網(wǎng)絡(luò )攝像機概述

        網(wǎng)絡(luò )攝像機是一種結合傳統攝像機與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)所產(chǎn)生的新一代攝像機，它可以將影像通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳至地球另一端，且遠端的瀏覽者不需用任何專(zhuān)業(yè)軟件，只要標準的網(wǎng)絡(luò )瀏覽器（如“Microsoft IE或Netscape）即可監視其影像。網(wǎng)絡(luò )攝像機內置一個(gè)嵌入式芯片，采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。攝像機傳送來(lái)的視頻信號數字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)傳送到Web服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò )上用戶(hù)可以直接用瀏覽器觀(guān)看Web服務(wù)器上的攝像機圖像，授權用戶(hù)還可以控制攝像機云臺鏡頭的動(dòng)作或對系統配置進(jìn)行操作。

       網(wǎng)絡(luò )攝像機的應用

　　寬帶信息網(wǎng)絡(luò )除了提供高速的網(wǎng)絡(luò )接入外還能取代銅軸電纜圖像傳輸線(xiàn)路，將實(shí)時(shí)圖像監控納入寬帶信息網(wǎng)絡(luò )應用范圍，這就使得信息網(wǎng)絡(luò )代替傳統閉路電視成為必然 .基于PC的多媒體監控系統功能較強，但主要進(jìn)行小范圍監控。當傳輸距離遠或者需要上網(wǎng)時(shí)，基于PC的多媒體監控穩定性不夠好、功耗高、需要有人值守、軟件的開(kāi)放性不好。這些問(wèn)題為基于網(wǎng)絡(luò )和嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )視頻監控提供了舞臺。
 

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機將圖像轉換為基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò )標準的數據包，使攝像機所攝的畫(huà)面通過(guò)RJ-45以太網(wǎng)接口或WIFI WLAN無(wú)線(xiàn)接口直接傳送到網(wǎng)絡(luò )上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )即可遠端監視畫(huà)面。
 

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機采用了最先進(jìn)的攝像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，具有強大的功能。內置的系統軟件能實(shí)現真正的即插即用，使用戶(hù)免去了復雜的網(wǎng)絡(luò )配置；內置的大容量?jì)却娲鎯瘓笥|發(fā)前的圖像；內置的I/O端口和通訊口便于擴充外部周邊設備如：門(mén)禁系統，紅外線(xiàn)感應裝置，全方位云臺等。提供軟件包(SDK)便于用戶(hù)自行快速開(kāi)發(fā)應用軟件。
 

　　網(wǎng)絡(luò )攝像廣泛應用于教育，商業(yè)，醫療，公共事業(yè)等各方面領(lǐng)域

        網(wǎng)絡(luò )攝像機組成原理

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機一般由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、A/D轉換器、圖像、聲音、控制器網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器、外部報警、控制接口等部分組成。
 

　　1、鏡頭
 

　　鏡頭作為網(wǎng)絡(luò )攝像機的前端部件，有固定光圈、自動(dòng)光圈、自動(dòng)變焦、自動(dòng)變倍等種類(lèi)，與模擬攝像機相同。
 

　　2、圖像傳感器、聲音傳感器
 

　　圖像傳感器有CMOS和CCD兩種模式。CMOS既互補性金屬氧化物半導體，CMOS主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體，通過(guò)CMOS上帶負電和帶正電的晶體管來(lái)實(shí)現基本的功能的。這兩個(gè)互補效應所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。CMOS針對CCD最主要的優(yōu)勢就是非常省電。不像由二級管組成的CCD和CMOS電路幾乎沒(méi)有靜態(tài)電量消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問(wèn)題是在處理快速變換的影像時(shí)，由于電流變換過(guò)于頻繁而過(guò)熱。暗電流抑制的好就問(wèn)題不大，如果抑制的不好就十分容易出現雜點(diǎn)。
 

