網絡攝（shè）像機的在監控安防（fáng）的應用，使得圖像監控（kòng）技術有了一個質的飛躍（yuè）。首先（xiān），網絡的綜合布線代替了傳統的視（shì）頻模擬布線，實現了真正的三網（視頻、音頻、數據）合（hé）一，網絡攝像機即插（chā）即用，工程（chéng）實施簡便，係統擴充方（fāng）便；其次，跨區域遠程監控（kòng）成為可能，特別是利用互聯網，圖（tú）像監控已經沒有距離限製，而且圖像清晰，穩定可靠；再者，圖像的存（cún）儲、檢索十分安全（quán）、方便、可異地存儲，多機備份存儲以（yǐ）及快速非線性查找等。
組（zǔ）成原理

監控（kòng）網絡攝像機一般由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感（gǎn）器、A/D轉換器、圖像、聲音、控製器網絡服務（wù）器、外部報警、控製接口等部分組成。

1、鏡頭

鏡頭作為監控（kòng）網（wǎng）絡攝（shè）像機的（de）前端部件，有固定（dìng）光圈、自動光圈、自（zì）動變（biàn）焦、自動（dòng）變倍等種類，與模擬攝像機相同。

2、圖像傳感器、聲音（yīn）傳感器

圖像傳（chuán）感器有CMOS和CCD兩種模式。CMOS既互補性金屬氧化物半導體，CMOS主要是利用（yòng）矽和鍺這（zhè）兩（liǎng）種元素所做成（chéng）的半導（dǎo）體，通過CMOS上帶負電和帶正電（diàn）的晶體管來實現基本的功能的。這（zhè）兩（liǎng）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CCD最（zuì）主要的優勢就是非常省電。不像由二級管組成的CCD和CMOS電路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1/3左右，CMOS重要問題是在處理快速變換的影（yǐng）像時，由於電流變換過（guò）於頻繁而過熱。暗電流抑製（zhì）的好就問題不（bú）大，如果抑製的不好就（jiù）十分容易出現雜點。

CCD圖像傳感器由在單晶矽（guī）基片上呈二維排列的光電二級（jí）管及其（qí）傳輸電（diàn）路構成。光電二極管把光轉化成電荷（hé），再經轉化（huà）電（diàn）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（zhǒng）器體固有（yǒu）的弱點，同時保留（liú）了（le）適合於（yú）特定用途的某些特性。這一（yī）部分與模擬攝像機相同。 聲音傳感器即拾聲器或叫麥克風，與傳統（tǒng）的（de）話筒原理一（yī）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（xìn）號轉換成數字信號。

基於CMOS模式的圖像傳感器模塊有直（zhí）接數字信號輸出的接口，無須A/D轉換器；而基於CCD模式的圖像傳感器模塊（kuài）如有直接數字輸出的接口，亦無須（xū）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，故需要（yào）進行A/D轉換。

4、圖像、聲音編碼器

經A/D轉換後的圖像、聲音數字信號，按一定（dìng）的格式或標準（zhǔn）進行編碼壓縮。編碼（mǎ）壓縮的目的是為（wéi）了便於實現音/視信號（hào）與多媒體信號的數字（zì）化；便於在（zài）計算機係統、網絡以及萬維網上不失真（zhēn）地傳輸上述信號。

目前（qián），圖像編碼壓縮技術有兩種：一種是硬件編碼壓（yā）縮，即將編碼壓縮算法固（gù）化（huà）在芯片上；另一種是基於DSP的軟件編碼壓縮（suō），即軟件運（yùn）行在DSP上進行（háng）圖像的編碼壓縮。同樣，聲音（yīn）的壓縮亦可采用硬件編碼壓縮和軟件壓縮，其編碼標準有MP3等格式。

5、控製器

控（kòng）製器是網絡攝像機的心髒，它肩負（fù）著網絡攝像機的管理和（hé）控製工作。如果是硬件壓縮編碼，控（kòng）製器是一個獨立部件；如果（guǒ）是軟（ruǎn）件編碼壓縮，控製器是運行編碼壓（yā）縮軟件的DSP，即二者（zhě）合而為一。

