網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

PAGE5整理者QQ：603239450網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)目錄TOC\o"1-2"\h\u14842一，什么是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī) 228519二，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的工作原理 228595三，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)： 27108五，如何選擇網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)： 49381成像質(zhì)量 426360壓縮方式 615502視頻模塊芯片方案 83027攝像機(jī)功能 831967軟件功能 824665六，網(wǎng)絡(luò)傳輸方式： 922652七，供電方式： 929961八，視頻存儲(chǔ)方式介紹： 9一，什么是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)又叫IP攝像機(jī)（或IPCamera)?！癐P”是“InternetProtocol”的縮寫，是目前用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及Internet上最廣泛的一種通訊協(xié)議。IPCamera為一種可生產(chǎn)數(shù)字視頻流，并將視頻流通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)臄z像機(jī)，已經(jīng)超越了地域的限制，只要有網(wǎng)絡(luò)都可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及錄像，將大大節(jié)省安裝布線的費(fèi)用，真正做到遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)o界限。二，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的工作原理網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)字多媒體領(lǐng)域中先進(jìn)的圖像語音壓縮技術(shù)和圖像控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。整套系統(tǒng)采用RJ45接口，TCP/IP、PPPOE等國際標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)協(xié)議，適用于ADSL和LAN環(huán)境，能夠直接架構(gòu)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)上。系統(tǒng)采用了嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，使用了功能強(qiáng)大的CPU完成視頻壓縮和傳輸?shù)墓ぷ鳎W(wǎng)絡(luò)用戶通過專用軟件或用瀏覽器直接觀看圖像，整個(gè)過程無須鋪設(shè)專用視頻傳輸和信號(hào)控制電纜，極大地提高了整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，授權(quán)用戶無論是LAN還是WAN，都可以在網(wǎng)絡(luò)的任何計(jì)算機(jī)上通過計(jì)算機(jī)來控制遠(yuǎn)端系統(tǒng)的云臺(tái)、鏡頭方位及鏡頭焦距、景深和光圈變化，采集現(xiàn)場圖像，實(shí)施全方位監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將圖像轉(zhuǎn)換為基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包，使攝像機(jī)所攝的畫面通過RJ-45以太網(wǎng)接口或WIFIWLAN無線接口直接傳送到網(wǎng)絡(luò)上，通過網(wǎng)絡(luò)即可遠(yuǎn)端監(jiān)視畫面。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用了最先進(jìn)的攝像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有強(qiáng)大的功能。內(nèi)置的系統(tǒng)軟件能實(shí)現(xiàn)真正的即插即用，使用戶免去了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置；內(nèi)置的大容量內(nèi)存存儲(chǔ)警報(bào)觸發(fā)前的圖像；內(nèi)置的I/O端口和通訊口便于擴(kuò)充外部周邊設(shè)備如：門禁系統(tǒng)，紅外線感應(yīng)裝置，全方位云臺(tái)等。