數(shù)字攝像機

數(shù)字（IP）攝像機（以下簡稱IP攝像機）它是結(jié)合了傳統(tǒng)攝像機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新一代攝像機它可以通過 將圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞澜绲牧硪欢?，遠程觀看者不需要任何專業(yè)軟件，只需要一個標準的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器（如“微軟 IE或美國網(wǎng)景公司）即可監(jiān)視其影像。網(wǎng)絡(luò)攝像機內(nèi)置嵌入式芯片，采用嵌入式實時操作系統(tǒng)。攝像頭傳輸?shù)臄?shù)字化視頻信號經(jīng)高效壓縮芯片壓縮后，通過網(wǎng)絡(luò)總線傳輸?shù)絎eb服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以通過瀏覽器直接觀看Web服務(wù)器上的攝像機圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機鏡頭的動作或操作系統(tǒng)配置。

數(shù)字攝像機

寬帶信息網(wǎng)絡(luò)不僅可以提供高速的網(wǎng)絡(luò)接入，而且可以取代銅纜圖像傳輸線路，將實時圖像監(jiān)控納入寬帶信息網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍，這使得信息網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的閉路電視成為必然3333033333333332.基于PC機的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)功能強大，但主要進行小范圍的監(jiān)控。基于PC的多媒體監(jiān)控在傳輸距離較長或需要互聯(lián)網(wǎng)時，穩(wěn)定性不夠好、功耗高、需要有人值守、軟件的開放性不好。這些問題為基于網(wǎng)絡(luò)和嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控提供了舞臺。

IP camera將圖像轉(zhuǎn)換為基于TCP的圖像/IP網(wǎng)絡(luò)標準數(shù)據(jù)包，使相機拍攝的畫面通過RJ-45以太網(wǎng)接口或WIFI WLAN無線接口直接傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控畫面。

IP攝像頭采用最先進的攝像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，功能強大。內(nèi)置的系統(tǒng)軟件可以實現(xiàn)真正的即插即用，讓用戶避免復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置；內(nèi)置的大容量存儲器在警報觸發(fā)前存儲圖像；內(nèi)置的I/o口和通訊口便于擴展外部外圍設(shè)備，如：門禁系統(tǒng)紅外傳感器全方位云臺等。提供軟件包(SDK)方便用戶快速自行開發(fā)應(yīng)用軟件。

IP相機一般由鏡頭組成、圖像傳感器、聲音傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、圖像、聲音、控制器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、外部報警、控制界面等部分。

鏡頭

鏡頭作為網(wǎng)絡(luò)攝像機的前置部分，光圈是固定的、自動光圈、自動變焦、自動變焦等類別，與模擬相機相同。

圖像傳感器

圖像傳感器有兩種模式CMOS和CCD。CMOS既是一種互補金屬氧化物半導(dǎo)體，也是一種由硅和鍺制成的半導(dǎo)體，其基本功能是通過CMOS上帶負電荷和正電荷的晶體管來實現(xiàn)的。由這兩種互補效應(yīng)產(chǎn)生的電流可以被處理芯片記錄并解釋為圖像。CMOS用于CCD的主要優(yōu)點是非常省電。不像CCD和CMOS電路由二極管組成，幾乎沒有靜態(tài)功耗。這使得CMOS的功耗只有普通CCD的1/關(guān)于3，CMOS的重要問題是在處理快速變化的圖像時由于電流轉(zhuǎn)換過于頻繁而過熱。暗電流抑制好的話問題不大，抑制不好的話就非常容易出現(xiàn)雜亂。

CCD圖像傳感器由二維排列在單晶硅襯底上的光電二極管及其傳輸電路組成。光電二極管將光轉(zhuǎn)換成電荷，由轉(zhuǎn)換電路傳輸輸出。

一般CCD圖像傳感器用于傳輸圖像質(zhì)量優(yōu)秀的器件，而CMOS圖像傳感器則選擇在注重功耗和成本的產(chǎn)品上。然而，新技術(shù)正在克服每個設(shè)備的固有弱點，同時保留一些適合特定用途的特性。這部分與模擬攝像機相同。聲音傳感器是拾音器或者麥克風(fēng)，和傳統(tǒng)的麥克風(fēng)是一樣的。

