
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是在模擬攝像機(jī)的基礎(chǔ)上集成了視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸處理模塊,所以兼具模擬攝像機(jī)和視頻服務(wù)器的技術(shù)特點(diǎn),卻不是二者的簡單組合,獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式?jīng)Q定了它有著自身的技術(shù)特點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)
從硬件結(jié)構(gòu)上來說,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是在模擬攝像機(jī)的基礎(chǔ)上集成了視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸處理模塊,所以兼具模擬攝像機(jī)和視頻服務(wù)器的技術(shù)特點(diǎn),卻不是二者的簡單組合,獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式?jīng)Q定了它有著自身的技術(shù)特點(diǎn)。
1、視頻壓縮
視頻壓縮是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最基本的技術(shù)要求,目前,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的視頻處理芯片以 ASIC為主,視頻壓縮采用MPEG-2、M-JPEG、MPEG-4和H.264等標(biāo)準(zhǔn),其中以H.264為主流。近期,基于TIDavinci芯片的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)已經(jīng)面市,Davinci是一個(gè)SoC系統(tǒng),具有ASIC高效處理的特點(diǎn),同時(shí)又兼顧了CPU、DSP的創(chuàng)新靈活性,它擁有一個(gè)DSP的主處理系統(tǒng)外,還有一個(gè)ARM9子系統(tǒng),另外一個(gè)很重要的特點(diǎn)是擁有極其豐富的接口,這些接口對于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的功能開發(fā)相當(dāng)有用,以下某些特點(diǎn)就是基于此特性才具備的。
2、高度集成
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)已不僅僅具備傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)圖像采集功能,它已經(jīng)是一個(gè)前端處理系統(tǒng),具備相當(dāng)豐富的異構(gòu)總線接入功能,如VOIP、報(bào)警器、232/485串行設(shè)備的接入等等,除此以外,還可以將移動偵測、視頻丟失、鏡頭遮蓋、存儲異常等報(bào)警信號通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給后端。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可內(nèi)嵌存儲系統(tǒng),通常采用的是SD卡,目前SD卡的容量有8MB到4GB不等,SD卡可作為網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)圖像的暫存設(shè)備,等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常,再將視頻進(jìn)行上傳,可有效地保證視頻數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。SD卡的另外一個(gè)用處是將重要的報(bào)警圖像進(jìn)行本地存儲,同時(shí)上傳后端,這樣不會因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的不可靠傳輸導(dǎo)致視頻數(shù)據(jù)的缺失。
3、以太網(wǎng)供電(POE)
POE是最近幾年發(fā)展較快和應(yīng)用較廣的網(wǎng)絡(luò)供電技術(shù)。POE(PowerOverEthernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5,布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作改動的情況下,除了為一些基于IP的終端(如IP電話機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時(shí),還能為此類設(shè)備提供直流電的技術(shù)。這樣一來,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)無需再通過其他電源來供電。通過集中使用UPS(不間斷電源)的方式可確保設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)(根據(jù)UPS而定)不間斷的運(yùn)行,同時(shí)也簡化了管理。IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)是基于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)POE的新標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)要求使用POE供電的設(shè)備功耗不能超過12.95W。
