世界上第一台安全网络摄像机由安讯士公司于1996年制造,并命名为Axis Neteye 200。安讯士至今仍是安全网络摄像机的重要制造商。
在此之前,1991年,剑桥大学的科学家在局域网上运行摄像头来监控咖啡壶。 相机每分钟拍摄 3 张照片,以跟踪咖啡冲泡情况。 另一种著名的网络摄像机是由旧金山州立大学于 1994 年创建的 GogCam。至今仍可以访问和浏览该摄像机的实时画面。 –雾摄像头
在中国,早期的网络摄像机主要以国内厂商为代表的国外品牌,如索尼、三星、泰科、博世等。至于分别成立于2001年3月和2001年11月的大华和海康威视,其早期主要产品是数字硬盘。磁盘录像机和板卡(2002年左右是数字化转型时期,硬盘录像机取代了磁带)。 依托在DVR编码方面积累的经验,海康威视大华先后进军前端网络摄像机市场。 得益于房地产快速发展、国内平安城市建设等政策因素,海康威视、大华等国内安防企业迅速发展壮大,并逐步占领全球市场。
网络摄像机的快速发展首先得益于高起点。 安防摄像头技术已经相当成熟。 同时,网络、计算机、芯片、软件技术都达到了较高水平。 其次,这也是市场的必然趋势。 网络化、数字化、信息化在各行各业迅速发展。 与此同时,安防监控行业近年来也经历了快速、井喷的增长。 最后但并非最不重要的一点是,网络摄像机比模拟摄像机有许多优势。 可以解决模拟摄像机使用中存在的各种问题,突破模拟摄像机固有的各种瓶颈,有效提高监控系统的能力和效率。 因此,网络摄像机的快速发展是大势所趋。
到2025年,网络摄像机市场预计将超过200亿美元。
发展路径
下面,我们从清晰度、压缩格式和智能功能三个方面来回顾一下网络摄像机的发展历史。
明晰
请参阅文章安全解决方案。
早期的网络摄像机源自模拟摄像机。 普通标清模拟摄像机经过编码(普通模拟摄像机外接编码器),输出分辨率为CIF或D1(4CIF)格式的网络信号。
早期的网络视频编码器非常流行,充当视频监控从模拟向网络过渡的中介和桥梁。 DVR可以看作是多路视频编码器。 海康威视、大华、安讯士都拥有各种型号的视频编码器产品,其中有的至今仍在,有的产品已经迭代升级为高清网络视频编码器。 (与网络视频编码器对应的是视频解码器和矩阵,这里不再赘述。)
进入高清时代(CMOS淘汰CCD)后,网络摄像机的成本优势开始显现。 从720P、1080P到时下流行的300万、500万分辨率,以及未来最高的4K、800万、8K。 超高分辨率完全可以满足安防需求。
编码
请参阅视频编码相关概念的文章。
高分辨率意味着更多的视频数据、更大的带宽和存储要求。 为了在有限的带宽和存储空间下传输和存储更高清的视频,需要降低视频码流(码率)并需要更高效的编码技术。
视频编码技术不断发展、进步迅速、更新迅速。 主要视频编码方式有ISO/IEC MPEG的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4/AVC、MPEG-H Part2/HEVC系列; ITU-T的H.261、H.262、H.263、H.264/AVC、H.265/HEVC、H.266/VVC系列; 以及中国标准化协会AVS、AVS2、中国安防行业SAVC等。
视频编码的核心诉求和方向是在使用尽可能少的硬件资源的同时,用尽可能低的码率呈现更多的图像细节。
智能功能
网络摄像机的智能化功能是其能够逐步取代模拟摄像机并占领更多市场的一个非常重要的因素。
早期,由于硬件性能、软件算法有限、缺乏大数据等因素,网络摄像机的智能功能比较简单,主要是运动检测、越线、周界预警、图像等简单的智能功能。异常。
随着技术的进步和发展,芯片技术、算法计算能力、大数据等的发展,特别是“云边融合”、“软件定义摄像机”等概念的引入,网络摄像机有了越来越多的应用。更多智能功能。 变得越来越完善和准确。
目前智能功能有很多:人脸检测、人脸识别、各种声音监测(婴儿哭声、动物声音等)、人体形态和行为服饰识别(性别、戴帽子、眼镜、口罩、衣服等) .)、动作识别(聚会、打架、吸烟、玩手机等)、智能交通领域(车辆属性、交通违法、非机动车、行人、交通流量)等。
这些智能功能的实现、完善和发展离不开三个要素,这也是人工智能中最受关注的三个要素,即算法、计算能力和大数据。 算力的支撑离不开芯片性能的提升。 目前,新型安防网络摄像机的处理器运算能力普遍达到0.5甚至1.0Tops。 在算法方面,传统安全公司、新兴算法公司、互联网公司都投入巨资,取得了不少成果。 下一步是确保这些算法尽快集成到产品中、尽快实现、大规模应用。 得益于我国大量的安防工程和建设工程,积累了大量的视频数据。 如何整合利用这些安防视频数据,推动AI人工智能的发展,是我们面临的问题和挑战。
结构
请参阅文章《安全摄像头的内部结构》。
网络摄像机的主要组成部分是sensor+dsp。 关于sensor和dsp已经有专门的文章了,这里不再赘述。
