高清网络摄像机的发展应用与技术趋势

高清网络摄像机的发展应用与技术趋势

郭晋虎

深圳市亚新科技有限公司518067

摘要：本文主要从笔者亲身参与的高清网络摄像机的发展历程与发展应用分析以及技术趋势分析，旨在与同行探讨学习，共同进步。

关键词：高清网络摄像机；发展；应用；技术趋势；优势

在现代经济社会快速发展,科学技术持续完善与更新的背景之一,社会大众对于公共安全、生命安全、财产安全的关注度持续提高。从监控角度的角度上来说,多依赖于摄像机来对实时信息进行记录、传输,在摄像机的综合应用背景之下,将传统意义上的安全防护性监控逐步发展并转变为生产经营管理综合一体的监控模式,同时也使得监控过程中的空间限制被打破,自室内监控模式转变为以无人值守为特点的监控模式。同时,互联网网络系统基于其数据传输的时效性、稳定性、以及安全性优势,在与摄像机相互结合的背景之下,能够形成高清网络摄像机,并作用于包括金融、教育、安防、文化等多个行业与领域,持续提高其监控功能的网络性、智能性、远程性、以及数字J险优势,而这也正是构建新时期网络视频监督控制系统的主流发展方向之一。本文即针对以上问题展开详细分析与探讨。

1.高清网络摄像机的发展历程

视频监控发展于上个世纪七十年代末，当时以闭路电视监控系统为主，这也是第一代模拟电视监控系统，主要为VCR即盒式磁带录像机。到九十年代中期，基于PC机插卡式视频监控为主的系统开始形成，主要由多媒体控制主机或硬盘录像主机（DVR）进行数字处理与存储,并取代了传统的盒式磁带，但无论是VCR还是DVR，其前端的摄像机产品都是模拟摄像机，通过同轴电缆传输视频信号。

2000年以后，以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统获得快速发展，引发了视频监控行业的技术革命，全球第一款网络摄像机也在此期间应运而生。在很长的一段时期内，国际品牌占据着国内网络摄像机市场。2006年前后，包括科达在内的国内监控厂商也开始推出具有自主知识产权的网络摄像机产品，2008年科达推出了业界首款嵌入式NVR，随后国内监控市场开启了网络视频监控发展的新局面，NVR将取代DVR提供全网络化监控解决方案逐步获得了业界认可，由于与NVR配套的前端主要是网络摄像机，因此网络摄像机产品也与NVR一起获得了更快的发展。

从2009年开始，随着高清监控的高速发展和普及，加上技术及成本的双重因素推动，高清监控的前端基本形成以高清网络摄像机为主导的格局，所以高清监控直接带动了高清网络摄像机的爆发性增长与普及。随着高清网络摄像机成本的不断下降，接下来几年视频监控市场将全面转向高清监控，以前的模拟或标清摄像机也将会逐步被高清网络摄像机所取代。

对于监控而言，高清是个大范畴的概念，包含图像采集、解码、传输、存储、显示、浏览等一系列的图像处理流程，但高清监控的基础是前端，即高清网络摄像机，只有在这个环节实现了高清，才能在其他环节实现高清体验，所以图像清晰度成为了高清概念面世以来各厂商最基本的追求。

2.高清网络摄像机的发展应用分析

在当前的社会各领域监控需求不断综合化、细节化的背景之下,高清网络摄像机的发展环境更加的有利,现阶段的高清网络摄像机开始呈现出形态方面的多元化(包括半球高清网络摄像机、快球高清网络摄像机、以及枪机高清网络摄像机等在内)、功能方面的多样化(包括对低照度功能的支持、红外功能的支持、3D降噪功能的支持、以及宽动态功能的支持等在内)。这样一来,使得高清网络摄像机的应用更加深入的渗入至各行业领域当中。现举典型行业,对高清网络摄像机的应用发展进行研究概述:

（1）高清网络摄像机在公安审讯中的应用:传统技术下公安审讯多应用同步录音、录像系统对审讯过程进行数字化机率,但由于整套同步系统的设备构成比较复杂,传输图像距离有所限制,且保存不够方便,因而存在大量的缺陷与不足。而通过对高清网络摄像机的应用,为满足公安审讯的具体需求,仅需要在视频采集空间内布置3台摄像机(分别为高清网络特写摄像机、防爆型全景摄像机、以及指挥型摄像机)。通过3台高清网络摄像机的综合配合,除可观察审讯对象的面部细微表情与动作以外,设备布置简单,储存方便,传输不受距离限制,故而可显著提高公安审讯的工作效率。