A/D轉(zhuǎn)換器

A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將圖像聲音等模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

基于CMOS模式的圖像傳感器模塊具有直接數(shù)字信號輸出的接口，無需a/D轉(zhuǎn)換器；如果基于CCD模式的圖像傳感器模塊具有直接數(shù)字輸出接口，則不需要/d轉(zhuǎn)換器，但是因為這個模塊主要是為模擬相機設(shè)計的，只有一個模擬輸出接口，所以需要一個/D轉(zhuǎn)換。

編碼器

經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的圖像、音頻數(shù)字信號根據(jù)特定的格式或標準進行編碼和壓縮。編碼壓縮的目的是為了方便聲音的實現(xiàn)/視頻信號和多媒體信號的數(shù)字化；在計算機系統(tǒng)中方便、上述信號在網(wǎng)絡(luò)和萬維網(wǎng)上無失真?zhèn)鬏敗?/p>

有兩種圖像編碼和壓縮技術(shù)：一種是硬件編碼壓縮，即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上對圖像進行編碼壓縮。同樣，聲音的壓縮也可以采用硬件編碼壓縮和軟件壓縮，其編碼標準包括MP3等格式。

控制器

控制器是網(wǎng)絡(luò)攝像機的心臟，承擔著對網(wǎng)絡(luò)攝像機的管理和控制。如果是硬件壓縮編碼，控制器就是一個獨立的部件；如果是軟件編碼壓縮，控制器就是運行編碼壓縮軟件的DSP，也就是兩者合二為一。

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，采用RTP協(xié)議/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP和其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議允許用戶根據(jù)其IP地址使用標準瀏覽器從自己的PC訪問網(wǎng)絡(luò)攝像機，觀看實時圖像，并控制攝像機的鏡頭和平移傾斜。

報警接口

網(wǎng)絡(luò)攝像機為工程應(yīng)用提供了實用的外部接口，如用于控制云臺的485接口，用于輸入和輸出報警信號的I/O口。如果紅外探頭發(fā)現(xiàn)目標，它會向網(wǎng)絡(luò)攝像頭發(fā)送報警信號，網(wǎng)絡(luò)攝像頭會自動調(diào)整鏡頭方向，并實時記錄視頻；另一方面，當網(wǎng)絡(luò)攝像機檢測到移動目標的出現(xiàn)時，它還可以向外部發(fā)送報警信號。

網(wǎng)絡(luò)攝像機的基本原理是：圖像信號通過鏡頭輸入，聲音信號通過麥克風(fēng)輸入后，由圖像傳感器的聲音傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，a/d轉(zhuǎn)換器將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，由編碼器按照一定的編碼標準進行編碼和壓縮在控制器的控制下，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器按照一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將它們發(fā)送到局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)控制器還可以接收和發(fā)送報警信號，并根據(jù)需要發(fā)送控制信號。

MPEG44是網(wǎng)絡(luò)攝像機的主要圖像壓縮編碼標準、H.263、H.264、M-JPEG等。

MPEG4

所謂MPEG標準，是指由ISO的運動圖像專家組制定的關(guān)于音視頻信號和多媒體信號的壓縮和解壓縮技術(shù)的一系列標準。迄今為止，已經(jīng)制定并批準實施了以下措施：MPEG1于1991年獲得批準、MP3;MPEG2于1994年獲得批準;MPEG4和MP4于1999年獲得批準。正在制定的標準如下：MPEG7和MEPG21.

