng)絡(luò )攝像機、視頻服務(wù)器主要使用的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )有802.11B、SDH數字微波通信。使用802.11B通訊,理論上最大距離可達到30公里,但實(shí)際使用中所能達到的距離也會(huì )受到現場(chǎng)的環(huán)境、氣候和地理位置的影響。SDH數字微波通信的組成形式可以時(shí)一條主干線(xiàn),中間有若干分支,也可以是一個(gè)樞紐站向若干方向分支,其主干線(xiàn)可長(cháng)達幾千公里,另有若干條支線(xiàn)線(xiàn)路,除了線(xiàn)路兩端的終端站外,還有大量中繼站和分路站,構成一條數字微波中繼通信線(xiàn)路。

  另外,目前還有一個(gè)趨勢是利用基于移動(dòng)公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò ),例如GPRS可達30公里,CDMA可達80公里,網(wǎng)絡(luò )覆蓋面廣,因此移動(dòng)公網(wǎng)也將會(huì )成為一部分市場(chǎng)采用的網(wǎng)絡(luò )。

  網(wǎng)絡(luò )攝像機、視頻服務(wù)器于DVR   這里所說(shuō)的DVR指的是在傳統DVR的基礎上擴展了網(wǎng)絡(luò )功能的DVR產(chǎn)品,這樣使得更多的用戶(hù)可以進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn),正是由于這種產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的理念,令到帶網(wǎng)絡(luò )功能的DVR產(chǎn)品還是傳統意義上的DVR,其主要功能仍然是 D D存儲,這也決定了它的市場(chǎng)定位是在小范圍的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中,監控點(diǎn)也有限.而網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器的主要功能側重于網(wǎng)絡(luò )傳輸,這里所說(shuō)網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)大的概念,產(chǎn)品的設計定位在可適應不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境,如LAN,WAN,INTERNET或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等,且不限制監控點(diǎn)的數量,不限制用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的數量等。

  從產(chǎn)品的應用來(lái)看,網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻服務(wù)器的著(zhù)眼點(diǎn)在于遠端監控,如道路交通、無(wú)人值守的變電站、油田生產(chǎn)管理、電信機房監控等領(lǐng)域,這些領(lǐng)域的監控點(diǎn)分散,距離較遠布線(xiàn)困難,如果要建立一個(gè)全新的系統,則可以直接選用網(wǎng)絡(luò )攝像機,如果系統已有傳統的監控前端,則可以采用視頻服務(wù)器作為有效的補充;如果監控的范圍是在小區域內,無(wú)需遠端監控,則可以采用DVR會(huì )更為實(shí)際。

  部分網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品的制造商認為,DVR只是一個(gè)過(guò)渡性產(chǎn)品,假使未來(lái)時(shí)間內網(wǎng)絡(luò )環(huán)境更為成熟、網(wǎng)絡(luò )型產(chǎn)品的價(jià)格調整下來(lái),在后端電腦上隨意安裝一套軟件就可實(shí)現遠程監控,這樣將代替目前的產(chǎn)品。但也有一些安防業(yè)界內人士表示,這三種產(chǎn)品的應用范圍各不相同,各自都有自己的生存空間,特別是在安防行業(yè)中,資料的安全是首要目標,因此DVR的存儲功能仍然相當重要。


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