网络摄像机定义

主要构成(CPU Flash Memory 操作系统)

基本参数(网络协议 图像分辨率 图像压缩速率 显示尺寸 信噪比 照明度 远程控制 视频丢失侦测 动态侦测)

图像压缩方式(H.264 MPEG-4 MJPEG D1)

网络摄像机的应用

网络摄像机定义

网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机，它可以将影像通过网络传至地球另一端，且远端的浏览者不需用任何专业软件，只要标准的网络浏览器（如“Microsoft IE或Netscape）即可监视其影像。网络摄像机内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络总线传送到Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。

主要构成

网络摄像机的主要构成可以分为硬件和软件两大块

CPU

CPU即中央处理器，是网络摄像机最核心的部件之一，是网络摄像机的大脑，大部分的数据信息都是由它来完成的。它的工作速度快慢直接影响到摄像机的运行速度。CPU可分为控制单元（Control Unit；CU）、逻辑单元（Arithmetic Logic Unit；ALU）、存储单元（Memory Unit；MU）三大部分，从应用角度可以分为X86式、嵌入式和其他高性能式三大类。网络摄像机一般用的都是嵌入式的CPU。

Flash Memory

Flash Memory即快擦型存储器，在断电情况下仍能保持所存储的数据信息，但是数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位。区块大小一般由256KB到20MB。FLASH这个词最初由东芝因为该芯片的瞬间清除能力而提出。闪存源于EPROM，芯片价格不高，存储容量大。闪存正在成为EPROM的替代品，因为它们很容易被升级。闪存被用于PCMCIA卡，PCMCIA闪存盘，其它形式硬盘，嵌入式控制器和SMART MEDIA。如果闪存或其它相关的衍生技术能够在一定的时间内清除一个字节，那将导致永久性的（不易失）RAM的到来。

DRAM

DRAM（Dynamic Random-Access Memory），即动态随机存储器最为常见的系统内存。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM 必须隔一段时间刷新（refresh）一次。如果存储单元没有被刷新，数据就会丢失。

操作系统

操作系统（Operating System，简称OS）传统上是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。操作系统的功能一般包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等。当多个程序同时运行时，操作系统负责规划以优化每个程序的处理时间。在网络摄像机是了常见的操作系统是Linux。

一个操作系统可以在概念上分割成两部分：内核(Kernel)以及壳(shell)。一个壳程序包裹了与硬件直接交流的内核：硬件<->内核<->壳<->应用程序。但有些操作系统上内核与壳完全分开（例如Unix、Linux等），这样用户就可以在一个内核上使用不同的壳；而另一些的内核与壳关系紧密（例如Microsoft Windows），内核及壳只是操作层次上不同而已。

基本参数

网络摄像机的基本参数

网络协议

对于网络摄像机来说就是传输所摄图像时所要遵守的一些规范，由于现有的网络都是在TCP/IP协议下的，所以大部分网络摄像机都遵守这个协议。下面主要介绍一下什么叫协议，和现有的几种常用的网络协议，。

网络协议就是网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规则就称为网络协议。

一台计算机只有在遵守网络协议的前提下，才能在网络上与其他计算机进行正常的通信。网络协议通常被分为几个层次，每层完成自己单独的功能。通信双方只有在共同的层次间才能相互联系。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBIOS协议等等。在互联网上被广泛采用的是TCP/IP协议，在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。用户如果访问Internet，则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。

图像分辨率

图像分辨率的概念简单说就是指屏幕水平和方向垂直方向所显示的点数。比如1024×728，其中“1024”表示屏幕上水平方向显示的点数，“768”表示垂直方向显示的点数。分辨率越高，图像也就越清晰，且能增加屏幕上的信息容量。分辨率越高说明网络摄像机对图像的显示越清晰。