H.263

H.263是ITU-T提出的作為H.324終端的視頻編解碼建議.263經(jīng)過多次完善和升級，現(xiàn)在已經(jīng)很大程度上取代了h.261，而且H.H263越來越受歡迎，因為它可以在低帶寬上傳輸高質(zhì)量的視頻流。

H.263是基于運動補償?shù)腄PCM混合編碼在基于運動補償?shù)腄PCM混合編碼中，在運動搜索的基礎(chǔ)上執(zhí)行運動補償，然后使用DCT變換和求和“之”字體掃描編碼，從而得到輸出碼流。H.263在H.261，運動矢量搜索增加到半像素點搜索；同時增加了無限的運動矢量、基于語法的算術(shù)編碼、高級預(yù)測技術(shù)和PB幀編碼是四個高級選項；從而進一步降低碼率，提高編碼質(zhì)量。

H.264

H.264是ITU-T的VCEG和國際標準化組織/由IEC的MPEG的聯(lián)合視頻組開發(fā)的新的數(shù)字視頻編碼標準不僅僅是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC MPEG4第10部分。

在相同的重建圖像質(zhì)量下，h.264能夠比H.263節(jié)約50%比特率比根據(jù)MPEG44實現(xiàn)的視頻格式的比特率高大約33%左右。

M-JPEG

M-JPEG技術(shù)是運動靜止圖像壓縮技術(shù)，它將運動視頻序列視為連續(xù)的靜止圖像這種壓縮技術(shù)獨立完整地壓縮每一幀，在編輯過程中可以隨機存儲每一幀，并且可以精確地編輯到幀。但M-JPEG只壓縮幀內(nèi)的空間冗余，不壓縮幀間的時間冗余，所以壓縮效率不高。

應(yīng)用優(yōu)勢

IP攝像機不僅可以用于基于計算機局域網(wǎng)的區(qū)域監(jiān)控，如住宅小區(qū)監(jiān)控、辦公樓、銀行、商場等傳統(tǒng)監(jiān)控；還可以用于新的跨區(qū)域遠程監(jiān)控和在線顯示，通過互聯(lián)網(wǎng)對兒童和老人進行遠程監(jiān)護、無人值守通信機房的監(jiān)控、旅游景點在線播放、產(chǎn)品網(wǎng)上展覽等。

特點：

把圖像進行M-JPEG編碼壓縮，使用TCP通過網(wǎng)絡(luò)/用于傳輸?shù)腎P協(xié)議；通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭或鏡頭、云臺等外部設(shè)備進行操作控制；

內(nèi)置一個10M/100M以太網(wǎng)RJ45接口，可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程接口；一個并行I/o口，可連接外部傳感器進行自動報警，也可控制外部設(shè)備或進行聯(lián)動報警功能；一個RS45串口，可用于相機、云臺控制，或連接其他外部設(shè)備；

嵌入了WEB SERVER，在網(wǎng)絡(luò)攝像機內(nèi)部提供了WEB SERVER，允許用戶使用標準瀏覽器從PC制作各種界面、操作；通過獨立的安全機制，操作此攝像機的用戶可以通過不同級別的授權(quán)進行身份驗證；

集中管控的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和無中心的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；內(nèi)置實時操作系統(tǒng)，支持軟件下載和配置設(shè)置，方便升級和運行管理。

IP攝像機(攝像服務(wù)器、視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻轉(zhuǎn)換器等)已經(jīng)進入實際項目。

為了消除誤解，我們必須認識到IP攝像機的特點，并加快實際應(yīng)用的普及。

在選擇數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化多媒體監(jiān)控產(chǎn)品時，由于主客觀因素存在各種疑慮，難以像前幾年那樣得到廣泛推廣應(yīng)用。21世紀，隨著信息革命的發(fā)展和推進以及寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及，人們越來越關(guān)注寬帶網(wǎng)絡(luò)的意識也有了相應(yīng)的改變，但仍有很多誤區(qū)阻礙著監(jiān)控的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一步一步。

