網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)淺析及主流核心解決方案
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是傳統(tǒng)攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)相結(jié)合的新一代產(chǎn)品,除了具備一般傳統(tǒng)攝像機(jī)所有的圖像捕捉功能外,機(jī)內(nèi)還內(nèi)置了數(shù)字化壓縮控制器和基于WEB的操作系統(tǒng),使得視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮加密后,通過局域網(wǎng),Internet或無線網(wǎng)絡(luò)送至終端用戶。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的應(yīng)用,使得圖像監(jiān)控技術(shù)有了一個質(zhì)的飛躍。第一,網(wǎng)絡(luò)的綜合布線代替了傳統(tǒng)的視頻模擬布線,實(shí)現(xiàn)了真正的三網(wǎng)(音頻、視頻、數(shù)據(jù))合一,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)即插即用,工程實(shí)施簡便,系統(tǒng)擴(kuò)充方便;第二,跨區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控成為可能,特別是利用互聯(lián)網(wǎng),圖像監(jiān)控已經(jīng)沒有距離限制,而且圖像清晰,穩(wěn)定可靠;第三,圖像的存儲、檢索十分安全、方便、可異地存儲,多機(jī)備份存儲以及快速非線性查找等。
以下是典型的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用拓?fù)鋱D:
一、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的技術(shù)結(jié)構(gòu)
大家可以看到,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以直接接入到TCP/IP的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)中,因此這種系統(tǒng)主要的功能就是在聯(lián)網(wǎng)上面,通過互聯(lián)網(wǎng)或者內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行視頻和音頻的傳輸。從內(nèi)部構(gòu)成上說,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一般都是由圖像傳感器、視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、外部報警、控制接口等部分組成。
相比較傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī),網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最核心的技術(shù)就是視頻編碼器。現(xiàn)在,就網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的各部分我們做一個技術(shù)分析,然后再重點(diǎn)分析一下核心的視頻編碼器部分。
圖像傳感器:傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī),就是通過圖像傳感器采集視頻信息,然后直接輸出是模擬的視頻信號,通過視頻線對外輸出?,F(xiàn)在攝像機(jī)的圖像傳感器主要有2種,即CMOS和CCD。由于CCD在圖像質(zhì)量方面比CMOS有一定的優(yōu)勢,因此在監(jiān)控工程中使用的圖像傳感器主要是CCD,而CCD的主流廠商大部分是日本企業(yè),比如Sony、Sharp等,幾乎占了全球CCD市場的90%以上份額。
視頻編碼器:其功能是把CCD的視頻信號按照一定的格式進(jìn)行數(shù)字化編碼,有些是直接抓取CCD輸出的BT.656的信號,有些是采集CCD驅(qū)動輸出的模擬信號,通過一個視頻AD進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)化。視頻編碼的標(biāo)準(zhǔn)很多,現(xiàn)在主要的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)有MJPEG、MPEG4和H.264。
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器:其功能是把壓縮好的視頻信號,通過TCP/IP的協(xié)議輸出,并且基本上要支持現(xiàn)階段主流的通信格式,比如支持PPPOE、DNS、UDP、TCP等等。
外部報警和控制接口都是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的輔助功能,主要是通過串口或者IO口來實(shí)現(xiàn),串口的方式包括RS232和RS485等等。
二、圖像的編碼標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)前,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)主要有M-JPEG、MPEG4、H.263、H.264等,下面我們對這些技術(shù)再做一個簡單介紹。
M-JPEG
M-JPEG技術(shù)即運(yùn)動靜止圖像壓縮技術(shù),它把運(yùn)動的視頻序列作為連續(xù)的靜止圖像來處理,這種壓縮技術(shù)方式單獨(dú)完整地壓縮每一幀,在編輯過程中可隨機(jī)存儲每一幀,可進(jìn)行精確到幀地編輯。但M-JPEG只對幀內(nèi)地空間冗余進(jìn)行壓縮,不對幀間的時間冗余進(jìn)行壓縮,因此壓縮效率不高。
MPEG4
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