監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭發(fā)展的四個時代

從第一代攝像機發(fā)展到現(xiàn)在，攝像機取得了巨大的發(fā)展，從黑白到彩色，從普通槍機到一體機，從模擬到數(shù)字，從標(biāo)清到高清，從非智能到智能。

攝像機主要由鏡頭、影像傳感器、DSP等組成，被攝物體經(jīng)過鏡頭聚焦至傳感器上，傳感器由多個X-Y縱橫排列的像素點組成，每個像素都由一個光電二極管及相關(guān)電路組成，光電二極管將光線轉(zhuǎn)變成電荷，收集到的電荷總量與光線強度成比例,所積累的電荷在相關(guān)電路的控制下，逐點移出，經(jīng)濾波、放大，再經(jīng)過DSP處理后形成視頻信號輸出。

模擬時代

在模擬監(jiān)控系統(tǒng)的時代。上個世紀(jì)60年代，黑白電視機、黑白攝像機從誕生開始逐漸應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，伴隨著黑白攝像機逐步走進民用領(lǐng)域，早期的視頻監(jiān)控系統(tǒng)誕生了，稱為閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)，采用模擬方式傳輸，也叫做模擬監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)時模擬攝像機輸出的是模擬視頻信號，通過編碼器可以將視頻采集設(shè)備產(chǎn)生的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進而將其儲存在計算機里。模擬攝像機捕捉到的視頻信號須經(jīng)過特定的視頻捕捉卡將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式，并加以壓縮后才可以轉(zhuǎn)換到計算機上運用。

在高清特別是CMOS高清攝像機技術(shù)仍不夠成熟、成本也無法迅速下降的情勢下，模擬攝像機占據(jù)著絕大多數(shù)市場份額，模擬視頻監(jiān)控并長期存在。盡管在政府、銀行等市場，高清攝像機已先應(yīng)用，但對小區(qū)、店鋪、小型超市、辦公樓等中小型監(jiān)控系統(tǒng)而言，當(dāng)時模擬攝像機仍是性價比較高的選擇。

網(wǎng)絡(luò)時代

隨著以嵌入式技術(shù)為依托，以網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)為平臺，以智能圖像分析為特色的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)來臨，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展進入了數(shù)字時代。無論是由模擬攝像機加視頻服務(wù)器組成的解決方案，還是單獨由網(wǎng)絡(luò)攝像機組成的解決方案，或者是兩者混合組成的解決方案，IP監(jiān)控都已被證明是一種很有吸引力的解決方案。

進入到網(wǎng)絡(luò)時代，IP網(wǎng)絡(luò)攝像機開始流行，網(wǎng)絡(luò)攝像機除了具備一般傳統(tǒng)攝像機所有的圖像捕捉功能外，機內(nèi)還內(nèi)置了數(shù)字化壓縮控制器和基于WEB的操作系統(tǒng)，使得視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮加密后，通過局域網(wǎng)，Internet或無線網(wǎng)絡(luò)送至終端用戶。網(wǎng)絡(luò)攝像機可以直接接入到TCP/IP的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)中，因此這種系統(tǒng)主要的功能就是在聯(lián)網(wǎng)上面，通過互聯(lián)網(wǎng)或者內(nèi)部局域網(wǎng)進行視頻和音頻的傳輸。

作為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的核心設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)攝像機的應(yīng)用和普及代表了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展的階段和程度。而素有“千里眼”之稱的網(wǎng)絡(luò)攝像機已經(jīng)適應(yīng)當(dāng)前和未來的多樣化需求，已經(jīng)成為目前視頻監(jiān)控領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。同時，網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品的功能形態(tài)較傳統(tǒng)產(chǎn)品更為豐富，可以為用戶帶來更多的附加值，攝像機廠商也在各自的IPC產(chǎn)品中融入豐富且實用的功能，以吸引更多的用戶。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機代表著監(jiān)控攝像機的未來。以高清、超高清為代表的新一代技術(shù)應(yīng)用正在打開了攝像機發(fā)展新空間。

高清時代

以往在標(biāo)清時代，視頻監(jiān)控通常部署在背景單一、人員流動少的小環(huán)境里，即使是城市級的安防監(jiān)控攝像頭，由于受到分辨率的影響，其錄制的視頻畫面也都較為模糊。因此一直以來“看得清”是安防監(jiān)控領(lǐng)域基本訴求之一。

近些年隨著全國各地平安城市項目的大規(guī)模推進，安防產(chǎn)品技術(shù)尤其是監(jiān)控類產(chǎn)品技術(shù)得到飛躍式發(fā)展。其中攝像機核心圖像傳感器CMOS或者CCD已經(jīng)可以滿足百萬高清攝像機的需求，另外，在網(wǎng)絡(luò)攝像機中，高清類產(chǎn)品在視頻處理技術(shù)方面不僅局限于模擬攝像機的視頻處理技術(shù)，還包括圖像增強技術(shù)，例如圖像降噪、去抖動等。這一類技術(shù)的掌握和突破往往需要通過在數(shù)字視頻處理技術(shù)研發(fā)、算法等方面的深厚積累才能實現(xiàn)。

視頻監(jiān)控作為目前安防行業(yè)的核心領(lǐng)域，圖像清晰度無疑是關(guān)鍵的特性。圖像越清晰，細(xì)節(jié)越明顯，觀看體驗越好，智能分析等應(yīng)用業(yè)務(wù)的準(zhǔn)確度也越高。尤其是在公安行業(yè)，通過以往各種案件、案例中可以發(fā)現(xiàn)，由于圖像質(zhì)量不高導(dǎo)致了各種要案無法及時破案，破案效率大大降低，所以圖像清晰度是視頻監(jiān)控永恒的追求。

顯然，在觀察局部圖像和希望獲得圖像細(xì)節(jié)信息時，高清圖像的價值才能體現(xiàn)出來。如將局部圖像全屏顯示時，圖像仍具有很高分辨率，并不出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象；電子警察或道路卡口系統(tǒng)在進行人臉、號牌或者車輛的識別時，足夠的像素數(shù)才能得到較高識別率。尤其是隨著人工智能的發(fā)展，對視頻圖像的質(zhì)量要求越來越高。

當(dāng)前廣泛應(yīng)用的1080P全高清，其像素點是200萬，4K的分辨率相當(dāng)于4個1080P、8個720P，即一部4K監(jiān)控攝像機可以當(dāng)4個準(zhǔn)高清監(jiān)控攝像機用。使用超高分辨率為視頻監(jiān)控采集超高清圖像，即使圖片放大了也不會造成圖片模糊不清的狀況。4K攝像機能夠解決大場景的監(jiān)控問題，應(yīng)用1臺4K攝像機就可以覆蓋火車站站前廣場，同時基本能夠看清行人的面貌。其次，同樣的視野，比1080P攝像機看到更多的圖像細(xì)節(jié)，比如人臉、車牌等，這些細(xì)節(jié)在實際應(yīng)用中往往十分關(guān)鍵。

進入智能時代

攝像機從2011年推出移動偵測、視頻遮擋等兩三個智能分析功能，發(fā)展到如今，隨著算力的提升，前端攝像機通過內(nèi)置人工智能芯片，可實時分析視頻內(nèi)容，檢測運動對象，識別人、車屬性信息，并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到后端人工智能的中心數(shù)據(jù)庫進行存儲。目前，人臉身份確認(rèn)、車輛識別應(yīng)用、視頻結(jié)構(gòu)化、行為分析已經(jīng)較為常見。