　　CCD圖像傳感器由在單晶硅基片上呈二維排列的光電二級管及其傳輸電路構成。光電二極管把光轉化成電荷，再經(jīng)轉化電路傳送和輸出。
 

　　通常，傳送優(yōu)良圖像質(zhì)量的設備都采用CCD圖像傳感器，而注重功耗和成本的產(chǎn)品則選擇CMOS圖像傳感器。但新的技術(shù)正在克服每種器體固有的弱點(diǎn)，同時(shí)保留了適合于特定用途的某些特性。這一部分與模擬攝像機相同。 聲音傳感器即拾聲器或叫麥克風(fēng)，與傳統的話(huà)筒原理一樣。
 

　　3、A/D轉換器
 

　　A/D轉換器的功能是將圖像和聲音等模擬信號轉換成數字信號。
 

　　基于CMOS模式的圖像傳感器模塊有直接數字信號輸出的接口，無(wú)須A/D轉換器；而基于CCD模式的圖像傳感器模塊如有直接數字輸出的接口，亦無(wú)須A/D轉換器，但由于此模塊主要針對模擬攝像機設計，只有模擬輸出接口，故需要進(jìn)行A/D轉換。
 

　　4、圖像、聲音編碼器
 

　　經(jīng)A/D轉換后的圖像、聲音數字信號，按一定的格式或標準進(jìn)行編碼壓縮。編碼壓縮的目的是為了便于實(shí)現音/視信號與多媒體信號的數字化；便于在計算機系統、網(wǎng)絡(luò )以及萬(wàn)維網(wǎng)上不失真地傳輸上述信號。
 

　　目前，圖像編碼壓縮技術(shù)有兩種：一種是硬件編碼壓縮，即將編碼壓縮算法固化在芯片上；另一種是基于DSP的軟件編碼壓縮，即軟件運行在DSP上進(jìn)行圖像的編碼壓縮。同樣，聲音的壓縮亦可采用硬件編碼壓縮和軟件壓縮，其編碼標準有MP3等格式。
 

　　5、控制器
 

　　控制器是網(wǎng)絡(luò )攝像機的心臟，它肩負著(zhù)網(wǎng)絡(luò )攝像機的管理和控制工作。如果是硬件壓縮編碼，控制器是一個(gè)獨立部件；如果是軟件編碼壓縮，控制器是運行編碼壓縮軟件的DSP，即二者合而為一。
 

　　6、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器
 

　　網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò )攝像機的網(wǎng)絡(luò )功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相關(guān)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，允許用戶(hù)從自己的PC機使用標準的瀏覽器根據網(wǎng)絡(luò )攝像機的IP地址對網(wǎng)絡(luò )攝像機進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，觀(guān)看實(shí)時(shí)圖像，及控制攝像機的鏡頭和云臺。
 

　　7、外部報警、控制接口
 

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機為工程應用提供了實(shí)用的外部接口，如控制云臺的485接口，用于報警信號輸入輸出的I/O口。如紅外探頭發(fā)現有目標出現，發(fā)報警信號給網(wǎng)絡(luò )攝像機，網(wǎng)絡(luò )攝像機自動(dòng)調整鏡頭方向并實(shí)時(shí)錄像；另一方面，當網(wǎng)絡(luò )攝像機偵測到有移動(dòng)目標出現時(shí)，亦可向外發(fā)出報警信號。
 

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機的基本原理是：圖像信號經(jīng)過(guò)鏡頭輸入及聲音信號經(jīng)過(guò)麥克風(fēng)輸入后，由圖像傳感器的聲音傳感器轉化為電信號，A/D轉換器將模擬電信號轉換為數字電信號，再經(jīng)過(guò)編碼器按一定的編碼標準進(jìn)行編碼壓縮，再控制器的控制下，由網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器按一定的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議送上局域網(wǎng)或INTERNET，控制器還可以接收報警信號及向外發(fā)送報警信號，且按要求發(fā)出控制信號。
 

　　8、圖像的編碼標準
 

　　目前，網(wǎng)絡(luò )攝像機的圖像壓縮編碼標準主要有MPEG4、H.263、H.264、M-JPEG等。
 

　　MPEG4
 

　　所謂MPEG標準就是指由ISO的活動(dòng)圖像專(zhuān)家組制定的一系列關(guān)于音視頻信號以及多媒體信號的壓縮與解壓縮技術(shù)的標準。到目前為止，已經(jīng)制定完成并批準執行的有：1991年批準的MPEG1、MP3;1994年批準的MPEG2;1999年批準的MPEG4和MP4。正在制定的標準有：MPEG7和MEPG21.
 

