a&s专业的自动化&安全生态服务平台
公众号
安全自动化

安全自动化

安防知识网

安防知识网

手机站
手机站

手机站

大安防供需平台
大安防供需平台

大安防供需平台

资讯频道横幅A1
首页 > 资讯 > 正文

网络时代的新宠儿——网络摄像机与视频服务器

二十一世纪是网络的时代,人们的生活与网络有着越来越紧密的联系,安防产业作为一个高新科技产业,也走在了时代的前列,在开发出一系列数字化产品的同时,安防产业人士并不满足于此,而是把眼光放在了网络型产品的研究上,于是,新一代的网络产品孕育而生——网络摄像机与视频服务器。
资讯频道文章B
二十一世纪是网络的时代,人们的生活与网络有着越来越紧密的联系,安防产业作为一个高新科技产业,也走在了时代的前列,在开发出一系列数字化产品的同时,安防产业人士并不满足于此,而是把眼光放在了网络型产品的研究上,于是,新一代的网络产品孕育而生——网络摄像机与视频服务器。

网络摄像机
网络摄像机是一种传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品,除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外,机内还内置了数字化压缩控制器和基于Web的操作系统,使得视频数据经压缩加密后,经局域网、Internet或无线网络送至终端用户。而远端用户可在自己的PC上使用标准的网络浏览器(如IE或Netscape),根据网络摄像机自带的独立IP地址,对网络摄像机进行访问,实时监控目标现场的情况,并可对图像资料实现编辑和存储,另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头,进行全方位地监控。

从外部结构来看,目前市面上的网络摄像机有一种为内嵌镜头的一体化机种,这种网络摄像机的镜头是固定的,不可换;另外一种则可以根据需要更换标准的C/CS型镜头,只是C型镜头必须与一个CS-C转换器搭配安装。但从内部构成上说,无论是哪种机型,网络摄像机的基本结构大多都是由镜头、滤光器、影像传感器(CMOS或CCD)、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所组成(如图1所示)。

网络摄像机作为摄像机家族中的新成员,也有着与普通摄像机相同的操作性能,例如,具有自动白平衡、电子快门、自动光圈、自动增益控制、自动背光补偿等功能。另一方面,由于网络摄像机带有的网络功能,因此又可以支持多个用户在同一时间内连接,有的网络摄像机还具有双通道功能,即可同时实现模拟输出和网络数字输出。

视频服务器
从某种角度上说,视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机,或是不带硬盘的DVR,它的结构也大体上与网络摄像机相似,是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成(如图2所示)。视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后,以数字信号的模式传送至网络上,从而实现远程实时监控的目的。由于视频服务器将模拟摄像机成功地“转化”为网络摄像机,因此它也是网络监控系统与当前CCTV模拟系统进行整合的最佳途径。

视频服务器除了可以达到与网络摄像机相同的功能外,在设备的配置上更显灵活,网络摄像机通常受到本身镜头与机身功能的限制,而视频服务器除了可以和普通的传统摄像机连接之外,还可以和一些特殊功能的摄像机连接,例如低照度摄像机、高灵敏度的红外摄像机等。

目前市场上的视频服务器多以1路和4路视频输入为主,且具有在网络上远程控制云台和镜头的功能,另外,产品还可支持音频实时传输和语音对讲功能,有的视频服务器还有动态侦测和引发事件后报警的功能。

