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网络摄像机百科

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发表于 2014-9-10 12:05:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
       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。


       简介编辑
网络摄像机又叫IP CAMERA(简称ipC)由网络编码模块和模拟摄像机组合而成。网络编码模块将模拟摄像机采集到的模拟视频信号编码压缩成数字信号,从而可以直接接入网络交换及路由设备。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。网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品。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。网络摄像机能更简单的实现监控特别是远程监控、更简单的施工和维护、更好的支持音频、更好的支持报警联动、更灵活的录像存储、更丰富的产品选择、更高清的视频效果和更完美的监控管理。另外,IPC支持WIFI无线接入、3G接入、POE供电(网络供电)和光纤接入[1]
IP网络摄像机是基于网络传输的数字化设备,网络摄像机除了具有普通复合视频信号输出接口BNC外,还有网络输出接口,可直接将摄像机接入本地局域网。
用途随着网络的飞速发展,网络产品逐渐覆盖我们生活的各个角落。网络摄像机的发展创新,广泛应用于多个领域,如教育、商业、医疗、公共事业等
在银行、超市、公司甚至某些家庭里使用的普通音频和视频摄像机监视系统正逐渐被网络摄像机代替,所有摄制的内容都将直接上网传播。您可以通过网络坐在家中或任何可以上网的地方,看到公共或是私人提供的实时更新的照片图像或是动态影像。
  老人、孩子的自理能力一般都比较差,如果没有专人在场看护很容易发生危险,让家人难以放心,特别是在幼儿园、老人院等场所。在这些场所安装了网络摄像机,监护管理人员可以随时了解他们的活动情况,他们的家人也可在家中通过网络摄像机了解家人的当前情况,让家长人可以放心工作。
  随着社会经济的发展,集团公司越来越多,各个分公司之间的商务活动更是非常频繁,作为企业领导层经常需要奔波于各地巡视各辖下属公司、参加各类商务活动,有了网络摄像机,身处异地也能通过网络,及时、直观地掌握公司、工厂的情况。
由于外围环境的影响,所以网络摄像机就出现了适用于室内.室外的网络摄像机,使用的是专业的CCD感光芯片,半球防护罩,防水耐高温,抑制强光、红外夜视;可以适应较恶劣的室外环境,支持无线路由。
网络摄像机组成原理网络摄像机一般由镜头、图像、声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成
网络摄像机的诞生1995年安讯士公司启动 CD- Rom 业务时,马丁·格伦一次偶然的客户会面为安讯士的发展带来了历史性转折,萌生了开发网络视频监控系统产品的想法。当时马丁·格伦在日本出差,遇到一位客户对这项业务十分感兴趣。同时他也从安讯士的历史了解到安讯士是一家以提供网络服务为核心的公司。这个客户是一家大型日本联合企业,有着大量滞销的模拟摄像机库存,他们询问安讯士是否能够将这些摄像机联网从而提高其使用性能。马丁·格伦从客户的需求中洞察到了新的市场商机,于是返回公司便开始着手这项研究。在研究过程中,马丁·格伦意识到这是一个完全被模拟摄像机占领的市场,而随着网络技术的发展,模拟摄像机已经越来越不能满足日益增长的网络视频发展需求。数字技术将为视频监控领域带来革命性的变革。当时马丁?格伦对自己说“迟早有一天所有模拟技术必将被数字技术所取代。”
  基于这种市场洞察力,马丁·格伦带领安讯士团队做了很多市场调研。通过调研,马丁·格伦敏锐地观察到在当时的网络泡沫时期,互联网成为主流,市场注定会同全社会一起走向数字化。通过不懈努力,1996年9月18日亚特兰大Networld+Interop 展览会上安讯士首次展示了世界上第一台网络摄像机。因为产品过硬,该产品很快受到了广泛关注,并赢得了多个创新奖项。当时安讯士把重点放在了远程监控应用上,其传输时间同摄像机提供 图像的时间几乎相当。最初几年,安讯士的产品大约有 50% 售给了专业远程监控应用,其余部分则供应给互联网上的各式“网络吸引”应用。至此,安讯士开始致力使网络更加智能化,推动市场从模拟技术向数字技术的转变。安讯士成功开发了一个新的市场。
网络视频电话摄像机本设备是专为数码领域设计的一款优秀的智能家居产品。采用嵌入式LINUX操作系统,使系统运行更稳定;采用标准的H.264 mp视频压缩与G.711A音频压缩技术,实现了高画质、低码率、单帧播放等音视频功能;采用Cloudlink P2P网络传输技术,具有强大的网络数据传输能力和远程操控能力;采用无线学习对码技术与无线探测器构建成强大的报警系统。
网络视频电话摄像机的内容:
产品特征:
●免费视频通话: 可机器与机器之间,机器与安卓,苹果系统移动终端设备(如三星手机,iPad平板电脑)之间免费视频通话。
●P2P即插即用: 不需要动态域名DDNS, 不需要设置端口转发,即插即用。
