网络摄像机的应用，使得图像监控技术有了一个质的飞跃。第一，网络的综合布线代替了传统的视频模拟布线，实现了真正的三网(音频、视频、数据)合一，网络摄像机即插即用，工程实施简便，系统扩充方便;第二，跨区域远程监控成为可能，特别是利用互联网，图像监控已经没有距离限制，而且图像清晰，稳定可靠;第三，图像的存储、检索十分安全、方便、可异地存储，多机备份存储以及快速非线性查找等。

　　网络摄像机的技术结构

大家可以看到，网络摄像机可以直接接入到TCP/IP的数字化网络中，因此这种系统主要的功能就是在联网上面，通过互联网或者内部局域网进行视频和音频的传输。从内部构成上说，网络摄像机的基本结构一般都是由图像传感器、视频编码器、网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。

相比较传统的模拟摄像机，网络摄像机最核心的技术就是视频编码器。现在，就网络摄像机的各部分我们做一个技术分析，然后再重点分析一下核心的视频编码器部分。

·图像传感器：传统的模拟摄像机，就是通过图像传感器采集视频信息，然后直接输出是模拟的视频信号，通过视频线对外输出。现在摄像机的图像传感器主要有2种，即CMOS和CCD。由于CCD在图像质量方面比CMOS有一定的优势，因此在监控工程中使用的图像传感器主要是CCD，而CCD的主流厂商大部分是日本企业，比如Sony、Sharp等，几乎占了全球CCD市场的90%以上份额。

·视频编码器：其功能是把CCD的视频信号按照一定的格式进行数字化编码，有些是直接抓取CCD输出的BT.656的信号，有些是采集CCD驱动输出的模拟信号，通过一个视频AD进行模拟数字转化。视频编码的标准很多，现在主要的网络摄像机的标准有MJPEG、MPEG4和H.264。

·网络服务器：其功能是把压缩好的视频信号，通过TCP/IP的协议输出，并且基本上要支持现阶段主流的通信格式，比如支持PPPOE、DNS、UDP、TCP等等。

·外部报警和控制接口都是网络摄像机的辅助功能，主要是通过串口或者10口来实现，串口的方式包括RS232和RS485等等。[NextPage]

　　网络摄像机图像编码标准
　　
　　当前，网络摄像机的图像压缩编码标准主要有M-JPEG、MPEG4、H．263、H．264等，下面我们对这些技术再做一个简单介绍。
　　M－JPEG
　　M－JPEG技术即运动静止图像压缩技术，它把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩技术方式单独完整地压缩每一帧，在编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧地编辑。但M-JPEG只对帧内地空间冗余进行压缩，不对帧间的时间冗余进行压缩，因此压缩效率不高。
　　MPEG4
　　MPEG标准就是指由ISO的活动图像专家组制定的一系列关于音视频信号以及多媒体信号的压缩与解压缩技术的标准。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。采用MPEG-4压缩技术的网络型产品可使用带宽较低的网络，如PsTN，ISDN,ADSL等，大大节省了网络费用。另外，MPEG-4的最高分辨率可达720×576，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。MPEG-4所有的这些优点，使它成为当前网络产品生产厂商开发的重要趋势之一。
　　H．263
　　H．263是ITU-T提出的作为H．324终端使用的视频编解码建议，H．263经过不断地完善和多次的升级已经日臻成熟，如今已经大部分代替了H．261，而且H．263由于能在低带宽上传输高质量的视频流而日益受到欢迎。
　　H．263是基于运动补偿的DPCM的混合编码，在运动补偿的DPCM混合编码，在运动搜索的基础上进行运动补偿，然后运用DCT变换和“之”字形扫描编码，从而得到输出码流。H．263在H．261建议的基础上，将运动矢量的搜索增加为半象素点搜索；同时又增加了无限制运动矢量、基于语法的算术编码、高级预测技术和PB帧编码等四个高级选项；从而达到了进一步降低码速率和提高编码质量的目的。
　　H．264
　　H．264是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO／IEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(JVT：joint video team)开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H．264，又是ISO／IEC的MPEG4的第十部分。
　　在相同的重建图像质量下，H．264能够比H．263节约50％左右的码率，比目前根据MPEG4实现的视频格式在性能方面提高33％左右。
　　
 

