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网络监控摄像机技术与应用

来源:IT168 作者:机房360分享 更新时间:2010-5-6 17:24:11

摘要:以太网技术成熟后,宽带信息网络将以太网络端口延伸到整个大楼,除了提供高速的网络接入外,还能取代铜轴电缆图像传输线路,将实时图像监控纳入宽带信息网络应用范围,这就使得信息网络代替传统闭录电视成为了必然。

  网络摄像机是的高性能网络摄像机,不仅包含了强大的用户管理功能,具有良好的可靠性和兼容性,而且安装简单、操作简便,用户不需要任何技巧即可在几分钟内将摄像机连接到宽带网上。主要用于IP网络基础上的远程视频图像传输。
  
  网络摄像机应用趋势

  
  以太网技术成熟后,宽带信息网络将以太网络端口延伸到整个大楼,除了提供高速的网络接入外,还能取代铜轴电缆图像传输线路,将实时图像监控纳入宽带信息网络应用范围,这就使得信息网络代替传统闭录电视成为了必然。
  
  随着数字视频压缩编码技术的日益成熟,微机的普及化,为基于PC的多媒体监控创造了条件。基于PC的多媒体监控系统功能较强,但是主要解决了小范围监控的问题。当传输距离远或者需要上网时,基于PC的多媒体监控稳定性不够好、功耗高、需要有人值守、软件的开放性不好。这就为基于网络和嵌入式技术的网络视频监控提供了舞台。
  
  网络摄像机集成普通摄像机和网络转换器,将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包,使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口直接传送到网络上,通过网络即可远端监视画面。
  
  网络摄像机采用了最先进的摄像技术和网络技术,具有强大的功能。内置的系统软件能实现真正的即插即用,使用户免去了复杂的网络配置;内置的大容量内存能存储警报触发前的图像;内置的I/O端口和通讯口便于扩充外部周边设备如:门禁系统、红外线感应装置、全方位云台;另外还提供软件包(SDK)便于用户自行快速开发应用软件。
  
  监控摄像机的使用常识

  
  摄像机是获取监视现场图像的前端设备,它以面阵CCD图像传感器为核心部件,外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来,新型低成本MOS图像传感器有了较快速的发展,基于MOS图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于MOS图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上CCD图像传感器,因此,在监控系统中使用摄像机仍为CCD摄像机。
  
  摄像机具有黑白和彩色之分,由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点,特别是它可以在红外光照下成像,因此在电视监控系统中,黑白CCD摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出,在列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的(一体化摄像机除外),因此在实际应用中,应根据监控现场的实际环境及用户要求,为摄像机配合适的镜头摄像机的使用很简单,通常只要正确安装镜头、连通信号电缆,接通电源即可工作。但在实际使用中,如果不能正确地安装镜头并调整摄像机及镜头的状态,则可能达不到预期使用效果。应注意镜头与摄像机的接口,是C型接口还是CS型接口(这一点要切记,否则用C型镜头直接往CS接口摄像机上旋入时极有可能损坏摄像机的CCD芯片)。
  
  安装镜头时,首先去掉摄像机及镜头的保护盖,然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。对于自动光圈镜头,还应将镜头的控制线连接到摄像机的自动光圈接口上,对于电动两可变镜头或三可变镜头,只要旋转镜头到位,则暂时不需校正其平衡状态(只有在后焦聚调整完毕后才需要最后校正其平衡状态)。
  
  调整镜头光圈与对焦关闭摄像机上电子快门及逆光补偿等开关,将摄像机对准欲监视的场景,调整镜头的光圈与对焦环,使监视器上的图像最佳。如果是在光照度变化比较大的场合使用摄像机,最好配接自动光圈镜头并作摄像机的电子快门开关置于OFF。如果选用了手动光圈则应将摄像机的电子快门开关置于ON,并在应用现场最为明亮(环境光照度最大)时,将镜头光圈尽可能开大并仍使图像为最佳(不能使图像过于发白而过载),镜头即调整完毕。装好防护罩并上好支架即可在以上调整过程中,若不注意在光线明亮时将镜头的光圈尽可能开大,而是关得比较小,则摄像机的电子快门会自动调在低速上,因此仍可以在监视器上形成较好的图像;但当光线变暗时,由于镜头的光圈比较小,而电子快门也已经处于最慢(1/50s)了,此时的成像就可能是昏暗一片了。
  
