網絡攝（shè）像機的在監控安防的應用，使得圖像監控技術有了一個質的飛躍。首先，網絡的綜合布線代替了傳統的視（shì）頻模擬布線，實現（xiàn）了真（zhēn）正的三網（視頻、音頻（pín）、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，跨區域遠程監控成為可能（néng），特別是利用互聯網，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（xiàng）的存儲、檢索十分安全、方便、可異地存儲，多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（yī）般由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、A/D轉換器、圖像、聲音、控製器網絡服務器、外部報（bào）警、控製接口等部分組成。

1、鏡頭

鏡頭作為監控網絡攝像機的前端部件，有固（gù）定光圈、自動光圈、自動變焦、自動變倍等種類，與模擬攝像機相同。

2、圖（tú）像傳感器、聲音傳感器

圖像傳感器有CMOS和CCD兩種模（mó）式（shì）。CMOS既互補性金屬氧化物（wù）半導體，CMOS主要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體，通過CMOS上帶負電和帶正電的晶體管來實現基本的功能的。這兩個互補效（xiào）應所產生的電流即可被（bèi）處理芯片記錄和解讀成影像。CMOS針對（duì）CCD最主要的優勢就是非常省電。不像由（yóu）二級管組成的CCD和CMOS電路幾乎沒（méi）有靜態（tài）電量消耗。這就使得CMOS的耗電量隻（zhī）有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問題是（shì）在處理快（kuài）速變換的影像時，由於（yú）電流變換過於頻繁而過熱。暗電流（liú）抑製的好就問題不（bú）大，如果抑製的不好就十分容易出現雜點。

CCD圖像傳感（gǎn）器由（yóu）在單晶矽基片上呈二維排列的光電（diàn）二級管（guǎn）及（jí）其傳輸電路構成。光電二極管把光轉化（huà）成電荷，再（zài）經（jīng）轉化電路傳送和輸出。

通常，傳送優（yōu）良圖（tú）像（xiàng）質量的設備都采用CCD圖像（xiàng）傳感器，而注重功耗和成本的產品則選（xuǎn）擇CMOS圖（tú）像傳感器。但新的技術正在克服每種器體固有（yǒu）的弱點，同時保留了適合於特定用途的某些特性。這一部分與模擬攝像（xiàng）機相同。 聲音傳感器即拾（shí）聲器或叫麥克風，與傳統的話筒原理（lǐ）一樣。

3、A/D轉換器

A/D轉換器的功能是將圖像和（hé）聲音等模擬信號轉換成數字信號。

基於CMOS模式的圖像（xiàng）傳感器模塊有直接數（shù）字（zì）信號輸出的接（jiē）口，無（wú）須A/D轉換（huàn）器；而基於CCD模式的圖像傳感器模（mó）塊（kuài）如（rú）有直（zhí）接數字輸出的接口，亦無須A/D轉換器，但由於此模塊主要針對模擬攝像（xiàng）機設計，隻（zhī）有模擬輸（shū）出接口，故需要進行A/D轉換。

4、圖像、聲音編碼器

經A/D轉換後的圖（tú）像、聲音數字信號，按一定的（de）格（gé）式或標準進行編（biān）碼壓縮（suō）。編（biān）碼壓縮的目的是為了便於實現音/視信號（hào）與多媒體信號的數字化；便於在計算機係（xì）統、網（wǎng）絡以（yǐ）及萬維網上不失真地傳輸上述信號（hào）。

目前，圖像編碼壓（yā）縮技術有兩種（zhǒng）：一種是硬件編碼壓（yā）縮（suō），即將編碼壓縮算法（fǎ）固化在芯片上；另一種（zhǒng）是基於DSP的軟件編碼壓（yā）縮，即軟件運行在DSP上進行圖像的編碼壓縮。同樣，聲音的壓縮亦（yì）可采用硬（yìng）件編碼壓縮和軟件壓縮，其編碼標準有MP3等格式。

5、控製器

控製器是網（wǎng）絡攝像機的心髒，它肩負著網絡攝（shè）像機的管理和控製工作。如（rú）果是硬件壓縮（suō）編碼，控製器是一個獨立部（bù）件；如果是軟（ruǎn）件編碼壓縮，控製器是（shì）運行編碼壓縮軟件的DSP，即二（èr）者（zhě）合而為一。

