所谓网络摄像机(Network Camera)是可直接接入网络的数字摄像机，或者说是基于网络来传输图像的数字摄像机，更确切一点就是具有网络接入功能的摄像机。有的也称为 Lan Camera，有的直接叫IP网络摄像机。

　　实际上，网络摄像机是集视频压缩技术、微计算机技术、网络技术以及嵌入式技术等于一体的数字摄像机。它内置了固体图像传感器(CCD或CMOS)、视频压缩卡、网卡等设备。可直接与以太网连接，支持TCP/IP等多种网络通讯协议。局域网与互联网上的用户，使用专用的(或通用的)软件或标准的网络浏览器就可以根据网络摄像机的IP地址对其进行访问，接收通过网络传输过来的实时图像与同步的音频，并且可控制云台、镜头的动作，或对系统配置进行操作(如报警等)。

　　由于网络摄像机可直接插到网络中，它可以与各种类型的以太网设备无缝连接，在Internet和Intranet上支持TCP/IP等多种网络协议，很容易就可以被集成到群组应用程序中。因此，在世界任何角落，只要有网络，就可在电脑上收看网络摄像机所监控的图像，而且还可以与前端对讲。

　　网络摄像机的性能要求

　　大家知道，在局域网或者其它媒体中传输高质量的图像要受到带宽的限制，而目前市场上网络摄像机的图像质量较差，其主要原因是它的使用受到带宽限制。因此，要提高网络摄像机传输图像的质量，除网络原因外，还必须要提高网络摄像机的性能，即必须注意下列几个技术问题。

　　图像数据压缩技术

　　由于网络摄像机的使用受到带宽的限制，因此必须要有好的图像数据压缩技术。由于MPEG-1、MPEG-2等几种压缩标准采用的是基于结构的压缩方法，其算法固定，不能适应传输速率不等的这种网络的一致访问，因而容错性差。它们同M-JPEG一样，占用硬盘空间较大，尤其网络传输占用带宽较大，不适用于远程实时传输视频图像。

　　MPEG4通过帧重建技术压缩和传送图像，它利用很窄的带宽，以最少的数据获得最佳的图像质量。其图像压缩比高，网络传输占用带宽小，能通过各种传输方式进行远程视频图像传输。由于MPEG4拥有压缩率高，视讯品质可随频宽及使用者调整，对不同频宽仅需编码一次，适合各种频段应用及具备可广播等功能，因而将有效解决有线、无线频宽使用不足的窘境。所以，目前网络摄像机采用MPEG4压缩格式，最好采用新的H.264压缩格式。

　　因为H.264不仅比H.263和MPEG-4节约了50%的码率，而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的编码机制，有利于网络中的分组传输，支持网络中视频的流媒体传输。H.264具有较强的抗误码特性，可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。H.264支持不同网络资源下的分级编码传输，网络亲和性好，因而能获得平稳的图像质量。

　　H.264是继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式，它既保留了以往压缩技术的优点和精华，又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点：如压缩后的数据量只有MPEG4的1/3，从而大大节省用户的下载时间和数据流量收费;H.264能提供连续、流畅的高质量图像(DVD质量);能解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误，即容错能力强;H.264的文件能容易地在不同网络上传输(如互联网，CDMA，GPRS，WCDMA，CDMA2000等)，即网络适应性强等。所以，H.264标准使运动图像压缩技术上升到了一个更高的阶段，在同等图像质量下的压缩效率比以前的标准提高了2倍以上，因而有可能被广播、通信和存储媒体(CD DVD)接受成为统一的标准，最有可能成为宽带交互新媒体的标准。[nextpage]

　　选择好的固体摄像机

　　在有较好的图像数据压缩技术和其他(如网络、计算机等)较好的应用环境下，还存在有影响网络摄像机的带宽因素，那就是网络摄像机使用的CCD或CMOS固体摄像机的质量。因为质量不好的固体摄像机不能输出稳定而干净的图像，这些不稳定而不干净的图像表现为带有色偏、色滚、画面扭曲或滚动、干扰条纹、噪点等。它们被输入到网络摄像机后，就会被识别为是新增加的原始参考图像而被重新传输，从而使所占用的传输带宽增大。

