网络摄像头培训资料 - 副本

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1、一：什么叫网络视频服务器和网络摄像机？一：什么叫网络视频服务器和网络摄像机？1：网络摄像机网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB 的操作系统，使得视频数据经压缩后，通过局域网，internet 或无线网络送至终端用户。而远端用户可在自己的 PC 上使用标准 IE 览器，根据网路摄像机自带的独立 IP 地址，对网络摄像机进行访问，实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时编辑和存储，另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。 从内部构成上说，无论是哪种机型，网络摄像机的基本结

2、构大多都是由镜头，滤光器、影像传感器、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所组成。 网络摄像机作为摄像机家族中的新成员，也有着与普通摄像机相同的操作性能，例如，具有自动白平衡、电子快门、自动光圈、自动增益控制、自动背光补偿等功能。另一方面，由于网络摄像机带有的网络功能，因此又可以支持多个用户在同一时间内连接，有的网络摄像机还具有双通道功能，既可同时实现模拟输出和网络数字输出。 2：网络视频服务器（视频编码器）从某些角度上说，视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机，或是不带硬盘的 DVR，它的结构也大体上与网络摄像机相似，是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片

3、和一个具有网络连接功能的服务器所构成。视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。由于视频服务器将模拟摄像机成功地“转化”为网络摄像机，因此它也是网络监控系统与当前 CCTV 模拟系统进行整合的最佳途径。 视频服务器除了可以达到与网络摄像机相同的功能外，在设备的配置上更显灵活。网络摄像机通常受到本身镜头与机身功能的限制，而视频服务器除了可以和普通的传统摄像机连接之外，还可以和一些特殊功能的摄像机连接，例如：低照度摄像机、高灵敏度的红外摄像机等。目前市场上的视频服务器以 1 路和 4 路视频输入为主，且具有在网络上远程控制云台和镜头的功能

4、，另外，产品还可以支持音频实时传输和语音对讲功能，还有动态侦测和引发事件后的报警功能。网路摄像机的应用，使得图像监控技术有了一个质的飞跃。首先，网络的综合布线代替了传统的视频模拟布线，实现了真正的三网(视频、音频、数据)合一，网络摄像机即插即用，工程实施简便，系统扩充方便；其次，跨区域远程监控成为可能，特别是利用互联网，图像监控已经没有距离限制，而且图像清晰，稳定可靠；再者，图像的存储、检索十分安全、方便、可异地存储，多机备份存储以及快速非线性查找等二：二： 视频编码的基本原理视频编码的基本原理视频图像数据有极强的相关性，也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。

5、压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉（去除数据之间的相关性），压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。去时域冗余信息 使用帧间编码技术可去除时域冗余信息，它包括以下三部分： 运动补偿运动补偿是通过先前的局部图像来预测、补偿当前的局部图像，它是减少帧 序列冗余信息的有效方法。 运动表示不同区域的图像需要使用不同的运动矢量来描述运动信息。运动矢量通过熵 编码进行压缩。 运动估计运动估计是从视频序列中抽取运动信息的一整套技术。注：通用的压缩标准都使用基于块的运动估计和运动补偿。去空域冗余信息 主要使用帧间编码技术和熵编码技术： 变换编码帧内图像和预测差分信号都有很高的空

6、域冗余信息。变换编码将空域信号 变换到另一正交矢量空间，使其相关性下降，数据冗余度减小。 量化编码经过变换编码后，产生一批变换系数，对这些系数进行量化，使编码器的 输出达到一定的位率。这一过程导致精度的降低。 熵编码熵编码是无损编码。它对变换、量化后得到的系数和运动信息，进行进一 步的压缩。三：视频技术的发展与简介三：视频技术的发展与简介国际音视频压缩标准发展历程国际电信联盟电信标准局国际电信联盟电信标准局H.261H.261 标准是为 ISDN（综合业务数字网）设计，主要针对实时编码和解码设计，压缩和解压缩的信号延时不超过 150ms，码率 px64kbps(p=130)。H.261 标准主

