網絡攝像機淺析及主流核心解決方案

網絡攝像機是傳統攝像機與網絡視頻技術相結合的新一代產品，除了具備一般傳統攝像機所有的圖像捕捉功能外，機內還內置了數字化壓縮控制器和基于WEB的操作系統，使得視頻數據經壓縮加密后，通過局域網，Internet或無線網絡送至終端用戶。網絡攝像機的應用，使得圖像監控技術有了一個質的飛躍。第一，網絡的綜合布線代替了傳統的視頻模擬布線，實現了真正的三網（音頻、視頻、數據）合一，網絡攝像機即插即用，工程實施簡便，系統擴充方便；第二，跨區域遠程監控成為可能，特別是利用互聯網，圖像監控已經沒有距離限制，而且圖像清晰，穩定可靠；第三，圖像的存儲、檢索十分安全、方便、可異地存儲，多機備份存儲以及快速非線性查找等。

　　以下是典型的網絡攝像機在視頻監控中的應用拓撲圖：

　　一、網絡攝像機的技術結構

　　大家可以看到，網絡攝像機可以直接接入到TCP/IP的數字化網絡中，因此這種系統主要的功能就是在聯網上面，通過互聯網或者內部局域網進行視頻和音頻的傳輸。從內部構成上說，網絡攝像機的基本結構一般都是由圖像傳感器、視頻編碼器、網絡服務器、外部報警、控制接口等部分組成。

　　相比較傳統的模擬攝像機，網絡攝像機最核心的技術就是視頻編碼器。現在，就網絡攝像機的各部分我們做一個技術分析，然后再重點分析一下核心的視頻編碼器部分。

　　圖像傳感器：傳統的模擬攝像機，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。現在攝像機的圖像傳感器主要有2種，即CMOS和CCD。由于CCD在圖像質量方面比CMOS有一定的優勢，因此在監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，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行數字化編碼，有些是直接抓取CCD輸出的BT.656的信號，有些是采集CCD驅動輸出的模擬信號，通過一個視頻AD進行模擬數字轉化。視頻編碼的標準很多，現在主要的網絡攝像機的標準有MJPEG、MPEG4和H.264。

　　網絡服務器：其功能是把壓縮好的視頻信號，通過TCP/IP的協議輸出，并且基本上要支持現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絡攝像機的輔助功能，主要是通過串口或者IO口來實現，串口的方式包括RS232和RS485等等。

二、圖像的編碼標準

　　當前，網絡攝像機的圖像壓縮編碼標準主要有M-JPEG、MPEG4、H.263、H.264等，下面我們對這些技術再做一個簡單介紹。

　　M-JPEG

　　M-JPEG技術即運動靜止圖像壓縮技術，它把運動的視頻序列作為連續的靜止圖像來處理，這種壓縮技術方式單獨完整地壓縮每一幀，在編輯過程中可隨機存儲每一幀，可進行精確到幀地編輯。但M-JPEG只對幀內地空間冗余進行壓縮，不對幀間的時間冗余進行壓縮，因此壓縮效率不高。

　　MPEG4