1、數(shù)字高清IP攝像機基礎知識網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第1頁一、相關概念及要求掌握知識1.什么是720P?720是指圖像分辨率為1280720像素；“P”是逐行掃描，與之對應是“ i ”為隔行掃描，逐行掃描比隔行掃描數(shù)據(jù)量理論上多一倍，能夠取得更多圖像細節(jié)。什么是高清？全高清和標清區(qū)分?，F(xiàn)在通常把720P作為普通高清概念起步分辨率，也就是說分辨率起碼要到達1280*720才能叫作“高清”；現(xiàn)在傳統(tǒng)TV市場已經(jīng)把FULL-HD全高清作為賣點在做宣傳，F(xiàn)ULL-HD為1920*1080已經(jīng)是現(xiàn)在廣播電視圖像領域最高標準；它約是普通標清（704*576 PAL,720*480 NTSC）分

2、辨率6倍。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第2頁百萬像素概念1080P實際是指分辨率1920*1080像素，計算一下就是19201080=2073600像素，大家普通都會叫1080p或1080i為200萬像素分辨率。720P實際是指分辨率1280*720像素，計算一下就是1280720=921600像素，大家普通都會叫720p或720i為百萬像素分辨率。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第3頁什么是H.264?MPEG4-part10，MPEG4 AVC視頻壓縮標準兩大國際標準化組織合作結晶。ITU-VCEG + ISO-MPEG = JVT H.264網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識

3、培訓資料第4頁 上述只是讓大家了解H.264一些知識；在推廣IP攝像機時候需強調我們所研發(fā)系列產(chǎn)品都是利用標準H.264算法壓縮，區(qū)分標準或非標準，主要是看壓縮文件是否能在不加任何插件情況下被標準播放軟件播放，比如大家應用較廣“暴風影音”，“VLC media player”等，不過微軟操作系統(tǒng)所帶“media player”現(xiàn)在并不支持264解碼。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第5頁5.網(wǎng)絡攝像機發(fā)展，國內市場就零星出現(xiàn)過網(wǎng)絡攝像機，當初多為臺灣、韓國產(chǎn)品，M-JPEG非實時方式，但不論從圖像效果，還是配套條件看，市場需求未成氣候。起，國內幾大生產(chǎn)廠家在MPEG4DVR大幅增加同時，

4、開始了正式網(wǎng)絡視頻產(chǎn)品市場應用宣傳與推廣，市場逐步開始接收并適應了網(wǎng)絡視頻編解碼器與模擬攝像機配套應用方式。，網(wǎng)絡視頻技術已經(jīng)普遍被廣大客戶認可，并逐步開始大規(guī)模應用，這為網(wǎng)絡攝像機發(fā)展奠定了良好技術基礎和應用環(huán)境。和，在網(wǎng)絡視頻技術日漸成熟和網(wǎng)絡視頻服務器產(chǎn)品競爭日趨激烈階段，各主要廠商開始將網(wǎng)絡視頻技術轉向網(wǎng)絡攝像機，并逐步推出了各種型號產(chǎn)品?，F(xiàn)在網(wǎng)絡攝像機型號種類已經(jīng)比較繁多，網(wǎng)絡視頻編碼技術也日趨顯示出同質化趨勢，所以網(wǎng)絡攝像機工藝技術和集成技術將成為未來幾年競爭焦點。 網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第6頁CCD和CMOS區(qū)分不論，CCD 或 CMOS，基本上二者都是利用矽感光

5、二極管進行光與電轉換。這種轉換原理與各位手上具備“太陽電能”電子計算機“太陽能電池”效應相近，光線越強、電力越強；反之，光線越弱、電力也越弱道理，將光影像轉換為電子數(shù)字信號。 比較 CCD 和 CMOS 結構，ADC位置和數(shù)量是最大不一樣。簡單說，CCD每曝光一次，在快門關閉后進行像素轉移處理，將每一行中每一個像素（pixel）電荷信號依序傳入“緩沖器”中，由底端線路引導輸出至 CCD 旁放大器進行放大，再串聯(lián) ADC 輸出；相對地，CMOS 設計中每個像素旁就直接連著 ADC（放大兼類比數(shù)字信號轉換器），訊號直接放大并轉換成數(shù)字信號。 網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第7頁因為結構上基