6、網（wǎng）絡服務器

網絡服務器提供網絡攝像機的網絡功能，它（tā）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（biāo）準的瀏覽器根據網絡攝像機的IP地址對網絡攝像機進行訪問，觀看實時圖像，及控製攝像機（jī）的（de）鏡頭和雲台。

7、外部報警、控製（zhì）接口

網絡攝像機（jī）為（wéi）工程應（yīng）用提供了實用的外部接口，如控製雲台的485接口，用於報警信號輸入輸出的I/O口。如紅外探頭發現（xiàn）有目標出現，發（fā）報警信（xìn）號（hào）給監（jiān）控網絡攝像機（jī），監控網絡（luò）攝（shè）像機自動調整鏡頭方向並實時錄（lù）像（xiàng）；另一方麵，當網（wǎng）絡攝像機偵測到有移動目標出現時，亦可向外發出報警信號。

網絡攝像機的（de）基本原理是：圖像信號經過鏡頭輸入及聲音信號（hào）經過（guò）麥克風輸入後，由圖像傳感器的聲音傳感器轉化為電信號，A/D轉換（huàn）器將模擬電信號（hào）轉（zhuǎn）換為數字電信號，再經過編碼器按一（yī）定的編碼標（biāo）準進行編（biān）碼壓縮，再控製器（qì）的控製下，由監控網絡服（fú）務器按一定的網絡協議送上局域網或INTERNET，控製器還可以接（jiē）收報警信號及向外發送報警信號，且按要求發出（chū）控製信號（hào）。

8、圖像（xiàng）的編碼標準

目前，網絡攝像機的圖像壓縮編（biān）碼標準主（zhǔ）要有MPEG4、H.263、H.264、M-JPEG等。

MPEG4

所謂MPEG標準就是指由ISO的活（huó）動圖像專家組製定的一係列關於（yú）音視頻信號以及多媒體信號的壓縮與（yǔ）解壓縮技術（shù）的標準。到目前為止，已經製定完成並批準執行的有：1991年批準的MPEG1、MP3;1994年批準的MPEG2;1999年批準的MPEG4和MP4。正在製定的（de）標（biāo）準有（yǒu）：MPEG7和MEPG21.

H.263

H.263是ITU-T提出的作為H.324終端（duān）使用的視頻編解碼建議，H.263經過不斷地完善和多次的（de）升級（jí）已經日臻（zhēn）成熟，如今已經大部分代替了H.261，而且H.263由於能在低帶寬上傳輸高（gāo）質量的視（shì）頻流（liú）而日益受到歡（huān）迎。

H.263是基（jī）於運動補償的DPCM的混合編碼，在運動（dòng）補償的DPCM混合編（biān）碼，在運動（dòng）搜索的基礎上進行運動補償，然後運用DCT變換和（hé）“之”字形（xíng）掃描編碼，從而得到輸出碼流。H.263在H.261建（jiàn）議的基礎（chǔ）上，將運動矢（shǐ）量的搜索增加為半象素點搜索；同時又增加了無限製運動矢量、基於語法的算（suàn）術編碼、高級預測技術（shù）和PB幀編碼等四個高級選項；從而達到了進一步降低碼速率和提高編碼質量的目的。

H.264

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

在相同的重建圖像質量下，H.264能（néng）夠比H.263節約50％左右的碼率，比目前根據MPEG4實現的（de）視頻格式在性能方麵提高33％左右（yòu）。

M-JPEG

M-JPEG技術即運動靜（jìng）止圖（tú）像壓縮技術，它把運動的視頻序列作為連續的（de）靜止圖像來處理（lǐ），這種壓縮技術方式單獨完（wán）整地壓縮每一幀，在編輯過程中可隨機存（cún）儲每一幀，可進行精確到幀地編輯。但M-JPEG隻對幀（zhēn）內地空間冗餘進行壓縮，不對幀間的時間冗餘進（jìn）行壓縮，故壓縮效率不高。

應用優勢（shì）

網絡攝像機不僅可基於計算機局域網用於區域監（jiān）控，如住宅小（xiǎo）區監（jiān）控、辦公樓、銀（yín）行（háng）、商場等傳統地監控；而且也能通過INTERNET用於新型地跨區域遠程監控及網（wǎng）上（shàng）展（zhǎn）示，遠（yuǎn）程兒（ér）童及老人看護（hù）、無人值守通信機（jī）房監控、旅遊景點網上演播、產品（pǐn）網上展覽等。