淺談IPC的技術現狀與發(fā)展趨勢

文/劉冬季

自2010年以來，網絡攝像機已經得到了井噴式的發(fā)展，而且在未來的3-5年內還會繼續(xù)保持高速增長的發(fā)展態(tài)勢。目前存量攝像機估計已經突破一億，高清攝像機的出貨量僅占整體出貨量的20%，這一比例在未來的幾年將持續(xù)增長。隨著人們對安防行業(yè)的認知度快速提升，對IPC監(jiān)控的要求越來越高。以天地偉業(yè)產品性能為例，低照度、寬動態(tài)、區(qū)域編碼、透霧模式、走廊模式、智能分析等已經成為IPC不可缺少的功能，而且未來的發(fā)展將更趨向智能化、高清化、易于攜帶、微型化方向。

多種前衛(wèi)技術打造IPC核心競爭力

較之傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控，IPC無疑可以提供更多的功能、更清晰的視覺、更智能化的應用，使得以IPC為前端所建立起來的IP監(jiān)控系統(tǒng)更符合當前信息化的發(fā)展大潮?？傮w而言，當前業(yè)內IPC的主要應用技術體現在如下幾個方面：

低照度

有統(tǒng)計表明，治安案件發(fā)生基本上90%以上都是夜間，所以夜間的監(jiān)控要比白天的監(jiān)控更為重要。IPC是否具有較高的低照度性能是平安城市等大型項目的必須要求。要在夜間光照條件不足的情況下，能夠獲得清晰的圖像，對高清的IPC攝像機的要求比較高，能夠得到無噪點或少噪點的圖像尤為困難。最低照度是人們評價攝像機對亮度靈敏程度的一個指標，業(yè)界對于照度低于0.1Lux的攝像機稱之為低照度攝像機，這個值越低說明攝像機靈敏度越高，性能越好。專業(yè)高性能的低照度IPC都是采用ICR雙濾光片技術來獲得實時、清晰的畫面輸出，也能解決彩轉黑后的虛焦問題。

超寬動態(tài)

寬動態(tài)技術在室內有通光的現場應用比較多，比如銀行柜臺、移動聯通營業(yè)廳、教室等現場。IPC的寬動態(tài)技術主要解決攝像機照射場景內有強烈的明暗對比帶來的室內場景比較暗的現象。一般室內的場景監(jiān)控，從窗戶或者門外會透進大量的太陽光，IPC攝像機顯示圖像時室內的場景會發(fā)暗或者變黑，一般的背光補償可以讓室內看得清楚，但是室外場景基本上就是一片白；寬動態(tài)攝像機通過對室內場景補償對室外場景抑制技術使得圖像達到平衡；這樣既能看到室內的場景，也能看到室外的場景。寬動態(tài)范圍是圖像能分辨最亮的亮度信號值與能分辨的最暗的亮光信號值的比值。一般這個值越大，IPC攝像機的調節(jié)性能越好。現在主流廠家的寬動態(tài)可以達到120dB。

ROI區(qū)域編碼技術

高清IPC以高清晰的畫質給大家?guī)砬八从械囊曈X沖擊，但是高清也帶來一些問題，高清的畫質會占用比較大的傳輸帶寬，占用的存儲空間比較大。目前國內的帶寬比較有限，高清IPC的發(fā)展遇到了瓶頸。為了解決這個問題，ROI區(qū)域編碼技術應運而生；該技術主要是通過一些算法把自己感興趣的區(qū)域在畫面中劃出來，這一部分高清顯示，其余不感興趣的部分或者不重要的部分標清顯示；并且該技術支持一個畫面劃出多個感興趣區(qū)域。這樣一來在保證關注部分圖像清晰度的條件下，還大大降低了圖像的帶寬占用；使得視頻傳輸更流暢，存儲空間更節(jié)約。該技術在銀行、倉儲、公安等網絡條件有限的行業(yè)都得到了廣泛的應用。

