【安防知識網(wǎng)】與普通的攝像機相比，網(wǎng)絡(luò)攝像機的內(nèi)部主要是增加數(shù)字化處理與數(shù)字視頻壓縮以及網(wǎng)絡(luò)接入功能，即將數(shù)字化的視頻信號轉(zhuǎn)換成符合網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議(如TCP/IP協(xié)議)的數(shù)據(jù)流，以便送到網(wǎng)上傳輸。因此，一臺網(wǎng)絡(luò)攝像機可以被看作是一臺攝像機和一臺電腦的結(jié)合體。它能夠捕獲影像并直接通過IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，從而使授權(quán)用戶能夠通過標準的基于IP的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架，在本地或者遠程地點實現(xiàn)觀看、存儲和管理視頻數(shù)據(jù)，或者監(jiān)聽該攝像機內(nèi)置麥克風采集的現(xiàn)場聲音。
由于網(wǎng)絡(luò)攝像機上還有通信(COM)接口，使網(wǎng)絡(luò)攝像機具有控制數(shù)據(jù)的捕獲及轉(zhuǎn)換功能。因為通過COM接口可與外接的解碼器相連接。因此，網(wǎng)絡(luò)上任一授權(quán)用戶的PC機，就可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸經(jīng)由攝像機COM口，對其外接的解碼器發(fā)送指令，使攝像機云臺與鏡頭根據(jù)需要動作。同時，該COM接口也可以從前端接受數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上的任一臺PC機上。
網(wǎng)絡(luò)攝像機上還有報警(ALARM I/O)接口。這種報警信號接入端子可以接收由各類報警傳感器傳來的開關(guān)量信號，并對其進行編碼，而后送入TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，通過應(yīng)用軟件對該報警信號進行各種聯(lián)動響應(yīng)設(shè)置(如發(fā)出聲、光報警與進行報警錄像等)。
由于每臺網(wǎng)絡(luò)攝像機都擁有自己獨立的IP地址，能夠直接連接到網(wǎng)絡(luò)，并內(nèi)置Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、FTP客戶端、Email客戶端、報警管理、可編程能力以及其它眾多的功能。網(wǎng)絡(luò)攝像機無需與PC機連接，也可以獨立運行，并可安置在任何一個具備IP網(wǎng)絡(luò)接口的地點。除了視頻信息之外，網(wǎng)絡(luò)攝像機還能夠通過同一網(wǎng)絡(luò)連接去實現(xiàn)更多其它的功能，并傳輸其它一些有用信息，如視頻移動偵測、音頻、數(shù)字化輸入和輸出(可用于實現(xiàn)報警聯(lián)動，如觸發(fā)警報或激活現(xiàn)場照明等)、用于傳輸串行數(shù)據(jù)或進行PTZ設(shè)備驅(qū)動的串行端口等。網(wǎng)絡(luò)攝像機中的圖像緩存，還可以保存并發(fā)送報警發(fā)生前后的視頻圖像。
因此，IP網(wǎng)絡(luò)攝像機可將獲取的視頻源在本地進行預(yù)處理、壓縮，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)進行遠端傳送與存儲。其重要組成部分包含視頻預(yù)處理、視頻壓縮以及IP網(wǎng)絡(luò)視頻(Video-OverIP)功能。目前，IP攝像機的輸入數(shù)據(jù)格式是：1路D1/25幀/s+1路CIF/25幀/s，這樣通常可用1片Cyclone Ⅱ EP2C35和1片低成本處理器來實現(xiàn)。 [nextpage]
由于目前IP攝像機的分辨率正在由標清D1逐步進化到高清(1280×1024)，并且必須進行本地實時壓縮，因而只能采用硬壓縮方式。如果采用多片DSP處理器，則將使系統(tǒng)成本、集成度和功耗增加，而讓用戶無法接受;如果采用單片低成本的FPGA器件，則性能又無法滿足設(shè)計要求，但若采用單片高性能的Stratix系列FPGA器件，則可達到要求。因為這種器件是具有相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)化ASIC Hard Copy系列器件，它還可進一步將成本降低到1/10，并降低50%的功耗。因此，采用這種FPGA器件的單路高清IP攝像機的功能模塊如圖1所示。
圖1中，視頻輸入預(yù)處理部分(含濾波、縮放等功能)，可以用Altera公司的VIP套件實現(xiàn)。而1路1280×1024/25幀/s+1路CIF/25幀/s與H.264視頻壓縮則均將在FPGA硬件中實現(xiàn)。NiosⅡ處理器和VoIP參考設(shè)計可實現(xiàn)視頻到IP網(wǎng)絡(luò)的映射，并在以太網(wǎng)上傳輸。
圖1 單路高清IP網(wǎng)絡(luò)攝像機的功能模塊框圖
此外，還可通過連接一片低成本的DSP處理器，來協(xié)助做一些視頻碼流的分析工作，雖然這些工作的邏輯關(guān)系比較復(fù)雜，但對性能要求并不高。采用Altera公司自定義的片內(nèi)總線Avalon和SOPCBuilder系統(tǒng)集成工具，可將所需外設(shè)自動集成互連在一起，從而可大大提高設(shè)計效率。
由于平安城市建設(shè)的需要，更加推動了視頻監(jiān)控的發(fā)展，從而也推動了FPGA在這一領(lǐng)域的應(yīng)用。尤其現(xiàn)在要求多通道、高清晰、網(wǎng)絡(luò)化、通信接口高速化、智能化，都促進了FPGA在這一領(lǐng)域的進一步發(fā)展。反之，F(xiàn)PGA的芯片技術(shù)、IP核、參考設(shè)計的進步和更新，又推動了視頻監(jiān)控的發(fā)展。
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