　　实际上，在连续图像传输的过程中，我们只传输图像变化的部分，而相对静止的部分不传输(即使图像数据变短而实现了压缩，从而使占用的带宽减少)。而网络摄像机在识别图像是静止还是活动的依据主要是检测图像的灰度(或色阶)是否发生变化。无变化就是静止的，有变化就是活动的。但影响灰度变化的因素除移动的人和物外，还有这些不稳定和不干净的图像噪声，如光线的变化等。所以，网络摄像机必须选用优质的固体摄像机。

　　选用DSP芯片运算速度1000万次/秒以上的固体摄像机

　　因为日光灯1秒钟亮灭的变化达100次，即20ms变化一次，普通的摄像机跟不上这个变化的速度，所摄图像就会产生色偏和色漂移，使原本静止的画面变成颜色周期性变化的“活动”而不稳定的图像。从而使网络摄像机识别为变化的图像，又使压缩后数据增大，占用的带宽增多。

　　如果固体摄像机的DSP芯片运算速度移动快，如仅用1ms就可以平衡一次白平衡的变化，从而就可以得到非常稳定的图像。由此看出，网络摄像机最好应选用DSP芯片运算速度为1000万次/秒以上的固体摄像机为好。

　　选用信噪比指标至少大于52dB，最好能达60dB的固体摄像机

　　信噪比不高的摄像机拍摄的画面中充满噪点，而这些噪点在画面中的位置是没有重复性的，其每一帧画面都不一样，从而使网络摄像机认为每幅都是全屏变化的图像，压缩后数据最大，占用的带宽也最多。这种画面数据比干净画面数据至少要大30%以上，这就是目前很多用户的网络摄像机带宽增大的主要原因之一。

　　由上可知，选择用于网络摄像机中的固体摄像机的信噪比指标至少要大于52dB以上，最好能达60dB。

　　选用灵敏度高的固体摄像机

　　因为选用灵敏度高的固体摄像机(即选用低照度摄像机)，可以提高照度低时的信噪比，从而可输出无噪点的图像。[nextpage]

　　要有小的远程视频网络传输延时

　　远程视频网络传输延时，对任何一种网络摄像机或网络视频服务器等都是不可避免的。显然，这种延时将直接影响数字监控的效果。因而要尽量减少其延时值。而不同的网络摄像机的延时值不同，因为在不同的帧速率下其传输延时不等。所谓帧速率为每秒传输的总帧数，包括1帧和P帧。但帧速率设定愈大，其带宽愈大，图像也愈连续。

　　对同一类产品，其帧速率越高，传输延时越小。因此，为提高数字监控的效果，应尽量提高其帧速率。

　　注意其它辅助措施

　　要想得到高品质的影像，除上面所述各点外，还要注意以下几点：

　　·要注意计算机屏幕的显示设定，其屏幕色彩至少为65000色;

　　·要影像品质好，摄像机所监控的场景的照度至少需达到200LX;

　　·摄像机最好避免背光;

　　·要减小对比度，即调节摄像机的曝光程度来取得较平均的照度。

　　网络摄像机的智能化发展趋势

　　智能化发展要求

　　数字化、网络化发展起来后的网络视频监控系统正在向越来越大的趋势发展，如一个体育场馆可以安装上近千个摄像机、一个大学城安装数千个摄像机等已是习以为常的事。尤其是平安城市项目中，一个地级市的网络视频监控系统少的有五、六千个监控点，多的达数万个，据报道，广东平安城市项目全省计划安装100万台摄像机。

　　依据现有的技术建立的这样庞大的系统已不可能是“实时监控系统”，实际上是一个“事后的录像查询系统”。由于大规模监控系统运行的需要，工作人员根本无法管理和监看成百上千的摄像头。而投入数亿、甚至数十亿元资金建设的一个城市级网络视频监控系统，如果仅为公安业务提供事发后的录像数据查询，则根本无法确保系统的可持续发展。这样的一个系统每年租用网络费用就可能高达数百万元，加上系统维护、设备维修、人员工资等一年的费用约数千万元，如何让这样一个系统服务于更多的行业、创造更多的价值、实现可持续发展是这种大系统面临的难题。

　　如果系统具有自动识别和分析图像所含信息的功能，即智能视频监控系统，这将大大提高系统的性能。如早期出现的智能视频监控系统，就是内置移动探测与报警功能的系统。

　　一些特殊的需要也促进了它的发展，例如，智能交通系统需要移动目标流量的统计、车牌号码的识别等。由于智能化视频监控系统可以及时地发现侵入指定区域的移动目标，因而具备了周界防范功能。智能跟踪技术和危险探测系统是智能化视频监控系统的又一应用，采用这一技术后，入侵者会自动显示在多个显示屏上，并由一台摄像机跟踪到另一台摄像机。跟踪的目标可以是汽车、移动物体、非正常遗留物或入侵者，并且系统还可以提供预/报警管理。因此，智能网络视频监控系统不仅可用于事后搜寻犯罪嫌疑人，而且可以预防与阻止灾难与犯罪事件的发生。

