網絡攝像機的在監控安防的應用，使得圖像監控技術有了一個質的飛躍（yuè）。首先，網（wǎng）絡的綜合布線代替了傳統的視頻模擬布線，實現了真正（zhèng）的三網（視頻、音頻、數據）合一，網絡攝像機即插即用，工程實施簡（jiǎn）便，係統擴充（chōng）方便；其（qí）次（cì），跨區域遠程監控成為可能，特別是利（lì）用互聯網，圖像監控已經沒有（yǒu）距（jù）離（lí）限（xiàn）製，而且圖像清（qīng）晰，穩定可靠；再者，圖像的存儲、檢（jiǎn）索十分安全（quán）、方便、可異地存（cún）儲，多機備（bèi）份（fèn）存儲以及快速非線性查找等。
組成原理（lǐ）

監控網絡攝像機一般（bān）由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、A/D轉換（huàn）器、圖像（xiàng）、聲音、控製器網絡服務器、外（wài）部報（bào）警、控製接口等部分組成。

1、鏡頭

鏡頭作為監控網絡攝像（xiàng）機的前端部件（jiàn），有固定光圈（quān）、自動光圈、自動變焦、自動變（biàn）倍等種類，與模擬攝像機相同（tóng）。

2、圖像傳（chuán）感器、聲音傳感器

圖像傳感器有CMOS和（hé）CCD兩種模式。CMOS既互補性金（jīn）屬氧化物半導體，CMOS主要是利用矽和（hé）鍺（zhě）這兩種元素所做成的半導體，通過CMOS上帶負電和帶正電的晶體管來實現基本的功（gōng）能的。這兩（liǎng）個互補效（xiào）應所產生的電流即可被處理芯片記（jì）錄和解（jiě）讀成影像。CMOS針對CCD最主要的優勢就是非常省電。不像由（yóu）二級管組成的CCD和CMOS電路幾乎沒有靜態電量消耗。這就（jiù）使（shǐ）得（dé）CMOS的耗電量隻有普通CCD的1/3左右（yòu），CMOS重要問題是在處理快速變換的（de）影像時（shí），由於電流變換過於頻（pín）繁而過熱。暗電流抑製的好就問題不大，如果抑製（zhì）的不（bú）好就十分容易出現（xiàn）雜點。

CCD圖（tú）像（xiàng）傳感器由在單晶矽基片上呈二（èr）維排（pái）列的光電二級管及其傳輸電路構成。光電二極管把光轉化成電荷，再經轉化電（diàn）路傳送和輸出。

通（tōng）常，傳送優良（liáng）圖像質量的設備都（dōu）采用CCD圖像傳感器（qì），而注重功耗（hào）和（hé）成本的產（chǎn）品則選擇CMOS圖像傳感器。但新的技術正在克服每種器體固有的弱點，同時保留了適合於特定用途（tú）的某些特性。這一部分與模擬攝像（xiàng）機相同。 聲音傳感器即拾聲器或叫麥克風，與傳統的話筒原（yuán）理一樣。

3、A/D轉換器

A/D轉換（huàn）器的功能是將（jiāng）圖像（xiàng）和（hé）聲音等模擬信號轉換成數字信號。

基於CMOS模式的圖像傳感器模塊有直（zhí）接數字信號輸（shū）出的（de）接口，無須A/D轉換器；而基於CCD模式的圖像傳感器模塊如有直接數字輸出的接口，亦無須A/D轉換器（qì），但由於此模塊主要針對模擬攝像機設計，隻有（yǒu）模擬輸出接口，故需（xū）要進行A/D轉換。

4、圖像、聲音編碼器

經A/D轉換後的圖（tú）像、聲音數（shù）字信號，按（àn）一定的格式或標準進行編碼壓縮（suō）。編碼壓縮的目的是為了便於實現音/視信號與多媒體信號的數字化；便於（yú）在計（jì）算機（jī）係統、網絡以及萬維網上不失真地傳輸上述信（xìn）號。

目前，圖像編碼壓縮技術有兩種：一種是硬件編碼壓縮（suō），即（jí）將編碼壓縮算法固化在芯片上；另一（yī）種是基於DSP的軟件編碼壓縮，即軟件運行在DSP上進（jìn）行圖像的編（biān）碼（mǎ）壓縮。同樣，聲音的壓縮亦可采用硬件（jiàn）編（biān）碼壓縮和軟件壓縮，其編碼標準有MP3等格式。

5、控製器

控製器是（shì）網絡攝（shè）像機的心（xīn）髒，它肩負著網絡（luò）攝（shè）像機的管理和控製工作。如果是硬件壓（yā）縮編碼（mǎ），控製器是一個獨立部件；如果是軟件編碼壓縮，控製器是運行編（biān）碼壓縮軟件的DSP，即二者合而為一。