图像压缩速率

图像压缩速率是指图像压缩过以后在传输过程中的传输速率，因为每幅图片就是一帧，PAL制式每秒钟25帧，NTSC制式每秒钟30帧，也就是PAL制式的每秒钟能传送25个画面，NTSC每秒能传送30个画面。捕捉动态视频内容时，此数字愈高愈好。但不能低于24帧/秒，因为低于这个数值时，动态的图像已经不连续，开始出现掉祯现象。

显示尺寸

显示尺寸指网络摄像机可显示最大多大面积的画面，在特定的条件下也指此网络摄像机所监测的画面能否以全屏的方面显示，这也更方便了图像的观测。

信噪比

信噪比是指信号的有用成份与杂音的强弱对比，常常用分贝（dB）表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。信噪比越高，传输图像信号质量越高。目前对于网络摄像机来说最高信噪比为63dB。

照明度

最低照度越小，对拍摄环境照度要求越低，可以在较暗的照明条件下得到干净的图像，适应性越强。最低照度是在最大光圈、最大增益和双象素读出等数字处理技术共同作用下所能得到的最低程度。电子手段提高了灵敏度，但清晰度有所下降，目前最低照度多为理论计算值。

最低照明度Lux是测量摄像机感光度的一种方法，换句话说，摄像机能在多黑的条件下可以看到可用的影像。勒克司Lux是用来测量投射在物体上的光的数量的米制单位，在英国叫做尺烛光（lumen），在欧洲的等叫做Lux。具体地说，1Lux等于一支蜡烛从1米外投射在一平方米的表面上的光的数量。10 Lux等于10支蜡烛从1米外投射到物体表面的光的数量。

1Lux的摄像机据说能在一支蜡烛的光亮下离物体大约3米以外的地方拍摄到亮度正常的影像。今天市场上的许多摄像机就能做到。问题是所得到的图象质量并不好，画面全是雪花般的噪点，清晰度和色彩还原都十分的差劲。

影响画面的主要是DV镜头的聚光能力。1Lux是入射光即投射在物体上的光的大小，也是你的照相机捕捉到并记录了反射回来的光。即射到物体上又由物体反射给镜头的光。浅色的、反射性的物体表面比暗色的物体表面在弱光下拍摄出的效果要好。一般来说，感光器件尺寸越大的数码摄像机，就越能在低Lux的环境下拍摄优秀的画质，另外3CCD也能在低Lux 。

远程控制

Pan/Tilt/Zoom远程控制主要是指网络摄像机有没有远程控制功能，以及远程控制功能的通讯接口是哪种。现有的网络摄像机般都支持这三种远程控制。并且通讯接口大部分用的都是RS 485 (TxD，RxD)。

视频丢失侦测

网络摄像机对于视频在传输过程中是否有画面帧的丢失情况能否自行检测，并且把丢失的画面帧进行重发的功能。

动态侦测

整个监控画面被分成多个小区域，用户可以任意选择区其中的区域，并且可以对选中的监控区域进行1-20级的敏感度设置。 这样当有东西移动时将被网络摄像机服务器检测到，同时进行录像。

图像压缩方式

对于网络摄像机来说，图像压缩方式主要有：

· JPEG、MJPEG

· MPEG1、MPEG2

· MPEG4

· H.264

H.264

什么是H.264？H.264是一种高性能的视频编解码技术。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码（Advanced Video Coding，AVC），而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。因此，不论是MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10，还是ISO/IEC 14496-10，都是指H.264。

H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。举个例子，原始文件的大小如果为88GB，采用MPEG-2压缩标准压缩后变成3.5GB，压缩比为25∶1，而采用H.264压缩标准压缩后变为879MB，从88GB到879MB，H.264的压缩比达到惊人的102∶1！H.264为什么有那么高的压缩比？低码率（Low Bit Rate）起了重要的作用，和MPEG-2和MPEG-4 ASP等压缩技术相比，H.264压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。尤其值得一提的是，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。

MPEG-4

与MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个使你由被动变为主动(不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性)的动态图像标准，它的另一个特点是其综合性。从根源上说，MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合(视觉效果意义上的)。MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和更灵活的可扩展性。

