網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)功能概述

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)功能概述此文章主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝機(jī)（IPCamera）的硬件元件組成及常見(jiàn)功能作簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)就技術(shù)參數(shù)等作概述。一：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的主要硬件組成。1.鏡頭（LENS）不同的鏡頭價(jià)格差別很大，從幾十到幾百都有。鏡頭的種類（根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合分類）廣角鏡頭：視角90度以上，觀察范圍較大近處圖像有變形標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角30度左右，使用范圍較廣長(zhǎng)焦鏡頭：視角20度可達(dá)幾十毫米或上百毫米變焦鏡頭：鏡頭焦距連續(xù)可變，焦距可以從廣角變到長(zhǎng)焦，焦距越長(zhǎng)則成像越大。針孔鏡頭：用于隱蔽觀察，經(jīng)常被安裝在天花板或墻壁內(nèi)鏡頭的焦距定焦距：焦距固定不變?？煞譃橛泄馊蜔o(wú)光圈。有光圈：鏡頭光圈大小可以調(diào)節(jié)；無(wú)光圈即定光圈其通光是固定不變的變焦距：焦距可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)、使被攝物體的圖像放大或縮小圖像傳感器（CCDCMOS）CCDCMOS靈敏度較咼較低分辨率較咼較低噪聲較低較咼功耗較咼，供電復(fù)雜較低，供電簡(jiǎn)單價(jià)格高低反應(yīng)速度慢快2.濾光片白天需用濾光片去除自然光中的部分紅外光，避免干擾成像。晚上紅外拍攝需要紅外成像，所以需去掉濾光片。3.紅外燈板紅外燈板上的紅外LED燈提供紅外線，以便紅外成像。依功率不同，距離不同。PoE供電模塊通過(guò)PoE模塊，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能從網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中得到電源供電。1） 電壓在44?57V（DC）之間，一般為48V2） 允許最大電流550mA，最大啟動(dòng)電流為500mA3） 典型工作電流在10-350mA,超載電流為350-500mA4） 在空載條件下，最大的需要電流為5mA5） 為PD設(shè)備提供3.84—12。95五個(gè)等級(jí)的電源功率請(qǐng)求，最大不超過(guò)13W前端存儲(chǔ)通過(guò)SD/SDHC卡實(shí)現(xiàn)本地存儲(chǔ)。現(xiàn)SDHC卡最高可達(dá)32G6.主控芯片（如TMS320DM368）實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品功能的協(xié)調(diào)控制及視頻處理。不同芯片實(shí)現(xiàn)的效果不同，如TMS320DM3555不支持H.264，DM368，DM36支持。芯片的不同會(huì)影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性，圖像的質(zhì)量等。NandFlash實(shí)現(xiàn)軟件存儲(chǔ)功能。DDR2內(nèi)存提供主芯片數(shù)據(jù)處理緩沖，存儲(chǔ)。依產(chǎn)品性能要求的不同，內(nèi)存大小不同。音頻編解碼電路實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)聲音采集，處理，并傳輸?shù)浇K端。網(wǎng)絡(luò)傳輸電路實(shí)現(xiàn)視頻碼流及控制信號(hào)傳遞及電源提供（POE）。11.云臺(tái)通過(guò)RS-485接口電路控制云臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控角度，位置的改變。13．WIFI模塊部分高端產(chǎn)品內(nèi)置WIFI模塊，可實(shí)現(xiàn)更加便捷，有利，實(shí)時(shí)的監(jiān)控。15.