1，價格太貴

在選擇監(jiān)控產(chǎn)品時，提到IP攝像機，人們會認為IP攝像機每臺12萬元，相對于幾百到幾千元就能買到的普通攝像機來說，太貴了。

首先，國外生產(chǎn)的IP攝像頭確實需要10到2萬元，但是國內(nèi)的一些廠商（如網(wǎng)正等）生產(chǎn)出來的產(chǎn)品價格降到了幾千，大大降低了產(chǎn)品的價格。

其次，一臺IP攝像機相當于計算機視頻采集卡CCD普通攝像機網(wǎng)卡的操作系統(tǒng)軟件，即在監(jiān)控端，只需要一臺IP攝像機就可以將視頻發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。所以普通攝像頭和網(wǎng)絡(luò)攝像頭的價格對比是不合適的。

2，技術(shù)復(fù)雜

在選擇監(jiān)控產(chǎn)品時，提到IP攝像頭，人們會覺得網(wǎng)絡(luò)太復(fù)雜，技術(shù)要求太高。其實這是一種恐懼網(wǎng)絡(luò)正在進入家庭，幾歲的小學(xué)生都在玩網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)對工程師和用戶幾乎是透明的，或者說幾乎沒有必要去關(guān)心他們。

網(wǎng)絡(luò)基本上是基于TCP的/IP。盡管網(wǎng)絡(luò)本身有許多協(xié)議，但網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括IP攝像機）技術(shù)本身比較復(fù)雜，但是由于統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，各個廠商的產(chǎn)品只要知道怎么開機都做到了/關(guān)機，布防/撤防等基本操作都可以，其他都是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品做的真正的自動傻瓜操作，根本不需要太多的干預(yù)。

3，圖象質(zhì)量差

網(wǎng)絡(luò)攝像機基于網(wǎng)絡(luò)，模擬本地圖像，監(jiān)控系統(tǒng)基于視頻電纜（少數(shù)采用光纖）雖然都是監(jiān)控，但卻是兩種完全不同的體系結(jié)構(gòu)。

作為網(wǎng)絡(luò)攝像機的制造商，我們強調(diào)網(wǎng)絡(luò)攝像機不是萬能的，因為網(wǎng)絡(luò)本身不是萬能的。傳輸距離不算太遠、監(jiān)控點不多、并且不需要遠程傳輸，我們還是推薦用戶采用模擬圖像監(jiān)控系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)相比：無須同軸電纜、不需要龐大的視頻發(fā)行商；NxN多對多的軟件實現(xiàn)（也就是說，多個觀察者可以同時觀看多個鏡頭圖像）安裝所需設(shè)備少，工程造價大大降低（整個安裝過程是在PC上設(shè)置攝像機和安裝系統(tǒng)管理軟件），大幅減少線材；充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，采取寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像非常便宜，增強了監(jiān)控范圍的靈活性，可以直接實現(xiàn)遠程監(jiān)控，并利用網(wǎng)絡(luò)更新軟件。這些都是傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的。

與目前的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)相比：對PC的要求大大降低，一般配置就夠了；無需軟件維護；不需要機房，可以安裝在走廊，環(huán)境差的地方；可以避免死機現(xiàn)象和重啟時無法監(jiān)控的缺陷。這些都是基于PC的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的。

基于IP攝像頭的監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的成本比較需要考慮很多因素。主要因素是監(jiān)測點、監(jiān)控副控數(shù)、監(jiān)控范圍、錄像要求、報警要求等。

在比較基于IP攝像頭的監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的成本時，還有一個重要的出發(fā)點：算不算網(wǎng)線和電腦的費用？計算進入成本的原因很簡單；不計算入門成本的原因是網(wǎng)絡(luò)布線和計算機是現(xiàn)有投資，不需要監(jiān)控。

如果不計算網(wǎng)絡(luò)布線和電腦的成本，即使在一棟樓里，當監(jiān)控點達到50個，監(jiān)控分控器達到10個時，兩種方案的投資也差不多（35萬）