提供軟件包(SDK)便于用戶自行快速開發(fā)應(yīng)用軟件。三，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)=模擬攝像機(jī)+網(wǎng)絡(luò)視頻模塊成像方面，在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準(zhǔn)確。而普通CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般，對實(shí)物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好，由于自身物理特性的原因，普通CMOS的成像質(zhì)量和CCD還是有一定差距。但由于低廉的價(jià)格以及高度的整合性，因此在攝像頭領(lǐng)域還是得到了廣泛的應(yīng)用。在原理上，CMOS的信號(hào)是以點(diǎn)為單位的電荷信號(hào)，而CCD是以行為單位的電流信號(hào)，前者更為敏感，速度也更快，更為省電。現(xiàn)在高級(jí)的CMOS并不比一般CCD差，但是CMOS工藝還不是十分成熟，普通的CMOS一般分辨率較低而成像質(zhì)量也較差。目前，許多低檔入門型的攝像機(jī)使用廉價(jià)的低檔CMOS芯片，成像質(zhì)量比較差。普及型、高級(jí)型及專業(yè)型攝像機(jī)使用不同檔次的CCD，個(gè)別專業(yè)型或準(zhǔn)專業(yè)型數(shù)碼相機(jī)使用高級(jí)的CMOS芯片。代表成像技術(shù)未來發(fā)展的X3芯片實(shí)際也是一種CMOS芯片。圖像傳感器又分為1/2",1/3",1/4"之分。1/2最好.目前以1/3和1/4為多.綜上所述CCD與CMOS孰優(yōu)孰劣不能一概而論，但就目前而言，在監(jiān)控?cái)z像機(jī)領(lǐng)域中普遍使用的CCD芯片的攝像機(jī)成像質(zhì)量要好一些。有效像素有效像素有分為30萬、40萬、200萬不等,目前市面上以720*576(D1圖像格式)即40萬像素的產(chǎn)品為主.有些家用型的只能做到640*480(VGA)即30萬像素.兩百萬像素（D3）的目前還比較少。圖像格式與像素對照D31920×1080D1720*576DCIF528×384HALFD1720*2884CIF704*576CIF352×288QCIF176*144VGA640*480QVGA320*2404、清晰度分為水平清晰度和垂直清晰度兩種。垂直方向的清晰度受到電視制式的限制，有一個(gè)最高的限度，由于我國電視信號(hào)均為PAL制式，PAL制垂直清晰度為400行。所以攝像機(jī)的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼對電視圖像水平細(xì)節(jié)清晰度的量度，用電視線TVL表示。

目前選用黑白監(jiān)控?cái)z像機(jī)的水平清晰度一般應(yīng)要求大于500線，彩色監(jiān)控?cái)z像機(jī)的水平清晰度一般應(yīng)要求大于400線，市面上基本上分為420線、480線和520線幾類，線數(shù)越高，清晰度越好。其它參數(shù)：低照度（1LUX--0LUX）、寬動(dòng)態(tài)、抗強(qiáng)光等也是值得關(guān)注的因素。特別是在一些特殊的場合，比如在珠寶店、玻璃廠等反光較強(qiáng)的場所，就需要超寬動(dòng)態(tài)的功能。而在停車場和道路上的監(jiān)控則需要有抗強(qiáng)光性能的攝像機(jī)要抑制車燈的光從而有利于識(shí)別車牌。相比之下低照度是一個(gè)比較尷尬的參數(shù)，特別是紅外燈技術(shù)廣泛被應(yīng)用于監(jiān)控領(lǐng)域后，低照度不太受關(guān)注，但在一引起長期陰暗的場所，超低照度的攝像機(jī)就有發(fā)揮之處了。但值得一提的是，低照度的參數(shù)和電視線一樣，都沒有可測儀器，因此水分和可信度都不高。這也是低照度被慢慢忽視的原因之一。壓縮方式IP攝像機(jī)和視頻服務(wù)器作為視頻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新型產(chǎn)品，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊笠脖厝怀蔀楫a(chǎn)品開發(fā)的重要因素，而這其中視頻圖像的技術(shù)又成為關(guān)鍵。在目前中國IP攝像機(jī)和視頻服務(wù)器的產(chǎn)品市場上，各種壓縮技術(shù)百花齊放，各有優(yōu)勢，為用戶提供了很大的選擇空間。在IP視頻發(fā)展的初期有相當(dāng)一部分國內(nèi)外IP攝像機(jī)和視頻服務(wù)器都是采用JPEG、Motion-JPEG壓縮技術(shù)。JPEG、M-JPEG采用的是幀內(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)。另外，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。