7、要采用运动补偿的帧间预测、DCT 变换、自适应量化、熵编码等压缩技术。运动估计精度只精确到像素级。支持两种图像扫描格式：QCIF 和CIF。H.263H.263 标准是甚低码率的图像编码国际标准，它一方面以 H.261 为基础，以混合编码为核心，其基本原理框图和 H.261 十分相似，原始数据和码流组织也相似；另一方面，H.263 也吸收了 MPEG 等其它一些国际标准中有效、合理的部分，如：半像素精度的运动估计、PB 帧预测等，使它性能优于 H.261。H.263 使用的位率可小于 64Kb/s,且传输比特率可不固定（变码率）。H.263 支持多种分辨率： SQCIF(128x96)、 QC

8、IF、CIF、4CIF、16CIF。与 H.261 和 H.263 相关的国际标准与 H.261 有关的国际标准H.320：窄带可视电话系统和终端设备；H.221：视听电信业务中 641 920Kb/s 信道的帧结构；H.230：视听系统的帧同步控制和指示信号；H.242：使用直到 2Mb/s 数字信道的视听终端的系统。与 H.263 有关的国际标准H.324：甚低码率多媒体通信终端设备；H.223：甚低码率多媒体通信复合协议；H.245：多媒体通信控制协议；G.723.1.1：传输速率为 5.3Kb/s 和 6.3Kb/s 的语音编码器。JPEG国际标准化组织于 1986 年成立了 JPEG

9、(Joint Photographic Expert Group)联合图片专家小组，主要致力于制定连续色调、多级灰度、静态图像的数字图像压缩编码标准。常用的基于离散余弦变换(DCT)的编码方法，是 JPEG算法的核心内容。MPEG-1/2MPEG-1 标准用于数字存储体上活动图像及其伴音的编码，其数码率为1.5Mb/s。 MPEG-1 的视频原理框图和 H.261 的相似。 MPEG-1 视频压缩技术的特点：1. 随机存取；2. 快速正向/逆向搜索；3 .逆向重播；4. 视听同步；5. 容错性；6. 编/解码延迟。MPEG-1 视频压缩策略：为了提高压缩比，帧内/帧间图像数据压缩技术必须同时使

10、用。帧内压缩算法与JPEG 压缩算法大致相同，采用基于 DCT 的变换编码技术，用以减少空域冗余信息。帧间压缩算法，采用预测法和插补法。预测误差可在通过 DCT 变换编码处理，进一步压缩。帧间编码技术可减少时间轴方向的冗余信息。MPEG-2 被称为“21 世纪的电视标准”，它在 MPEG-1 的基础上作了许多重要的扩展和改进，但基本算法和 MPEG-1 相同。MPEG-4MPEG-4 标准并非是 MPEG-2 的替代品，它着眼于不同的应用领域。MPEG-4的制定初衷主要针对视频会议、可视电话超低比特率压缩（小于 64Kb/s）的需求。在制定过程中，MPEG 组织深深感受到人们对媒体信息，特别是

11、对视频信息的需求由播放型转向基于内容的访问、检索和操作。MPEG-4 与前面提到的 JPEG、MPEG-1/2 有很大的不同，它为多媒体数据压缩编码提供了更为广阔的平台，它定义的是一种格式、一种框架，而不是具体算法，它希望建立一种更自由的通信与开发环境。于是 MPEG-4 新的目标就是定义为：支持多种多媒体的应用，特别是多媒体信息基于内容的检索和访问，可根据不同的应用需求，现场配置解码器。编码系统也是开放的，可随时加入新的有效的算法模块。应用范围包括实时视听通信、多媒体通信、远地监测/监视、VOD、家庭购物/娱乐等。H264 集中了以往标准的优点，并吸收了以往标准制定中积累的经验, 采用简洁设

