談網路攝影機的選擇技巧

網路影像監控正以驚人的速度在發展，大有取代類比影像監控之勢。越來越多的客戶也顯示出對IP數字監控的青睞。到底，工程商及使用單位在選擇網路攝影機時，需要注意哪些地方呢？  

網路攝影機隨著網路的發展飛速成長，透過網路能夠即時的將影像傳至地球另一端，遠端的瀏覽者不需要任何專業軟體，只要標準的網路瀏覽器（如Microsoft IE或Netscape)，即可監視影像，並進行錄影。
回顧影像監控的歷史，從低清晰度的類比影像監控，發展到現在的高清晰度數位監控。儘管目前數位監控還未能完全取代類比影像，但網路影像監控卻以非常驚人的速度發展著，同時也有越來越多的客戶，在採購上對網路數位設備有很高的興趣。到底選擇網路攝影機有哪些技巧，能夠幫助您以較低的成本換取更長遠的投資效益？

如何選擇網路攝影機
成像品質的關鍵
我們可以將鏡頭比喻是人的眼睛，而成像器件就是視網膜。成像品質是攝影機的靈魂，也是重要指標之一。好的成像品質來自鏡頭和成像器件。攝影機鏡頭的成像品質好壞將影響成像器件輸出的信號品質。方式分析如下：
1. 鏡頭：
鏡頭種類繁多，即使同一類型的鏡頭，其成像品質也有著很大的差異，主因是材質、加工精度和鏡片結構的不同因素，導致不同檔次的鏡頭價格有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（是非對稱式正光鏡頭的一種，其四片三組式的結構指的是在前組為重鋇冕石單凸透鏡，中間為燧石單凹透鏡，後組為一燧石凹透鏡和一鋇冕石凸透鏡貼合在一起而成的膠合雙鏡組，此種鏡頭對球面相差、色差、像散有良好的校正效果）、六片四組式雙高斯鏡頭（一片正、一片負是一般的高斯結構；而以「背對背」反方向組合的對稱式結構，稱之為雙高斯鏡頭）。一個好的鏡頭，在解析度、敏銳度、光圈係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上幾倍，甚至達到百倍。
像差是影響圖像品質的重要因素，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。

2. 感光藕荷元件（CCD）VS.互補金屬氧化物半導體（CMOS）：
CCD和CMOS在製造上的主要區別是CCD是集成在矽晶半導體單的材料上，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。
但從製造工藝上區分，CCD較為複雜，只有索尼（Sony）、松下（Panasonic）、夏普（Sharp）等少數幾個廠商掌握這種技術，因此CCD攝影機的價格相對會比較貴。事實上經過技術改造，目前CCD和CMOS的實際效果的差距已經非常小了。而且CMOS的製造成本和功耗都要低於CCD，所以很多生產低價位攝影鏡頭的廠商多採用CMOS作為核心元件。
在成像方面，在相同畫素下，CCD的成像通透性、敏銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確。而普通CMOS的產品往往通透性較一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好，由於自身物理特性的原因，CMOS的成像品質和CCD還是有一定差距。但由於低廉的價格以及高度的整合性，因此還是得到廣泛的應用。
目前，許多低檔入門型的攝影機使用廉價的低價位CMOS晶片，成像品質比較差。普及型、高級型及專業型攝影機使用不同檔次的CCD，個別專業型或準專業型數位相機使用高級的CMOS晶片。代表成像技術未來發展的X3晶片實際也是一種CMOS晶片。
綜合以上所述，CCD與CMOS孰優孰劣不能一概而論，但以目前監控攝影市場的狀況而言，普遍被使用的CCD攝影機成像品質仍較優秀。

3.  類比 VS. 數位：
CCD攝影機按照輸出信號分為「類比攝影機」和「數位攝影機」。如果攝影機CCD板輸出的是類比信號，在攝影機電路上其實對CCD傳來的電信號進行了一次類比編碼輸出，影像編碼模組在數位壓縮前必須先要對CCD板傳來的類比信號重新進行數位化，然後才能壓縮輸出。這樣無形中就多出了一對沒有必要的D/A-A/D轉換過程，而這個多出來的一對轉換過程將會帶來無謂的信號損失。同時，由於類比攝影機的掃描方式屬於隔行掃描，因此存在奇數場與偶數場之間的鋸齒問題；而數位輸出可以選擇CCD逐行掃描的輸出方式，清晰度又提高了一個層次。儘管最初成本考量略高，但一般建議在選擇IP攝影機的時候，仍盡可能選擇數位逐行掃描、信號直接壓縮編碼的網路攝影機。