（2）高清网络摄像机在交通运输中的应用:在交通卡口系统当中,可以将全景摄像机配置在卡口系统前端图像采集区域当中,并引入特殊形态的高清网络摄像机(如枪型高清网络摄像机),发挥其丰富的功能以及小巧的形态优势。同时,整套系统可支持唇音同步功能,对所采集视频中的回音加以抵消,兼顾实现远距离双方的语音对讲功能。同时,在电警卡口系统中,通过配置带抓拍功能高清网络摄像机的方式,除可支持7x24h的视频监控以外,还能够对运动状态下的车辆进行有效的捕获,识别车辆牌照信息,其采集视频像素多可达到1600x1200单位以上,避免重要信息的丢失或遗漏。

（3）高清网络摄像机在校园建设中的应用:在以前,由于技术与成本原因,高清摄像机在高校所占比重要远远低于模拟摄像机,2012年上海出台了关于高校安防的“十二五”规划,首次将高校IP监控提上政策层面,如今,随着监控系统的网络化、数字化、高清化发展,加上高校安防投资力度的加大,IP高清设备价格逐步下降等原因,新建、扩建和改造校园高清IP系统己成为高清网络摄像机又一大关键应用领域。根据校园内部环境的不同,可采取不同形态的高清网络摄像机。例如,校园围墙部分,可引入红外枪型高清网络摄像机,图书馆、宿舍等室内部分,可引入红外半球型高清网络摄像机,操场等一类面积较大的室外部分,可引入球型高清网络摄像机,在不同场所中发挥其高清视频监控优势。

3.高清网络摄像机的技术趋势分析

高清网络摄像机己逐步带领网络摄像机自满足“看得见”的需求转型成为满足“看得清”的需求。同时,为了进一步体现高清网络摄像机的综合应用优势,要求在技术研究方面做出以下几个方面的尝试:

（1）对高清网络摄像机智能前置技术的趋势分析:当前技术条件支持下,主要依赖于两种方实现智能视频监控,其一为前端智能分析模式,其二为后端智能分析模式。对比后端智能分析模式而言,前端智能分析技术的发展能够使视频监控防御的主动性得到显著的提升,通过对摄像机芯片与核心算法的集成,提高摄像机的处理质量,在处理图像既定条件下,可大量节约带宽消耗,确保分析智能型的实现。例如,2011年某某地区的科达公司推出了全新的高清智能卡口系统,拟作用于对摄像机后端智能分析的解决。通过该系统的应用,可使高清网络摄像机实现包括车辆动态捕获、运动车辆高清抓拍在内的各种功能。由此可见,与高清网络摄像机相配套的智能监控平台以及智能前置技术当属未来整个监控领域的主流发展方向。

（2）对高清网络摄像机编码效率技术的趋势分析:高清网络摄像机中可引入H.264数字视频压缩标准,在提高图像质量的同时,合理控制码率。同时,基于H.264的数字视频压缩标准对于优化其与无线信道的配合性而言也有重要意义。自2005年以来,就有相关国际组织开始展开对下一代数字视频压缩标准H.265平台技术的规范工作,规范的目标是,在原有H.264标准的基础之上,实现2一4倍复杂度的提升。而展望高清网络摄像机的发展趋势,相信在高清视频硬件技术发展的带动下,能够进一步促进该压缩技术的发展,优化编码效率。

（3）对高清网络摄像机图像处理技术的趋势分析:高清网络摄像机为在安防监控市场中赢取更加广阔的发展空间,其根本目标还是提高面向用户所提供图像信息的清晰性,并扩展视频信息的细部表现。当前,高清网络摄像机正努力将白平衡技术、自动聚焦技术、3D降噪技术、宽动态技术、以及防抖抗震技术作为研究的重点。但,受到外部环境,如恶劣的气候条件影响,所输出的视频图像信息仍然与用户要求存在一定差距,因此还需要在对抗外部环境对图像的影响方面做出努力,或可通过iVew一DR技术的方式,提高视频摄像中的宽动态反应,增加宽动态响应灵敏度,并兼顾对低照度或高照度环境下图像效果的改善功能。

结语；综上所述，随着高清网络摄像机逐渐被越来越多的用户所接受，软硬件技术的不断成熟，相信高清网络摄像机将凭借其强大的画质优势，智能化功能的逐步应用，预计其未来的应用领域将会得到更加快速的发展。

参考文献；

[1]高清网络摄像机的发展应用与技术趋势_林颀

[2]高清网络摄像机的发展应用与技术趋势_吴映霞

[3]高清网络摄像机的技术发展趋势_杨圣伟

[4]高清网络摄像机技术应用与分析_文军