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。

    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？除了傳統模擬攝像機需要考慮的分辨率、色彩還原、最低照度、白平衡、信噪比、圖像像差、日夜轉換等等基本要素外，又多了許多與數字傳輸技術相關的技術點，如壓縮編碼格式、圖像碼率、幀率、移動偵測、網絡錄像、單/雙碼流、DDNS、PPPOE、DHCP、遠程抓拍格式等等。下面將就這些問題進行簡單探討。

    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。而鏡頭各參數間是存在相互影響和制約的，例如提高鏡頭光圈系數將會提高部分性能同時也會加大某些像差，所以在選擇攝像機時應該綜合考慮自己的實際應用情況來選擇適合的鏡頭。如果掌握了一些規律和經驗，就可以使用同檔次的鏡頭卻達到更好的效果。

    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。

    在原理上，CMOS的信號是以點為單位的電荷信號，而CCD是以行為單位的電流信號，前者更為敏感，速度也更快，更為省電。現在高級的CMOS并不比一般CCD差，但是CMOS工藝還不是十分成熟，普通的CMOS一般分辨率較低而成像質量也較差。

    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。在模擬時代當然不用考慮數字還是模擬信號問題，但是到了IP攝像機領域就不得不考慮這個問題了。因為如果攝像機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。在目前中國IP攝像機和視頻服務器的產品市場上，各種壓縮技術百花齊放，各有優勢，為用戶提供了很大的選擇空間。

    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MPEG4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-4/H.264并沒有得到司法證據認可。盡管如此，MPEG-4/H.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，即使是在320*240尺寸的圖像下，存儲占用的空間一般至少達到每幀8~15K字節，即使按照這個標準每秒25幀計算，每秒數據量也將達到200K~375K，如果畫面尺寸達到D1標準則至少需要900K~2M的帶寬。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MPEG4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。采用M-JPEG格式的IP攝像機產品在同等條件下價格也普遍低于采用MPEG-4/H.264格式的產品。

    2、MPEG-4/H.264

    MPEG-4/H.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。又或者，我們需要一個快速球機能夠通過網絡遠程操控，那么就要選擇一個帶網絡功能的IP快球來實現我們的需求。

    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

    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，隨著產量的高速增加，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。

    說到底，就是如何解決IP攝像機在圖像質量上與傳統技術的差距，發揮IP攝像機的長處（系統自成體系、遠程傳輸、基礎成本的降低）。因此，廠家在開發IP攝像機產品的同時，也要加強IP攝像機的應用模式和服務模式的研究，由此來激發潛在的IP攝像機市場需求。

    因此我們有理由相信，IP攝像機的功能在不斷完善的同時，正在經歷一個非常巨大的歷史機遇。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。