引言

　　随着电子技术的发展以及人们对监控图像影像的要求不断的提高，网络摄像机高清化、智能化等成为其发展趋势。在视频监控产品经历了模拟时代、数字时代、网络时代的发展后，现在已经逐步走入了高清和智能时代。而高清产品的出现也能大大提升系统的应用价值，为视频监控带来更广阔的发展空间，二者是相辅相成的。

　　那大家有肯定会有这样的疑问，到底什么是高清网络摄像机，它为什么会被称为高清产品?带着这些疑问，我们来进一步的来说明和分析这款产品。

　　什么是高清网络摄像机

　　2010年可以说是百万高清年，数字高清全系列产品的国产化和产品化，以及技术的逐步成熟，必将实现未来几年内百万高清监控得到大规模的普及与应用。我们常说的网络摄像机(什么是网络摄像机)，它是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机，将影像通过网络传至另一端，且远端的浏览者不需用任何专业软件，只要标准的网络浏览器即可监视其影像，实现实时监控的同时，还可以进行远程监控和远程操作。一般情况下，我们把百万像素以上的网络摄像机称为高清摄像机。

　　它除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，Internet或无线网络送至终端用户，直接接入到TCP/IP的数字化网络中，通过互联网或者内部局域网进行视频和音频的传输，并且随着通信技术和网络技术的提高，实时监控的精度越来越高。高清的数据量大，更加依赖于可以更快更好的进行数据的压缩、传输和还原。

　　由于在数字百万高清时代，产品开发和生产的技术门槛越来越高，通过市场优胜劣汰，市场环境会越发纯净，无序恶性竞争的现象将逐渐杜绝，无论是安防厂家，还是经销商与工程商，其利润会更趋于合理化，品牌意识大大增强，中国安防行业将更加成熟。

　　网络摄像机监控方案和应用方案分析

　　实现方案设计原则，主要包括5大方面：

　　① 模块化设计，主要是使智能化功能模块化。

　　② 可靠性设计，要求系统所设计的结构合理、产品经久耐用、系统运行稳定可靠。

　　③ 人性化操作设计，即非常适合于人的简单方便的操作使用。

　　④ 实用化设计即系统非常实用，操作使用简单方便、环节少、易学，还要求有自检功能。

　　⑤ 经济性设计，除考虑降低系统的研发成本、生产成本外，还要顾及系统的使用成本，即已包括使用期间的维护费、备件费等。

　　目前高清网络摄像机的方案也越来越多，基本上有两种架构：

　　(1)第一类是采用高端摄像机模组作为图像采集设备，配套一个ASIC或DSP进行编码压缩和传输，这类方案相对高端，由于采用专业成像模组，原始图像效果好，所以整个IPC产品的效果很大部分取决于配套压缩传输模块的效果，主要的指标是压缩后图像的清晰度和实时性，一般中、高端方案采用此架构;

　　此类方案的优点是图像效果较好，开发难度相对较小，缺点是成本和价格较高，开发和项目配套自由度小，是高端中的高端，自然用量和目标客户群都有限。

　　(2)第二类是采用CMOS传感器作为图像采集设备，配套提供ISP的SOC芯片，这类方案具有明显的成本优势，此类方案的成像效果主要取决于芯片厂商集成的ISP(如3A，宽动态等)效果;还有一个比较明显的优势是此类方案比较灵活，可以根据方案的特点加以定制，如抓拍，低帧率超大尺寸视频等。

　　此类方案的优点是成本低，开发自由度大，可以根据项目的特点加以定制和选配镜头;缺点是图像质量没有用模组的好。

　　(3)单路高清IP网络摄像机的功能模块

　　由于目前IP摄像机的分辨率正在由标清D1逐步进化到高清(1280×1024)，并且必须进行本地实时压缩，因而只能采用硬压缩方式。如果采用多片DSP处理器，则将使系统成本、集成度和功耗增加，而让用户无法接受;如果采用单片低成本的FPGA器件，则性能又无法满足设计要求。但若采用单片高性能的Stratix系列FPGA器件，则可达到要求。

　　因为这种器件是具有相对应的结构化ASIC_Hard_Copy系列器件，它还可进一步将成本降低到1/10，并降低50%的功耗。因此，采用这种FPGA器件的单路高清IP摄像机的功能模块如图所示。图中，视频输入预处理部分(含滤波、缩放等功能)，可以用Altera公司的VIP套件实现。而1路1280×1024/25帧/s+1路CIF/25帧/s与H.264视频压缩则均将在FPGA硬件中实现。NiosⅡ处理器和VoIP参考设计可实现视频到IP网络的映射，并在以太网上传输。

　　此外，还可通过连接一片低成本的DSP处理器，来协助做一些视频码流的分析工作，虽然这些工作的逻辑关系比较复杂，但对性能要求并不高。采用Altera公司自定义的片内总线Avalon和SOPCBuilder系统集成工具，可将所需外设自动集成互连在一起，从而可大大提高设计效率。

　　智能化功能分析

　　一台高清智能网络摄像机的解决方案，其组成与工作原理框图如图所示，由高清摄像镜头、高清CMOS成像器件、A/D与预处理部分、智能软件算法模块、编码压缩模块部分与网络接口模块等六部分组成。

　　其工作原理是，高清摄像镜头收集所监控场景的光学图像，并将它们聚焦成像到百万像素以上的CMOS成像器件的感光面上，其转换输出的视频电信号经A/D变换与去除噪声、图像增强等预处理后，再送入嵌入智能软件算法的模块中。智能软件算法是高清智能网络摄像机最重要的部分，其算法的优劣、异常信号分析识别的准确与否是该摄像机能否实用的关键。

　　由于CMOS成像器件采用百万或几百万像素的高分辨率，因而提取目标信息的特征准确而便于识别。当摄像机开始进入监控状态时，会把所监控场景的识别异常的视频信号经编码压缩通过网络接口送到网络中传输，这样就可大大节省网络带宽的资源。

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