6、本差異，我們能夠表列出二者在性能上表現(xiàn)之不一樣。CCD特色在于充分保持信號在傳輸時不失真（專屬通道設計），透過每一個像素集合至單一放大器上再做統(tǒng)一處理，能夠保持資料完整性；CMOS制程較簡單，沒有專屬通道設計，所以必須先行放大再整合各個像素資料。整體來說，CCD 與 CMOS 兩種設計應用，反應在成像效果上，形成包含 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪點與耗電量等，不一樣類型差異： 網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第8頁ISO 感光度差異：因為 CMOS 每個像素包含了放大器與A/D轉換電路，過多額外設備壓縮單一像素感光區(qū)域表面積，所以 相同像素下，一樣大小之感光器尺寸，CMOS感光度

7、會低于CCD。 成本差異：CMOS 應用半導體工業(yè)慣用 MOS制程，能夠一次整合全部周圍設施于單晶片中，節(jié)約加工晶片所需負擔成本 和良率損失；相對地 CCD 采取電荷傳遞方式輸出資訊，必須另辟傳輸通道，假如通道中有一個像素故障（Fail），就會造成一整排 訊號壅塞，無法傳遞，所以CCD良率比CMOS低，加上另辟傳輸通道和外加 ADC 等周圍，CCD制造成本相對高于CMOS。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第9頁解析度差異：在第一點“感光度差異”中，因為 CMOS 每個像素結構比 CCD 復雜，其感光開口不及CCD大， 相對比較相同尺寸CCD與CMOS感光器時，CCD感光器解析度通常會優(yōu)于

8、CMOS。不過，假如跳脫尺寸限制，當前業(yè)界CMOS 感光原件已經(jīng)可到達1400萬 像素 / 全片幅設計，CMOS 技術在量率上優(yōu)勢能夠克服大尺寸感光原件制造上困難，尤其是全片幅 24mm-by-36mm 這么大小。 噪點差異：因為CMOS每個感光二極體旁都搭配一個 ADC 放大器，假如以百萬像素計，那么就需要百萬個以上 ADC 放大器，即使是統(tǒng)一制造下產(chǎn)品，不過每個放大器或多或少都有些微差異存在，極難到達放大同時效果，對比單一個放大器CCD，CMOS最終計算出噪點就比較多。 網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第10頁耗電量差異：CMOS影像電荷驅動方式為主動式，感光二極體所產(chǎn)生電荷會直接由

9、旁邊電晶體做放大輸出；但CCD卻為被動式， 必須外加電壓讓每個像素中電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特（V）以上水平，所以 CCD 還必須要有更精密電源線路設計和耐壓強度，高驅動電壓使 CCD 電量遠高于CMOS。 現(xiàn)在市面上還沒有能提供給普通監(jiān)控用攝像機使用高清CCD元件，不過CMOS確已經(jīng)有了，我們使用就是一顆500萬像素專業(yè)級CMOS元件作為我們IP攝像機高清信號采集。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第11頁500萬像素我們IP攝像機采取是一顆美國Aptina 500萬像素CMOS傳感器；客戶可能會提出幾個問題：a. 720P攝像機只有百萬像素而已，為何用500萬像素

10、傳感器？回答：我們做高端產(chǎn)品要有高端產(chǎn)品素質做保障，用500萬像素作為100萬像素信號源做后期處理，所得到效果一定是百萬像素源所無法媲美。正是有于這個，再配合我們優(yōu)質算法和先進濾波技術，使我們ip攝像機含有超越同類產(chǎn)品畫質。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第12頁為何不直接做500萬像素攝像機？不是我們不能做而是提醒用戶他們沒有考慮到一些問題；能夠提醒用戶500萬像素下要確保如此高畫質要求，圖像數(shù)據(jù)碼流巨大，現(xiàn)在存放設備和網(wǎng)絡條件是否具備，這應該是妨礙現(xiàn)在高碼流設備發(fā)展瓶頸。對于500萬像素攝像機我們會做，會針對特殊行業(yè)推出500萬像素抓拍特種機型，以適合用于道路道口監(jiān)控。網(wǎng)絡高清數(shù)字I