壓縮方式
網路攝影機和影像伺服器作為影像網路應用的新型產品，適應網路傳輸的要求也成為產品開發的重要因素，而這其中又以影像圖像的技術為關鍵。
在IP影像發展的初期有一部分的國內外網路攝影機和影像伺服器都是採用JPEG、Motion-JPEG的壓縮技術。JPEG、M-JPEG採用的是幀內壓縮方式，圖像清晰、穩定，適用於影像編輯，可以靈活設置每路的影像清晰度和壓縮幀數。另外，壓縮後的格式可以讀取單一畫面，因此可以任意剪接，特別適用於安防取證的用途。但是通常對網路頻寬的要求過高，所以無法在頻寬相對較小的互聯網上傳輸。最近幾年出現了MPEG-4和H.264壓縮標準，解析度也從原來的CIF發展到了現在的300萬畫素超高清晰度。
特別提醒一點，在歐美，M-JPEG是司法認可的影像證據格式，而壓縮效率高的MPEG-4、H.264卻沒有得到司法證據認可。儘管如此，在自由市場的機制下，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，因為M-JPEG演算法是根據每一幀圖像的內容進行壓縮，而非根據相鄰幀圖像之間的差異來進行壓縮，以致於大量冗餘資訊被重複存儲。目前流行的M-JPEG技術最大壓縮也只能做到每幀3K位元組，若採用如此的壓縮比，影像品質會嚴重降低。即使是丟幀傳輸或錄影，也將耗費大量的網路頻寬和硬碟空間，尤其在攝影機較多時，整體資料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的圖像品質要明顯低於MPEG-4壓縮模式。
因此，除非在局域網內，或者廣域網不要求即時、很少存儲的前提下，才會考慮使用M-JPEG的壓縮模式。

2.  MPEG-4∕H.264：
MPEG-4∕H.264是專為音影像資訊在網際網路即時傳輸音∕影像訊號而制定的最新MPEG標準。它利用很大的頻寬，通過幀重建技術，壓縮和傳輸資料，以求以最少的資料獲得最佳的圖像品質。通過動態地監測圖像每個區域的變化，按物件的空間和時間特徵來調整壓縮方法，從而獲得比M-JPEG更大的壓縮比、更低的壓縮碼流和低頻寬下更佳的圖像品質，是目前全球公認的優秀的壓縮演算法之一。MPEG-4基於場景描述面向頻寬設計的壓縮演算法，使得在影像監控領域中有以下幾個巨大的優勢：錄影存儲量大大降低、錄影清晰度得到保障、錄影幀數可調、網路傳輸更加方便。

網路模式
從網路攝影機接入網路的模式可以分為「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壓縮模式下僅需要200K左右的頻寬就可以達到即時傳輸、錄影。用戶在選擇網路攝影機時，應該根據本身對攝影機數量、同步遠端監看與錄影數量的需求，綜合評估網路頻寬大小；在局域網下，基本上可以不用考慮線路頻寬問題，只須考慮交換機的吞吐量，選擇足夠的交換機背板頻寬即可；在城域網下，例如電信全球眼，電信部門預留了足夠頻寬的線路。而在廣域網上最大的問題在於上行頻寬問題，國內現在可以提供的ADSL上行頻寬目前只有512K左右，因此使用成本是用戶必須考慮的問題之一。

