网络摄像机功能概述

网络摄像机功能概述此文章主要对网络摄机（IPCamera）的硬件元件组成及常见功能作简单介绍，同时就技术参数等作概述。一：网络摄像机的主要硬件组成。1.镜头（LENS）不同的镜头价格差别很大，从几十到几百都有。镜头的种类（根据应用场合分类）广角镜头：视角90度以上，观察范围较大近处图像有变形标准镜头：视角30度左右，使用范围较广长焦镜头：视角20度可达几十毫米或上百毫米变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大。针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在天花板或墙壁内镜头的焦距定焦距：焦距固定不变。可分为有光圈和无光圈。有光圈：镜头光圈大小可以调节；无光圈即定光圈其通光是固定不变的变焦距：焦距可以根据需要进行调节、使被摄物体的图像放大或缩小图像传感器（CCDCMOS）CCDCMOS灵敏度较咼较低分辨率较咼较低噪声较低较咼功耗较咼，供电复杂较低，供电简单价格高低反应速度慢快2.滤光片白天需用滤光片去除自然光中的部分红外光，避免干扰成像。晚上红外拍摄需要红外成像，所以需去掉滤光片。3.红外灯板红外灯板上的红外LED灯提供红外线，以便红外成像。依功率不同，距离不同。PoE供电模块通过PoE模块，网络摄像机能从网络交换机中得到电源供电。1） 电压在44〜57V（DC）之间，一般为48V2） 允许最大电流550mA，最大启动电流为500mA3） 典型工作电流在10-350mA,超载电流为350-500mA4） 在空载条件下，最大的需要电流为5mA5） 为PD设备提供3.84—12。95五个等级的电源功率请求，最大不超过13W前端存储通过SD/SDHC卡实现本地存储。现SDHC卡最高可达32G6.主控芯片（如TMS320DM368）实现整个产品功能的协调控制及视频处理。不同芯片实现的效果不同，如TMS320DM3555不支持H.264，DM368，DM36支持。芯片的不同会影响产品的稳定性，图像的质量等。NandFlash实现软件存储功能。DDR2内存提供主芯片数据处理缓冲，存储。依产品性能要求的不同，内存大小不同。音频编解码电路实现现场声音采集，处理，并传输到终端。网络传输电路实现视频码流及控制信号传递及电源提供（POE）。11.云台通过RS-485接口电路控制云台实现对摄像机监控角度，位置的改变。13．WIFI模块部分高端产品内置WIFI模块，可实现更加便捷，有利，实时的监控。15.网络摄像机外壳外壳分类大致可分为枪式和球式；功能上可分为防水，防暴等。网络摄像机视频处理功能，控制功能概述网络摄像机的功能决定了视频图像是的第一要素影响视频图像的主要有以下几点：1.镜头影响视频成像效果镜头有塑料和玻璃，或半玻半塑。不同镜头的透光损失率不同另外不同场景，镜头是否可换？是否可变焦（自动调焦）？也是关键因素。图像传感器影响视频效果的关键因素，CCD与CMOS下视频效果各有不同。CCD：成像通透性、明锐度高；色彩还原、曝光基本准确CMOS：通透性一般，对实物的色彩还原能力偏弱（被监控物的本身色调与监视器上看到的相差较大，甚至完全变色），曝光也都不太好；但是其视频图像艺术化效果比较好CCD的特点是灵敏度高，但响应速度较低，不适用于高清监控摄像机采用的高分辨率逐行扫描方式，因此高清监控摄像机普遍采用CMOS感光器件视频压缩格式－最重要的关键因素，直接决定了图像质量（清晰度/流畅度）和带宽占用（视频存储空间）H.264：（主流，算法优化）压缩能力强、视频损耗少、占用带宽小，支持25帧/秒的帧率，能在较低带宽上提供高质量的图像传输，适合于用户量大、带宽相对有限的远程实时环境（网上有人提到H.264压缩格式是否是国际标准一说，若不是容易造成兼容问题）MPEG4：视频不连贯、不实时；一般不超过10帧/秒。MPEG4—定注意许可费问题，因为它是一项收费技术。MPEG-4的着眼点在于解决低带宽上音视频的传输问题，在164KHZ的带宽上，MPEG-4平均可传5—7帧/秒。另夕卜，MPEG-4的最高分辨率可达720x576，接近DVD画面效果，基于图像压缩的模式决定了它对运动物体可以保证有良好的清晰度。M-JPEG：优点：帧内压缩方式，图像清晰、稳定，适用于视频编辑，而且可以灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。另夕，因其压缩后的格式可以读取单一画面，因此可以任意剪接，特别适用于安防取证的用途；缺点：压缩率不高，对网络带宽的要求过高，因此无法在带宽相对较窄的互联网上传输。图像格式CIF（320*240）QCIF（160*120）VGA（640*480）D1（720*576隔行扫描）D2（1048*720）D3（1920*1080隔行扫描）D4（1280*720逐行扫描）：720P，像素达到92.16万D5（1920*1080逐行扫描）：1080P，像素达到207.36万在远程网络时，1路CIF图像在H.264和MPEG4压缩模式下仅需要200K左右的带宽即可达到实时传输、录像。所以需根据摄像机的数量，是否需要远程察看、录像的数量，带宽资源等条件选择合适的IPC。延时性（帧率）如在PAL制式下，15—25帧/秒是可接受的范围，低于15帧率肉眼容易识别出动作不连贯、跳跃等假象。