壓縮技術是關键
网络摄像机和视频服务器作为网络应用的新型产品,适应网络传输的要求也必然成为产品开发的重要因素,而这其中视频图像的压缩技术又成为关键。在目前中国网络摄像机和视频服务器的产品市场上,各种压缩技术百花齐放,且各有优势,为用户提供了很大的选择空间。
JPEG、M-JPEG
有相当一部分国内外网络摄像机和视频服务器都是主要采用JPEG、Motion-JPEG压缩技术,例如SONY最新推出的SNC-Z20P网络摄像机,AXIS系列视频产品,深圳超音速推出的CAM50网络摄像机等。JPEG、M-JPEG采用的是帧内压缩方式,图像清晰、稳定,适于视频编辑,而且可以灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。另外,因其压缩后的格式可以读取单一画面,因此可以任意剪接,特别适用于安防取证的用途。
Wavelet Transform
小波变换(Wavelet Transform)也属于帧内压缩技术,由于这种压缩方式移除了图像的高频成分,仅保留了单帧图像信号,特别适用于画面变更频繁的场合,且压缩比也得到了一定的提高,因此也被一些网络摄像机和视频服务器所采用,例如BOSCH推出的NetCam-4系列数字网络摄像机,深圳缔佳生产的NetCam系列网络摄像机等。
H.263
H.263是一个较为成熟的标准,它是帧间预测和变换编码的混合算法,压缩比较高,尤其适用于低带宽上传输活动视频。采用H.263技术生产的网络型产品,其成本较为适中,软/硬件丰富,适合集中监控数量较多的需求,如深圳大学通信技术研究所开发的SF-10网络摄像机和SF-20网络视频服务器,深圳新文鼎开发的W750视频服务器和W74GM网络摄像机等采用的都是这一压缩技术。
MPEG-4
MPEG-4的着眼点在于解决低带宽上音视频的传输问题,在164kHz的带宽上,MPEG-4平均可传5-7帧/秒。采用MPEG-4压缩技术的网络型产品可使用带宽较低的网络,如PSTN(带宽∠64kHz)、ISDN(带宽64k-128k)、ADSL(上传带宽128k,下传带宽1MHz)等,大大节省了网络费用。另外,MPEG-4的最高分辨率可达720×576,接近DVD画面效果,基于图像压缩的模式决定了它对运动物体可以保证有良好的清晰度。MPEG-4所有的这些优点,使它成为当前网络产品生产厂商开发的重要趋势之一,如安居宝NS-1040视频服务器,深圳市亚奥数码开发的VS系列视频服务器,北京先进视讯推出的AV1500e-T/TA网络视频服务器等。

此外,也有部分厂商采用的是多种压缩技术相结合的方式,例如日本JVC推出的VN-C10U网络摄像机,其压缩方式就是MPEG-4与JPEG相结合,在可以看到JPEG静止图像的同时,利用MPEG-4高级压缩功能,令到高质量的动态图像也能在低带宽上传送。

纵观以上这些压缩技术,虽然MPEG-4以其良好的图像压缩性能,可支持非常低的宽带上达到视频会议的质量,从而成为未来网络型产品开发的主流方向,但就现在市场的应用情况来看,MPEG-4暂时还没有占到主导地位,究其原因,主要是由于虽然MPEG-4的国际标准已经制定,但MPEG-4的算法是公开的,因而厂商各自为政,良莠不齐,对后续的二次开发带来了严重的影响,另外,MPEG-4在图像质量上也有待提高,在复杂的网络环境中,数据流过大时易导致数据流失。

另一方面,如此多种类的压缩技术,也让用户在选购网络摄像机和视频服务器时,产生了不少的困扰,有的用户要求网络传输达到实时、有的要求图像质量高、有的又要求后端存储系统的容量足够大......。对于网络型产品而言,网络传输速率、图像质量和系统存储容量都与产品所用的压缩方式密切相关,三者又互相制约,因此很难做到三者同时都能达到最理想的状态,只能从三者之中寻求一个平衡点,即用户本身真正实际的需求。很多厂商建议用户在选择网络摄像机和视频服务器时,首先应明确系统已有的资源,以及系统所要达到的实际效果,不必一味追求市场上所谓的“热门”产品或技术。