除了核心解决方案之外,网络摄像机中的镜头也值得关注,尤其是现在星光全彩摄像机如此受欢迎。 大光圈镜头搭配大目标面积的传感器。 镜头光圈越大,进入相机并到达传感器的光线就越多。有关镜头、光圈等的信息,您可以阅读
有关安全摄像机镜头的文章。
为了精确控制进入相机的光量,需要精确控制光圈。 常见的光圈控制方式有自动光圈、P-iris、i-CS等,具体可以阅读i-CS镜头和P-iris:精确镜头光圈控制技术。
网络摄像机相对于模拟摄像机的一大优势就是拥有很多功能接口,如POE、音频、报警、串口、无线等,具体请阅读《摄像机外接接口》一文。
计划
DSP和传感器的不同组合构成了不同解决方案的网络摄像机。 不同方案的摄像机自然分辨率、功能、编码方式等都有所不同,这里再次展示一些常见网络摄像机的DSP和传感器。 有关更多详细信息,您可以阅读上面提到的两篇有关安全图像传感器传感器和安全产品中的处理器(DSP、ISP 和 SOC)的文章。
表:网络摄像机常用处理器
品牌常用型号
海思
3518E,3516E
安凯
AK3918E
安巴
A12、A7、A5S
君正
T10、T20、T30、T01
国家科学
GK7101、GK702、GK7202
晨星/星辰
SSC325、MSC313E、MSC316DM
驰源/联咏
GM8135S
雄伟
XM530AI、XM550AI
瑞昱
3903N
韩富
FH8810、FH8830
钛
钛365、钛368
瑞芯微
RV1126、RV1109、RV1108
酷芯微
AR9341
亿智电子
SV826/SV823
OEM模块制造商
采用同样的网络摄像机方案,但不同厂家生产的产品会有所不同。
从表面上看,网络摄像机的网页界面、配套的软件工具、支持手机访问的应用程序肯定是不同的。 往里看,虽然DSP厂商提供了SDK和demo,但各个厂商的技术研发的技术实力却是不同的。 虽然解决方案相同,但是摄像机的图像效果肯定会有差异,各种功能的完善程度也会有所不同。
目前,市场上常见的网络摄像机模组厂家主要有雄迈、中威、天视通、汉辉等。
雄迈的技术脱胎于大华,主要采用海思和自主研发的雄迈处理器。 模组种类繁多,涵盖普通网络摄像机、低功耗网络摄像机、Wi-Fi/4G、变焦/移动、AI网络摄像机等。
天视通从Ti方案开始就专注于网络模块的研发,图像效果也得到了比较好的优化。
汉辉主要专注于低端市场,产品种类丰富,尤其是各种球机运动编码模块。
中威的产品定位与雄迈如出一辙,但近年来在与雄迈的竞争中落败,逐渐走向没落。
当然,早期的网络摄像头模组领域,也有兰驰、黄河、微威等公司,但现在已经消失了。
除了上述OEM模组厂商外,随着消费类Wi-Fi摄像头逐渐进入市场并被消费者接受,也出现了一批专门代工消费类Wi-Fi摄像头模组的厂商。 这些厂商的核心产品并不是一个模块,而是一个支持移动App和P2P远程访问的平台。 常见的包括这些平台厂商。
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更详细的介绍,可以阅读文章《P2P远程访问技术在安防视频监控中的应用》。
国内安防企业生态图
2002年左右成立的海康威视、大华、图民等公司是国内第一批国内安防企业。
品牌制造商
除了上述OEM模组厂商外,网络摄像机的主要品牌还有海康威视、大华、宇视、安讯士等,他们使用的解决方案基本都是上面提到的:海思、安凯、安霸、君正、国科、晨星、联咏、雄迈、瑞昱、富瀚、Ti等。与OEM模组厂商最大的区别在于产品更加可靠,功能越来越齐全,外观也更加有特色。
功能优势
与传统的模拟摄像机相比,网络摄像机有很多优点。 主要体现在功能上。
轻松扩展功能。 如报警、音频、智能功能等POE供电。 普通相机需要单独的电源和电源线为相机供电。 PoE网络摄像机可以使用网线传输视频信号,同时为摄像机供电。 支持Wi-Fi、4G等无线方式传输。 无限规模。 通过交换机等设备可以随时轻松扩展视频监控的规模和数量。 功能与接口 BNCRJ45SFP 光口报警输入输出音频Wi-Fi、4GUSB、TF卡存储RS485、232串口NFC导航二次开发、协议(SDK、ONVIF、PSIA等)
请参考摄像机外部接口、ONVIF、网络摄像机中的音频功能等文章。
发展趋势 高清(传感器、芯片技术、编码技术、互联网技术) 智能化(硬件智能、软件定义摄像头) 星光(摆脱补光灯,增强可靠性) 家庭(民用领域、Wi-Fi、4G/5G) 问题隐私(如何保护、合规)安全(网络安全、物联网安全)
这两个问题将在另一篇文章中分析。 参考文献: Martin Gren:IP CCTV 的创始人 IP 摄像机旧金山 FogCam 世界上第一个网络摄像头如何让咖啡壶出名 失落的十年:为什么“海大鱼”没有出现在深圳安全? 杭州保安往事:18年的秘密战争与复仇史 世界上第一台网络摄像机 改变监控的面貌:第一台网络摄像机背后的大脑 监控摄像机安装基数的崛起 摄像机的速度变慢
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