数字摄像机

数字（IP）摄像机（以下简称IP摄像机）它是结合了传统摄像机和网络技术的新一代摄像机它可以通过 将图像通过网络传输到世界的另一端，远程观看者不需要任何专业软件，只需要一个标准的网络浏览器（如“微软 IE或美国网景公司）即可监视其影像。网络摄像机内置嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。摄像头传输的数字化视频信号经高效压缩芯片压缩后，通过网络总线传输到Web服务器。网络上的用户可以通过浏览器直接观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机镜头的动作或操作系统配置。

数字摄像机

宽带信息网络不仅可以提供高速的网络接入，而且可以取代铜缆图像传输线路，将实时图像监控纳入宽带信息网络的应用范围，这使得信息网络取代传统的闭路电视成为必然3333033333333332.基于PC机的多媒体监控系统功能强大，但主要进行小范围的监控。基于PC的多媒体监控在传输距离较长或需要互联网时，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。

IP camera将图像转换为基于TCP的图像/IP网络标准数据包，使相机拍摄的画面通过RJ-45以太网接口或WIFI WLAN无线接口直接传输到网络，通过网络可以实现远程监控画面。

IP摄像头采用最先进的摄像技术和网络技术，功能强大。内置的系统软件可以实现真正的即插即用，让用户避免复杂的网络配置；内置的大容量存储器在警报触发前存储图像；内置的I/o口和通讯口便于扩展外部外围设备，如：门禁系统红外传感器全方位云台等。提供软件包(SDK)方便用户快速自行开发应用软件。

IP相机一般由镜头组成、图像传感器、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、控制界面等部分。

镜头

镜头作为网络摄像机的前置部分，光圈是固定的、自动光圈、自动变焦、自动变焦等类别，与模拟相机相同。

图像传感器

图像传感器有两种模式CMOS和CCD。CMOS既是一种互补金属氧化物半导体，也是一种由硅和锗制成的半导体，其基本功能是通过CMOS上带负电荷和正电荷的晶体管来实现的。由这两种互补效应产生的电流可以被处理芯片记录并解释为图像。CMOS用于CCD的主要优点是非常省电。不像CCD和CMOS电路由二极管组成，几乎没有静态功耗。这使得CMOS的功耗只有普通CCD的1/关于3，CMOS的重要问题是在处理快速变化的图像时由于电流转换过于频繁而过热。暗电流抑制好的话问题不大，抑制不好的话就非常容易出现杂乱。

CCD图像传感器由二维排列在单晶硅衬底上的光电二极管及其传输电路组成。光电二极管将光转换成电荷，由转换电路传输输出。

一般CCD图像传感器用于传输图像质量优秀的器件，而CMOS图像传感器则选择在注重功耗和成本的产品上。然而，新技术正在克服每个设备的固有弱点，同时保留一些适合特定用途的特性。这部分与模拟摄像机相同。声音传感器是拾音器或者麦克风，和传统的麦克风是一样的。

A/D转换器

A/D转换器的作用是将图像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具有直接数字信号输出的接口，无需a/D转换器；如果基于CCD模式的图像传感器模块具有直接数字输出接口，则不需要/d转换器，但是因为这个模块主要是为模拟相机设计的，只有一个模拟输出接口，所以需要一个/D转换。

编码器

经A/D转换后的图像、音频数字信号根据特定的格式或标准进行编码和压缩。编码压缩的目的是为了方便声音的实现/视频信号和多媒体信号的数字化；在计算机系统中方便、上述信号在网络和万维网上无失真传输。

有两种图像编码和压缩技术：一种是硬件编码压缩，即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上对图像进行编码压缩。同样，声音的压缩也可以采用硬件编码压缩和软件压缩，其编码标准包括MP3等格式。

控制器

控制器是网络摄像机的心脏，承担着对网络摄像机的管理和控制。如果是硬件压缩编码，控制器就是一个独立的部件；如果是软件编码压缩，控制器就是运行编码压缩软件的DSP，也就是两者合二为一。

网络服务器

网络服务器提供网络摄像机的网络功能，采用RTP协议/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP和其他相关网络协议允许用户根据其IP地址使用标准浏览器从自己的PC访问网络摄像机，观看实时图像，并控制摄像机的镜头和平移倾斜。

报警接口

网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如用于控制云台的485接口，用于输入和输出报警信号的I/O口。如果红外探头发现目标，它会向网络摄像头发送报警信号，网络摄像头会自动调整镜头方向，并实时记录视频；另一方面，当网络摄像机检测到移动目标的出现时，它还可以向外部发送报警信号。