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　　网络摄像机核心技术

百万像素镜头：视频监控百万像素时代的到来，百万像素级的摄像机必然需要百万像素级光线配合，因而必然会诞生相配套的百万像素镜头。百万像素对应镜头可以更好地配合百万像素传感器，以获取焦距更清晰的图像。

CCD与CMOS之争：感光器件是摄像机最为核心的部分，在模拟摄像机以及标清网络摄像机中，最为广泛使用的是CCD，但随着百万像素网络摄像机的出现，其主要采用高分辨率的逐行扫描方式，逐行扫描的CMOS传感器比隔行扫描CCD芯片更有优势，它依次扫描每一条电视线，而不是将电视线分成奇数和偶数线条再叠加成一副完整图像。采用隔行扫描，快速运动的物体在奇数场扫描和偶数场扫描中的位置存在较大差异，导致画面模糊不清，对于交通等领域而言，更需要的是清晰、无锯齿的运动车辆图像，CMOS在像素密度上的优势使其稳据一席之地。目前，130万网络摄像机沿袭模拟的优势，较多采用CCD，而200万以上的网络摄像机则更倾向于CMOS。CCD的特点是灵敏度高，但响应速度较低，而CMOS除了像素密集度的优势，成本和功耗优势更加得到厂家的青睐，其不足之处在于，低照度或黑暗的环境下噪点较多，如果没有补光措施无法在夜间达到理想效果。

压缩处理芯片技术：百万像素网络摄像机视频数据量非常大，对压缩芯片以及CPU处理能力要求较高。要获得清晰的图像，除了镜头和传感器外，还包括图像压缩分辨率和帧数。芯片压缩处理能力直接决定了对传输网络、录像存储以及后端处理的要求，也很大程度上影响着图像的质量。图像清晰度愈高，所占用带宽愈大。目前，芯片的处理能力主要体现在分辨率、低带宽多码流应用方面。

要实现良好的图像质量，除了前端镜头、传感器部分对光线的处理，影像处理部分也是百万像素网络摄像机中不可忽视的一环。通常情况下，传感器部分设置有内嵌的图像处理芯片处理一些较简单的功能，自动曝光、自动白平衡校对以及自动化对焦等功能则必须通过后端ISP芯片处理，以获得良好的影像效果。

在百万像素网络摄像机中被广泛采用的图像压缩技术有M-JPEG/MPEG-4/H.264三种方式，每种压缩方式有不同的特点，M-JPEG能获得最高的单幅画面质量，但压缩效率较低，占用带宽最大;H.264可以获得最高的压缩比，对摄像机本身的处理平台要求也最高。为了获得较高的分辨率并且实现全实时传输，主流厂家均采用H.264的压缩算法，以实现低带宽下的应用。“720P画质并不是唯一追求目标，在低码流下实现一个高清流畅的画面，才能够满足各行各业对于高清视频的基本需求，”ACTi陈栋认为。据了解，主流厂家通过芯片压缩处理，目前可以实现的压缩率是720P@2~4Mbps25帧全实时传输状态，2Mbps的码率还有另外一个含义，D1(720X480)画质下DVR的存储码流就是2Mbps为主，这也就意味着用户可以在不大幅增加网络和存储成本的情况下选用720P网络摄像机。

在实际应用中，百万像素网络摄像机还必须实现多码流的应用，网路摄像机在本地监控之外还有远程管理的需求，因此在保证本地百万像素高画质传输的同时，还需提供一个低码流的数据，以实现对关键图像、关键画面、关键录像数据的远程备份。目前，市场上比较高端的百万像素网络摄像机都配备了强大的M-JPEG/MPEG-4/H.264三编码引擎，同时具有灵活的双码流功能，根据用户的需求设计适合的解决方案。用户可以根据实际情况采用720P全实时传输，也可以在正常情况下只采用普通分辨率来传输实时图像(比如D1)，而在报警条件发生时以高像素的JPEG形式传输高分辨率的图像，以便于事后放大观看，也就是平时传输占用带宽较小的实时图像，而在关键时刻传输图像效果好，但占用较大网络带宽的高清图像，以获取清晰的细节。