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（yī）個質的飛躍。首（shǒu）先，網絡的綜合布線代替了傳統（tǒng）的視頻模擬布線，實現了真正（zhèng）的三網（視頻、音頻、數據）合一（yī），網絡（luò）攝像機即插即用，工程實施簡便（biàn），係統擴充方便；其次，跨區域遠程監控成為可能（néng），特別是利用互聯網，圖像監控已經沒有距離限製，而且圖像（xiàng）清晰，穩定可靠（kào）；再（zài）者，圖（tú）像的存儲、檢索十分安全、方便、可異地存（cún）儲，多機備份存儲以及快速非線性查找等。
組成（chéng）原理

監控網絡（luò）攝像機一般（bān）由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器（qì）、A/D轉換器、圖像、聲音、控（kòng）製器網絡服務器（qì）、外部報警（jǐng）、控製接口等部分組成（chéng）。

1、鏡頭

鏡頭作為監控網絡攝像機的前端部件，有固（gù）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。

2、圖像傳感（gǎn）器、聲（shēng）音（yīn）傳感器

圖（tú）像傳感器有CMOS和CCD兩種模式。CMOS既互補性金屬氧化物半導體，CMOS主要是（shì）利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體，通過CMOS上帶負電和（hé）帶正電的（de）晶體管來實現基本的功能的。這兩個互補效應所產生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。CMOS針對（duì）CCD最主要的（de）優勢就（jiù）是非常省電。不像由二級管組成的CCD和CMOS電路（lù）幾乎沒有靜態電量消耗。這就使得CMOS的耗電量隻有普通CCD的（de）1/3左右，CMOS重要問題是在（zài）處理快速變換的影像時，由於電流變換過於頻繁而過熱（rè）。暗（àn）電流抑製的好就問題不大，如果抑製（zhì）的不好就十分容易出現雜點（diǎn）。

CCD圖像傳感器由在單晶矽基片上（shàng）呈二（èr）維（wéi）排列的光電二級管及其傳輸電路構成。光電二極（jí）管把光轉化成電荷，再經轉化電路傳送和輸出。

通常，傳送優良圖像質量的設備都采用CCD圖像傳感器，而注重功耗和成本的產品則選擇CMOS圖像傳感器。但新的技術正在克服每種器體固有的（de）弱點，同時保留了適合於特定用途的某些特性。這一部分與模（mó）擬攝像機相同。 聲音傳感（gǎn）器即拾聲器或叫麥克風，與傳統的話筒原理一樣。

3、A/D轉換器

A/D轉換器的功能是將圖像和聲音等模擬信號（hào）轉換成數字信號（hào）。

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

4、圖像（xiàng）、聲音編碼器

經A/D轉換後的圖像、聲音（yīn）數（shù）字信號，按一定的格式（shì）或標準（zhǔn）進（jìn）行編碼壓縮。編碼壓縮的目的是為了便於實現音/視信號與多媒（méi）體信號的數字化；便於在計算機係統、網絡以及萬維網上不失真地傳輸上述信號。

目前，圖像編碼壓縮技術有兩種：一種是硬件編碼壓縮，即將編碼壓縮算（suàn）法固化（huà）在芯片上；另一種是基於DSP的軟件編碼壓縮，即軟件運行在DSP上進行圖像的編碼壓縮（suō）。同樣，聲音的壓縮亦可采用硬（yìng）件（jiàn）編碼壓（yā）縮（suō）和（hé）軟件壓（yā）縮，其（qí）編碼標準有MP3等格式。

5、控製器

控製（zhì）器是網絡攝像機的心髒，它肩負著網絡攝像機的管理和控製工（gōng）作。如果是硬件壓縮編（biān）碼，控製器是一（yī）個獨立部（bù）件；如果是軟件編碼壓縮，控製器是運行編碼壓縮軟件（jiàn）的DSP，即二者合而為一。

6、網（wǎng）絡服務（wù）器

網絡（luò）服務（wù）器提供網絡攝像機的網（wǎng）絡功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相關網絡協議，允許用戶從自己的PC機使（shǐ）用標準（zhǔn）的瀏（liú）覽（lǎn）器根據網絡攝像機的IP地（dì）址對網絡攝像機進行訪問，觀看（kàn）實時圖像，及（jí）控（kòng）製攝像機的鏡頭和雲台。