6、網絡服務器（qì）

網絡服務器提供網絡攝像（xiàng）機的網（wǎng）絡功能，它采（cǎi）用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相關網絡協議，允許用戶從自己的PC機使用標準的瀏覽（lǎn）器根據網絡攝像機的IP地址對網絡（luò）攝像機進行訪（fǎng）問，觀看實時圖像，及（jí）控製攝（shè）像機（jī）的鏡（jìng）頭和雲台。

7、外部報警、控製接口

網絡攝像機為工程應用提供了實用的外部接口（kǒu），如控製雲台的485接口，用（yòng）於報警信號輸入輸出的I/O口。如紅外探頭發現有目標出現，發報警信號給監（jiān）控（kòng）網絡攝像機，監控網絡攝像機自動調整鏡頭方向（xiàng）並實時錄像；另一方麵，當網絡攝像機偵測到（dào）有移動（dòng）目標出現時，亦可向外發（fā）出（chū）報警信號。

網絡攝像機的基本（běn）原（yuán）理是：圖像信號經過鏡頭輸入及聲音信（xìn）號經過麥克風輸入後，由圖（tú）像傳（chuán）感器（qì）的聲音傳感器轉化為電信號，A/D轉換器將模擬電信號轉（zhuǎn）換為數字電信號，再經過編碼器按一（yī）定的編（biān）碼標準進行編（biān）碼壓縮，再控製器的控製下，由監控網絡服務器按一定的網絡協議送（sòng）上局域網（wǎng）或INTERNET，控製器還可以接收報警信號及向外發送（sòng）報警信號，且按要求發出控製信號。

8、圖像的編碼標準

目（mù）前，網絡（luò）攝像機的圖像壓縮編碼標準主要有MPEG4、H.263、H.264、M-JPEG等。

MPEG4

所謂（wèi）MPEG標準就是指由ISO的活動圖（tú）像（xiàng）專家組製定的一係列關於音視頻信（xìn）號以（yǐ）及多媒體信號的（de）壓縮與解壓縮技術的標（biāo）準。到目前為止，已經製定完成並批準執行的有：1991年批準（zhǔn）的MPEG1、MP3;1994年批準的MPEG2;1999年批準的MPEG4和MP4。正在（zài）製定的（de）標準有：MPEG7和MEPG21.

H.263

H.263是ITU-T提出的作為H.324終端使用的（de）視頻編解碼建議（yì），H.263經過不斷（duàn）地完善和多次的升級已經日臻成熟，如今已經大部分代替了H.261，而且H.263由於能在低帶寬（kuān）上傳輸（shū）高（gāo）質量的視頻流而日益受到歡迎。

H.263是基於運動（dòng）補償的DPCM的混合編碼，在運動補償的DPCM混合編碼，在運動搜索的基礎上進行運動補償，然後運用DCT變（biàn）換和“之”字（zì）形掃描編碼，從而得到輸出碼流（liú）。H.263在（zài）H.261建議的（de）基礎上，將（jiāng）運動（dòng）矢量的搜索增加為半（bàn）象素點搜索；同時又增加了無限製運動矢量、基於語法的算（suàn）術編碼（mǎ）、高級預測技術（shù）和PB幀編碼等四個高級選項；從而（ér）達到了進一步降低碼速率和提高編碼質量的目的。

H.264

H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的（de）MPEG的聯合視頻組開發的一個新的（de）數字視頻編碼標準，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（jiàn）圖像質量（liàng）下，H.264能夠比H.263節約50％左（zuǒ）右的碼率（lǜ），比目前根（gēn）據MPEG4實現的視頻格式在性能方麵提高（gāo）33％左右。

M-JPEG

M-JPEG技術即運動靜（jìng）止圖像壓縮技術，它把（bǎ）運動的視（shì）頻序列作為連續的靜止圖像來處理，這種壓縮技術方（fāng）式單獨完整地壓縮每（měi）一幀，在編（biān）輯過程中可隨機存儲（chǔ）每一幀，可進行精確到幀地編輯。但M-JPEG隻對幀內地空間冗（rǒng）餘（yú）進行壓縮，不對幀間的時間冗餘進行壓縮，故壓（yā）縮效率（lǜ）不高。

應（yīng）用優勢

網絡攝像機不僅可（kě）基於計（jì）算機局域網用於區域監控，如住宅小區監控、辦公樓（lóu）、銀行、商（shāng）場等傳統地監控；而且（qiě）也能通過INTERNET用（yòng）於新型地跨區域遠程監控及網上展示，遠程兒童及老人看護、無人值（zhí）守通信機房監控、旅遊景點網上演播、產品網上（shàng）展覽等。