（NTSC和PAL属于全球两大主要的电视广播制式NTSC标准主要应用于日本、美国，加拿大、墨西哥等PAL德，英等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西兰等国家采用这种制式）任何视频文件都是由连续的图片组成的，一张图片我们就叫它为一帧，如一秒钟的视频由25张连续的图片组成，这时的帧率就是25帧/秒音视频流在IP网络上要采用不可靠的UDP进行传输，而UDP是一个不可靠的传输协议，这意味着音视频流会被网络丢包。如果音视频流丢包严重，远程观看视频时，就会看到图像停顿、马赛克等现象。音视频传输软件模块的设计目标就是尽量减少丢包。其主要实现的的技术就是动态预测网络带宽，自适应地根据网络带宽控制MPEG编码模块的参数，决定如何来发送音视频包，以使丢包量减到最小。软件对视频图像处理1）自动白平衡同一个物人体在不同的光线条件下成像的颜色略有不同，自动白平衡就是要使成像的颜色与人眼所看到的基本一致。2）自动曝光以上两个技术（2A技术）影响了不同的场合和条件下视频图像的质量7.宽动态技术宽动态技术是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术当在强光源（日光、灯具或反光等）照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围”宽动态范围：是图像能分辨最亮的亮度信号值与能分辨的最暗的亮光信号值的比值由于CCD的感光特性所限制，在技术上很难在有重大突破，而CMOS技术已经达到160dB,采用CMOS技术的摄像机，宽动态范围要比CCD宽动态范围有极大的提高控制功能8接口功能1）音频输入（必备）2） 音频输出（必备）3） 通迅接口：RJ45，RS-485，光纤（前两个必备）4） 报警输入输出（必备）5）本地视频输出（比较少）图像控制功能：1） 频率切换：PAL/NTSC以适应不同的地区（必备）2） 图像分辨及帧数可调（必备）3） 图像设置：饱和度，亮度，对比度设置（通过WEB或客户端）智能检测处理功能（智能化，一般在高端产品此方面功能比较齐全）1） 移动侦测2） 视频丢失3） 网断线4） IP地址冲突5） 存储功能管理（存储出错，存储满等）6） 人脸检测7） 摄像头遮挡检测报警网络传输功能：1） 支持NAS，SD，SDHC存储（后二者视产品需要可增加）2） TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP/RTSP,PPPoE,SMTP,NTP（SNMP,HTTPS,FTP,SIP,SRTP,802.1X,IPV6）3） 双码流，一键复位，防闪烁，心跳，密码保护，水印技术镜头控制：1）变倍速度2） 调焦模式：自动，半自动，手动滤光片控制：（红外功能下）1）白天黑夜模式切换云台控制：（带云台产品）1）水平范围和速度2）垂直范围和速度3） 预留点个数及各种扫描样式4） 定时启动5） 自动追踪产品其它功能参数：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，一项比较重要的参数）3） 增益控制（常见）4）信噪比5）背光补偿6） 电子快门7） 自动光圈8）电子防抖9） 菜单功能（WEB或客户端形式）10） 输入电源11） 工作温湿度12） 防护等级（IP66等，特殊用途有需求）13） 功耗网络摄像机价格从几百块到上万块，差别极大。究其差别的原因？从用户角度来考虑，买了产品自然要物有所值。首先高清作为其最基本的卖点，是必不可少的。这也是为什么产品价格能差别这么大的一个重要因素。从技术角度来讲，让IPC实现高清是很简单的，但难的是不同的条件下都能达到高清，如黑夜，冰天雪地，雷雨交加夜晚，舞台灯光环境复杂情况等。为了达到任何情况下都高清：从最开始的镱头成像就涉及了焦距，光圈，电子快门，曝光，红外照明，防抖等一系列的成像控制调节技术在里面。当然这也要基于硬件基础上，要选相对应的镜头，图像传感器（CCD,CMOS），才能通过软件控制实现对应的功能。（像镜头是否可调焦点，CMOS成像像素大小，是否有带红外灯板等。）中间视频图像处理，像自动白平衡技术和MJPEG,MPEG-4,H.264的编解码算法优化，双码流处理（主芯片的功能，内存大小影响），网络传输过程数据完整性（带宽，传送距离，线材等影响）。只有以上的整个环节都协调了，才会取得需求的效果。第二个考虑它的功能，不同的场合需求不同的功能。若功能差，适用范围窄，选择的人就少。像基本的录像，报警，音视频传输，后端监控（web或客户端）都是基本的。再者云台，防暴，温湿度适应范围等等。（当然各个功能的优化也是很重要的，像后端监控界面操作是否简单方便）智能化程度。产品的智能化程度决定了是否能成为一个高端产品。这主要体现在云台监控控制（360度，垂直，各种巡航监控模式定制），监控画面智能化分析处理（ATM等行业产品需求），人机报警互联。总的说来，低端产品硬件平台搭建容易，软件方案成熟，开发周期短，绝大部份厂商都可以做，竟争激烈，利润少。需要一个功能大众化，性能稳定，协调的产品并配合良好的市场开拓能力才能获得市场一席之地。中高端产品，硬件平台搭建较难，需投入较大的人力，开发的时间会比较长。也需要有自己的核心技术（主要是软件），才能抛开大部份厂商，争较大的利润。当然产品要考虑消费群体和需求量。国家基建，交通监控；商业楼宇（大商场，企业），居民小区；人个小商铺，别墅；另外欧美，东南亚，非洲各个地区需求及竞争状况。电子快门：快门的快慢