透霧模式

我國霧霾天氣日益增多，給我們正常的生活帶來了很大的危害，同時也給我們的安防帶來了不便。很多攝像機在霧霾天氣下，表現出圖像對比度下降，遠處目標模糊不清，難以分辨，從而影響對周圍態(tài)勢的感知能力，結果就是基本上看不到物體，失去了監(jiān)控的意義。隨著IPC的發(fā)展，主流廠家已經把透霧技術很好的融合到攝像機內，其原理是：在不可見光的范圍內，有一頻率的光可以穿透霧氣，根據波長不同需要對攝像機進行處理，以達到對其聚焦的目的,同時還需在攝像機上進行重新設計，來將這一頻率的不可見光進行成像，由于這個不可見光沒有對應的可見光色彩圖，所以呈現的圖像為黑白色。透過云霧、水氣拍攝物體，相當于透過了兩重透鏡(水珠與實際透鏡)，除了R光線可以正確聚焦在CCD成像面上，RGB光線中的GB均無法正常的投射在CCD成像面上，從而阻礙普通模式鏡頭從云霧、水氣中得到正常、清晰的圖像。為了得到更好的處理效果，IPC廠家會增設專門的圖像處理芯片，可自動偵測圖像的密度，最大限度地保持圖像信號的細節(jié)，實現彩色增強、反差增強、邊緣增強、對比度增強和亮度增強，并進行密度分割、去模糊等運算，使不同場景下的攝像畫質得到明顯提高，達到透霧的目的。自從IPC擁有了透霧模式，它能夠更好的適應室外霧霾天氣，也能廣泛的被用于艦艇、船只等場所，以適應海洋極為惡劣的環(huán)境，如：霧、雨、水氣等常見天氣。

走廊模式

隨著酒店、賓館、小區(qū)等場所監(jiān)控需求的增多，在狹長的過道或者走廊里做監(jiān)控的需求也會增多。普通的IPC在“走廊”、“消防通道”等狹長的室內會出現場景垂直視野監(jiān)控不足的問題，遠處的走廊場景要么顧及不到，要么景深太深看不到人物的細節(jié)特征。為了解決這個問題，在IPC攝像機里專門定制了適應這個環(huán)境的模式----走廊模式。“走廊模式”是近些年在安防監(jiān)控領域提出并應用的一項新技術。具備該技術的IPC可將圖像由原先的16∶9顯示格式變換為9∶16顯示格式，這樣使得監(jiān)看區(qū)域變得更加廣泛。

“走廊模式”的應用，使得在特定場所下的監(jiān)控場景大幅度的提高，也使得在布點設計方面，有了更多的靈活性。非常適合酒店走廊、學校走廊、消防通道、控制機房等監(jiān)控場合。此外，應用走廊模式的多臺攝像機配合后端軟件平臺拼接技術，可以實現更高像素（如4臺200萬像素的攝像機進行拼接，能達到800萬的效果）的監(jiān)視效果，視野更加寬廣，畫面更加震撼，可以應用在足球場等大型體育場館。

智能分析

安防行業(yè)已經在中國發(fā)展了30多年了，為了滿足人們對安防的要求，監(jiān)控設備經過一次又一次的更新換代，而且更新的速度越來越快。安防主要目的就是安全防范，關鍵在于“防”。現在的安防已經不能停留在事件發(fā)生之后通過查錄像來解決問題的時代，我們需要事件發(fā)生的可預知性，不做馬后炮。這就需要我們對前端的視頻進行分析，一旦有可疑現象發(fā)生我們就馬上采取措施，把事件扼殺在萌芽階段。

IPC的智能分析功能在很多年前就開始應用，只不過因為視頻圖像的清晰度比較差，會產生很多的誤報，IPC的智能分析發(fā)展受到了限制。目前高清IPC圖像清晰度已經達到了1080P，為智能分析功能的發(fā)展提供了一個非常好的平臺。在技術方面，目前IPC的智能視頻分析技術主要分為 模式識別和行為分析技術。模式識別技術包含：人臉檢測、人臉比對、車牌識別、煙火識別檢測等；行為分析包含：越線、進入、離開、丟失、遺留物、人群聚集、滑倒等。智能分析最核心的是視頻算法，目前算法的體現形式包括了集成到硬件和純軟件方式提供，效果基本相同。

