浅谈IPC的技术现状与发展趋势

文/刘冬季

自2010年以来，网络摄像机已经得到了井喷式的发展，而且在未来的3-5年内还会继续保持高速增长的发展态势。目前存量摄像机估计已经突破一亿，高清摄像机的出货量仅占整体出货量的20%，这一比例在未来的几年将持续增长。随着人们对安防行业的认知度快速提升，对IPC监控的要求越来越高。以天地伟业产品性能为例，低照度、宽动态、区域编码、透雾模式、走廊模式、智能分析等已经成为IPC不可缺少的功能，而且未来的发展将更趋向智能化、高清化、易于携带、微型化方向。

多种前卫技术打造IPC核心竞争力

较之传统的模拟监控，IPC无疑可以提供更多的功能、更清晰的视觉、更智能化的应用，使得以IPC为前端所建立起来的IP监控系统更符合当前信息化的发展大潮。总体而言，当前业内IPC的主要应用技术体现在如下几个方面：

低照度

有统计表明，治安案件发生基本上90%以上都是夜间，所以夜间的监控要比白天的监控更为重要。IPC是否具有较高的低照度性能是平安城市等大型项目的必须要求。要在夜间光照条件不足的情况下，能够获得清晰的图像，对高清的IPC摄像机的要求比较高，能够得到无噪点或少噪点的图像尤为困难。最低照度是人们评价摄像机对亮度灵敏程度的一个指标，业界对于照度低于0.1Lux的摄像机称之为低照度摄像机，这个值越低说明摄像机灵敏度越高，性能越好。专业高性能的低照度IPC都是采用ICR双滤光片技术来获得实时、清晰的画面输出，也能解决彩转黑后的虚焦问题。

超宽动态

宽动态技术在室内有通光的现场应用比较多，比如银行柜台、移动联通营业厅、教室等现场。IPC的宽动态技术主要解决摄像机照射场景内有强烈的明暗对比带来的室内场景比较暗的现象。一般室内的场景监控，从窗户或者门外会透进大量的太阳光，IPC摄像机显示图像时室内的场景会发暗或者变黑，一般的背光补偿可以让室内看得清楚，但是室外场景基本上就是一片白；宽动态摄像机通过对室内场景补偿对室外场景抑制技术使得图像达到平衡；这样既能看到室内的场景，也能看到室外的场景。宽动态范围是图像能分辨最亮的亮度信号值与能分辨的最暗的亮光信号值的比值。一般这个值越大，IPC摄像机的调节性能越好。现在主流厂家的宽动态可以达到120dB。

ROI区域编码技术

高清IPC以高清晰的画质给大家带来前所未有的视觉冲击，但是高清也带来一些问题，高清的画质会占用比较大的传输带宽，占用的存储空间比较大。目前国内的带宽比较有限，高清IPC的发展遇到了瓶颈。为了解决这个问题，ROI区域编码技术应运而生；该技术主要是通过一些算法把自己感兴趣的区域在画面中划出来，这一部分高清显示，其余不感兴趣的部分或者不重要的部分标清显示；并且该技术支持一个画面划出多个感兴趣区域。这样一来在保证关注部分图像清晰度的条件下，还大大降低了图像的带宽占用；使得视频传输更流畅，存储空间更节约。该技术在银行、仓储、公安等网络条件有限的行业都得到了广泛的应用。

透雾模式

我国雾霾天气日益增多，给我们正常的生活带来了很大的危害，同时也给我们的安防带来了不便。很多摄像机在雾霾天气下，表现出图像对比度下降，远处目标模糊不清，难以分辨，从而影响对周围态势的感知能力，结果就是基本上看不到物体，失去了监控的意义。随着IPC的发展，主流厂家已经把透雾技术很好的融合到摄像机内，其原理是：在不可见光的范围内，有一频率的光可以穿透雾气，根据波长不同需要对摄像机进行处理，以达到对其聚焦的目的,同时还需在摄像机上进行重新设计，来将这一频率的不可见光进行成像，由于这个不可见光没有对应的可见光色彩图，所以呈现的图像为黑白色。透过云雾、水气拍摄物体，相当于透过了两重透镜(水珠与实际透镜)，除了R光线可以正确聚焦在CCD成像面上，RGB光线中的GB均无法正常的投射在CCD成像面上，从而阻碍普通模式镜头从云雾、水气中得到正常、清晰的图像。为了得到更好的处理效果，IPC厂家会增设专门的图像处理芯片，可自动侦测图像的密度，最大限度地保持图像信号的细节，实现彩色增强、反差增强、边缘增强、对比度增强和亮度增强，并进行密度分割、去模糊等运算，使不同场景下的摄像画质得到明显提高，达到透雾的目的。自从IPC拥有了透雾模式，它能够更好的适应室外雾霾天气，也能广泛的被用于舰艇、船只等场所，以适应海洋极为恶劣的环境，如：雾、雨、水气等常见天气。

走廊模式

随着酒店、宾馆、小区等场所监控需求的增多，在狭长的过道或者走廊里做监控的需求也会增多。普通的IPC在“走廊”、“消防通道”等狭长的室内会出现场景垂直视野监控不足的问题，远处的走廊场景要么顾及不到，要么景深太深看不到人物的细节特征。为了解决这个问题，在IPC摄像机里专门定制了适应这个环境的模式----走廊模式。“走廊模式”是近些年在安防监控领域提出并应用的一项新技术。具备该技术的IPC可将图像由原先的16∶9显示格式变换为9∶16显示格式，这样使得监看区域变得更加广泛。