网络资源成为瓶颈
网络环境与视频信息的关系,就好象“路”与“车”的关系一样,要保障“车辆”顺畅、安全地行驶,首先必须做好“道路”建设。由于目前中国的网络应用环境仍然存在着各种有待解决的问题,也使得网络型产品——网络摄像机、视频服务器的优势不能完全发挥出来,网络的改善和开发成为产品发展的瓶颈。
动态IP地址
由于网络摄像机和视频服务器拥有独立的IP地址,可支持多种网络协议,如TCP/IP、HTTP、ARP、UDP等等,因此视频数据经压缩处理后,通过Web服务器,经局域网或Internet送至终端用户,用户只要知道某一台网络摄像机和视频服务器的IP地址,即可查看到这台网络摄像机和视频服务器所监视的图像。

市面上有部分网络摄像机和视频服务器采用的是固定IP地址,但由于中国目前的网络应用环境还并不很发达,特别是在Internet上租用固定IP地址的费用较昂贵,因此大部分网络摄像机和视频服务器产品采用的多是动态IP地址,即网络摄像机和视频服务器每次登陆上网时,网络都会分配一个新的IP地址,就象普通PC拔号上网一样,但这也为远端用户对网络摄像机或视频服务器的搜索造成了一定的难度。

针对这一难题,在不同的网络环境下有不同的解决方案,在局域网、广域网的内部网环境中,IP地址的资源相对充足,如果不够,可以采用NAT的方式,即用一个IP地址的不同端口来解决(如192.168.0.1:80、192.168.0.1:81就代表2个不同的设备);而在Internet中,则可以采用在网络上建立DDNS服务器(也就是动态域名解析)的方法来解决动态IP地址的问题,也就是每一台网络摄像机或视频服务器都有一个网络二级域名(名字由客户自定义),这个二级域名对应网络摄像机或视频服务器的MAC地址,只要网络摄像机或视频服务器在网络上使用,就会自动连接到DDNS,无论它的IP地址如何变化,客户只要在IE地址栏中键入这个域名,就能够通过DDNS服务器,将网络摄像机或视频服务器的IP地址与远程访问客户进行连接,达到域名解析的目的。
网络安全性
对于安防这个对安全有着特殊要求的行业,音视频信息在网络传输中的安全保密性是一个不容忽视的问题,特别是在目前网络都较脆弱的情况下,如何保障信息的安全传递成为网络监控进一步推广应用所需要解决的技术难点之一。

部分网络摄像机和视频服务器的生产厂商在CPU内核的操作系统中采用了Linux系统,这是一方面是由于Linux系统本身所占的容量较小,易于嵌入在设备中,另外Linux是一个开放性的操作系统,采用Linux系统后,用户可根据自己的需求,完善安全机制。此外,内置防火墙、设置多重权限和密码认证也是较常用的保护措施,而网络摄像机和视频服务器的点播访问机制,也减少了广播方式逢节点复制带来的问题。

当然,目前采取的保护措施大多针对终端操作,而要真正做到网络传输的安全,除了在设备端加强保密措施以外,还有赖于整个网络环境质量的提高。
网路断线、堵塞
网络断线和堵塞也是较常见的网络问题,为了避免由此而造成的资料丢失,部分厂商在产品中内置报警图像缓存区,当网络发生短暂断线、堵塞的情况时,缓存区可以临时存放部分现场图像资料,确保不丢失重要数据,对特别重要的场所,则可以采取在前后端同时录像的方式解决。也有些厂商在网络摄像机和视频服务器端选用特殊的路由器,在断线的情况下可自动拨号上网,保持网络的随时畅通。

另外,还有一些厂商在网络摄像机内部加装硬盘,以便在网络堵塞或断线的情况下,摄像端仍可保持摄像和及时存储资料,网络连通后再将资料送至远端,但这种方法也会使产品的成本增加,同时带来维护的问题。
无线网络
除了局域网、Internet等常用的网络之外,近年来,网络摄像机、视频服务器与无线网络的结合,也为网络型产品的推广应用起到了促进作用。