●设置简单: 无需电脑,所有功能设置都在摄像头操作面板上,操作简单,老人,孩子一学即会.
●移动终端设备: 支持Android安卓,iOS苹果系统的移动终端(智能手机,平板电脑)。
●显示屏:自带3.5寸高清显示屏,可随时显示对方画面和查看本地录像回放等。
●语音对讲: 内置唛头,喇叭,高品质语音双向对讲。
网络电话摄像机●高清画质: 视频压缩格式:H.264,图象感应器:COMS 30万象素。
●云台: 支持远程云台控制,水平:355度,垂直:90度。
●夜视: 自动夜视切换,夜视距离可达10米。
●报警: 支持移动侦测报警,联动报警(可外接8路无线传感器),邮件报警,警笛报警,手机推送(报警时手机来电提示)。
●无线: 支持标准的IEEE 802.11b/g/n 无线协议。
●本地存储: 支持SD卡存储,U盘存储,存储空间可达64G。
●电池: 支持2节18650电池,可在断电的情况下待机时长10小时工作。
主要功能
1》.视频通话
设备接入互联网后,不仅在两台设备之间可以进行视频通话,而且在手机、平板电脑和设备之间也可以进行视频通话。并且所有的视频通话,都是免费的。
2》.录像功能
设备支持U盘或TF卡存储,32G的存储空间每天24小时录相,可存储20左右。您不备担心存储空间问题。可以实现音视频同步存储录制,同时具备手动录像、报警录像、定时 录像等多种录像方式。可在设备上智能检索录像文件,并且直接在显示屏上回放录像。
3》.远程监控,录相,报警。
支持手机客户端,平板电脑客户端远程实时监控,远程操控摄像头。远程开启,关闭录相,报警功能,智能居家安防监控网络设备。
4》.无线报警
采用无线学习对码的方式与无线探测器构建报警系统(支持烟感,气感,门磁,红外探头,无线遥控等无线感觉设备),结合邮件报警,手机电话报警使您的安防更要靠,更及时。
如果家人外出,还可以帮你看家。如果有人非法闯入,或者家里不慎起火,会立刻报警,同时抓拍图片,通过email把图片发送给你,让你第一时间了解家里发生的事情。
特点
图像进行M-JPEG/H.264编码压缩,通过网络利用TCP/IP协议进行传输;通过网络摄像机或镜头云台和其它外部设备进行操作控制;内置一个10M/100M以太网RJ45接口,可通过网络实现远程接口;一个并行I/O口,可以连接外部传感器进行自动报警,也可以对外部设备进行控制或进行联动报警功能;一个RS485串口,可以对镜头、云台进行控制,或连接其他外部设备;内嵌WEB SERVER,网络摄像机内部提供了一个WEB SERVER,允许用户从PC机使用标准地浏览器进行各种接口、操作;具有单独地安全机制,可以对操作本摄像机地用户进行分级别的权限验证;有中心的集中式管理与控制的监控网以及无中心的分布式监控网;内置实时操作系统,支持软件下载和配置设置,方便升级和操作管理。
民用摄像1、网络摄像机作为最具代表性的第三代网络化视频监控产品,在工业级的安全防范领域已经广为市场认可, 越来越多的安防项目选用网络摄像机产品来实施。 而随着国内整体社会经济的发展,网络摄像机已经开始进入寻常百姓家,在小商铺、办公室和家庭等场所,已经可以看到网络摄像机在守护着安全。网络摄像机能从工业领域进人民用-领域,除了国民经济取得长足发展的大背景之外,还有三个不可或缺的因素1、网络摄像机技术的成熟
2、互联网接入的发展
3、公众安全防范意识的提高
4、手机视频监控报警系统是安防进入民用化领域的一套智能系统,该系统集成了手机监控与手机防盗报警两大系统 ,当有非法人员闯入禁区防区时,系统主机会第一时间给指定用户拨打电话及发送短信或email!用户收到电话短信时可以第一时间用手机或者电脑查看监控区域的画面。消除了传统监控系统马后炮及传统报警系统误报出警的顾虑!该系统集成了无线门磁、无线烟感等无线报警配件信息,有效的提高了监控系统民用化的特性。深圳市凯特科技有限公司是专业从事手机视频监控产品,该产品的配套手机软件即凯特守护神智能系统与视频监控及家庭报警联动至手机短信或电话中。该产品也是一款智能家居安防监控防盗系统,无需电脑即可独立完成!本地存储器24小时录像,异地可通过上网手机或电脑可观看及操作家中所有监控画面。系统自带无线报警模块,可匹配无线门磁探头烟感器等无线报警触发设备,当有人闯入监控防区,系统会自动打电话、发短信、邮件给指定的4位手机用户,同时本地会产生声光警笛。远程用户收到警情电话、信息后可以通过上网手机或电脑查看监控画面情况,并通过手机控制摄像机旋转角度及焦距、报警系统布防撤防,同时启动手机录像功能并处理警情。
安装调试在一般的安防监控系统安装上,高清网络摄像机和普通摄像机的安装和调试方法基本相同,但必须要注意好镜头选配,因为镜头的质量不好,或者选配不好,很大程度上会影响到画面的清晰度;
例如红外夜视系统的摄像机最好选用红外镜头,而1/3英寸CCD一般配用1/3英寸的镜头,1/2英寸CCD一般配用1/2英寸镜头,安装调试时镜头的聚焦调试必须调好,特别是摄像机的后焦面要调准,很多时候镜头的聚焦不清会引起图像的模糊,达不到高清晰的要求。
另外摄像机的防护罩也不能忽视,枪式防护罩的前端玻璃不能采用一般的平板玻璃,而必须采用较好的光学玻璃,一般的平板玻璃对图像的解析力有非常厉害的消弱作用,选用球型罩壳更应注意,球面的曲率必须过渡光滑,最好不要把镜头对准球壳的上边缘,此处光的折射力较大,甚至会严重影响图像的清晰度。有一点很重要,就是不管哪种罩壳,最好罩壳内的光越低越好,镜头至罩壳的距离越短越好,这样能使镜头前的光污染减少到最低,有利于提高图像的清晰度。