不同的行業(yè)對于視頻監(jiān)控的需求一般有著非常明顯的差異，特別是對于智能視頻分析技術的應用需求，由此也決定了不同行業(yè)間檢測行為類型與異常事件的特殊性。比如在平安城市中，可針對城市治安突發(fā)事件，專門研發(fā)打架、搶劫、攀 越等行為分析功能；在銀行ATM自助服務區(qū)，可通過對目前ATM自助服務區(qū)犯罪手段的分析，實現如非法粘貼小紙條、安裝假鍵盤、蒙面、暴力搶劫等 行為分析功能；在交通行業(yè)，可實現針對交通事件如逆行、非法停車、交通擁堵等情況報警的更多的功能。

只有結合行業(yè)應用實際，深入了解不同行業(yè)的具體問題，才能更好地抓住用戶的需求，將智能視頻分析技術的功能落實到應用的實處，這也是智能視頻分析技術未來產業(yè)化價值的最終體現。

IPC的創(chuàng)新點和發(fā)展趨勢

如今，安防行業(yè)正不斷向前發(fā)展，安防技術結合通信技術所衍生出的新技術也在引領著IPC的發(fā)展方向；再者，市場需求始終是IPC的發(fā)展導向，刺激IPC不斷創(chuàng)新。目前，IPC的技術創(chuàng)新與應用趨勢主要集中在以下幾個方面：

云技術

云計算將使安防行業(yè)發(fā)生商業(yè)模式的變革，將使用戶能夠像用水、用電一樣使用安防服務。隨著虛擬化、大數據、網絡的不斷發(fā)展，安防云正在不斷地涌現。IPC作為安防體統(tǒng)中重要的組成部分，已經實現了配合NVR實現云存儲，當云IPC連接的NVR損壞之后，IPC會自動存儲到這個NVR所屬云的其他NVR中，實現對云IPC的容災存儲。

民用化

IPC進入家庭不再是夢想，很多很多的廠家將進軍民用領域。方便安裝、操作簡單、學習容易將是對IPC最基本的要求。手機實時瀏覽家里的情況，手機控制家里家用電器的開啟和關閉，將是必然趨勢，IPC在智能家居里將發(fā)揮不可取代的作用。

可穿戴化

可穿戴的攝像機越來越受歡迎和追捧，微型化、智能化是現代人對微型攝像機的追求。人們在日常生活的點滴，在不經意之間的感動稍縱即逝，即使使用最方便的手機也要拿出手機，然后打開拍照或錄像模式才能記錄下來，如果能夠使用可穿戴的攝像機，就可以實時錄像，記錄精彩瞬間。Google眼鏡的推出就為記者們提供了很好的工具，它能夠讓記者同志不會錯過她所看到的任何場景。我們相信未來的IPC攝像機也會能夠成為人們出行的必備物品。

生物防抖應用

生物防抖技術已經非常成熟，由于IPC的各組成部件之間都是通過機械設備鏈接的，目前采用的防抖方式都是電子防抖技術，該技術在一定程度上能夠解決圖像抖動問題。但是這樣經過長時間的振動，設備之間就會出現接觸不良等現象，影響了設備的使用壽命。有關專家已經把生物防抖技術應用在IPC攝像機里，以解決由于外力導致的畫面抖動現象。該生物防抖技術是極限運動的運動員發(fā)現的，他們把攝像機安裝在雞頭上，并帶著這只雞一起做翼裝飛行，得到了非常穩(wěn)定的畫面。該技術已經被安防界的專家們借鑒，生物防抖攝像機很快就會面世。

3D打印技術應用

及時提供產品，提高供貨能力，是所有制造類廠家的終極目標。3D打印技術現在已經耳熟能詳，而且已經慢慢滲透到安防行業(yè)。3D打印的快速成型技術將為IPC的生產，快速的提供原材料，大大縮減IPC的生產周期。3D打印技術的應用將會徹底改變IPC的生產制作方式，生產成本也會大大降低，誰能率先掌握3D打印技術，誰就能夠在價格戰(zhàn)上占有絕對優(yōu)勢，屆時安防行業(yè)的廠家重新洗牌也是非常有可能的。