基于无线传输的协议有802.11b、802.11g、802.11a、SDH数字微波通信等,目前网络摄像机、视频服务器主要使用的是802.11b、SDH数字微波通信。使用802.11b通讯,理论上最大距离可达到30公里,但在实际使用中所能达到的距离也会受到现场的环境、气候和地理位置的影响。SDH数字微波通信的组成形式可以是一条主干线,中间有若干分支,也可以是一个枢纽站向若干方向分支,其主干线可长达几千公里,另有若干条支线线路,除了线路两端的终端站外,还有大量中继站和分路站,构成一条数字微波中继通信线路。

另外,目前还有一个趋势是利用基于移动公网的网络,例如GPRS可达30公里,CDMA可达80公里,网络覆盖面广,因此移动公网也将会成为一部分市场采用的网络。

网络摄像机、视频服务器与DVR
所说的DVR指的是在传统DVR的基础上扩展了网络功能的DVR产品,这样使得更多的用户可以进行访问,正是由于这种产品开发的理念,令到带网络功能的DVR产品还是传统意义上的DVR,其主要功能仍然是——存储,这也就决定了它的市场定位是在小范围的网络环境中(如LAN网),监控点也有限(一般小于24路)。

而网络摄像机和视频服务器的主要功能侧重于网络传输,这里所说的网络是一个大的概念,产品的设计定位在可适应不同的网络环境(如LAN、WAN、Internet或无线网络等),且不限制监控点的数量、不限制用户访问的数量等。

从产品的应用来看,网络摄像机和视频服务器的着眼点在于远端监控,如道路交通、无人值守的变电站、油田生产管理、电信机房监控等领域,这些应用领域的监控点分散、距离较远、布线困难,如果要建立一个全新的系统,则可以直接选用网络摄像机,如果系统已有传统的监视前端,则可以采用视频服务器作为有效补充;如果监控的范围是在小区域内,无需远端监控,则采用DVR会更为实际。

部分网络产品的制造商认为,DVR只是一个过渡性产品,假使未来时间内网络环境更加成熟、网络型产品的价格调整下来,在后端电脑上随意安装一套软件就可实现远程监控,这样将代替目前的DVR产品。但也有一些安防业界人士表示,这三种产品的应用范围各不相同,各自都有自己的生存空间,特别是在安防行业中,资料的安全是首要目标,因此DVR的存储功能仍然相当重要。
信息化时代的来临,人们对网络应用提出了更高的要求,网络摄像机和视频服务器可以在世界的任何一个角落透过Internet进行远端监控,免去了复杂的网络配置和布线工作,大大减少了工程成本,在远距离集中监控的环境中起到了不容忽视的作用。虽然网络摄像机和视频服务器作为网络时代的代表性产品,也还处在不断的发展和改进的过程中,但它的网络优势越来越受到业界人士的重视,相信随着网络资源的不断完善,产品也将进一步地发挥出它的潜力。

参与评论
回复:
0/300
文明上网理性发言,评论区仅供其表达个人看法,并不表明a&s观点。
0
关于我们

a&s是国际知名展览公司——德国法兰克福展览集团旗下专业的自动化&安全生态服务平台,为智慧安防、智慧生活、智能交通、智能建筑、IT通讯&网络等从业者提供市场分析、技术资讯、方案评估、行业预测等,为读者搭建专业的行业交流平台。

免责声明:本站所使用的字体和图片文字等素材部分来源于互联网共享平台。如使用任何字体和图片文字有冒犯其版权所有方的,皆为无意。如您是字体厂商、图片文字厂商等版权方,且不允许本站使用您的字体和图片文字等素材,请联系我们,本站核实后将立即删除!任何版权方从未通知联系本站管理者停止使用,并索要赔偿或上诉法院的,均视为新型网络碰瓷及敲诈勒索,将不予任何的法律和经济赔偿!敬请谅解!
© 2020 Messe Frankfurt (Shenzhen) Co., Ltd, All rights reserved.
法兰克福展览(深圳)有限公司版权所有 粤ICP备12072668号 粤公网安备 44030402000264号