网络摄像机的基本原理是：图像信号通过镜头输入，声音信号通过麦克风输入后，由图像传感器的声音传感器转换成电信号，a/d转换器将模拟电信号转换成数字电信号，由编码器按照一定的编码标准进行编码和压缩在控制器的控制下，网络服务器按照一定的网络协议将它们发送到局域网或互联网控制器还可以接收和发送报警信号，并根据需要发送控制信号。

MPEG44是网络摄像机的主要图像压缩编码标准、H.263、H.264、M-JPEG等。

MPEG4

所谓MPEG标准，是指由ISO的运动图像专家组制定的关于音视频信号和多媒体信号的压缩和解压缩技术的一系列标准。迄今为止，已经制定并批准实施了以下措施：MPEG1于1991年获得批准、MP3;MPEG2于1994年获得批准;MPEG4和MP4于1999年获得批准。正在制定的标准如下：MPEG7和MEPG21.

H.263

H.263是ITU-T提出的作为H.324终端的视频编解码建议.263经过多次完善和升级，现在已经很大程度上取代了h.261，而且H.H263越来越受欢迎，因为它可以在低带宽上传输高质量的视频流。

H.263是基于运动补偿的DPCM混合编码在基于运动补偿的DPCM混合编码中，在运动搜索的基础上执行运动补偿，然后使用DCT变换和求和“之”字体扫描编码，从而得到输出码流。H.263在H.261，运动矢量搜索增加到半像素点搜索；同时增加了无限的运动矢量、基于语法的算术编码、高级预测技术和PB帧编码是四个高级选项；从而进一步降低码率，提高编码质量。

H.264

H.264是ITU-T的VCEG和国际标准化组织/由IEC的MPEG的联合视频组开发的新的数字视频编码标准不仅仅是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC MPEG4第10部分。

在相同的重建图像质量下，h.264能够比H.263节约50%比特率比根据MPEG44实现的视频格式的比特率高大约33%左右。

M-JPEG

M-JPEG技术是运动静止图像压缩技术，它将运动视频序列视为连续的静止图像这种压缩技术独立完整地压缩每一帧，在编辑过程中可以随机存储每一帧，并且可以精确地编辑到帧。但M-JPEG只压缩帧内的空间冗余，不压缩帧间的时间冗余，所以压缩效率不高。

应用优势

IP摄像机不仅可以用于基于计算机局域网的区域监控，如住宅小区监控、办公楼、银行、商场等传统监控；还可以用于新的跨区域远程监控和在线显示，通过互联网对儿童和老人进行远程监护、无人值守通信机房的监控、旅游景点在线播放、产品网上展览等。

特点：

把图像进行M-JPEG编码压缩，使用TCP通过网络/用于传输的IP协议；通过网络摄像头或镜头、云台等外部设备进行操作控制；

内置一个10M/100M以太网RJ45接口，可以通过网络实现远程接口；一个并行I/o口，可连接外部传感器进行自动报警，也可控制外部设备或进行联动报警功能；一个RS45串口，可用于相机、云台控制，或连接其他外部设备；

嵌入了WEB SERVER，在网络摄像机内部提供了WEB SERVER，允许用户使用标准浏览器从PC制作各种界面、操作；通过独立的安全机制，操作此摄像机的用户可以通过不同级别的授权进行身份验证；

集中管控的监控网络和无中心的分布式监控网络；内置实时操作系统，支持软件下载和配置设置，方便升级和运行管理。

IP摄像机(摄像服务器、视频服务器、网络视频转换器等)已经进入实际项目。

为了消除误解，我们必须认识到IP摄像机的特点，并加快实际应用的普及。

在选择数字网络化多媒体监控产品时，由于主客观因素存在各种疑虑，难以像前几年那样得到广泛推广应用。21世纪，随着信息革命的发展和推进以及宽带网络的普及，人们越来越关注宽带网络的意识也有了相应的改变，但仍有很多误区阻碍着监控的数字化、网络发展的一步一步。

1，价格太贵

在选择监控产品时，提到IP摄像机，人们会认为IP摄像机每台12万元，相对于几百到几千元就能买到的普通摄像机来说，太贵了。

首先，国外生产的IP摄像头确实需要10到2万元，但是国内的一些厂商（如网正等）生产出来的产品价格降到了几千，大大降低了产品的价格。

其次，一台IP摄像机相当于计算机视频采集卡CCD普通摄像机网卡的操作系统软件，即在监控端，只需要一台IP摄像机就可以将视频发送到网络。所以普通摄像头和网络摄像头的价格对比是不合适的。

2，技术复杂

在选择监控产品时，提到IP摄像头，人们会觉得网络太复杂，技术要求太高。其实这是一种恐惧网络正在进入家庭，几岁的小学生都在玩网络网络对工程师和用户几乎是透明的，或者说几乎没有必要去关心他们。