11、P攝像機基礎知識培訓資料第13頁720P該機特色功效百萬像素逐行掃描高清實時雙碼流本機可提供碼流情況以下： (1) 720P(1280*720)/30fps+D1(720*480)/30fps; (2) 因為本機也能夠作為720P高清模擬攝像機使用，所以當攝像機被設置成720P模擬攝像機時，沒有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流輸出，也就是說此時該機為純模擬高清攝像機而不是一臺網(wǎng)路攝像機了。 (3) 當選擇設置720P(1280*720)/30fps+模擬通道480P(720*480)/30fps;此時攝像機將沒有第二網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流 (4) 新增 1080P/12.5fps (1920*1080);當該機被設置成這個模式

12、時，僅提供單一網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第14頁標準H.264算法本機壓縮算法為：True ISO標準H.264 Main ProfileLevel 4.1現(xiàn)在市面上號稱H.264壓縮很多，大部分都是利用DSP內嵌算法做，都不是標準H.264，即便有少數(shù)是H.264都只能做到Baseline(精簡得不能再簡264了，再簡就不能叫264了！)級別，和我們效果相差甚遠。經(jīng)典例子：華為海思方案產(chǎn)品，就是H.264 Baseline 級別產(chǎn)品；市面還有許多是Mpeg4產(chǎn)品也號稱自己是H.264;經(jīng)典代表產(chǎn)品有用Ti方案做相關產(chǎn)品。在網(wǎng)絡攝像機里面還有一個壓縮應用也比較經(jīng)典，就是

13、大多被國外品牌采取MJpeg，這種算法優(yōu)勢在于單幀清楚度高，幀間無關聯(lián)，實現(xiàn)技術難度較低；分幀處理比較輕易；不過這種算法致命弱點在于實時碼流巨大。這種算法為國外產(chǎn)品廣泛采取，可能是符合國外在監(jiān)控領域強調圖像清楚聲音遠遠高于每秒幀率指標習慣。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第15頁低碼流優(yōu)勢高清楚市面上做高清攝像機不少，能做到低碼流下列圖像如此清楚,現(xiàn)在全球公認采取Ambarella方案是最好；此方案下高清網(wǎng)絡攝像機全球我們都是第一家問世。該款攝像機能在2M碼流情況下提供727線高清解析度。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第16頁標準H.264 Main Profile 4.1網(wǎng)絡高

14、清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第17頁自動3A控制自動3A是指：自動白平衡(AWB)；自動增益(AGC)；自動曝光(AEC)該款ip攝像機具備3A自動控制功效，用于專業(yè)廣播級圖像處理3A控制技術讓該機圖像質量到達廣播級效果。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第18頁具備POE (Power Over Ethernet )功效 (選配)此功效具備意味著該機可經(jīng)過網(wǎng)線對其供電；這么能夠大大方便工程施工，國外用戶要求具備此功效居多。此項功效需要帶POE功效網(wǎng)絡交換機支持，這類交換機普通較普通交換機貴出不少。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第19頁二、外 型1.現(xiàn)在我們暫時能提供客戶3種槍

15、機和一個半球外殼形式。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第20頁內部結構介紹我們槍機板主要分為2種形式；一個是主板分為雙板；一個為三板，各自體積和尺寸不一樣，相互連接后再和前端Sensor板相連。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第21頁三、接口、按鍵及指示燈功效介紹1、DC IRIS2、YPbPr3、Ethernet4、PWR DC12V5、Mini USB6、RS4857、Relay8、Alarm in9、Fun10、A IN11、A OUT12、SD Interface13、Status如圖可見，本機包含以下界面：網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第22頁DC IRIS1、D