  网络摄像机系统优势
  

  基于网络摄像机的系统具有如下优点:
  
  先进性:利用现有的综合布线网络传输图像,进行实时监控系统所需的前端设备少,连线简洁,后端仅需一套软件系统即可;
  
  可靠性:主要设备网络摄像机采用了嵌入式实时操作系统,所需设备简单,而图像的传输是通过综合布线网络实现的,系统可靠性相当;
  
  性能价格比:所需设备极其简单,系统的控制由后端的软件系统实现,省去了传统模拟监控系统中的大量设备,如昂贵的矩阵、画面分割器、切换器、转频转网络的主机等。由于图像的传输通过综合布线网络,省去了大量的视频同轴电缆,降低了费用;
  
  安全性:系统设置了不同等级的使用者权限,仅有最高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改,没有权限的用户是接收不到图像的。另外,图像数据的存储是专有的格式;
  
  使用及维护性:系统的安装极其简单,软件系统的安装及使用也非常易懂。在维护性方面,系统的接线十分简洁,而主要设备的可靠性很高,维护性能好,而且可实现远程维护;
  
  扩展及延伸性:当需要增加监控点和监控主机时,只需要通过现有网络增加一台摄像机或PC机即可,不需要对现有布线系统做什么改动;
  
  应用范围广阔:区域性监控,利用网络传送实时图像,如办公室、大楼等;跨区远端监控,连锁事业、大型工厂机房、远端老人、儿童看护、公共建筑、无人环境监控、金融机构分行监控、交通监管、错误警报辩识等。
  
  监控摄像机技术
  
  一、数字慢快门技术
  
  数字慢快门技术(digitalslowshuttle),实际上它并不是一种快门,只是它的功能在某种程度上类似于快门而已,快门(shuttle)和光圈(IRIS)都是摄像机上控制光线通过镜头,达到光捕捉效果的一个部件。也可以这样理解,光圈是光线通过镜头时能够进入的一个孔,孔的大小就是光圈的大小,孔越大,相同情况下通过的光就越多,而快门是掌握光圈开关的部分,控制光圈是处于一直开启状态还是按照一定时间间隔定时开关。
  
  这种技术因为不需要对外部环境进行任何变化,所以在满足监控要求的条件下可以说是最理想的方案,但是这种技术实际上能够应用的范围是非常窄的,因为实现逐点累加的前提是同一个点不同时间的亮度累加,而一旦拍摄的物体发生变化或者移动的时候,前后两个时间在一起累加的可能并不是同一个像素点,这样在整体图像上移动物体就会出现“拖影”现象,如果物体移动过快而帧累积时间过长的话,移动物体甚至会变成虚影。所以,帧累积技术一般应用于在弱光环境中监控静止的场景。
  
  二、彩色转黑白技术
  
  在光线不够的时候将图像切换为黑白图像,去掉色载波和色同步干扰,并且将AGC加大,在一定程度上能够提高低可视光环境下的图像质量,但是这种方案能够解决的也只是部分非常特殊的环境,不能解决弱光环境,而且能够提升的图像质量也非常有限,一般此技术都要和其他技术配合使用。
  
  三、被动红外成像技术
  
  被动红外成像技术的应用前提是光捕捉器件除了要能采集可见光信号以外,还要能够采集到红外信号,并且信号处理能够将原红外信号处理成灰度信号(就说常说的黑白信号)。黑白摄像机都能够实现这一功能并且灵敏度非常高。目前所有基于数字处理技术的摄像机也都能够完成这个工作,但是由于还有可见光环境下的彩色成像,矛盾也开始出现了。在处理彩色信号的时候,因为DSP处理都需要将视频信号分离成灰度信号和色度(或者色差)信号进行分别处理,而红外信号本身是人眼不可见的,但是在光捕捉器采集和DSP处理之后已经变成了人眼可以识别的灰度信号,两个灰度信号(可见光和红外光的)进行叠加,必然会使图像在进行灰度和色度合成的时候无法按照理想的情况进行合成,这将会造成图像的灰度和色度失真,最典型的例子就是如果红外光过强,会使得整个图像发灰。

    责任编辑:叶子
  
  

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