攝影機功能
隨著網路攝影機技術的成熟和用戶需求的提升，網路攝影機不再侷限於桌上型和槍型。現在市場上幾乎所有傳統攝影機的形式都已經有對應的網路攝影機，且針對網路傳輸特點有更多的衍生產品，例如紅外線日夜兩用型網路攝影機、快速球型網路攝影機、衡速球型網路攝影機、雲台控制一體化網路攝影機，以及支援無線區域網、支援SD卡存儲、USB存儲、網路供電（POE）等特殊功能的網路攝影機。未來隨著技術的進一步發展，網路攝影機的發展空間將無法估量。
隨著市場成熟程度的不斷提高，網路攝影機的功能也越來越豐富，用戶只要明確自己目前需要的基本功能後，就可以到市場上去尋找相應的產品。例如用ADSL方式直接接入一支網路攝影機，而且這條線路不須要和任何人共用資料，那麼就可以考慮使用帶PPPOE、DDNS功能的網路攝影機，它可以直接連接ADSL MODEM接入互聯網。

畫面清晰度
隨著CCD價格的快速下降，以及演算法的提升，網路攝影機無疑會快速達到百萬畫素，甚至300萬畫素的解析度。網路攝影機高清晰畫面的進步，將徹底擺脫普通類比攝影機在圖像上的優勢地位，成為監控的新標準之一。然而目前百萬畫素網路攝影機的價格高昂，加上存儲壓縮方式的停滯，高清晰化的代價是相當大的，這樣的資料在目前的互聯網上無法即時傳輸，若要壓縮錄影也是件很麻煩的事情，需要更大的硬碟空間，也需要更高級的硬體設備。

影響網路攝影機發展的因素
頻寬
網路攝影機在影像網路應用方面遇到的最大的瓶頸之一就是傳輸頻寬。儘管目前網路攝影機已經有了H.264壓縮、動態碼流等資料流程量控制技術，但不可否認的是，要獲得更高的成像品質就一定需要更高的網路頻寬，按照目前的壓縮技術傳輸百萬畫素的影像，在區域網上是沒有問題的。但就目前的廣域網傳輸方式中：ADSL受技術限制，上傳實際頻寬一般都在512K左右；資料專線或者光纖的成本的確偏高。ADSL的上傳頻寬僅僅只能傳輸一路品質勉強的D1即時影像，但隨著技術的不斷進步，網路攝影機達到百萬畫素的水準已經近在咫尺，傳輸成為困擾IP影像的一個大問題，因為我們不可能為每支攝影機安裝區域網或是光纖。

解決之道
隨著新技術應用和網路寬頻接入方式的不斷革新，類似ADSL2－、VDSL2等新技術的普及應用，上行頻寬最高可達到26M，網路上傳頻寬問題將得到改善，網路攝影機的民營化市場就有可能啟動，屆時網路攝影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網路攝影機。

成本
雖然網路攝影機在多路方案、遠端方案中設備整體造價要優於傳統監控方式，但是在小範圍內、標準清晰度要求下，造價還是高於傳統攝影機加DVR的方式。這只是計算了前端攝影機和錄影設備方面的成本，如果涉及到遠端方式，在ADSL線路無法滿足高清晰傳輸時，專線或者光纖寬頻等租金問題，將會造成高額的使用成本，都將直接影響客戶是否選擇網路攝影機。

解決之道
目前這個問題似乎隨網路攝影機的產量而快速增加，但製造與網路成本的持續下降使之有所突破。因此網路攝影機的使用成本問題將不復存在，隨著網路攝影機畫面高解析度的時代到來，性能、售價比也將奠定網路攝影機的優勢地位。

清晰度認識的誤區
目前傳統攝影機解析度是704×576，換算出來有40多萬畫素，解析度不算高，甚至不及好一點的手機攝影鏡頭。受傳統類比技術與設備的限制，普通攝影機解析度上升的空間極有限。目前很多廠家的網路攝影機基本上沿用傳統的攝影機CCD，取得攝影機CCD的類比信號，輸出給影像壓縮模組轉成網路信號，這樣經過兩次轉換，圖像品質不但受到類比信號品質的影響，壓縮效率也低很多。
很多人從直觀上感受，還是覺得模擬攝影機比網路攝影機清晰，其實這個問題很複雜，涉及很多因素，如CCD的品質、鏡頭品質、壓縮編碼方式、顯示重播方式等等。要了解其中清晰度的差別，就得先了解在什麼情況下類比攝影機會比網路攝影機清晰。網路攝影機對圖像是帶壓縮的，網路攝影機在碼流低的狀況下，圖像效果的確是不夠清楚，但並非公平的對比，因為類比攝影機無法對圖像做壓縮，也不能利用公共網路進行遠距離傳輸。但是網路攝影機在1M、甚至更高的碼流下，顯示的基本效果與類比攝影機並駕齊驅。
就兩種成像方式而言，單從重播方式上就存在著根本的區別，如果用模擬監視器和攝影機直接連接看圖像，中間幾乎沒有任何轉換，全是類比信號，的確很清楚；但是網路攝影機要顯示的時候必須通過解碼器，轉換成類比信號，過程多出了類比到數位，再從數位到類比的轉換，無疑會增加信號的損失。如果是採用純數位、高解析度的網路攝影機（1080P）在數位介面的高解析液晶顯示器上顯示的效果，是沒有一個類比攝影機能比的（效果等同目前的高解析數位電視）。因為網路攝影機的最大優勢在於技術上幾乎可以不受解析度的限制，從長遠來看，網路攝影機的清晰度隨著網路頻寬的變化將不再成為問題，而且隨著高解析時代的到來，704×576的D1圖像標準將不再風光。