16、C IRIS用于連接直流驅動自動光圈鏡頭；本機會依據(jù)環(huán)境照度改變適時驅動鏡頭光圈收縮動作。引出問題： 本機具備自動3A控制，哪么是怎樣和光圈配合聯(lián)開工作？網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第23頁 簡單說，機內自動曝光控制和驅動鏡頭光圈動作是分段進行。 伴隨外界光照由亮到暗，攝像機整個曝光控制分 5個步驟進行。自動曝光和自動光圈網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第24頁YPbPr2、YPbPr(模擬高清信號輸出)(1)功效：此接口經(jīng)過配置PS2-YPbPr連線可連接到監(jiān)視器高清分量輸入端；攝像機可經(jīng)過軟件設置讓此端口輸出720P和480P高清模擬信號。(2)怎樣設置生效經(jīng)過VMP或IE

17、登陸攝像機設置，能夠使之生效，詳細操作在軟件篇中詳細介紹。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第25頁(3) 設置此功能意義 a、經(jīng)過設置此功能，能讓該網(wǎng)絡攝像機變身成為一臺720P高清模擬攝像機。 b、也可以設置成，在提供720P網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流傳輸同時，為本地提供一個480P模擬實時數(shù)據(jù)流，用于本地現(xiàn)場監(jiān)看。此數(shù)據(jù)流也可認為網(wǎng)絡攝像機現(xiàn)場調試提供方便。小貼士：Y Pb Pr 三條線，其中 Pb=CVBS網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第26頁Ethernet3、Ethernet此接口為10M/100M自適應網(wǎng)口；假如配置了POE模塊攝像機，此口也是網(wǎng)絡供電口。小貼士： 帶POE供電模塊I

18、P攝像機，假如外部再經(jīng)過DC12V供電，會影響本機工作嗎？答：不會有任何影響，主機內部有自動切換電路，當有外部直接DC12V供電時，會自動使用直供電源，當拔掉12V電源時，主機會自動切換至POE供電，切換過程中不會影響主機正常工作。提醒：POE供電需交換機支持！網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第27頁POE模塊位置POE模塊POE模塊POE模塊網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第28頁PWRDC 12V4、PWR DC12V外部供電端口。 主機功耗小于3W，僅需配置DC12V 1A開關電源模塊(電源模塊為選配件)小貼士：在此強調一下電源主要性 對于電腦來講，最主要硬件主要有兩個：一個

19、是CPU，其作用相當于人大腦，是電腦關鍵；二是電源，其作用相當于人心臟。假如沒有高品質電源，再好CPU及其它電腦部件都無法充分穩(wěn)定發(fā)揮作用，甚至可能對電腦主機造成傷害。 網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第29頁Mini USB5、 Mini USB預留接口，用于特殊行業(yè)特種機型數(shù)據(jù)流接口；比如：機場安檢口配置需經(jīng)過USB口獲取圖像數(shù)據(jù)流專用高清USB攝像機。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第30頁RS4856、 RS485用于連接云臺解碼器等前端控制設備。RelayAlarm in7、 Relay繼電器輸出接口，用于報警輸出。尤其提醒：此接口不能接強電！若要控制強電設備需加裝中間繼

20、電器。8、 Alarm in報警輸入，此接口接收開關量信號功效擴展：報警輸入接口能夠用于連接外部觸發(fā)信號，以控制攝像機作出對應動作，比如抓拍圖像等。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第31頁Fun9、 FUN(a)控制后可經(jīng)過USB升級(參見相關文檔)(b)恢復出廠設置假如用戶不小心將設備一些參數(shù)設置后又記不住，能夠經(jīng)過該功效將參數(shù)恢復到出廠設置。網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第32頁A-IN10、 A-IN 音頻輸入接口，用于現(xiàn)場監(jiān)聽，此接口輸入音頻信號將被壓縮傳輸統(tǒng)計在文件中。11、A-OUT 音頻輸出接口，用于輸出遠程呼叫語音對講輸出，此接口輸出音頻信號需連接有源擴音設備進行收聽。A-OUT網(wǎng)絡高清數(shù)字IP攝像機基礎知識培訓資料第33頁12、 SD Interface SD Interface此接口支持SDHC卡，用于圖像統(tǒng)計、以及抓拍照片存放。普通提議使用模式是：報警錄像(當?shù)貍浞?；報警抓拍；觸發(fā)錄像或抓拍。SDHC是什么？ SDHC全稱是“High Capacity SD Memory Card”，翻譯過來便是“高容量SD存放卡”。這里HC指是High Capacity，高容量