網絡（luò）攝像機的（de）在監控安防的應用，使得圖像監控技術有了一個（gè）質的飛躍。首先，網（wǎng）絡的（de）綜（zōng）合布線代替了傳統的視頻模（mó）擬布線，實現了（le）真正的三網（視頻、音頻、數據）合一，網絡攝像機即插即用，工程實施簡便，係統擴充方便；其次，跨區域遠程監控（kòng）成為可能，特別是利用互聯（lián）網，圖像監控已經沒有距離限製，而且圖像清晰，穩定可靠；再者，圖像的存儲、檢索十分安全、方便、可異地存儲（chǔ），多（duō）機備份存儲以及快速非線性查找等。
組成原理

監控網絡攝像機一般由鏡頭、圖像（xiàng）傳感器、聲音傳感器、A/D轉換器、圖像、聲（shēng）音、控製器網絡服務器、外部報警、控製接口等部分（fèn）組成。

1、鏡（jìng）頭

鏡頭作為監控網絡攝（shè）像機的前端部件，有固定光（guāng）圈、自動光圈、自動變焦、自動變倍（bèi）等種類，與模（mó）擬攝像機相同。

2、圖像傳感器、聲音傳感器

圖像傳感器有CMOS和CCD兩種模式。CMOS既互補性金屬氧化物半導體，CMOS主要是利用矽和鍺這兩種元素（sù）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（jī）本的功能的（de）。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CCD最主要的（de）優勢就（jiù）是非常（cháng）省電。不像由二級管組成的CCD和CMOS電路幾乎沒有靜態電量（liàng）消耗。這就使得CMOS的耗（hào）電量隻有（yǒu）普通CCD的1/3左（zuǒ）右，CMOS重（chóng）要問題是在處理快速變換的（de）影像時，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，如果抑製的不好就十分容易出現雜點。

CCD圖像傳感器（qì）由在單晶矽基片上呈二維排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，再經轉化電路傳送和輸出。

通常，傳送優良圖像質量的設備都（dōu）采用CCD圖像傳感器，而注重功耗和成本的產（chǎn）品則選擇CMOS圖像傳感器。但新的技術正在克服每種（zhǒng）器體固有的弱點，同（tóng）時（shí）保留了適合於特定用途的某些特性。這一部分與模擬攝像機相同。 聲音傳感器即拾聲器或叫麥克風，與傳統的（de）話筒原（yuán）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（xìn）號轉換成數字（zì）信號。

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

4、圖像、聲音編碼器

經A/D轉換後的圖像（xiàng）、聲音數字信號，按一定的格式或標準（zhǔn）進行編碼壓縮。編碼壓縮的（de）目的是為了便於實現音/視信（xìn）號與多媒體信（xìn）號（hào）的數字化；便於在計算機係統、網絡以及萬維（wéi）網上不失真地傳輸上述信號。

目前，圖像編碼壓縮技術有兩（liǎng）種（zhǒng）：一種是硬件（jiàn）編碼壓縮，即將編碼壓縮算法固化在芯片上；另一種是基於DSP的軟件編碼壓縮，即軟件運行在DSP上（shàng）進（jìn）行圖像的編碼壓縮。同樣（yàng），聲音的壓縮亦可采用硬件編碼壓縮和軟件壓縮，其編碼標準有（yǒu）MP3等格式。

5、控製（zhì）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（kòng）製工作。如果是硬（yìng）件壓縮編碼，控製器是一個獨立部件；如果是軟件編（biān）碼壓縮，控製（zhì）器是（shì）運行編碼（mǎ）壓縮軟件的（de）DSP，即二者合而為一。

6、網絡服務器

網絡服務器提供網絡攝（shè）像機的網絡功能，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機使用標準的瀏覽器（qì）根據網絡攝（shè）像機的IP地址（zhǐ）對網絡攝像機進行（háng）訪問，觀看實時圖像，及控（kòng）製攝像機的鏡頭和雲台。

7、外部報警、控製接口

網絡攝像機為工程應用提供了實（shí）用的外部接口，如控製雲台的（de）485接口，用於報警信（xìn）號輸入輸出的I/O口。如紅外探頭發現有目標出現，發報警信號給監控網絡攝像（xiàng）機，監控網絡攝像機自動（dòng）調（diào）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出（chū）現時，亦可向外發出報警信號。

網絡（luò）攝像（xiàng）機的基本原理是：圖像信號經過鏡頭輸（shū）入及聲音信號經過麥克風輸入後，由圖像傳感器的（de）聲音傳感器轉化為（wéi）電信號，A/D轉換器將模擬電信號轉換為（wéi）數字電信號，再經過編碼器按一定的編碼標準進行編碼（mǎ）壓縮（suō），再控製（zhì）器的控製下，由監控網絡服務器（qì）按（àn）一定的網絡協議送上局域網或INTERNET，控製器還可以接（jiē）收報警信號及向外（wài）發送報警信（xìn）號，且按要求發出控製信號。

8、圖像的（de）編碼標準

目前，網絡攝像（xiàng）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標準就是指由ISO的活動圖像專家組製定的一係列關於（yú）音視頻信號（hào）以及多媒體信號的壓縮與解壓縮技術的標準。到目前為止，已（yǐ）經製（zhì）定（dìng）完（wán）成並批準執行（háng）的有（yǒu）：1991年批準的（de）MPEG1、MP3;1994年批準（zhǔn）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（chū）的作為H.324終端使用的（de）視頻編解碼（mǎ）建議，H.263經過不斷地（dì）完善和多次的升級已經日臻成熟，如今已經大（dà）部分代替了H.261，而且H.263由於能在低（dī）帶寬上傳輸高（gāo）質量（liàng）的視頻（pín）流而日益受到歡迎。

H.263是基於運動補償的DPCM的混合編碼，在運動補償的DPCM混合編碼，在運動（dòng）搜索的基礎上進行運動補償，然後（hòu）運用DCT變換和“之”字形掃描編碼，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（de）搜索（suǒ）增加為半象（xiàng）素點搜索；同（tóng）時又增加了無（wú）限製運動矢（shǐ）量、基於語法的算術編碼、高級預測技術和PB幀編碼等四個高級選項；從而達到了（le）進一步降低碼（mǎ）速率和提高編（biān）碼質量的目的。

H.264

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

在相同（tóng）的重建（jiàn）圖像質量下，H.264能夠（gòu）比H.263節約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％左右。

M-JPEG

M-JPEG技術即運動靜止圖像壓縮（suō）技術，它把運動的視頻序列作為連續的靜止圖（tú）像來處理（lǐ），這種（zhǒng）壓縮技術方式單獨完整地壓縮每一幀，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（zhī）對幀內地空間冗（rǒng）餘進行壓縮，不對幀間的時間（jiān）冗餘進行壓縮，故壓縮效（xiào）率不高。

應用優勢

網絡攝像（xiàng）機不僅可基於計算機局域（yù）網用於區域（yù）監控（kòng），如住宅小區監控、辦公樓、銀行、商場等傳統地監（jiān）控；而且也能通過INTERNET用於新型地（dì）跨區域遠程監控及網上展示，遠程兒童及老人看護（hù）、無人值守通（tōng）信機房監控、旅遊景點網上演播、產品網上展覽等（děng）。