“走廊模式”的应用，使得在特定场所下的监控场景大幅度的提高，也使得在布点设计方面，有了更多的灵活性。非常适合酒店走廊、学校走廊、消防通道、控制机房等监控场合。此外，应用走廊模式的多台摄像机配合后端软件平台拼接技术，可以实现更高像素（如4台200万像素的摄像机进行拼接，能达到800万的效果）的监视效果，视野更加宽广，画面更加震撼，可以应用在足球场等大型体育场馆。

智能分析

安防行业已经在中国发展了30多年了，为了满足人们对安防的要求，监控设备经过一次又一次的更新换代，而且更新的速度越来越快。安防主要目的就是安全防范，关键在于“防”。现在的安防已经不能停留在事件发生之后通过查录像来解决问题的时代，我们需要事件发生的可预知性，不做马后炮。这就需要我们对前端的视频进行分析，一旦有可疑现象发生我们就马上采取措施，把事件扼杀在萌芽阶段。

IPC的智能分析功能在很多年前就开始应用，只不过因为视频图像的清晰度比较差，会产生很多的误报，IPC的智能分析发展受到了限制。目前高清IPC图像清晰度已经达到了1080P，为智能分析功能的发展提供了一个非常好的平台。在技术方面，目前IPC的智能视频分析技术主要分为 模式识别和行为分析技术。模式识别技术包含：人脸检测、人脸比对、车牌识别、烟火识别检测等；行为分析包含：越线、进入、离开、丢失、遗留物、人群聚集、滑倒等。智能分析最核心的是视频算法，目前算法的体现形式包括了集成到硬件和纯软件方式提供，效果基本相同。

不同的行业对于视频监控的需求一般有着非常明显的差异，特别是对于智能视频分析技术的应用需求，由此也决定了不同行业间检测行为类型与异常事件的特殊性。比如在平安城市中，可针对城市治安突发事件，专门研发打架、抢劫、攀 越等行为分析功能；在银行ATM自助服务区，可通过对目前ATM自助服务区犯罪手段的分析，实现如非法粘贴小纸条、安装假键盘、蒙面、暴力抢劫等 行为分析功能；在交通行业，可实现针对交通事件如逆行、非法停车、交通拥堵等情况报警的更多的功能。

只有结合行业应用实际，深入了解不同行业的具体问题，才能更好地抓住用户的需求，将智能视频分析技术的功能落实到应用的实处，这也是智能视频分析技术未来产业化价值的最终体现。

IPC的创新点和发展趋势

如今，安防行业正不断向前发展，安防技术结合通信技术所衍生出的新技术也在引领着IPC的发展方向；再者，市场需求始终是IPC的发展导向，刺激IPC不断创新。目前，IPC的技术创新与应用趋势主要集中在以下几个方面：

云技术

云计算将使安防行业发生商业模式的变革，将使用户能够像用水、用电一样使用安防服务。随着虚拟化、大数据、网络的不断发展，安防云正在不断地涌现。IPC作为安防体统中重要的组成部分，已经实现了配合NVR实现云存储，当云IPC连接的NVR损坏之后，IPC会自动存储到这个NVR所属云的其他NVR中，实现对云IPC的容灾存储。

民用化

IPC进入家庭不再是梦想，很多很多的厂家将进军民用领域。方便安装、操作简单、学习容易将是对IPC最基本的要求。手机实时浏览家里的情况，手机控制家里家用电器的开启和关闭，将是必然趋势，IPC在智能家居里将发挥不可取代的作用。

可穿戴化

可穿戴的摄像机越来越受欢迎和追捧，微型化、智能化是现代人对微型摄像机的追求。人们在日常生活的点滴，在不经意之间的感动稍纵即逝，即使使用最方便的手机也要拿出手机，然后打开拍照或录像模式才能记录下来，如果能够使用可穿戴的摄像机，就可以实时录像，记录精彩瞬间。Google眼镜的推出就为记者们提供了很好的工具，它能够让记者同志不会错过她所看到的任何场景。我们相信未来的IPC摄像机也会能够成为人们出行的必备物品。

生物防抖应用

生物防抖技术已经非常成熟，由于IPC的各组成部件之间都是通过机械设备链接的，目前采用的防抖方式都是电子防抖技术，该技术在一定程度上能够解决图像抖动问题。但是这样经过长时间的振动，设备之间就会出现接触不良等现象，影响了设备的使用寿命。有关专家已经把生物防抖技术应用在IPC摄像机里，以解决由于外力导致的画面抖动现象。该生物防抖技术是极限运动的运动员发现的，他们把摄像机安装在鸡头上，并带着这只鸡一起做翼装飞行，得到了非常稳定的画面。该技术已经被安防界的专家们借鉴，生物防抖摄像机很快就会面世。

3D打印技术应用

及时提供产品，提高供货能力，是所有制造类厂家的终极目标。3D打印技术现在已经耳熟能详，而且已经慢慢渗透到安防行业。3D打印的快速成型技术将为IPC的生产，快速的提供原材料，大大缩减IPC的生产周期。3D打印技术的应用将会彻底改变IPC的生产制作方式，生产成本也会大大降低，谁能率先掌握3D打印技术，谁就能够在价格战上占有绝对优势，届时安防行业的厂家重新洗牌也是非常有可能的。