網絡攝像機的在監控安（ān）防的應用，使得圖（tú）像監控（kòng）技術有了一個質的飛躍。首（shǒu）先，網絡的綜合布線（xiàn）代替了（le）傳統的視頻模擬布線，實現了真正（zhèng）的三網（視頻、音頻、數據）合一，網絡攝像機即插（chā）即用，工程實施簡便，係統擴充方便；其次，跨區域遠（yuǎn）程監控成為可能，特別是利（lì）用互聯網，圖像監控（kòng）已經沒有（yǒu）距離限製，而且圖像清（qīng）晰，穩定可靠（kào）；再者（zhě），圖像的存儲、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（děng）。
組（zǔ）成原理

監控（kòng）網（wǎng）絡攝像機（jī）一般由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、A/D轉換器、圖像、聲（shēng）音、控（kòng）製器網絡服務器、外部報警（jǐng）、控製接口等部分組成。

1、鏡頭

鏡（jìng）頭作為監控網（wǎng）絡（luò）攝像機的前端部件，有固定光圈、自動（dòng）光圈、自（zì）動變焦、自動變倍等種類，與（yǔ）模擬攝像機相同（tóng）。

2、圖像傳感器、聲音傳感器

圖像傳（chuán）感器有CMOS和CCD兩（liǎng）種模式。CMOS既（jì）互（hù）補性金屬氧化物半導體（tǐ），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（jīng）體管來實現基本的功能（néng）的。這兩個互補效應所產生的電流（liú）即可被處理（lǐ）芯（xīn）片記錄和解讀成影像。CMOS針對CCD最主要的優勢就是非常省電。不像由二級管組（zǔ）成的CCD和CMOS電路幾乎沒有靜態電量消（xiāo）耗。這就使得CMOS的耗電量隻有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問題是在處理快速變換的影像時，由（yóu）於電流變換過於頻繁而過熱。暗電流抑製的好就問（wèn）題不大，如果抑製的不好就十分容易出現雜點。

CCD圖像傳感器由在單晶矽基片上呈二（èr）維排列的（de）光電（diàn）二級管及其傳輸（shū）電路（lù）構成。光電二極管把光轉化成電荷，再經轉化電路傳送（sòng）和輸出。

通常，傳送優良圖像質量的設（shè）備都采用CCD圖像傳感器，而注重功耗和成本的產品則選擇CMOS圖（tú）像傳感器。但新（xīn）的技術正在克服每（měi）種器體固有的弱點，同時（shí）保留了適合於特定（dìng）用途的某些特性。這一部分與模擬攝像機相同。 聲音傳感器即拾聲器或叫麥克（kè）風，與傳統的話筒原理一樣。

3、A/D轉換器

A/D轉換器的功能是將圖像和（hé）聲（shēng）音（yīn）等模擬信號轉換成數字信號（hào）。

基於CMOS模式的圖像傳感器（qì）模（mó）塊有直接數字信號輸出（chū）的接口，無（wú）須A/D轉換器；而基於CCD模式的圖像傳感器模塊如有（yǒu）直接數字輸出的接口，亦無（wú）須A/D轉換器，但由於此模（mó）塊主要針對（duì）模擬攝（shè）像機設計，隻有模擬輸出（chū）接口，故需要進行A/D轉換。

4、圖像、聲音編碼器（qì）

經A/D轉換後的圖像、聲音數（shù）字信號，按一定的格式或標準（zhǔn）進行編碼（mǎ）壓縮。編（biān）碼壓縮的目的是（shì）為了（le）便於實現音/視信號與多媒體信號的數字化；便於在計算機係統、網絡（luò）以及萬（wàn）維網上不（bú）失真地傳輸上述信（xìn）號。

目（mù）前，圖像編碼壓縮技術有（yǒu）兩種：一種是硬件編碼壓縮，即將（jiāng）編碼壓縮算法固化在芯片上；另一種是基（jī）於DSP的軟件編碼壓縮，即軟件運行在（zài）DSP上進行圖像（xiàng）的編碼壓縮。同樣，聲音的壓縮亦可采用硬件編碼壓縮和軟件壓縮，其編碼標準有MP3等格式。

5、控（kòng）製（zhì）器

控製器是網絡攝像機的心髒，它肩負著網絡攝像機的管理和控（kòng）製工作（zuò）。如果是硬件壓（yā）縮編碼，控製（zhì）器是一個獨立部件；如果是軟件編碼壓縮，控製器是運行編碼壓縮軟件的DSP，即二者合而為一。