7、外部（bù）報警、控製接口（kǒu）

網絡攝像機為工程（chéng）應（yīng）用提供了實用的外部接口，如控製雲台的485接口，用於報警信號輸入輸出的I/O口。如（rú）紅外探頭發現有目標（biāo）出現，發報警信（xìn）號（hào）給監控網絡攝（shè）像機，監控網絡攝像機自動調整鏡頭方向並實時錄像；另一方麵，當網絡攝像機偵測到有移動目標（biāo）出現時，亦可向外發出報警信號。

網絡攝像機的基本原理是：圖像信號經過鏡頭輸入及聲音信號經過麥克風輸入後，由圖像傳感器的聲音傳感器轉化為電信號，A/D轉換器將模擬電信號轉換為數字電信號，再經過編碼器按一定的編碼標（biāo）準進行編碼壓縮，再控製器（qì）的（de）控製下，由監控網絡（luò）服務（wù）器按一定的網絡協議送上局域網或（huò）INTERNET，控製器還可以接收報警信號（hào）及向外發（fā）送（sòng）報警（jǐng）信號，且按要求發出控製信號（hào）。

8、圖像（xiàng）的編碼標準

目前，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MPEG標準就是指（zhǐ）由ISO的活動（dòng）圖像專（zhuān）家組製定的一係列關於音視頻信號以及（jí）多媒體信號的壓縮與（yǔ）解壓縮技術的標準。到目前為止，已經製定完成並批（pī）準執行的（de）有：1991年批準的MPEG1、MP3;1994年批準的MPEG2;1999年批（pī）準（zhǔn）的MPEG4和MP4。正在製定的標準有：MPEG7和MEPG21.

H.263

H.263是ITU-T提出的作為H.324終（zhōng）端使（shǐ）用的視頻編解（jiě）碼建議，H.263經過不（bú）斷地完善和（hé）多次（cì）的升級已經日臻成熟，如今已經大部分代替（tì）了H.261，而（ér）且H.263由於能（néng）在低帶寬上傳（chuán）輸高（gāo）質量的視頻（pín）流而日益受到歡迎。

H.263是基於運（yùn）動補償的DPCM的混合編碼，在（zài）運（yùn）動補償的DPCM混（hún）合編碼，在運動搜索的基礎上進（jìn）行運動補償，然後運用DCT變換和“之”字形掃描（miáo）編碼，從而得到輸出碼流。H.263在H.261建議的基礎上，將運動矢量的搜索增加為半象素點搜索（suǒ）；同（tóng）時又增加了無限製運動矢量、基於語法（fǎ）的（de）算術編碼、高（gāo）級（jí）預（yù）測技術（shù）和PB幀編（biān）碼（mǎ）等四個高級選（xuǎn）項；從而達到了進一（yī）步降（jiàng）低碼速率和（hé）提高編碼質量的（de）目的。

H.264

H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG的聯合視頻組開發的一個新的數字視頻編碼（mǎ）標準，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG4的第十部分。

在（zài）相同的重建圖像質量下，H.264能（néng）夠（gòu）比H.263節約（yuē）50％左右的碼（mǎ）率，比目前根據MPEG4實現的視頻（pín）格（gé）式在性能方麵（miàn）提高33％左（zuǒ）右。

M-JPEG

M-JPEG技術即運動靜止圖像壓縮技術，它把運動的視頻序列作（zuò）為連續的靜止圖像來處理，這種壓縮技術方式（shì）單獨完整地（dì）壓縮每（měi）一（yī）幀，在編輯過程中可隨機存儲每一幀，可進行精確到幀地編輯。但M-JPEG隻對幀內地空間冗餘進行壓縮（suō），不對幀（zhēn）間的（de）時間冗（rǒng）餘進行壓（yā）縮，故壓縮效率不高。

應用優勢

網絡攝像機不僅可基於計算機局域網（wǎng）用於區域監（jiān）控，如（rú）住宅小區監控、辦公樓、銀行、商場等傳（chuán）統地監控；而且（qiě）也能通過INTERNET用於新型地跨區域遠程（chéng）監控及網上展示，遠程兒童及老人看護、無（wú）人（rén）值守通信機房監控、旅遊景點網（wǎng）上演播、產品網上展覽（lǎn）等。