6、網絡服務器（qì）

網絡服務器（qì）提供網絡攝像（xiàng）機的網絡功能，它（tā）采（cǎi）用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相（xiàng）關網絡協議，允許用戶從自（zì）己的PC機使用（yòng）標準的瀏覽器根據網絡攝像機的IP地址（zhǐ）對網絡攝像（xiàng）機進行訪問，觀看實時圖像，及控製攝像機的鏡頭和雲台。

7、外部報警、控（kòng）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，發報警信號給監控（kòng）網絡（luò）攝像機，監控網絡攝像機自動調整鏡頭（tóu）方向（xiàng）並實時錄像（xiàng）；另一方麵，當網絡攝像機偵測到有移動目標出現（xiàn）時，亦可向（xiàng）外發出（chū）報警信號。

網絡（luò）攝像機的（de）基本原理是：圖（tú）像信號經過鏡頭輸入及聲音信號（hào）經過麥克風輸入後，由圖像傳感器的聲音傳感器轉化（huà）為電信號，A/D轉換器將模擬電信號轉換為數字電信（xìn）號，再經過編碼器按一定的編碼標準進行編碼壓縮，再控製器（qì）的控製（zhì）下，由監控網絡服（fú）務器按一定的網絡協議送上局域網或INTERNET，控製器還可以接收報警信（xìn）號（hào）及向外發送報警信號，且按要求發（fā）出（chū）控製（zhì）信（xìn）號。

8、圖像的編碼標準

目前，網絡攝（shè）像機的圖像壓（yā）縮編碼標準主要有MPEG4、H.263、H.264、M-JPEG等（děng）。

MPEG4

所謂MPEG標準就是指由ISO的活動圖像專家組製定（dìng）的一係列關於音視頻信號以及多媒體信號的（de）壓縮與解壓縮技術的標準。到目前為止，已經製定完成並批準執行的有：1991年批準的MPEG1、MP3;1994年（nián）批準的MPEG2;1999年批準的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終端使用的（de）視頻編解碼建議，H.263經過不（bú）斷地（dì）完善和多次的升級已經日臻成熟，如今已經大（dà）部分代替（tì）了（le）H.261，而且H.263由於能（néng）在低帶寬（kuān）上傳輸高質量的視頻流而日益受到歡迎。

H.263是基於運動補償的DPCM的混合編碼，在運動補償（cháng）的DPCM混合編（biān）碼，在運動搜索的基礎上進行運動（dòng）補償（cháng），然後運用DCT變換和“之（zhī）”字形掃描編碼，從而得（dé）到輸出碼流。H.263在H.261建議的基（jī）礎上，將運（yùn）動矢量的搜索增加為半象素點搜索；同時又增加了無限製運動矢量、基於語法的算（suàn）術編碼、高級預測技術和PB幀（zhēn）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（tí）高編（biān）碼質量的目的。

H.264

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

在相同的重（chóng）建圖像質量下，H.264能夠比H.263節約（yuē）50％左右的碼率，比目前根據MPEG4實現的視頻格式在性能方麵提高33％左（zuǒ）右。

M-JPEG

M-JPEG技術即運動（dòng）靜止圖像壓縮技術，它把運動的視頻序列作為連續的（de）靜止圖像來處理，這種壓縮技術方式單獨完整地壓縮每一幀，在編輯（jí）過程中可隨機存儲每一幀，可進行精確到幀地（dì）編（biān）輯。但M-JPEG隻對幀內地空間冗餘進行壓縮，不對幀間的時間冗餘（yú）進行壓縮，故壓縮效率（lǜ）不高。

應（yīng）用優勢

網絡攝像機不僅可基於計（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、商場等（děng）傳統地監控；而且也能通過INTERNET用於新型地跨區域遠程監控及網上展示（shì），遠程（chéng）兒童及（jí）老人看護、無（wú）人值守通信機房監控、旅遊景點網上演播、產品網上展覽等。