但是由于其對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求過高，因此無法在帶寬相對較窄的互聯(lián)網(wǎng)上傳輸。最近幾年出現(xiàn)了MPEG4和H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)，而分辨率也從原來的CIF發(fā)展到了現(xiàn)在的300萬像素超高清晰度。但是有一點(diǎn)需要提醒注意，在歐美M-JPEG是司法認(rèn)可的視頻證據(jù)格式，而壓縮效率高的MPEG-4\H.264并沒有得到司法證據(jù)認(rèn)可。盡管如此，MPEG-4\H.264的壓縮標(biāo)準(zhǔn)還是得到了廣大用戶的認(rèn)可和好評(píng)。1、M-JPEGM-JPEG的主要缺點(diǎn)是壓縮效率低，M-JPEG算法是根據(jù)每一幀圖像的內(nèi)容進(jìn)行壓縮，而不是根據(jù)相鄰幀圖像之間的差異來進(jìn)行壓縮，因此造成了大量冗余信息被重復(fù)存儲(chǔ)，即使是在320*240尺寸的圖像下，存儲(chǔ)占用的空間一般至少達(dá)到每幀8~15K字節(jié)，即使按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)每秒25幀計(jì)算，每秒數(shù)據(jù)量也將達(dá)到200K~375K，如果畫面尺寸達(dá)到D1標(biāo)準(zhǔn)則至少需要900K~2M的帶寬。目前流行的M-JPEG技術(shù)最大壓縮也只能做到每幀3K字節(jié)，但如果采用如此的壓縮比，視頻質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重降低。即使是丟幀傳輸或錄像，也將耗費(fèi)大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬和硬盤空間，尤其在攝像機(jī)較多時(shí)，它的數(shù)據(jù)傳輸量和存儲(chǔ)量是十分驚人的。在碼流比較低的情況下M-JPEG的圖像質(zhì)量要明顯低于MPEG4壓縮模式。因此除了在局域網(wǎng)內(nèi)，或者廣域網(wǎng)不要求實(shí)時(shí)、很少存儲(chǔ)的前提下，才考慮使用M-JPEG的壓縮模式。采用M-JPEG格式的IP攝像機(jī)產(chǎn)品在同等條件下價(jià)格也普遍低于采用MPEG-4\H.264格式的產(chǎn)品。2、MPEG-4MPEG-4是專為音視頻信息在因特網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸音/視頻訊號(hào)而制定的最新MPEG標(biāo)準(zhǔn)。它利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量，通過動(dòng)態(tài)地監(jiān)測圖像每個(gè)區(qū)域的變化，按對象的空間和時(shí)間特征來調(diào)整壓縮方法，從而可以獲得比M-JPEG更大的壓縮比、更低的壓縮碼流和低帶寬下更佳的圖像質(zhì)量，是目前全球公認(rèn)的優(yōu)秀的壓縮算法之一。MPEG-4基于場景描述面向帶寬設(shè)計(jì)的壓縮算法，使得在視頻監(jiān)控領(lǐng)域中有以下幾個(gè)巨大的優(yōu)勢：錄像存儲(chǔ)量大大降低、錄像清晰度得到保障、錄像幀數(shù)可調(diào)、網(wǎng)絡(luò)傳輸更加方便。3、H.264雖然MPEG-4已針對Internet傳送而設(shè)計(jì)，提供比MPEG-2更高的視頻壓縮效率，更靈活與彈性變化的播放取樣率，但就視頻會(huì)議而言總希望有更進(jìn)一步的壓縮，所以才需要出現(xiàn)了H.264。到底H.264好在哪？先讓我們將MPEG-2、MPEG-4（MPEG-4Part2）、H.264（MPEG-4AVC、MPEG-4Part10）三者進(jìn)行分辨率表現(xiàn)與所用帶寬的比較，無論MPEG-2、MPEG-4、H.264，三者都能達(dá)1920×1080i（非交錯(cuò)）的高清晰度（HighDefinition，HD）、24fps（每秒更新24張畫面）的影像畫質(zhì)，但傳輸帶寬上MPEG-2需要12～20Mbps，相對的H.264只要7～8Mbps，而MPEG-4則介于兩者間，更直接地說，若把MPEG-2的帶寬用作基準(zhǔn)的100%，MPEG-4要達(dá)相同效果只需要60%帶寬，H.264更是低至40%，約為原MPEG-2的1/2～1/3。視頻模塊芯片方案1，德州儀器（TI）達(dá)芬奇芯片2，華為海思3510芯片3，臺(tái)灣致源芯片4，臺(tái)灣映佳方案5，中星微方案攝像機(jī)功能IP攝像機(jī)不再局限于桌上型和槍機(jī)型，隨著IP攝像機(jī)技術(shù)的成熟和用戶需求的日益強(qiáng)烈，IP攝像機(jī)也繁衍出了很多種類，并逐步走向細(xì)分市場?，F(xiàn)在市場上幾乎所有傳統(tǒng)攝像機(jī)的形式都已經(jīng)有對應(yīng)的IP攝像機(jī)，而且針對網(wǎng)絡(luò)傳輸特點(diǎn)還有更多的衍生品種。