網絡視頻監控正以驚人的速度在發展，大有取代模擬視頻監控之勢。同時，越來越多的客戶也表現出對IP數字監控的青睞。那么在選擇網絡攝像機時，需要注意哪些因素呢?這便是本文所要討論的。

　　文/深圳市朗馳欣創科技有限公司

　　網絡攝像機伴隨著網絡的發展飛速成長，它可以通過網絡將影像傳至地球另一端，且遠端的瀏覽者不需要任何專業軟件，只要標準的網絡瀏覽器(如Microsoft IE或Netscape)，即可監視其影像，并能進行錄像。

　　回頭展望視頻監控，曾經歷了從低清晰度的模擬視頻監控發展到現在的高清晰數字監控。雖然，目前數字監控還沒有能完全取代模擬視頻，但是網絡視頻監控已以非常驚人的速度發展著。同時，越來越多的客戶在對今后監控設備的采購表現出選擇IP數字設備的傾向。那么，在選擇網絡攝像機時需要注意些什么要素呢?下面將就這個問題進行簡單探討。

　　如何選擇IP攝像機

　　成像質量

　　成像質量是攝像機的靈魂，是需關注的重要指標之一。好的成像質量來自于鏡頭和成像器件。攝像機鏡頭的成像質量好壞將影響成像器件輸出的信號質量。我們可以將鏡頭比喻是人的眼睛，而成像器件就是視網膜。

　　1、鏡頭

　　鏡頭種類繁多，但是即使同一類型的鏡頭，其成像質量也有著很大的差異，這主要是由于材質、加工精度和鏡片結構的不同等因素造成的，同時也導致不同檔次的鏡頭價格從幾十元到幾萬元的巨大差異，比較著名的如四片三組式天塞鏡頭、六片四組式雙高斯鏡頭。一個好的鏡頭，在分辨率、明銳度、光圈系數等方面都會有很好的表現，對各種像差的校正也比較好，但同時其價格也會高幾倍甚至上百倍。

　　像差是影響圖像質量的重要方面，常見的像差有如下六種：球差、慧差、色差、像散、場曲、畸變。因此目前常用的鏡頭都是多片多組鏡片加多層鍍膜構成，其目的就是為了解決像差問題，使得成像更清晰銳利、色彩逼真。

　　2、CCD還是CMOS

　　CCD和CMOS在制造上的主要區別是CCD是集成在半導體單晶材料上，而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導體材料上，工作原理沒有本質的區別。

　　從制造工藝上說CCD制造工藝較復雜，只有少數幾個廠商，如索尼、松下、夏普等掌握這種技術，因此CCD攝像機的價格會相對比較貴。事實上經過技術改造，目前CCD和高級CMOS的實際效果的差距已經非常小了。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD，所以很多低檔攝像頭生產廠商采用普通CMOS感光元件作為核心組件。

　　成像方面，在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確。而普通CMOS的產品往往通透性一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好，由于自身物理特性的原因，普通CMOS的成像質量和CCD還是有一定差距。但由于低廉的價格以及高度的整合性，因此在攝像頭領域還是得到了廣泛的應用。

　　目前，許多低檔入門型的攝像機使用廉價的低檔CMOS芯片，成像質量比較差。普及型、高級型及專業型攝像機使用不同檔次的CCD，個別專業型或準專業型數碼相機使用高級的CMOS芯片。代表成像技術未來發展的X3芯片實際也是一種CMOS芯片。

　　綜上所述，CCD與CMOS孰優孰劣不能一概而論，但就目前而言，在監控攝像機領域中普遍使用的CCD芯片的攝像機成像質量要好一些。

　　3、模擬還是數字

　　CCD攝像機按照輸出信號分為模擬攝像機和數字攝像機。如果攝像機CCD板輸出的是模擬信號，那么在攝像機電路上其實對CCD傳來的電信號進行了一次模擬編碼輸出，視頻編碼模塊在數字壓縮前先要對CCD板路傳來的模擬信號重新進行數字化，然后才能壓縮輸出。這樣無形中就多出了一對沒有必要的D/A-A/D轉換過程。而在這個過程中多出的一對轉換會帶來無謂的信號損失。同時，由于模擬攝像機的掃描方式是隔行掃描的，還存在奇數場與偶數場之間的鋸齒問題，數字輸出的CCD可以選擇逐行掃描的輸出方式，清晰度又提高了一個層次。因此在選擇IP攝像機的時候盡可能選擇數字逐行掃描、信號直接壓縮編碼的IP攝像機(盡管成本上略有提升)。

