IP摄像机工作原理及图像压缩方式简介

2013-10-28 16:57:28来源: 互联网

    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(一般模拟输出为调试用,并不能代表它本身的效果),还有网络输出接口,可直接将摄像机接入本地局域网。 

    IP摄像机的工作原理分析

    IP摄像机的组成支持IP协议的典型IP网络摄像机包括一个镜头,一个滤光器,一个嵌入式图像感测器,一个影像数字转换器,影像压缩机,和一个只有网络连接功能的服务器。每一个IP网络摄像机都有自己的IP网址,数据处理功能,和内置的应用软件,可以当网络服务器、FTP服务器、FTP用户端和邮箱用户端,许多高级的IP网络摄像机还包括其特殊功能,比如移动探测、警报讯号输出/输人设备和邮件支持功能。

    IP网络摄像机不但支持所有的标准模拟CCTV摄像机功能,而且为使用者提供更多的系统功能并能减少更多的成本。因为IP网络摄像机可以直接插到现有的数据网络中通过以太网得以应用,可以为公司节省以布线的数千元费用,同时,IP网络摄像机可以PC上独立作业,图像可用标准网络浏览器读取。

    另外IP网络摄像机也为公司节省了大量的特定监控设备和系统,因为系统可以通过网络在世界任何角落使用IP机进行实时的管理监控。而模拟的CCTV系统就要求有专门的监视设备和专门负责监控图像的保全人员。开创高科技的监控新时代IP网络摄像机可经由同轴的CCTV系统和计算机网络,通过标准的网络浏览器连续实时地每秒传输30个画面的图像信号流。技术的领航者开发出包括下去跟踪探测和报警事前/事后讯息,通过电子邮件和手机短信来传输短信息,而无线和有线技术的集中应用将推动更清晰图像的传输功能。

    IP摄像机的图像压缩方式

    图像压缩多采用MotionJPEG的方式基于IP技术的要求,监控需要更安全的应用软件,在局域网或者其它媒体中传输高品质的图像要受到带宽的限制,MotionJPEG压缩模式比起H.26l、H.263、MPEG和Wavelet等压缩格式更受大多数制造商的欢迎,其生成的图像品质是连续的,格式比较适用。MotionJPEG格式完全支持网络浏览器的标准,所以无论从任何网络平台都可以不另加用户特别设计软件即可实时地传输和显示数据图像。

    IP网络摄像机采用的压缩方式大致可以分为H.264、M-JPEG、MPEG1、MPEG2、MPEG4及Wavelet等几种。其中H.264和MPEG4为现在的主流压缩方式。从功能上看IP网络摄像机分为没音频的和有音频的几种。基于IP网络摄像机价位和传统模拟监控系统改造的考量,远端监控的另一类似解决方案是以一个普通摄像机加一个网络摄像机服务器(Videoserver)来代替一个IP网络摄像机的功能,网络摄像服务器,也称为视频网关或视频服务器,它内建Webserver,是一个采用嵌入式操作系统的专用网络视音频接入设备,提供通过标准浏览器即时监控影像的解决方式。

    MPEG4压缩方式及其模块的IP网络摄像机M-CAM,它的主要原理是内置一个嵌入式Webserver。网络上用户可以用浏览器(如MicrosoftIE或Netscape)观看Webserver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。同时还具有报警输入输出功能。

    那么,对于IP摄像机的优劣判断方法,我们大致可以通过以下五点来简单的判断。

    1、清晰度测试

    可以通过普通的视频图像清晰度(线数)测试卡来简单的判断高清摄像机的清晰度。这种方法能够通过肉眼直接分辨出图像的清晰度,一般来说高清720P的摄像机测试卡指标能够清晰的分辨出大于800TVL电视线,而较差的高清摄相机这一指标会偏低,而且图像有抖动或毛边。

    2、动态范围测试

    可以通过普通的视频图像灰度等级测试卡来简单判断高清图像的灰度等级数据。

    3、色彩还原

    通过色彩测试卡或肉眼来判断比较高清视频图像的色彩还原度。一般好的高清IP摄相机的还原度非常高,几乎可以达到非常逼真的还原效果。

    4、信噪比

    相同画面情况下对噪声的抑制处理也是衡量高清IP摄相机性能优劣的重要指标之一。对于画面中暗块亮快的处理、噪声抑制直接决定了图像的画质效果,有许多低端的摄相机只能在100Lux以上的理想状态下输出较为清晰的画面,对于光线环境变化的适应能力很差,强光或者暗光的环境下没有对噪声抑制的有效手段,无法保证图像质量。这种情况下高清图像是没有意义的,我们称之为伪高清。

    5、图像编码压缩算法

    IP高清摄相机对图像的编码压缩算法的好和差也是直接影响摄相机性能的重要指标之一,目前市场上的高清摄相机视频图像的编码压缩处理芯片分成DSP芯片和ASIC芯片两种载体,两者各有千秋,DSP芯片功能应用相对灵活,开发周期短,但是编码效率偏低,且成本较高。ASIC芯片功能应用相对固定,开发周期长,但是编码效率很高,且大批量使用后成本较低。不管是哪一种载体都需要好的视频编码压缩算法,好的算法能够在保证图像质量和清晰度的情况下尽可能的减少视频码流和存储容量。较差的IP高清摄相机往往会在大运动量的情况下产生马赛克或水波纹等情况,直接影响视频图像质量。

 

关键字:摄像机

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2013/1028/article_6315.html
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