12、计,使它比 MPEG4 更容易推广。H.264 创造性了多参考帧、多块类型、整数变换、帧内预测等新的压缩技术，使用了更精细的分象素运动矢量（1/4、1/8)（运动矢量位移的精度越高，则帧间剩余误差越小，传输码率越低）和新一代的环路滤波器，使得压缩性能大大提高，系统更加完善。H.264 主要有以下几大优点： 高效压缩：与 H.263+和 MPEG4 相比，减小 50%比特率 延时约束方面有很好的柔韧性 容错能力 编/解码的复杂性可伸缩性 解码全部细节：没有不匹配 高质量应用 网络友善监控中的视频编码技术目前监控中主要采用 MJPEG、MPEG1/2、MPEG4、H.264/AVC 等几种视频编码

13、技术。对于最终用户来言他最为关心的主要有：清晰度、存储量（带宽）、稳定性还有价格。采用不同的压缩技术，将很大程度影响以上几大要素。 MJPEGMJPEG（Motion JPEG）压缩技术，主要是基于静态视频压缩发展起来的技术，它的主要特点是基本不考虑视频流中不同帧之间的变化，只单独对某一帧进行压缩。MJPEG 压缩技术可以获取清晰度很高的视频图像，可以动态调整帧率、分辨率。但由于没有考虑到帧间变化，造成大量冗余信息被重复存储，因此单帧视频的占用空间较大，目前流行的 MJPEG 技术最好的也只能做到 3K 字节/帧，通常要820K！MPEG-1/2MPEG-1 标准主要针对 CIF 标准分辨率(

14、NTSC 制为 352X240；PAL 制为 352X288)的图像进行压缩. 压缩位率主要目标为 1.5Mb/s.较 MJPEG 技术， MPEG1 在实时压缩、每帧数据量、处理速度上有显著的提高。但 MPEG1 也有较 多不利地方:存储容量还是过大、清晰度不够高和网络传输困难。MPEG-2 在 MPEG-1 基础上进行了扩充和提升，和 MPEG-1 向下兼容，主要针对存储媒体、数字电视、高清晰等应用领域，分辨率为：低(352x288)，中(720x480)，次高(1440x1080)，高(1920x1080)。MPEG-2 视频相对 MPEG-1 提升了分辨率，满足了用户高清晰的要求，但由

15、于压缩性能没有多少提高，使得存储容量还是太大，也不适和网络传输。MPEG-4MPEG-4 视频压缩算法相对于 MPEG-1/2 在低比特率压缩上有着显著提高，在 CIF（352*288）或者更高清晰度（768*576）情况下的视频压缩，无论从清晰度还是从存储量上都比 MPEG1 具有更大的优势，也更适合网络传输。另外MPEG-4 可以方便地动态调整帧率、比特率，以降低存储量。MPEG-4 由于系统设计过于复杂，使得 MPEG-4 难以完全实现并且兼容，很难在视频会议、可视电话等领域实现，这一点有点偏离原来地初衷。另外对于中国企业来说还要面临高昂的专利费问题。 H.264/AVCH.264 集中

16、了以往标准的优点，在许多领域都得到突破性进展，使得它获得比以往标准好得多整体性能： 和 H.263+和 MPEG-4 SP 相比最多可节省 50的码率，使存储容量大大降低； H.264 在不同分辨率、不同码率下都能提供较高的视频质量； 采用“网络友善”的结构和语法，使其更有利于网络传输。H.264 采用简洁设计,使它比 MPEG4 更容易推广，更容易在视频会议、视频电话中实现，更容易实现互连互通，可以简便地和 G.729 等低比特率语音压缩组成一个完整的系统。四：监控中视频编码分辨率的选择四：监控中视频编码分辨率的选择目前监控行业中主要使用以下分辨率：SQCIF、QCIF、CIF、4CIF（D1）。SQCIF 和 QCIF 的优点是存储量低，可以在窄带中使用，使用这种分辨率的产品价格低廉；缺点是图像质量往往很差、不被用户所接受。CIF 是目前监控行业的主流分辨率，它的优点是存储量较低，能在普通宽带网络中传输，价格也相对低廉，它的图像质量较好，被大部分用户所接受。缺点是图像质量不能满足高清晰的要求。4CIF 是标清分辨率，它