現(xiàn)在,大多數(shù)廠商提供的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)都支持PoE功能。如果已經(jīng)裝了相應(yīng)的普通交換機(jī)設(shè)備,只需通過給交換機(jī)增加中跨(Midspan),即可實(shí)現(xiàn)PoE的功能。其中,中跨的主要作用是給網(wǎng)線加載電源。
4、無線接入
雖然現(xiàn)在的大部分建筑都安裝了有線網(wǎng)絡(luò),可以通過有線的方式把網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)接入到網(wǎng)絡(luò),但無線接入的網(wǎng)絡(luò)解決方案在降低工程復(fù)雜度和降低成本方面卻有著較強(qiáng)的吸引力。例如,在一些需要不定期改變攝像頭位置,卻又不想重新布線的場合(例如超市),或布線可能影響整個(gè)內(nèi)部建筑美觀的地方,無線接入網(wǎng)絡(luò)解決方案能很輕松的解決這些難題。
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)常用的無線接入方式為無線局域網(wǎng)(WLAN)接入。無線局域網(wǎng)指的是跨距較小,通常位于室內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò),有效距離一般不超過100米(802.11g)。無線局域網(wǎng)有多種規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一般采用 IEEE802.11b或IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,其中802.11g是802.11b的改進(jìn)型,數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)54Mbps。
5、安全性
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可提供三種形式的安全特性。第一種,是用戶安全管理,如用戶注冊、權(quán)限管理等;第二種,是IP/MAC地址綁定,只允許綁定IP/MAC地址的電腦訪問;第三種,是根據(jù)安全等級,利用通用的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。
目前,已有廠家推出了基于Davinci的系列網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),采用自主知識產(chǎn)權(quán)的H.264編碼引擎,具有PTZ、報(bào)警輸入/輸出、語音對講、SD存儲等功能,具有心跳、SADP、WebServer等網(wǎng)絡(luò)功能,支持IEEE802.11g規(guī)范的無線接入。
如何選擇IP攝像機(jī)
成像質(zhì)量
成像質(zhì)量是攝像機(jī)的靈魂,是需關(guān)注的重要指標(biāo)之一。好的成像質(zhì)量來自于鏡頭和成像器件。攝像機(jī)鏡頭的成像質(zhì)量好壞將影響成像器件輸出的信號質(zhì)量。我們可以將鏡頭比喻是人的眼睛,而成像器件就是視網(wǎng)膜。
1、鏡頭
鏡頭種類繁多,但是即使同一類型的鏡頭,其成像質(zhì)量也有著很大的差異,這主要是由于材質(zhì)、加工精度和鏡片結(jié)構(gòu)的不同等因素造成的,同時(shí)也導(dǎo)致不同檔次的鏡頭價(jià)格從幾十元到幾萬元的巨大差異,比較著名的如四片三組式天塞鏡頭、六片四組式雙高斯鏡頭。一個(gè)好的鏡頭,在分辨率、明銳度、光圈系數(shù)等方面都會有很好的表現(xiàn),對各種像差的校正也比較好,但同時(shí)其價(jià)格也會高幾倍甚至上百倍。
像差是影響圖像質(zhì)量的重要方面,常見的像差有如下六種:球差、慧差、色差、像散、場曲、畸變。因此目前常用的鏡頭都是多片多組鏡片加多層鍍膜構(gòu)成,其目的就是為了解決像差問題,使得成像更清晰銳利、色彩逼真。
2、CCD還是CMOS
CCD和CMOS在制造上的主要區(qū)別是CCD是集成在半導(dǎo)體單晶材料上,而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上,工作原理沒有本質(zhì)的區(qū)別。
從制造工藝上說CCD制造工藝較復(fù)雜,只有少數(shù)幾個(gè)廠商,如索尼、松下、夏普等掌握這種技術(shù),因此CCD攝像機(jī)的價(jià)格會相對比較貴。事實(shí)上經(jīng)過技術(shù)改造,目前CCD和高級CMOS的實(shí)際效果的差距已經(jīng)非常小了。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD,所以很多低檔攝像頭生產(chǎn)廠商采用普通CMOS感光元件作為核心組件。
成像方面,在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好,色彩還原、曝光可以保證基本準(zhǔn)確。而普通CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般,對實(shí)物的色彩還原能力偏弱,曝光也都不太好,由于自身物理特性的原因,普通CMOS的成像質(zhì)量和CCD還是有一定差距。但由于低廉的價(jià)格以及高度的整合性,因此在攝像頭領(lǐng)域還是得到了廣泛的應(yīng)用。
目前,許多低檔入門型的攝像機(jī)使用廉價(jià)的低檔CMOS芯片,成像質(zhì)量比較差。普及型、高級型及專業(yè)型攝像機(jī)使用不同檔次的CCD,個(gè)別專業(yè)型或準(zhǔn)專業(yè)型數(shù)碼相機(jī)使用高級的CMOS芯片。代表成像技術(shù)未來發(fā)展的X3芯片實(shí)際也是一種CMOS芯片。綜上所述,CCD與CMOS孰優(yōu)孰劣不能一概而論,但就目前而言,在監(jiān)控?cái)z像機(jī)領(lǐng)域中普遍使用的CCD芯片的攝像機(jī)成像質(zhì)量要好一些。
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