比如說：紅外日夜兩用型IP攝像機(jī)、快速球型IP攝像機(jī)、勻速球型IP攝像機(jī)、云臺(tái)控制一體化IP攝像機(jī)，還有支持無線局域網(wǎng)、支持SD卡存儲(chǔ)、USB存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)供電（POE）等等特殊功能的IP攝像機(jī)。未來隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，IP攝像機(jī)的發(fā)展空間將無法估量。隨著市場成熟程度的不斷提高，IP攝像機(jī)的功能也越來越豐富，用戶在明確了自己目前需要的基本功能后，就可以到市場上去對號(hào)入座尋找相應(yīng)的產(chǎn)品了。比如說，用ADSL方式直接接入一個(gè)IP攝像機(jī)，而且這條線路不需要和任何人共享數(shù)據(jù)，那么就可以考慮使用帶PPPOE、DDNS功能的IP攝像機(jī)，它可以直接連接ADSLMODEM接入互聯(lián)網(wǎng)。又或者，我們需要一個(gè)快速球機(jī)能夠通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控，那么就要選擇一個(gè)帶網(wǎng)絡(luò)功能的IP快球來實(shí)現(xiàn)我們的需求。軟件功能眾所周知，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的易擴(kuò)展性和集中管理能力正是其優(yōu)勢之一，這些優(yōu)勢依賴于網(wǎng)絡(luò)視頻信中管理軟件。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻集中管理軟件是否功能足夠強(qiáng)大、性能穩(wěn)定，這對系統(tǒng)項(xiàng)目的成功起著至關(guān)重要的作用。同時(shí)一個(gè)視頻管理軟件最大支持前端的數(shù)量也體現(xiàn)了廠商的專業(yè)性和軟件研發(fā)實(shí)力，有些軟件超過16路或24路就需要收費(fèi)。天視達(dá)的視頻集中管理軟件在240路以下都是免費(fèi)的。天視達(dá)最多能輕松管理上萬個(gè)前端設(shè)備。另外，管理軟件的界面友好度、易用性也是產(chǎn)品選擇的重要參考因素。六，網(wǎng)絡(luò)傳輸方式：因?yàn)橐曨l信息已被轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的傳輸更加多樣化和靈活。1，雙絞線（網(wǎng)線）傳輸（網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)網(wǎng)線交換機(jī)/路由器）超五類網(wǎng)線100M超六類網(wǎng)線1000M。最長傳輸距離為100米2，WIFI無線傳輸（無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)無線AP/無線路由器）2.4G和5.8G頻段，室內(nèi)和室外無線AP，功率大小3DB-23DB，定向天線，全向天線。最遠(yuǎn)距離可達(dá)2KM3，光纖傳輸（光纖攝像機(jī)光纖光纖收發(fā)器交換機(jī)/路由器）多模單模光纖，最遠(yuǎn)距離可達(dá)60KM七，供電方式：1，POE供電：網(wǎng)線除了能同時(shí)傳輸視頻信號(hào)、控制信號(hào)和音頻信號(hào)外，也可以用來向網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供電力。利用網(wǎng)線供電的方式叫做POE供電。這樣，大大減少了布線的工程成本。太陽能供電：很多網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的廠商，正在研究利用太陽能向網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供電力。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和無線攝像機(jī)組合將使視頻監(jiān)控變成真正的無線系統(tǒng)。八，視頻存儲(chǔ)方式介紹：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的錄像存儲(chǔ)方式多樣，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了閉路監(jiān)控本地存儲(chǔ)。1，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的錄像可以通過SD卡可USB接口存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)在本攝像機(jī)上。監(jiān)控中心可以觀看或下載攝像機(jī)上的錄像。這大大減輕了網(wǎng)絡(luò)的壓力。甚至在網(wǎng)絡(luò)