總結(jié)：

基于IP攝像頭的監(jiān)控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

先進性

該系統(tǒng)利用現(xiàn)有的綜合布線網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像并進行實時監(jiān)控。系統(tǒng)需要的前端設(shè)備少，布線簡單；后端只需要一個軟件系統(tǒng)。

可靠性

本系統(tǒng)的主要設(shè)備網(wǎng)絡(luò)攝像機采用嵌入式實時操作系統(tǒng)，設(shè)備要求簡單，圖像傳輸通過綜合布線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，因此系統(tǒng)的可靠性相當高。

性能價格比

該系統(tǒng)所需設(shè)備極其簡單，系統(tǒng)的控制完全由后端軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，省去了傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的大量設(shè)備，如昂貴的矩陣、畫面分割器、切換器、視頻到網(wǎng)絡(luò)主機等。由于圖像通過綜合布線網(wǎng)絡(luò)傳輸，節(jié)省了大量的視頻同軸電纜，降低了成本。

安全性

系統(tǒng)設(shè)置了不同級別的用戶權(quán)限，只有最高級別的用戶才能設(shè)置或更改整個系統(tǒng)。沒有權(quán)限的用戶可以 不接收圖像。圖像數(shù)據(jù)的存儲是一種專有格式。

使用維護性

系統(tǒng)的安裝極其簡單，軟件系統(tǒng)的安裝和使用也非常容易理解。在可維護性方面，系統(tǒng)的布線非常簡單，而主設(shè)備可靠性高，可維護性好，可遠程維護。

擴展延伸性

當需要增加監(jiān)控點對主機進行監(jiān)控時，只需通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增加一臺攝像機或PC，無需對現(xiàn)有布線系統(tǒng)做任何改動。

區(qū)域性監(jiān)控：使用網(wǎng)絡(luò)傳輸實時圖像，例如辦公室、樓宇等跨區(qū)域遠程監(jiān)控：連鎖事業(yè)、大型工廠機房、對老人和兒童的遠程護理、公共建物、無人危險環(huán)境監(jiān)控、對金融機構(gòu)分支機構(gòu)的監(jiān)測、交通監(jiān)管、錯誤警報辨識等。

在交警管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

純數(shù)字IP監(jiān)控攝像機”與目前大多數(shù)安裝在市區(qū)的模擬數(shù)碼相機不同，工作人員需要24小時盯著電腦屏幕，手動抓拍車輛違法照片。違法條件設(shè)定后，它可以自行識別違法行為。

比如交警將萬達周邊違法停車時間設(shè)定為5分鐘，如果一輛車違法停車超過5分鐘，“純數(shù)字IP攝像機”它會自動鎖車并發(fā)出“嗶嗶嗶”警報聲，通知附近交警處理；或者當它“看到”一輛汽車正朝相反的方向行駛在交警趕到之前，它會一直盯著違章車，并記錄其行駛路線。如果一個攝像機不在視線范圍內(nèi)，通知它旁邊的攝像機“兄弟，我可以 我看不見請連接它”直到車停下或者駛出6個攝像頭的監(jiān)控范圍。

YUCOO郵政相機學(xué)院預(yù)測，未來隨著聯(lián)網(wǎng)的普及，市場份額將快速增長?；诰W(wǎng)絡(luò)攝像機的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)從傳統(tǒng)的安防應(yīng)用延伸到大眾消費領(lǐng)域，滲透到教育領(lǐng)域、政府、娛樂場所、醫(yī)院、酒店、運動場館、城市治安等領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)攝像機的用戶群體已經(jīng)從專業(yè)群體用戶擴大到普通大眾用戶；應(yīng)用方向從傳統(tǒng)的安防應(yīng)用迅速延伸到大眾消費領(lǐng)域，更加面向社會公共信息服務(wù)，行業(yè)視頻監(jiān)管應(yīng)運而生、旅游景觀、電子商務(wù)和其他新的應(yīng)用領(lǐng)域。