　　据IMS Research公司预计，内容分析算法将逐渐嵌入到前端监控设备，如网络摄像机中。这样，前端监控设备能识别判定它所感兴趣的内容，并且只有在识别判定后才传输视频图像，从而能有效地节省带宽资源，因而极大地提高了可用网络带宽。由此看出，智能网络视频监控系统的智能化功能，能嵌入到网络摄像机中为最好。由于带有IP地址的网络摄像机更加方便组网，又无需进行A/D与D/A转换，直接进行数字信号处理与网络传输，因而可过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。这样，将有助于减轻处理负载、提高信息质量以及加快采取补救措施的速度。

　　智能化功能

　　智能图像分析功能作为一种新兴的技防手段可以通过电脑软件自动地对视频图像进行分析，对于视频图像中出现的可疑现象及时预/报警，告知保安及时关注现场状况，如有异常立即采取行动，及时遏制突发事件。

　　目前，随着计算机技术、网络技术、图像处理技术、GIS技术在视频监控系统中的深入应用。视频监控系统从视频图像的简单监看、录像、回放向视频图像智能化分析处理的方向发展，如动态物体的侦测与分类、长时间滞留物预/报警、遗留物危害性判别等智能化分析处理的应用;从基于多媒体电子地图的应用向具有矢量概念GIS平台的整合的方向发展，如动态跟踪监控、设置防御层、定义监控场景等功能的应用;从单一产品、单一系统向多产品多系统的集成与联动的方向发展，如与其他安防系统、公安110接处警指挥系统和智能卡口系统等联动集成，实现信息资源共享等。从而逐步实现从被动监控到主动监控。[nextpage]

　　适于网络摄像机具体嵌入的智能化功能，目前可以有下文几种：

　　·视频移动检测、识别与跟踪，可用于周界警戒及入侵检测，如在复杂的天气环境中(例如雨雪、大雾、大风等)精确地侦测和识别单个物体或多个物体的运动情况，并进行运动轨迹跟踪，包括运动方向、运动特征等;用于检测贵重物品被盗，如当监控场景中的物体被盗和移动，算法将自动检测这种动作，因而常用于贵重物品(如文物或珠宝等)和关键设备的监控等;当侦测到移动物体之后，根据物体的运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体，在物体超出该摄像机监控范围之后，自动通知物体所在区域的其它摄像机继续进行追踪;

　　·非滞留物(爆炸物等)检测、识别与跟踪，即主要对遗留、遗弃物品的检测。当一个物体(如箱子、包裹等)在敏感区域停留的时间过长，或超过了预定义的时间长度就产生预/报警，以排除爆炸物等，其典型的应用场景，包括机场、火车站、地铁站等;

　　·人体异常行为检测、识别与跟踪，它主要是对人体行为的检测与分析，在目标检测分类的基础上，利用人体的各种行为特征对其进行各种行为的描述和分析，提取哪些危险和有潜在危险的行为，如突然拿出刀枪进行抢夺、打斗、绑架和突然倒地等;

　　·拥挤检测、识别与跟踪，亦即识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等等，用以避免形成拥塞，或者及时发现打群架等异常情况，典型的应用场景，包括超级市场、火车站等人员聚集的地方;

　　·火灾检测、识别与跟踪，主要是对火灾前的焰火进行检测，即根据发生火情过程中烟火表现出的时空特征进行烟火的实时检测，识别出要发生火灾，即进行预/报警，以便及时扑灭，制止火灾的发生;

　　·流量统计的智能化功能，这主要是统计穿越入口或指定区域的人或物体(如车辆)的数量，例如为商业主计算某天光顾其店铺的顾客数量，以及交通路口的车流量等。

　　结束语

　　由上可知，由于大规模网络视频监控系统运行的需要，工作人员根本无法管理和监看成百上千的摄像头，因而在很大程度上失去了监控系统的预防与积极干预的功能。为此，必须使网络视频监控系统智能化，即通过电脑软件自动地对视频图像进行分析，对于视频图像中出现的可疑现象及时预/报警，以便及时遏制突发事件。