網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)外殼外殼分類大致可分為槍式和球式；功能上可分為防水，防暴等。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)視頻處理功能，控制功能概述網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的功能決定了視頻圖像是的第一要素影響視頻圖像的主要有以下幾點(diǎn)：1.鏡頭影響視頻成像效果鏡頭有塑料和玻璃，或半玻半塑。不同鏡頭的透光損失率不同另外不同場(chǎng)景，鏡頭是否可換？是否可變焦（自動(dòng)調(diào)焦）？也是關(guān)鍵因素。圖像傳感器影響視頻效果的關(guān)鍵因素，CCD與CMOS下視頻效果各有不同。CCD：成像通透性、明銳度高；色彩還原、曝光基本準(zhǔn)確CMOS：通透性一般，對(duì)實(shí)物的色彩還原能力偏弱（被監(jiān)控物的本身色調(diào)與監(jiān)視器上看到的相差較大，甚至完全變色），曝光也都不太好；但是其視頻圖像藝術(shù)化效果比較好CCD的特點(diǎn)是靈敏度高，但響應(yīng)速度較低，不適用于高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用的高分辨率逐行掃描方式，因此高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)普遍采用CMOS感光器件視頻壓縮格式－最重要的關(guān)鍵因素，直接決定了圖像質(zhì)量（清晰度/流暢度）和帶寬占用（視頻存儲(chǔ)空間）H.264：（主流，算法優(yōu)化）壓縮能力強(qiáng)、視頻損耗少、占用帶寬小，支持25幀/秒的幀率，能在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸，適合于用戶量大、帶寬相對(duì)有限的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)環(huán)境（網(wǎng)上有人提到H.264壓縮格式是否是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一說(shuō)，若不是容易造成兼容問(wèn)題）MPEG4：視頻不連貫、不實(shí)時(shí)；一般不超過(guò)10幀/秒。MPEG4—定注意許可費(fèi)問(wèn)題，因?yàn)樗且豁?xiàng)收費(fèi)技術(shù)。MPEG-4的著眼點(diǎn)在于解決低帶寬上音視頻的傳輸問(wèn)題，在164KHZ的帶寬上，MPEG-4平均可傳5—7幀/秒。另夕卜，MPEG-4的最高分辨率可達(dá)720x576，接近DVD畫面效果，基于圖像壓縮的模式?jīng)Q定了它對(duì)運(yùn)動(dòng)物體可以保證有良好的清晰度。M-JPEG：優(yōu)點(diǎn)：幀內(nèi)壓縮方式，圖像清晰、穩(wěn)定，適用于視頻編輯，而且可以靈活設(shè)置每路的視頻清晰度和壓縮幀數(shù)。另夕，因其壓縮后的格式可以讀取單一畫面，因此可以任意剪接，特別適用于安防取證的用途；缺點(diǎn)：壓縮率不高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求過(guò)高，因此無(wú)法在帶寬相對(duì)較窄的互聯(lián)網(wǎng)上傳輸。圖像格式CIF（320*240）QCIF（160*120）VGA（640*480）D1（720*576隔行掃描）D2（1048*720）D3（1920*1080隔行掃描）D4（1280*720逐行掃描）：720P，像素達(dá)到92.16萬(wàn)D5（1920*1080逐行掃描）：1080P，像素達(dá)到207.36萬(wàn)在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)時(shí)，1路CIF圖像在H.264和MPEG4壓縮模式下僅需要200K左右的帶寬即可達(dá)到實(shí)時(shí)傳輸、錄像。所以需根據(jù)攝像機(jī)的數(shù)量，是否需要遠(yuǎn)程察看、錄像的數(shù)量，帶寬資源等條件選擇合適的IPC。延時(shí)性（幀率）如在PAL制式下，15—25幀/秒是可接受的范圍，低于15幀率肉眼容易識(shí)別出動(dòng)作不連貫、跳躍等假象。