剖析網絡攝像機的構建與安裝細則
來源:IT168 作者:windy 編輯:數字音視工程 2010-11-29 00:00:00 加入收藏 咨詢

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網絡攝像機(IPCamera),顧名思義,就是攝像機+網絡,其主要技術要點是視頻和網絡。網絡攝像機從數據的流向看是:lens->sensor->isp->編碼芯片->網絡,要構建一臺網絡攝像機,從前端的視頻捕獲到碼流傳輸,需要考慮的因素很多,包括圖像質量、視頻采集、編解碼芯片的選擇、遵循的標準、網絡傳輸、網絡安全等。本文從多個角度對構建網絡攝像機進行探討。
視頻
隨著技術的發展及用戶需求的推動,視頻從早期的標清逐漸向高清發展,而高清攝像機最關鍵的部件就是前端采集及編碼芯片。在銀行、營業廳等監控應用中,攝像機鏡頭往往要對著大門口,而室內是燈光,室外是陽光,室內外光線亮度發相差很大;道路監控和公眾場所監控中,大部分是室外場所,白天受太陽光照影響,晚上受各種燈光的影響,前景和背景的光照反差很大;娛樂場所監控,幾乎全部是室內場所,光照以燈光為主,不穩定、或明或暗,也常常會造成很大的明暗反差。要在不同光照環境下,都能達到一個滿意的圖像,就需要一臺支持低照度、寬動態的攝像機,Sensor及ISP的選擇非常關鍵。Sensor、ISP、編碼芯片三者的配合,直接影響了圖像效果。目前主流的高清Sensor(720P/1080P)基本都不帶ISP,需要另外配。因而從整機結構、成本、功耗、圖像質量等方面考慮,選擇一款內嵌ISP的編碼芯片,將會是一個很好的解決方案。
編碼及帶寬
在有限帶寬內,如何傳輸高質量的視頻數據是網絡攝像機的重點。手機監控由于不受地點限制的方便性,已經有越來越多的應用,如寶寶在線、商鋪監控等。無線網絡帶寬低,要滿足手機監控的需求,就要求在超低帶寬下(如64kbps),視頻壓縮也能達到高質量。目前主要使用的視頻編碼格式有JPEG/M-JPEG、MPEG4、H.264。
·JPEG/M-JPEG壓縮圖像質量好,但是數據量大,占用帶寬大;
·MPEG4壓縮比高,數據量少,目前大部分移動終端支持MPEG4解碼,早期的無線監控(手機監控)中,使用MPEG4較多;
·H.264在相同的質量下,相對MPEG4壓縮比更高,數據量也更少,但編碼/解碼需要消耗更高的芯片性能。隨著手機技術的不斷發展,絕大多數移動終端已能順暢地支持H.264解碼。
這幾類各有優缺點,H.264由于圖像質量好、壓縮率高、數據量少、適合網絡傳輸等多方面的優越特性,日益成為網絡攝像機的視頻壓縮格式首選。
高清網絡攝像機發展的其中一個制約條件是帶寬,無論是專業市場還是家用市場,網絡攝像機占用的帶寬都是關注的重點,相同質量下,降低帶寬的使用,將會使網絡建設成本降低。隨著電信接入網的升級,目前很多家庭的ADSL下行帶寬理論值是4Mbps,然而實際只可以達到3Mbps,720P分辨率的視頻。如果壓縮后碼率能控制在2Mbps以下,網絡帶寬將不會成為瓶頸,同時降低了存儲成本。
網絡攝像機在實際應用中,主要音視頻數據會存儲在遠端,如IPSAN/NAS,它不僅可以提供遠程live功能,同時還能支持手機點播。
這幾種碼流,要求各異,存儲碼流要求清晰度及流暢度;而網絡live碼流需要考慮帶寬因素;手機點播碼流要求在甚低帶寬下(64kbps),圖像也能達到高質量。這樣同一視頻輸入源需要同時輸出多種碼流:720P+、D1+、QVGA,分辨率及碼率各不一樣。一些應用場景還需要輸出JPEG/MJPEG。總之,只有編碼性能強,支持多碼流的IPCamera才能更好的滿足各種場景的需求。為了滿足多個客戶端同時訪問,或者說有多個碼流接收者,IPCamera的網絡處理能力必須進一步提升,可考慮選用主頻高、支持千兆網口的主芯片,以增加IPCamera的網絡吞吐能力。
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