网络摄像头简介

    网络摄像头英文IP camera,或者network camera)也叫IP摄像头,在模拟摄像头的基础上经过编码(视频,音频,控制信号等),通过网络进行传输,可以在电脑客户端,浏览器或者后端存储设备上解码显示并存储录像。

    网络摄像头(英文IP camera,或者network camera)也叫IP摄像头,在模拟摄像头的基础上经过编码(视频,音频,控制信号等),通过网络进行传输,可以在电脑客户端,浏览器或者后端存储设备上解码显示并存储录像。

    世界上第一台安防 网络摄像头于1996年由安讯士生产制造,命名为Axis Neteye 200。现在安讯士仍然是重要的安防网络摄像头生产厂商。

    在此之前,1991年,剑桥大学的科学家在局域网里运行了一个摄像机用来监控煮咖啡的壶,这个摄像头每分钟会抓取3张图片,以随时了解煮咖啡的情况。另一个比较出名的网络摄像头是旧金山州立大学于1994年创建的GogCam,至今仍然可以访问浏览这个摄像机的实时画面。–FogCam

    在中国,早期的 网络摄像头主要是国内厂商代理的国外品牌,比如Sony,三星、泰科、博世等。而于2001年3月和11月分别成立的大华、海康,早期主要的产品是数字硬盘录像机及板卡(2002年前后正是硬盘录像机取代磁带的数字化变革时期)。依靠DVR编码积累的经验,海康大华相继进入前端网络摄像头市场,得益于房地产飞速发展,国内平安城市建设等政策因素,国内诸如海康,大华等安防企业迅速发展并成长起来,并逐渐占领全球市场。

    网络摄像头的快速发展首先得益于高的起点,安防摄像头技术已经相当成熟,同时网络、计算机、芯片、软件技术都达到了较高的水平;第二,这也是市场的必然趋势,网络化、数字化、信息化在各行各业都在快速的发展,同时安防监控行业在这几年也是出现了高速、井喷式的增长;最后也最重要的是,网络摄像头对比模拟摄像机有很多自身的优势,可以解决使用模拟摄像机存在的各种问题,可以突破模拟摄像头固有的各种瓶颈,可以有效的提高监控系统的能力、效率,因此网络摄像头的快速发展是大势所趋。

预计到到2025年网络摄像机市场将突破200亿美元。

一、发展历程

    下面,我们从 网络摄像头的清晰度,压缩格式以及智能功能三个方面来看其发展历程。

二、清晰度

参见 安防中的分辨率 一文。

    早期的 网络摄像头脱胎于模拟摄像头,普通标清的模拟摄像头经过编码(普通模拟摄像头外接编码器),输出分辨率为CIF或者D1(4CIF)格式的网络信号。

    早期网络视频编码器很流行,是视频监控从模拟到网络过渡的中介和桥梁。DVR可以看成是多路的视频编码器。海康,大华,安讯士都有各种型号的视频编码器产品,有些甚至保留至今,有些产品迭代升级成高清的网络视频编码器。(和网络视频编码器对应的是视频解码器和矩阵,这里不展开叙述。)

    进入高清时代以后(CMOS淘汰掉CCD), 网络摄像头的成本优势才开始体现。从720P,1080P到现在流行的300万,500万分辨率,以及最高的4K,800万,以及未来的8K。超高的分辨率已经完全能满足安防的需要。

三、编码方式

参见 视频编码的相关概念 一文。

    高分辨率,意味着视频数据更多,带宽,存储需求更大。要在有限的带宽和存储空间下,传输存储更高清的视频,需要降低视频码流(比特率),需要更高效的编码技术。

    视频编码技术是不断发展的,进步很快,更新也很快。主要的视频编码方式有ISO/IEC MPEG的MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4/AVC,MPEG-H Part2/HEVC系列; ITU-T的H.261,H.262,H.263,H.264/AVC,H.265/HEVC,H.266/VVC系列;以及中国标准化协会的AVS,AVS2,中国安全行业的SAVC等。

    视频编码的核心诉求和方向就是使用尽量低的比特率呈现更多的图像细节,同时能使用尽量少的硬件资源。

四、智能功能

    网络摄像头的智能功能是其能逐渐取代模拟摄像机,能占领更多市场的一个很重要因素。

早期受限于硬件性能,软件算法有限,大数据缺乏等因素,网络摄像机的智能功能比较单一,主要是移动侦测,拌线,周界警戒,图像异常等简单的智能功能。

    随着技术水平的进步和发展,芯片技术,算法算力,大数据等发展,特别是“云边结合”,“软件定义摄像机”等概念的提出, 网络摄像头的智能功能越来越多,越来越完善,准确。

    目前比较多的智能功能有:人形人脸侦测,人脸识别,各种声音监测(婴儿啼哭,动物叫声等),人体形态行为装扮识别(性别,戴帽子,眼镜,口罩,衣服等),动作识别(聚众,打架,抽烟,玩手机等),智能交通领域(车辆属性,交通违法,非机动车,行人,流量)等。

    这些智能功能的实现,完善和发展离不开三要素,也是人工智能方面说的最多的,即算法,算力,大数据。算力的支持离不开芯片性能的提升,目前新出的安防 网络摄像头的处理器一般都有0.5甚至1.0Tops的算力。算法方面,传统的安防企业,以及新兴的算法公司,互联网企业投入都很大,取得了很多成果,下一步是保证这些算法如何尽快融入于产品中,尽快落地,并能大规模应用。得益于中国大量建设的安防工程,项目,积累了大量视频数据,如何将这些安防视频数据整合利用,并助力AI人工智能的发展是我们面临的问题和挑战。