（NTSC和PAL屬于全球兩大主要的電視廣播制式NTSC標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于日本、美國(guó)，加拿大、墨西哥等PAL德，英等一些西歐國(guó)家，新加坡、中國(guó)大陸及香港，澳大利亞、新西蘭等國(guó)家采用這種制式）任何視頻文件都是由連續(xù)的圖片組成的，一張圖片我們就叫它為一幀，如一秒鐘的視頻由25張連續(xù)的圖片組成，這時(shí)的幀率就是25幀/秒音視頻流在IP網(wǎng)絡(luò)上要采用不可靠的UDP進(jìn)行傳輸，而UDP是一個(gè)不可靠的傳輸協(xié)議，這意味著音視頻流會(huì)被網(wǎng)絡(luò)丟包。如果音視頻流丟包嚴(yán)重，遠(yuǎn)程觀看視頻時(shí)，就會(huì)看到圖像停頓、馬賽克等現(xiàn)象。音視頻傳輸軟件模塊的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是盡量減少丟包。其主要實(shí)現(xiàn)的的技術(shù)就是動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)帶寬，自適應(yīng)地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬控制MPEG編碼模塊的參數(shù)，決定如何來(lái)發(fā)送音視頻包，以使丟包量減到最小。軟件對(duì)視頻圖像處理1）自動(dòng)白平衡同一個(gè)物人體在不同的光線條件下成像的顏色略有不同，自動(dòng)白平衡就是要使成像的顏色與人眼所看到的基本一致。2）自動(dòng)曝光以上兩個(gè)技術(shù)（2A技術(shù)）影響了不同的場(chǎng)合和條件下視頻圖像的質(zhì)量7.寬動(dòng)態(tài)技術(shù)寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)當(dāng)在強(qiáng)光源（日光、燈具或反光等）照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對(duì)亮度較低的區(qū)域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，攝像機(jī)輸出的圖像會(huì)出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過(guò)度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。攝像機(jī)在同一場(chǎng)景中對(duì)最亮區(qū)域及較暗區(qū)域的表現(xiàn)是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動(dòng)態(tài)范圍”寬動(dòng)態(tài)范圍：是圖像能分辨最亮的亮度信號(hào)值與能分辨的最暗的亮光信號(hào)值的比值由于CCD的感光特性所限制，在技術(shù)上很難在有重大突破，而CMOS技術(shù)已經(jīng)達(dá)到160dB,采用CMOS技術(shù)的攝像機(jī)，寬動(dòng)態(tài)范圍要比CCD寬動(dòng)態(tài)范圍有極大的提高控制功能8接口功能1）音頻輸入（必備）2） 音頻輸出（必備）3） 通迅接口：RJ45，RS-485，光纖（前兩個(gè)必備）4） 報(bào)警輸入輸出（必備）5）本地視頻輸出（比較少）圖像控制功能：1） 頻率切換：PAL/NTSC以適應(yīng)不同的地區(qū)（必備）2） 圖像分辨及幀數(shù)可調(diào)（必備）3） 圖像設(shè)置：飽和度，亮度，對(duì)比度設(shè)置（通過(guò)WEB或客戶端）智能檢測(cè)處理功能（智能化，一般在高端產(chǎn)品此方面功能比較齊全）1） 移動(dòng)偵測(cè)2） 視頻丟失3） 網(wǎng)斷線4） IP地址沖突5） 存儲(chǔ)功能管理（存儲(chǔ)出錯(cuò)，存儲(chǔ)滿等）6） 人臉檢測(cè)7） 攝像頭遮擋檢測(cè)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)傳輸功能：1） 支持NAS，SD，SDHC存儲(chǔ)（后二者視產(chǎn)品需要可增加）2） TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP/RTSP,PPPoE,SMTP,NTP（SNMP,HTTPS,FTP,SIP,SRTP,802.1X,IPV6）3） 