　　壓縮方式

　　IP攝像機和視頻服務器作為視頻網絡應用的新型產品，適應網絡傳輸的要求也必然成為產品開發的重要因素，而這其中視頻圖像的技術又成為關鍵。

　　在IP視頻發展的初期有相當一部分國內外IP攝像機和視頻服務器都是采用JPEG、Motion-JPEG壓縮技術。JPEG、M-JPEG采用的是幀內壓縮方式，圖像清晰、穩定，適用于視頻編輯，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面，因此可以任意剪接，特別適用于安防取證的用途。但是由于其對網絡帶寬的要求過高，因此無法在帶寬相對較窄的互聯網上傳輸。最近幾年出現了MPEG-4和H.264壓縮標準，而分辨率也從原來的CIF發展到了現在的300萬像素超高清晰度。

　　但是有一點需要提醒注意，在歐美M-JPEG是司法認可的視頻證據格式，而壓縮效率高的MPEG-4H.264并沒有得到司法證據認可。盡管如此，MPEG-4H.264的壓縮標準還是得到了廣大用戶的認可和好評。

　　1、M-JPEG

　　M-JPEG的主要缺點是壓縮效率低，M-JPEG算法是根據每一幀圖像的內容進行壓縮，而不是根據相鄰幀圖像之間的差異來進行壓縮，因此造成了大量冗余信息被重復存儲。目前流行的M-JPEG技術最大壓縮也只能做到每幀3K字節，但如果采用如此的壓縮比，視頻質量會嚴重降低。即使是丟幀傳輸或錄像，也將耗費大量的網絡帶寬和硬盤空間，尤其在攝像機較多時，它的數據傳輸量和存儲量是十分驚人的。在碼流比較低的情況下M-JPEG的圖像質量要明顯低于MPEG-4壓縮模式。

　　因此除了在局域網內，或者廣域網不要求實時、很少存儲的前提下，才考慮使用M-JPEG的壓縮模式。

　　2、MPEG-4H.264

　　MPEG-4H.264是專為音視頻信息在因特網實時傳輸音/視頻訊號而制定的最新MPEG標準。它利用很窄的帶寬，通過幀重建技術，壓縮和傳輸數據，以求以最少的數據獲得最佳的圖像質量，通過動態地監測圖像每個區域的變化，按對象的空間和時間特征來調整壓縮方法，從而可以獲得比M-JPEG更大的壓縮比、更低的壓縮碼流和低帶寬下更佳的圖像質量，是目前全球公認的優秀的壓縮算法之一。MPEG-4基于場景描述面向帶寬設計的壓縮算法，使得在視頻監控領域中有以下幾個巨大的優勢：錄像存儲量大大降低、錄像清晰度得到保障、錄像幀數可調、網絡傳輸更加方便。

　　網絡模式

　　從網絡攝像機接入網絡的模式可以分為局域網、城域網、廣域網三種;按照線路接入模式又可分為有線與無線兩大類。一般一路CIF圖像在MPEG-4/H.264壓縮模式下僅僅需要200K左右的帶寬就可以達到實時傳輸、錄像。用戶在選擇IP攝像機的時候應該根據自己需要攝像機的數量，需要同時遠程監看、錄像的數量，綜合計算網絡帶寬需求。在局域網下，基本上可以不用考慮線路帶寬問題，只需要考慮交換機的吞吐量，選擇足夠的交換機背板帶寬即可。城域網下，例如電信全球眼，電信部門預留了足夠帶寬的線路。而在廣域網上最大的問題在于上行帶寬問題，國內現在可以提供的ADSL上行帶寬目前只有512K左右，因此使用成本是用戶必須考慮的問題之一。