2发展史编辑Web Cam摄像机内置Web服务器软件,只需利用以太网缆线连接网络,就可以收录以及发送动态图像。Web Cam采用便于使用Wavelet压缩格式进行图像最优化处理的Linux操作系统。该产品将Linux以及Web服务器等软件内置到芯片中,从而可以高速处理基于Wavelet压缩格式的图像数据。  索尼公司于2001年9月推出一款即使不用个人电脑也能够上网传送动态/静态图像的数码摄像机。该产品具有Web浏览器和电子邮件功能,可在2.5英寸液晶画面上进行操作。同时支持蓝牙功能,通过与索尼的支持蓝牙技术的调制解调器或日本au公司的移动电话“C413S”组合使用,可以不经过个人电脑直接上网。 日本JVC公司推出的网络摄像机配备了可将来自摄像机的画面和声音通过USB接口直接传送给个人电脑的“Web Camera”功能,以及可以通过因特网直接向对方电脑发送画面和声音的可视电话功能。它采用1/3.6英寸的总分辨率为133万个像素的CCD。通过与该公司独立开发的“Super High Band Camera电路”相结合从而确保水平分辨率达到540线。另外,该产品即使不使用录像带也可以将MPEG4动画文件保存在“SD内存卡”。也可以同样将记录在Mini DV录像带中的动画转换为MPEG4动画文件保存到SD内存卡。利用该产品的捆绑软件,还可以将来自摄像机的画面以MPEG1的格式直接保存到个人电脑中的硬盘
国内市场上的长信嘉网络摄像机是带有内置Web服务器、网络接口和硬盘的数字摄像设备。该设备不需要通过计算机,直接与以太网相连,提供了一种方便且成本低廉的实时图像采集和传输的设备。该网络摄像机拥有自己的IP地址,安全的内部局域网上,甚至Internet上的用户可通过标准Web浏览器对它进行访问,观看它传送过来的图像。根据应用环境的不同,长信嘉网络摄像机有多种不同规格可供选用。