　　H.263
 

　　H.263是ITU-T提出的作為H.324終端使用的視頻編解碼建議，H.263經(jīng)過(guò)不斷地完善和多次的升級已經(jīng)日臻成熟，如今已經(jīng)大部分代替了H.261，而且H.263由于能在低帶寬上傳輸高質(zhì)量的視頻流而日益受到歡迎。
 

　　H.263是基于運動(dòng)補償的DPCM的混合編碼，在運動(dòng)補償的DPCM混合編碼，在運動(dòng)搜索的基礎上進(jìn)行運動(dòng)補償，然后運用DCT變換和“之”字形掃描編碼，從而得到輸出碼流。H.263在H.261建議的基礎上，將運動(dòng)矢量的搜索增加為半象素點(diǎn)搜索；同時(shí)又增加了無(wú)限制運動(dòng)矢量、基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼、高級預測技術(shù)和PB幀編碼等四個(gè)高級選項；從而達到了進(jìn)一步降低碼速率和提高編碼質(zhì)量的目的。
 

　　H.264
 

　　H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG的聯(lián)合視頻組開(kāi)發(fā)的一個(gè)新的數字視頻編碼標準，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG4的第十部分。
 

　　在相同的重建圖像質(zhì)量下，H.264能夠比H.263節約50％左右的碼率，比目前根據MPEG4實(shí)現的視頻格式在性能方面提高33％左右。
 

　　M-JPEG
 

　　M-JPEG技術(shù)即運動(dòng)靜止圖像壓縮技術(shù)，它把運動(dòng)的視頻序列作為連續的靜止圖像來(lái)處理，這種壓縮技術(shù)方式單獨完整地壓縮每一幀，在編輯過(guò)程中可隨機存儲每一幀，可進(jìn)行精確到幀地編輯。但M-JPEG只對幀內地空間冗余進(jìn)行壓縮，不對幀間的時(shí)間冗余進(jìn)行壓縮，故壓縮效率不高。

 

      領(lǐng)航員網(wǎng)絡(luò )攝像機特點(diǎn)優(yōu)勢

　　應用優(yōu)勢
 

　　領(lǐng)航員網(wǎng)絡(luò )攝像機不僅可基于計算機局域網(wǎng)用于區域監控，如住宅小區監控、辦公樓、銀行、商場(chǎng)等傳統地監控；而且也能通過(guò)INTERNET用于新型地跨區域遠程監控及網(wǎng)上展示，遠程兒童及老人看護、無(wú)人值守通信機房監控、旅游景點(diǎn)網(wǎng)上演播、產(chǎn)品網(wǎng)上展覽等。
 

　　特點(diǎn)：
 

　　把圖像進(jìn)行M-JPEG編碼壓縮，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )利用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行傳輸；通過(guò)網(wǎng)絡(luò )攝像機或鏡頭、云臺和其它外部設備進(jìn)行操作控制；內置一個(gè)10M/100M以太網(wǎng)RJ45接口，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現遠程接口；一個(gè)并行I/O口，可以連接外部傳感器進(jìn)行自動(dòng)報警，也可以對外部設備進(jìn)行控制或進(jìn)行聯(lián)動(dòng)報警功能；一個(gè)RS45串口，可以對鏡頭、云臺進(jìn)行控制，或連接其他外部設備；內嵌WEB SERVER，網(wǎng)絡(luò )攝像機內部提供了一個(gè)WEB SERVER,允許用戶(hù)從PC機使用標準地瀏覽器進(jìn)行各種接口、操作；具有單獨地安全機制，可以對操作本攝像機地用戶(hù)進(jìn)行分級別的權限驗證；有中心的集中式管理與控制的監控網(wǎng)以及無(wú)中心的分布式監控網(wǎng)；內置實(shí)時(shí)操作系統，支持軟件下載和配置設置，方便升級和操作管理。