　　攝像機功能

　　從今年的幾次展會上可以清楚地體現出產品細分的趨勢，IP攝像機不再局限于桌上型和槍機型，隨著IP攝像機技術的成熟和用戶需求的日益強烈，IP攝像機也繁衍出了很多種類，并逐步走向細分市場。現在市場上幾乎所有傳統攝像機的形式都已經有對應的IP攝像機，而且針對網絡傳輸特點還有更多的衍生品種。比如說：紅外日夜兩用型IP攝像機、快速球型IP攝像機、勻速球型IP攝像機、云臺控制一體化IP攝像機，還有支持無線局域網、支持SD卡存儲、USB存儲、網絡供電(POE)等等特殊功能的IP攝像機。未來隨著技術的進一步發展，IP攝像機的發展空間將無法估量。

　　隨著市場成熟程度的不斷提高，IP攝像機的功能也越來越豐富，用戶在明確了自己目前需要的基本功能后，就可以到市場上去對號入座尋找相應的產品了。比如說，用ADSL方式直接接入一個IP攝像機，而且這條線路不需要和任何人共享數據，那么就可以考慮使用帶pppOE、DDNS功能的 IP攝像機，它可以直接連接ADSL MODEM接入互聯網。

　　高清晰畫面

　　隨著CCD價格的快速下降，以及算法的提升，IP攝像機無疑會快速達到百萬像素，甚至三百萬像素的分辨率。高清晰化將徹底擺脫普通模擬攝像機在圖像上的優勢地位，成為監控的新標準之一。然而目前百萬像素IP攝像機的價格高企，以及存儲壓縮方式的滯后，高清晰化的代價是非常巨大的，這樣的數據在目前的互聯網上無法實時傳輸，如果需要壓縮錄像也是個很麻煩的事情，需要更大的硬盤空間，需要更高級的硬件設備。

　　制約IP攝像機的因素

　　因素之一：帶寬

　　IP攝像機在視頻網絡應用方面遇到的最大的瓶頸之一就是傳輸帶寬。盡管目前IP攝像機已經有了H.264壓縮、動態碼流等數據流量控制技術，但不可否認的是要獲得更高的成像質量就一定需要更高的網絡帶寬，按照目前的壓縮技術傳輸百萬像素的影像，在局域網上是沒有問題的。但是目前的廣域網傳輸方式中：ADSL受技術限制，上行實際帶寬一般都在512K左右;數據專線或者光纖的成本的確偏高。ADSL的上行帶寬僅僅只能傳輸一路質量勉強的D1實時影像，但隨著技術的不斷進步，IP攝像機普及百萬像素已經近在咫尺，傳輸成為困擾IP影像的一個大問題，因為我們不可能為每個攝像機安裝局域網或者光纖。

　　解決之道

　　隨著新技術應用和網絡寬帶接入方式的不斷革新，類似ADSL2+、VDSL2等新技術的普及應用，上行帶寬最高可達到26M，網絡上行帶寬問題將得到改善，IP攝像機的民用化市場就有可能啟動，屆時IP攝像機的監控職能的概念可能會有所模糊，人們將在更廣泛的意義上應用IP攝像機。

　　因素之二：成本

　　IP攝像機雖然在多路方案、遠程方案中設備整體造價要優于傳統監控方式，但是在小范圍內，在標準清晰度要求下，造價還是要高于傳統攝像機加DVR的方式。這只是計算了前端攝像機和錄像設備方面成本的區別，如果涉及到遠程方式，在ADSL線路無法滿足的高清晰傳輸時，專線或者光纖寬帶的租金等，將會造成高額的使用成本。這將直接影響客戶是否選擇IP攝像機。

　　解決之道

　　似乎這個問題目前正在突破中，隨產量高速增加，IP攝像機的成本會繼續下降，網絡成本也在逐步下降。因此網絡攝像機的使用成本問題將不復存在，隨著網絡攝像機的高清時代到來，性價比也將奠定網絡攝像機的優勢地位。

　　因素之三：清晰度認識的誤區

　　目前傳統攝像機分辨率是704×576，換算出來就40多萬像素，分辨率不算高，甚至趕不上一個好點的手機攝像頭。受傳統模擬技術與設備的限制，普通攝像機分辨率上升的空間極為有限。目前很多廠家的IP攝像機基本上沿用了傳統的攝像機CCD，取得攝像機CCD的模擬信號輸出給視頻壓縮模塊轉成網絡信號，這樣經過兩次轉換，圖像質量不但受到模擬信號質量的影響，壓縮效率也低很多。

