網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的原理與應(yīng)用

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1、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的原理與應(yīng)用2011-07-1114:51:15

2、分類(lèi)：默認(rèn)分類(lèi)

3、標(biāo)簽：

4、字號(hào)大中小訂閱網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的定義網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，也叫IP攝像機(jī)，即IPCamera，簡(jiǎn)稱IPC，在近幾年得益于網(wǎng)絡(luò)帶寬、芯片技術(shù)、編碼算法、存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步而得到大力發(fā)展。IPC的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在“IP”上，即支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的攝像機(jī)，IPC可以看成是模擬攝像機(jī)與視頻編碼器的結(jié)合體，從圖像質(zhì)量指標(biāo)講，又可以實(shí)現(xiàn)高于模擬攝像機(jī)與視頻編碼器的效果。IPC是新一代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的核心硬件設(shè)備，通常采用嵌入式架構(gòu)，集成了視頻音頻采集、信號(hào)處理、編碼壓縮、智能分析、緩沖存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N功能，再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)錄

5、像系統(tǒng)及管理平臺(tái)軟件，就可以構(gòu)建成大規(guī)模、分布式的智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。相對(duì)于模擬攝像機(jī)加DVS的架構(gòu)，IPC是真正的即插即用純網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，IPC可以部署在局域網(wǎng)，也可以部署在廣域網(wǎng)下的任何位置，允許用戶通過(guò)瀏覽器在任何地方對(duì)攝像機(jī)視頻進(jìn)行顯示及控制，這種相對(duì)獨(dú)立的工作模式使得IPC既適用于大規(guī)模視頻監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目中，也可以獨(dú)立分散應(yīng)用在如商店、學(xué)校、家庭的分布式、需要遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控應(yīng)用中。圖1IPC在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中角色示意圖IPC的主要功能：視頻編碼：采集并編碼壓縮視頻信號(hào)音頻功能：采集壓縮音頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)音頻實(shí)時(shí)播放或錄音網(wǎng)絡(luò)功能：編碼壓縮的視音頻信號(hào)通過(guò)網(wǎng)口傳輸云臺(tái)、鏡頭控制功能

6、：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制云臺(tái)、鏡頭的各種動(dòng)作緩存功能：可以把壓縮的視音頻信號(hào)臨時(shí)存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)介質(zhì)報(bào)警輸入輸出：能接受、處理報(bào)警輸入輸出信號(hào)，即具備報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能移動(dòng)檢測(cè)報(bào)警：檢測(cè)場(chǎng)景內(nèi)移動(dòng)物體并產(chǎn)生報(bào)警，靈敏度可調(diào)視頻分析：自動(dòng)對(duì)視頻場(chǎng)景進(jìn)行分析，比對(duì)原則并觸發(fā)報(bào)警IPC的優(yōu)勢(shì)在模擬攝像機(jī)中，CCD傳感器所產(chǎn)生的模擬信號(hào)首先經(jīng)過(guò)模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后由攝像機(jī)內(nèi)置的DSP芯片進(jìn)行信號(hào)處理，如增益、降噪、背光補(bǔ)償?shù)忍幚怼＝?jīng)過(guò)DSP處理后的數(shù)字信號(hào)又經(jīng)過(guò)數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換重新轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，用于在同軸電纜上進(jìn)行傳輸，然后傳輸至DVR或DVS后再次進(jìn)行模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換來(lái)

7、完成編碼壓縮工作，這樣多次模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換過(guò)程犧牲了大量圖像質(zhì)量。在IPC中，如果傳感器輸出的是數(shù)字信號(hào)，那么該數(shù)字信號(hào)可以直接傳送給編碼壓縮芯片完成編碼壓縮工作，之后打包上傳到網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸；如果傳感器輸出的是模擬信號(hào)，那么需要進(jìn)行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行編碼壓縮，打包上傳。因此IPC比模擬系統(tǒng)信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，可以盡可能減少圖像質(zhì)量損耗。另外，IPC通常采用逐行掃描傳感器，相對(duì)于模擬攝像機(jī)的隔行掃描方式，圖像質(zhì)量更好。IPC的硬件構(gòu)成IPC的硬件構(gòu)成一般包括鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、信號(hào)處理器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、編碼芯片、主控芯片、網(wǎng)絡(luò)及控制接口等部分組成。光線通過(guò)鏡頭進(jìn)入傳感

8、器，然后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)由內(nèi)置的信號(hào)處理器進(jìn)行處理，處理后的數(shù)字信號(hào)由編碼壓縮芯片進(jìn)行編碼壓縮，最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。圖2IPC硬件構(gòu)成結(jié)構(gòu)示意圖從上圖可以看成，獨(dú)立芯片+CPU的架構(gòu)中，編碼壓縮工作與系統(tǒng)主控工作分別獨(dú)立在兩個(gè)芯片完成，而在SOC的架構(gòu)中，系統(tǒng)的SOC除了具有完成視頻的編碼壓縮工作外，還需要處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。IPC的工作原理圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)鏡頭輸入及聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)麥克風(fēng)輸入后，由圖像傳感器和聲音傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)編碼器按一定的編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼壓縮，在控制器的控制下，由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊按一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳

9、送到網(wǎng)絡(luò)，控制器還可以接收?qǐng)?bào)警信號(hào)及向外發(fā)送報(bào)警信號(hào)。IPC啟動(dòng)時(shí)，主控模塊將系統(tǒng)內(nèi)核轉(zhuǎn)入系統(tǒng)內(nèi)存SDRAM中，系統(tǒng)從SDRAM啟動(dòng)。系統(tǒng)啟動(dòng)后，主控模塊控制通過(guò)串行接口/主機(jī)接口等控制編碼模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊及串行接口，實(shí)現(xiàn)視頻的編碼壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸及PTZ控制。IPC加電啟動(dòng)后軟件啟動(dòng)的過(guò)程包括裝載啟動(dòng)代碼、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理，監(jiān)控接收轉(zhuǎn)發(fā)控制程序等。IPC的亮點(diǎn)功能IPC的無(wú)線功能。遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸在模擬視頻監(jiān)控時(shí)代就是一個(gè)問(wèn)題，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶給IPC遠(yuǎn)距離傳輸解決方案。無(wú)線傳輸具有重要的意義，在有線施工困難場(chǎng)所、或者攝像機(jī)位置不固定場(chǎng)所，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)IPC將會(huì)帶來(lái)很大便利性。

10、另外，對(duì)于建筑之間的IPC聯(lián)網(wǎng)，可以節(jié)省大量網(wǎng)絡(luò)布線施工成本，目前的無(wú)線技術(shù)主要有WIFI、3GPP、WIMAX等。PoE技術(shù)。PoE（PoweroverEthernet），指的是通過(guò)以太網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供電力的技術(shù)，PoE技術(shù)遵循于IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)，在不降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊性能的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行供電，是IT行業(yè)的一個(gè)成熟標(biāo)準(zhǔn)。將PoE技術(shù)引入到IPC系統(tǒng)應(yīng)用中，可以解決IPC單獨(dú)供電的施工及線纜成本，并便于管理。IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的受電設(shè)備的功率在12.95瓦以下，基本