雙碼流，一鍵復(fù)位，防閃爍，心跳，密碼保護(hù)，水印技術(shù)鏡頭控制：1）變倍速度2） 調(diào)焦模式：自動(dòng)，半自動(dòng)，手動(dòng)濾光片控制：（紅外功能下）1）白天黑夜模式切換云臺(tái)控制：（帶云臺(tái)產(chǎn)品）1）水平范圍和速度2）垂直范圍和速度3） 預(yù)留點(diǎn)個(gè)數(shù)及各種掃描樣式4） 定時(shí)啟動(dòng)5） 自動(dòng)追蹤產(chǎn)品其它功能參數(shù)：1）水平解析度（如540TVL等）2）最低照度（照度越低，在黑夜中成像效果越好，一項(xiàng)比較重要的參數(shù)）3） 增益控制（常見(jiàn)）4）信噪比5）背光補(bǔ)償6） 電子快門7） 自動(dòng)光圈8）電子防抖9） 菜單功能（WEB或客戶端形式）10） 輸入電源11） 工作溫濕度12） 防護(hù)等級(jí)（IP66等，特殊用途有需求）13） 功耗網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)價(jià)格從幾百塊到上萬(wàn)塊，差別極大。究其差別的原因？從用戶角度來(lái)考慮，買了產(chǎn)品自然要物有所值。首先高清作為其最基本的賣點(diǎn)，是必不可少的。這也是為什么產(chǎn)品價(jià)格能差別這么大的一個(gè)重要因素。從技術(shù)角度來(lái)講，讓IPC實(shí)現(xiàn)高清是很簡(jiǎn)單的，但難的是不同的條件下都能達(dá)到高清，如黑夜，冰天雪地，雷雨交加夜晚，舞臺(tái)燈光環(huán)境復(fù)雜情況等。為了達(dá)到任何情況下都高清：從最開始的鐿頭成像就涉及了焦距，光圈，電子快門，曝光，紅外照明，防抖等一系列的成像控制調(diào)節(jié)技術(shù)在里面。當(dāng)然這也要基于硬件基礎(chǔ)上，要選相對(duì)應(yīng)的鏡頭，圖像傳感器（CCD,CMOS），才能通過(guò)軟件控制實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。（像鏡頭是否可調(diào)焦點(diǎn)，CMOS成像像素大小，是否有帶紅外燈板等。）中間視頻圖像處理，像自動(dòng)白平衡技術(shù)和MJPEG,MPEG-4,H.264的編解碼算法優(yōu)化，雙碼流處理（主芯片的功能，內(nèi)存大小影響），網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程數(shù)據(jù)完整性（帶寬，傳送距離，線材等影響）。只有以上的整個(gè)環(huán)節(jié)都協(xié)調(diào)了，才會(huì)取得需求的效果。第二個(gè)考慮它的功能，不同的場(chǎng)合需求不同的功能。若功能差，適用范圍窄，選擇的人就少。像基本的錄像，報(bào)警，音視頻傳輸，后端監(jiān)控（web或客戶端）都是基本的。再者云臺(tái)，防暴，溫濕度適應(yīng)范圍等等。（當(dāng)然各個(gè)功能的優(yōu)化也是很重要的，像后端監(jiān)控界面操作是否簡(jiǎn)單方便）智能化程度。產(chǎn)品的智能化程度決定了是否能成為一個(gè)高端產(chǎn)品。這主要體現(xiàn)在云臺(tái)監(jiān)控控制（360度，垂直，各種巡航監(jiān)控模式定制），監(jiān)控畫面智能化分析處理（ATM等行業(yè)產(chǎn)品需求），人機(jī)報(bào)警互聯(lián)?？偟恼f(shuō)來(lái)，低端產(chǎn)品硬件平臺(tái)搭建容易，軟件方案成熟，開發(fā)周期短，絕大部份廠商都可以做，竟?fàn)幖ち?，利?rùn)少。需要一個(gè)功能大眾化，性能穩(wěn)定，協(xié)調(diào)的產(chǎn)品并配合良好的市場(chǎng)開拓能力才能獲得市場(chǎng)一席之地。中高端產(chǎn)品，硬件平臺(tái)搭建較難，需投入較大的人力，開發(fā)的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。也需要有自己的核心技術(shù)（主要是軟件），才能拋開大部份廠商，爭(zhēng)較大的利潤(rùn)。當(dāng)然產(chǎn)品要考慮消費(fèi)群體和需求量。國(guó)家基建，交通監(jiān)控；商業(yè)樓宇（大商場(chǎng)，企業(yè)），居民小區(qū)；人個(gè)小商鋪，別墅；另外歐美，東南亞，非洲各個(gè)地區(qū)需求及競(jìng)爭(zhēng)狀況。電子快門：快門的快慢