　　很多人從直觀上感受，還是覺得模擬攝像機比IP攝像機清晰，其實這個問題很復雜，涉及很多因素，如CCD質量、鏡頭質量、壓縮編碼方式、顯示回放方式等等。要說清這個清晰度的差別，就先要了解一下，在什么情況下模擬攝像機比IP攝像機清晰。IP攝像機對圖像是帶壓縮的，IP攝像機在碼流低的情況下圖像效果的確是不夠清楚的，但那是不公平的對比，因為模擬攝像機是不對圖像做壓縮的，而且也不能利用公共網絡遠距離傳輸的。但是IP攝像機在1M甚至更高的碼流下，和模擬攝像機在顯示的效果基本上沒有區別。

　　就兩種成像方式而言，單從回放方式上就存在著根本的區別，如果用模擬監視器和攝像機直接連接看圖像，中間幾乎沒有任何轉換，全是模擬信號，的確很清楚;但是IP攝像機要顯示的時候必須通過解碼器，轉換成模擬信號，這樣就等于多做了模擬到數字，再從數字到模擬的轉換，無疑會增加信號的損失。如果是采用純數字高清的IP攝像機(1080P)在數字接口的高清液晶顯示器上顯示的效果，我想是沒有一個模擬攝像機能比的(如目前的高清數字電視)。因為IP攝像機的最大優勢就在于它在技術上幾乎可以不受分辨率的限制，所以從長遠來看IP攝像機的清晰度隨著網絡帶寬的變化將不再成為問題，而且隨著高清時代的到來，704×576的D1圖像標準將不再風光。

　　解決之道

　　1、突破模擬信號這個中間環節，實現攝像機CCD數字信號直接到網絡信號的轉換，即能提高壓縮效率又能大幅提升畫面品質。

　　2、百萬像素高分辨率，網絡視頻編碼技術上目前已經出現了高分辨率的編碼格式，可以實現1080P甚至更高分辨率的影像尺寸。或許只有百萬像素成為標準的時候，IP攝像機才能真正突破清晰度的爭論，沖出模擬攝像機的重圍。

　　因素之四：無線的代價

　　任何攝像機在遇到超出線路覆蓋地區的監控時，都會遇到一個問題，那就是遠程傳輸問題，一般在數十千米數量級的距離上一般都會選擇無線方式，光一對傳輸距離在20千米的寬帶傳輸設備的價格就在數萬元，因此這絕對不是一個最佳的解決之道，只能是無奈之下的選擇。而目前我們能用到的無線廣域網是屬于2.5G的無線通訊方式，標稱傳輸最快的CDMA帶寬，理論值也不過區區150Kb左右，而實際傳輸效率更是大打折扣，一般只能達到64Kb左右的實際傳輸帶寬。在這樣窄的帶寬下連一路CIF圖像都無法實現實時的傳輸。

　　解決之道

　　在廣域無線接入方式下，似乎我們能夠期盼的只有3G通信的發牌，3G通信模式下將提供上行2M的帶寬，數十公里范圍內的接入，全國絕大多數地域的覆蓋。如果3G的接入成本隨著應用的廣泛迅速降低到一定程度，那將對現行的網絡視頻監控傳輸方案產生深遠的影響。沒有了線的束縛，又加上帶寬的優勢，3G時代的來臨將會顛覆目前的傳統監控組網方式。

　　結語

　　IP攝像機的優點在于遠程視頻監控方面的技術優勢，從而擴大了圖像監控的應用范圍，強化了視頻圖像在遠程管理、視頻資料共享等方面的重要性。但是提到IP攝像機的選擇與瓶頸問題時，談的最多的就是：IP攝像機和視頻服務器的網絡帶寬、圖像質量、延時、軟件系統的兼容性和價格等問題，這些問題有些已經得到改進，但有些還沒有取得實質性的突破。

　　隨著網絡基礎設備的不斷更新，網絡視頻技術日臻完善并得到越來越多的認可，2008年奧運會、2010世博會的舉辦，僅僅在中國大陸地區就將營造出一個巨大的安防監控市場，而IP攝像機作為集新一代攝像機技術和網絡技術于一身的寵兒，將獲得無法估量的發展與進步。