剖析網(wǎng)絡(luò )攝像機的構建與安裝細則

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機(IPCamera)，顧名思義，就是攝像機+網(wǎng)絡(luò )，其主要技術(shù)要點(diǎn)是視頻和網(wǎng)絡(luò )。網(wǎng)絡(luò )攝像機從數據的流向看是：lens->sensor->isp->編碼芯片->網(wǎng)絡(luò )，要構建一臺網(wǎng)絡(luò )攝像機，從前端的視頻捕獲到碼流傳輸，需要考慮的因素很多，包括圖像質(zhì)量、視頻采集、編解碼芯片的選擇、遵循的標準、網(wǎng)絡(luò )傳輸、網(wǎng)絡(luò )安全等。本文從多個(gè)角度對構建網(wǎng)絡(luò )攝像機進(jìn)行探討。

　　視頻

　　隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展及用戶(hù)需求的推動(dòng)，視頻從早期的標清逐漸向高清發(fā)展，而高清攝像機最關(guān)鍵的部件就是前端采集及編碼芯片。在銀行、營(yíng)業(yè)廳等監控應用中，攝像機鏡頭往往要對著(zhù)大門(mén)口，而室內是燈光，室外是陽(yáng)光，室內外光線(xiàn)亮度發(fā)相差很大;道路監控和公眾場(chǎng)所監控中，大部分是室外場(chǎng)所，白天受太陽(yáng)光照影響，晚上受各種燈光的影響，前景和背景的光照反差很大;娛樂(lè )場(chǎng)所監控，幾乎全部是室內場(chǎng)所，光照以燈光為主，不穩定、或明或暗，也常常會(huì )造成很大的明暗反差。要在不同光照環(huán)境下，都能達到一個(gè)滿(mǎn)意的圖像，就需要一臺支持低照度、寬動(dòng)態(tài)的攝像機，Sensor及ISP的選擇非常關(guān)鍵。Sensor、ISP、編碼芯片三者的配合，直接影響了圖像效果。目前主流的高清Sensor(720P/1080P)基本都不帶ISP，需要另外配。因而從整機結構、成本、功耗、圖像質(zhì)量等方面考慮，選擇一款內嵌ISP的編碼芯片，將會(huì )是一個(gè)很好的解決方案。

　　編碼及帶寬

　　在有限帶寬內，如何傳輸高質(zhì)量的視頻數據是網(wǎng)絡(luò )攝像機的重點(diǎn)。手機監控由于不受地點(diǎn)限制的方便性，已經(jīng)有越來(lái)越多的應用，如寶寶在線(xiàn)、商鋪監控等。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )帶寬低，要滿(mǎn)足手機監控的需求，就要求在超低帶寬下(如64kbps)，視頻壓縮也能達到高質(zhì)量。目前主要使用的視頻編碼格式有JPEG/M-JPEG、MPEG4、H.264。

　　·JPEG/M-JPEG壓縮圖像質(zhì)量好，但是數據量大，占用帶寬大;

　　·MPEG4壓縮比高，數據量少，目前大部分移動(dòng)終端支持MPEG4解碼，早期的無(wú)線(xiàn)監控(手機監控)中，使用MPEG4較多;

　　·H.264在相同的質(zhì)量下，相對MPEG4壓縮比更高，數據量也更少，但編碼/解碼需要消耗更高的芯片性能。隨著(zhù)手機技術(shù)的不斷發(fā)展，絕大多數移動(dòng)終端已能順暢地支持H.264解碼。

　　這幾類(lèi)各有優(yōu)缺點(diǎn)，H.264由于圖像質(zhì)量好、壓縮率高、數據量少、適合網(wǎng)絡(luò )傳輸等多方面的優(yōu)越特性，日益成為網(wǎng)絡(luò )攝像機的視頻壓縮格式首選。

　　高清網(wǎng)絡(luò )攝像機發(fā)展的其中一個(gè)制約條件是帶寬，無(wú)論是專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)還是家用市場(chǎng)，網(wǎng)絡(luò )攝像機占用的帶寬都是關(guān)注的重點(diǎn)，相同質(zhì)量下，降低帶寬的使用，將會(huì )使網(wǎng)絡(luò )建設成本降低。隨著(zhù)電信接入網(wǎng)的升級，目前很多家庭的ADSL下行帶寬理論值是4Mbps，然而實(shí)際只可以達到3Mbps，720P分辨率的視頻。如果壓縮后碼率能控制在2Mbps以下，網(wǎng)絡(luò )帶寬將不會(huì )成為瓶頸，同時(shí)降低了存儲成本。

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機在實(shí)際應用中，主要音視頻數據會(huì )存儲在遠端，如IPSAN/NAS，它不僅可以提供遠程live功能，同時(shí)還能支持手機點(diǎn)播。

　　這幾種碼流，要求各異，存儲碼流要求清晰度及流暢度;而網(wǎng)絡(luò )live碼流需要考慮帶寬因素;手機點(diǎn)播碼流要求在甚低帶寬下(64kbps)，圖像也能達到高質(zhì)量。這樣同一視頻輸入源需要同時(shí)輸出多種碼流：720P+、D1+、QVGA，分辨率及碼率各不一樣。一些應用場(chǎng)景還需要輸出JPEG/MJPEG?？傊?，只有編碼性能強，支持多碼流的IPCamera才能更好的滿(mǎn)足各種場(chǎng)景的需求。為了滿(mǎn)足多個(gè)客戶(hù)端同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)，或者說(shuō)有多個(gè)碼流接收者，IPCamera的網(wǎng)絡(luò )處理能力必須進(jìn)一步提升，可考慮選用主頻高、支持千兆網(wǎng)口的主芯片，以增加IPCamera的網(wǎng)絡(luò )吞吐能力。