解決之道
1. 突破類比信號這個中間環節，實現攝影機CCD數位信號直接到網路信號的轉換，即能提高壓縮效率又能大幅提升畫面品質。
2. 百萬畫素高解析度，網路影像編碼技術上目前已經出現了高解析度的編碼格式，可以實現1080P甚至更高解析度的影像尺寸。或許只有百萬畫素成為標準的時候，網路攝影機才能真正突破清晰度的爭論，殺出類比攝影機的重圍。

無線的代價
任何攝影機在遇到超出線路覆蓋地區的監控時，都會遇到遠端傳輸的問題。一般在數千公尺的長距離上都會選擇無線方式，光一對傳輸距離在2萬公尺的寬頻傳輸設備的價格就在數萬元，因此這絕不是最佳的解決之道，通常是無奈之下的選擇。目前我們能用到的無線廣域網是屬於2.5G的無線通訊方式，標稱傳輸最快的CDMA頻寬，理論值也不過區區150Kb左右，實際傳輸效率更是大打折扣，一般只能達到64Kb左右的實際傳輸頻寬。在這樣小的頻寬下連1路CIF圖像都無法實現即時的傳輸。

解決之道
在無線網路接入方式下，我們似乎只能期盼3G通信的發牌，3G通信模式下將提供上傳2M的頻寬、數10公里範圍內的接入、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，將對現行的網路影像監控傳輸方案產生深遠的影響。沒有了佈線的束縛，又加上頻寬的優勢，3G時代的來臨將會顛覆目前的傳統監控組網方式。

結語
網路攝影機的優點在於遠端影像監控方面的技術優勢，從而擴大了圖像監控的應用範圍，強化了影像圖像在遠端管理、影像資料共用等方面的重要性。但是提到網路攝影機的選擇與瓶頸問題時，關鍵在於網路攝影機和影像伺服器的網路頻寬、圖像品質、延時、軟體系統的相容性和價格等問題，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。
隨著網路基礎設備的不斷更新，網路影像技術日臻完善並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；網路攝影機作為集新一代攝影機技術和網路技術於一身的寵兒，將達到無可限量的發展與進步。

台灣大陸其實有蠻多家生產網路攝影機,  各有所長,  網路攝影機在壓縮演算法與及網路頻寬的侷限下,  開始往多功能的方向發展,  因此會有FTP/MAIL/GPIO/PPPOE/DDNS/NTP/RTSP/3GPP  等等,  如果熟析市場環境的人,  會發現規格其實都是大同小異,  接下來要比較的,  恐怕是品質與價錢.

影像壓縮品質好壞,  其實直接連上Internet去瀏覽就知道,  除了比較速度每秒幾張(frame rate),  更重要的是比較成像品質(是否影像會有破碎,  代表有無做影像重送機制),  還有一點也需要注意,  打開各位的工作管理員,  好的DECODER  可以讓你同時看好幾支,  CPU不會出現太重的LOADING

現場觀看的時候,  靜候一段時間在去試試機殼,  好的壓縮晶片是不會太熱的,  只是市面上大多是燙的嚇人,  高的溫度有啥影響,  也許有人會說70度內都安全,  但是這種事情,  沒人敢保證,