MJPEG

全名为 "Motion Joint Photographic Experts Group"，是一种视频编码格式，

Motion JPEG技术常用与闭合电路的电视摄像机的模拟视频信号“翻译”成视频流，并存储在硬盘上。典型的应用如数字视频记录器等。MJPEG不像MPEG，不使用帧间编码，因此用一个非线性编辑器就很容易编辑。MJPEG的压缩算法与MPEG一脉相承，功能很强大，能发送高质图片，生成完全动画视频等。但相应地，MJPEG对带宽的要求也很高，相当于T-1，MJPEG信息是存储在数字媒体中的庞然大物，需要大量的存储空间以满足如今多数用户的需求。因此从另一个角度说，在某些条件下，MJPEG也许是效率最低的编码/解码器之一。

MJPEG 是 24-bit 的 "true-color" 影像标准，MJPEG 的工作是将 RGB 格式的影像转换成 YCrCB 格式，目的是为了减少档案大小，一般约可减少 1/3 ~ 1/2 左右。

MJPEG与MJPG的区别

MJPG是MJPEG的缩写,但是MJPEG还可以表示文件格式扩展名.

D1

目前监控行业中主要使用Qcif(176×144)、CIF(352×288)、HALF D1(704×288）、D1(704×576)等几种分辨率。

D1是一种高清的图像格式，与之对应的分辨率是720*576。为了省事，有些人索性也将4CIF（704*288）也称之为D1。而这正已被行业和用户默认。因此在行业中，某产品的D1是720*576还是704*576这已不重要。目前也只有在一路的视频服务器和网络摄像机上才能体验到D1的清晰效果。尽管D1已经很清晰，还是有很多人对D1效果仍不满足，于是作为D1家族的其它成员也正在迈入监控的舞台，在这里我们顺便介绍一下D1家族的几个成员：

D1：480i格式（525i）：720×480（水平480线，隔行扫描），和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz，相当于我们所说的4CIF（720×576）

D2：480P格式（525p）：720×480（水平480线，逐行扫描），较D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHz

D3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080线，隔行扫描），高清放松采用最多的一种分辨率，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频为33.75kHz

D4：720p格式（750p）：1280×720（水平720线，逐行扫描），虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于1080I（实际逐次540线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到1920×1080的情况下，D3要比D4感觉更加清晰，尤其是文字表现力上，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHz

D5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.5KHZ。

其中D1 和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准，并不能称的上高清晰，D3的1080i标准是高清晰电视的基本标准，它可以兼容720p格式，而D5的1080P只是专业上的标准，并不是民用级别的，上面所给出的60HZ只是理想状态下的场频，而它的行频为67.5KHZ，目前还没有如此高行频的电视问世，实际在专业领域里1080P的场频只有24HZ，25HZ和30HZ。

网络摄像机的应用

宽带信息网络除了提供高速的网络接入外还能取代铜轴电缆图像传输线路，将实时图像监控纳入宽带信息网络应用范围，这就使得信息网络代替传统闭路电视成为必然 .基于PC的多媒体监控系统功能较强，但主要进行小范围监控。当传输距离远或者需要上网时，基于PC的多媒体监控稳定性不够好、功耗高、需要有人值守、软件的开放性不好。这些问题为基于网络和嵌入式技术的网络视频监控提供了舞台。

网络摄像机将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口或WIFI WLAN无线接口直接传送到网络上，通过网络即可远端监视画面。

网络摄像机采用了最先进的摄像技术和网络技术，具有强大的功能。内置的系统软件能实现真正的即插即用，使用户免去了复杂的网络配置；内置的大容量内存存储警报触发前的图像；内置的I/O端口和通讯口便于扩充。

外部周边设备如：门禁系统，红外线感应装置，全方位云台等。提供软件包(SDK)便于用户自行快速开发应用软件。