互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議攝像機和H.264壓縮技術(shù)在安全監控系統的應用

　摘要：本應用筆記介紹了安全視頻監控系統中高級互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)攝像機與模擬攝像機的應用差異。與傳統產(chǎn)品不同，IP攝像機能夠支持高清(HD)圖像、本地數據存儲、圖像分析以及遠程控制功能。本應用筆記還詳細描述了H.264視頻壓縮技術(shù)在IP攝像機網(wǎng)絡(luò )中的應用，簡(jiǎn)單介紹了Maxim的Mobicam3 IP攝像機參考設計。

引言

　　閉路電視系統(CCTV)中的IP攝像機按照互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)通過(guò)以太網(wǎng)鏈路傳輸音頻、視頻數據以及控制信號。與傳統的模擬安全監控攝像機相比，它們具有眾多優(yōu)勢。模擬攝像機一般通過(guò)同軸電纜傳輸模擬NTSC/PAL信號。與模擬攝像機不同的是：IP攝像機支持高清(HD)畫(huà)面、智能分析、本地視頻存儲和遠程控制。

　　在帶有圖像分析、視頻加密(防止黑客攻擊)以及能夠將視頻數據打包成以太網(wǎng)數據的IP攝像機中，通常采用視頻壓縮技術(shù)。壓縮后的視頻數據流發(fā)送到混合型數字視頻錄像機(DVR)或網(wǎng)絡(luò )視頻錄像機(NVR)進(jìn)行存儲、回放和顯示。IP網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統允許安全監控人員進(jìn)行遠程監控，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )發(fā)送平移/傾斜/縮放(PTZ)命令，控制中心可以對跨區域或多地點(diǎn)安全監控攝像機進(jìn)行控制。

　　低功耗攝像機設計可通過(guò)以太網(wǎng)供電(PoE)，無(wú)需額外電源。采用同一電纜傳輸數據和電源，PoE安裝可大大降低布線(xiàn)成本。有些情況下，也可以由無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )(例如Wi-Fi?)代替以太網(wǎng)，方便了攝像機布局。這一點(diǎn)對于那些還沒(méi)有提供以太網(wǎng)的家庭安全監控攝像機尤其重要，此時(shí)采用“云計算” DVR代替物理DVR。

多媒體流H.264和運動(dòng)JPEG壓縮技術(shù)

　　在同等圖像質(zhì)量情況下，H.264視頻壓縮標準的壓縮比大約是早期MPEG-4標準的2倍。H.264標準中，“高端類(lèi)”定義為以最低碼率獲得最高視頻質(zhì)量，特別適合視頻安全監控等相關(guān)應用。響應時(shí)間(延遲)較短的編碼方案有助于縮短安全監控人員的等待時(shí)間。另外，高清視頻編碼能夠使IP攝像機采集圖像的細節，例如，面部特征、汽車(chē)牌照等，改善安全監控的圖像質(zhì)量。由于網(wǎng)絡(luò )帶寬有限，要求系統能夠通過(guò)局域網(wǎng)(LAN)對一路HD數據流進(jìn)行編碼/錄像，同時(shí)還要通過(guò)廣域網(wǎng)(WAN)把一路清晰度較低的圖像傳送到遠端顯示。

Mobicam3 720p H.264/M-JPEG IP攝像機參考設計