网络基本上是基于TCP的/IP。尽管网络本身有许多协议，但网络设备（包括IP摄像机）技术本身比较复杂，但是由于统一的网络协议，各个厂商的产品只要知道怎么开机都做到了/关机，布防/撤防等基本操作都可以，其他都是网络产品做的真正的自动傻瓜操作，根本不需要太多的干预。

3，图象质量差

网络摄像机基于网络，模拟本地图像，监控系统基于视频电缆（少数采用光纤）虽然都是监控，但却是两种完全不同的体系结构。

作为网络摄像机的制造商，我们强调网络摄像机不是万能的，因为网络本身不是万能的。传输距离不算太远、监控点不多、并且不需要远程传输，我们还是推荐用户采用模拟图像监控系统。

与传统的闭路电视监控系统相比：无须同轴电缆、不需要庞大的视频发行商；NxN多对多的软件实现（也就是说，多个观察者可以同时观看多个镜头图像）安装所需设备少，工程造价大大降低（整个安装过程是在PC上设置摄像机和安装系统管理软件），大幅减少线材；充分利用网络资源，采取宽带网络传输图像非常便宜，增强了监控范围的灵活性，可以直接实现远程监控，并利用网络更新软件。这些都是传统的闭路电视监控系统无法比拟的。

与目前的数字监控系统相比：对PC的要求大大降低，一般配置就够了；无需软件维护；不需要机房，可以安装在走廊，环境差的地方；可以避免死机现象和重启时无法监控的缺陷。这些都是基于PC的数字监控系统无法比拟的。

基于IP摄像头的监控系统与传统监控系统的成本比较需要考虑很多因素。主要因素是监测点、监控副控数、监控范围、录像要求、报警要求等。

在比较基于IP摄像头的监控系统与传统监控系统的成本时，还有一个重要的出发点：算不算网线和电脑的费用？计算进入成本的原因很简单；不计算入门成本的原因是网络布线和计算机是现有投资，不需要监控。

如果不计算网络布线和电脑的成本，即使在一栋楼里，当监控点达到50个，监控分控器达到10个时，两种方案的投资也差不多（35万）

总结：

基于IP摄像头的监控系统具有以下优点：

先进性

该系统利用现有的综合布线网络传输图像并进行实时监控。系统需要的前端设备少，布线简单；后端只需要一个软件系统。

可靠性

本系统的主要设备网络摄像机采用嵌入式实时操作系统，设备要求简单，图像传输通过综合布线网络实现，因此系统的可靠性相当高。

性能价格比

该系统所需设备极其简单，系统的控制完全由后端软件系统实现，省去了传统模拟监控系统中的大量设备，如昂贵的矩阵、画面分割器、切换器、视频到网络主机等。由于图像通过综合布线网络传输，节省了大量的视频同轴电缆，降低了成本。

安全性

系统设置了不同级别的用户权限，只有最高级别的用户才能设置或更改整个系统。没有权限的用户可以 不接收图像。图像数据的存储是一种专有格式。

使用维护性

系统的安装极其简单，软件系统的安装和使用也非常容易理解。在可维护性方面，系统的布线非常简单，而主设备可靠性高，可维护性好，可远程维护。

扩展延伸性

当需要增加监控点对主机进行监控时，只需通过现有网络增加一台摄像机或PC，无需对现有布线系统做任何改动。

区域性监控：使用网络传输实时图像，例如办公室、楼宇等跨区域远程监控：连锁事业、大型工厂机房、对老人和儿童的远程护理、公共建物、无人危险环境监控、对金融机构分支机构的监测、交通监管、错误警报辨识等。

在交警管理系统中的应用

纯数字IP监控摄像机”与目前大多数安装在市区的模拟数码相机不同，工作人员需要24小时盯着电脑屏幕，手动抓拍车辆违法照片。违法条件设定后，它可以自行识别违法行为。

比如交警将万达周边违法停车时间设定为5分钟，如果一辆车违法停车超过5分钟，“纯数字IP摄像机”它会自动锁车并发出“哔哔哔”警报声，通知附近交警处理；或者当它“看到”一辆汽车正朝相反的方向行驶在交警赶到之前，它会一直盯着违章车，并记录其行驶路线。如果一个摄像机不在视线范围内，通知它旁边的摄像机“兄弟，我可以 我看不见请连接它”直到车停下或者驶出6个摄像头的监控范围。

YUCOO邮政相机学院预测，未来随着联网的普及，市场份额将快速增长。基于网络摄像机的网络视频监控系统已经从传统的安防应用延伸到大众消费领域，渗透到教育领域、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆、城市治安等领域：网络摄像机的用户群体已经从专业群体用户扩大到普通大众用户；应用方向从传统的安防应用迅速延伸到大众消费领域，更加面向社会公共信息服务，行业视频监管应运而生、旅游景观、电子商务和其他新的应用领域。