剖析网络摄像机的构建与安装细则

　　网络摄像机(IPCamera)，顾名思义，就是摄像机+网络，其主要技术要点是视频和网络。网络摄像机从数据的流向看是：lens->sensor->isp->编码芯片->网络，要构建一台网络摄像机，从前端的视频捕获到码流传输，需要考虑的因素很多，包括图像质量、视频采集、编解码芯片的选择、遵循的标准、网络传输、网络安全等。本文从多个角度对构建网络摄像机进行探讨。

　　视频

　　随着技术的发展及用户需求的推动，视频从早期的标清逐渐向高清发展，而高清摄像机最关键的部件就是前端采集及编码芯片。在银行、营业厅等监控应用中，摄像机镜头往往要对着大门口，而室内是灯光，室外是阳光，室内外光线亮度发相差很大;道路监控和公众场所监控中，大部分是室外场所，白天受太阳光照影响，晚上受各种灯光的影响，前景和背景的光照反差很大;娱乐场所监控，几乎全部是室内场所，光照以灯光为主，不稳定、或明或暗，也常常会造成很大的明暗反差。要在不同光照环境下，都能达到一个满意的图像，就需要一台支持低照度、宽动态的摄像机，Sensor及ISP的选择非常关键。Sensor、ISP、编码芯片三者的配合，直接影响了图像效果。目前主流的高清Sensor(720P/1080P)基本都不带ISP，需要另外配。因而从整机结构、成本、功耗、图像质量等方面考虑，选择一款内嵌ISP的编码芯片，将会是一个很好的解决方案。

　　编码及带宽

　　在有限带宽内，如何传输高质量的视频数据是网络摄像机的重点。手机监控由于不受地点限制的方便性，已经有越来越多的应用，如宝宝在线、商铺监控等。无线网络带宽低，要满足手机监控的需求，就要求在超低带宽下(如64kbps)，视频压缩也能达到高质量。目前主要使用的视频编码格式有JPEG/M-JPEG、MPEG4、H.264。

　　·JPEG/M-JPEG压缩图像质量好，但是数据量大，占用带宽大;

　　·MPEG4压缩比高，数据量少，目前大部分移动终端支持MPEG4解码，早期的无线监控(手机监控)中，使用MPEG4较多;

　　·H.264在相同的质量下，相对MPEG4压缩比更高，数据量也更少，但编码/解码需要消耗更高的芯片性能。随着手机技术的不断发展，绝大多数移动终端已能顺畅地支持H.264解码。

　　这几类各有优缺点，H.264由于图像质量好、压缩率高、数据量少、适合网络传输等多方面的优越特性，日益成为网络摄像机的视频压缩格式首选。

　　高清网络摄像机发展的其中一个制约条件是带宽，无论是专业市场还是家用市场，网络摄像机占用的带宽都是关注的重点，相同质量下，降低带宽的使用，将会使网络建设成本降低。随着电信接入网的升级，目前很多家庭的ADSL下行带宽理论值是4Mbps，然而实际只可以达到3Mbps，720P分辨率的视频。如果压缩后码率能控制在2Mbps以下，网络带宽将不会成为瓶颈，同时降低了存储成本。

　　网络摄像机在实际应用中，主要音视频数据会存储在远端，如IPSAN/NAS，它不仅可以提供远程live功能，同时还能支持手机点播。

　　这几种码流，要求各异，存储码流要求清晰度及流畅度;而网络live码流需要考虑带宽因素;手机点播码流要求在甚低带宽下(64kbps)，图像也能达到高质量。这样同一视频输入源需要同时输出多种码流：720P+、D1+、QVGA，分辨率及码率各不一样。一些应用场景还需要输出JPEG/MJPEG。总之，只有编码性能强，支持多码流的IPCamera才能更好的满足各种场景的需求。为了满足多个客户端同时访问，或者说有多个码流接收者，IPCamera的网络处理能力必须进一步提升，可考虑选用主频高、支持千兆网口的主芯片，以增加IPCamera的网络吞吐能力。