3应用原理编辑工作原理网络摄像机除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外,机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统,使得视频数据经压缩加密后,通过局域网,Internet或无线网络送至终端用户。网络摄像机可以直接接入到TCP/IP的数字化网络中,因此这种系统主要的功能就是在联网上面,通过互联网或者内部局域网进行视频和音频的传输。
组成原理网络摄像机一般由镜头图像、声音传感器、A/D转换器、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。
镜头镜头作为网络摄像机的前端部件,有固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动变倍等种类,与模拟摄像机相同。
图像传感器图像传感器有CMOS和CCD两种模式。CMOS既互补性金属氧化物半导体,CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二级管组成的CCD和CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右,CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时,由于电流变换过于频繁而过热。暗电流抑制的好就问题不大,如果抑制的不好就十分容易出现杂点。
CCD图像传感器由在单晶硅基片上呈二维排列的光电二级管及其传输电路构成。光电二极管把光转化成电荷,再经转化电路传送和输出。
通常,传送优良图像质量的设备都采用CCD图像传感器,而注重功耗和成本的产品则选择CMOS图像传感器。但新的技术正在克服每种器体固有的弱点,同时保留了适合于特定用途的某些特性。这一部分与模拟摄像机相同。 声音传感器即拾声器或叫麦克风,与传统的话筒原理一样。
A/D转换器A/D转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。 基于CMOS模式的图像传感器模块有直接数字信号输出的接口,无须A/D转换器;而基于CCD模式的图像传感器模块如有直接数字输出的接口,亦无须A/D转换器,但由于此模块主要针对模拟摄像机设计,只有模拟输出接口,故需要进行A/D转换。
图像编码器经A/D转换后的图像、声音数字信号,按一定的格式或标准进行编码压缩。编码压缩的目的是为了便于实现音/视信号与多媒体信号的数字化;便于在计算机系统、网络以及万维网上不失真地传输上述信号。
图像编码压缩技术有两种:一种是硬件编码压缩,即将编码压缩算法固化在芯片上;另一种是基于DSP的软件编码压缩,即软件运行在DSP上进行图像的编码压缩。同样,声音的压缩亦可采用硬件编码压缩和软件压缩,其编码标准有MP3等格式。
控制器控制器是网络摄像机的心脏,它肩负着网络摄像机的管理和控制工作。如果是硬件压缩编码,控制器是一个独立部件;如果是软件编码压缩,控制器是运行编码压缩软件的DSP,即二者合而为一。
网络服务器网络服务器提供网络摄像机的网络功能,它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相关网络协议,允许用户从自己的PC机使用标准的浏览器根据网络摄像机的IP地址对网络摄像机进行访问,观看实时图像,及控制摄像机的镜头云台
外部报警网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口,如控制云台的485接口,用于报警信号输入输出的I/O口。如红外探头发现有目标出现,发报警信号给网络摄像机,网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像;另一方面,当网络摄像机侦测到有移动目标出现时,亦可向外发出报警信号。
网络摄像机的基本原理是:图像信号经过镜头输入及声音信号经过麦克风输入后,由图像传感器的声音传感器转化为电信号,A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号,再经过编码器按一定的编码标准进行编码压缩,再控制器的控制下,由网络服务器按一定的网络协议送上局域网或INTERNET,控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号,且按要求发出控制信号
图像的编码标准网络摄像机的图像压缩编码标准主要有MPEG4、H.264、M-JPEG等。
MPEG4
所谓MPEG标准就是指由ISO的活动图像专家组制定的一系列关于音视频信号以及多媒体信号的压缩与解压缩技术的标准。到2012年为止,已经制定完成并批准执行的有:1991年批准的MPEG1、MP3;1994年批准的MPEG2;1999年批准的MPEG4和MP4。正在制定的标准有:MPEG7和MEPG21.H.263 H.263是ITU-T提出的作为H.324终端使用的视频编解码建议,H.263经过不断地完善和多次的升级已经日臻成熟,如今已经大部分代替了H.261,而且H.263由于能在低带宽上传输高质量的视频流而日益受到欢迎。
  • 263是基于运动补偿的DPCM的混合编码,在运动补偿的DPCM混合编码,在运动搜索的基础上进行运动补偿,然后运用DCT变换和“之”字形扫描编码,从而得到输出码流。H.263在H.261建议的基础上,将运动矢量的搜索增加为半象素点搜索;同时又增加了无限制运动矢量、基于语法的算术编码、高级预测技术和PB帧编码等四个高级选项;从而达到了进一步降低码速率和提高编码质量的目的。
  • 264
  • 264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG的联合视频组开发的一个新的数字视频编码标准,它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG4的第十部分。

在相同的重建图像质量下,H.264能够比H.263节约50%左右的码率,比根据MPEG4实现的视频格式在性能方面提高33%左右。
M-JPEG
M-JPEG技术即运动静止图像压缩技术,它把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理,这种压缩技术方式单独完整地压缩每一帧,在编辑过程中可随机存储每一帧,可进行精确到帧地编辑。但M-JPEG只对帧内地空间冗余进行压缩,不对帧间的时间冗余进行压缩,故压缩效率不高。[2]

4相关术语编辑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。
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。

         
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