6、網絡服務器

網絡服務器提供網絡攝像（xiàng）機（jī）的網絡功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相（xiàng）關網絡協議，允許用（yòng）戶從自己的PC機使用標準的瀏覽器根據網絡攝像機（jī）的IP地址對網絡攝像機（jī）進（jìn）行訪問，觀看實（shí）時圖像，及（jí）控製攝（shè）像機（jī）的鏡（jìng）頭（tóu）和雲台。

7、外部報警、控製接口

網絡攝像機為工程應用（yòng）提供了實用的外部接口，如控製（zhì）雲台的485接口，用於報警信號輸入輸出的I/O口。如紅外探頭發現有目標出現，發報警信（xìn）號給（gěi）監控網絡（luò）攝像機，監控網（wǎng）絡攝像機自動調整鏡頭方向並實時錄像；另一方麵（miàn），當網絡攝像機偵測到有移動目標出（chū）現時，亦可（kě）向外發（fā）出報警信號。

網絡攝像機的基本原理是：圖像信號經過鏡頭輸入及聲音信號經過麥克風輸入後（hòu），由圖像（xiàng）傳感器（qì）的聲音傳感器轉化為電信（xìn）號，A/D轉換器將模擬電信號轉換為數字電信號，再經過（guò）編碼器按一定的編碼標準（zhǔn）進行編碼壓縮，再控製器的控製下，由監控網絡（luò）服務器按一定的網（wǎng）絡（luò）協議送上局域網或INTERNET，控製（zhì）器還可以接收報（bào）警信號及向外發送報警信號，且按要求發出控製信號。

8、圖像的編碼標準

目前，網絡（luò）攝像機的圖像壓（yā）縮編碼標準主要有MPEG4、H.263、H.264、M-JPEG等。

MPEG4

所謂MPEG標準就是（shì）指（zhǐ）由ISO的活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解壓縮技術的標（biāo）準。到目前（qián）為止，已經製定完（wán）成並（bìng）批準執行的有：1991年批準的MPEG1、MP3;1994年（nián）批準的MPEG2;1999年批準的MPEG4和MP4。正在製定的標準有：MPEG7和MEPG21.

H.263

H.263是ITU-T提出的作為H.324終端使用的視頻（pín）編解碼建議，H.263經過不斷地完善和多次的升級已（yǐ）經日臻成熟，如今已經大（dà）部分代替了H.261，而且H.263由於能在低帶寬上傳輸高質量的（de）視頻流而日益（yì）受到歡迎。

H.263是基於（yú）運（yùn）動（dòng）補（bǔ）償的DPCM的混合（hé）編碼，在運動補償（cháng）的DPCM混合編碼，在運動搜索的基礎上進行運動補償，然後運用DCT變換（huàn）和“之”字形掃描編碼（mǎ），從（cóng）而得到輸出碼（mǎ）流。H.263在H.261建議的基礎上，將運動（dòng）矢量的搜索增（zēng）加為（wéi）半象素點搜索；同時又增加了無限製運動矢量、基於語法的算術編碼、高級預測技術和PB幀編碼等四個高級選項；從而（ér）達到了進一步降低碼速率和提高編碼（mǎ）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（gè）新的數字視（shì）頻編碼標準，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG4的第（dì）十部分。

在相（xiàng）同的重建（jiàn）圖（tú）像質量下，H.264能（néng）夠比H.263節（jiē）約50％左右的碼率，比（bǐ）目前根據MPEG4實現的（de）視頻（pín）格式在性能方麵提高33％左右。

M-JPEG

M-JPEG技術即運動靜（jìng）止圖像壓縮技術，它把運動的（de）視頻序列作為連續的（de）靜止圖像來處理，這種壓縮技術方式單獨完整地（dì）壓縮每一（yī）幀，在編輯過程中可隨機存儲每一（yī）幀，可進行精（jīng）確（què）到幀地編輯。但M-JPEG隻對幀內地空間冗餘進（jìn）行壓縮，不（bú）對幀間的時間冗餘（yú）進行壓（yā）縮，故壓縮效（xiào）率不高。

應用優（yōu）勢

網絡（luò）攝像機不僅可基於計算機局（jú）域網用於區域監控，如住宅小區監控、辦公樓、銀行、商場等傳統地（dì）監控；而（ér）且也能通（tōng）過INTERNET用於新型地跨區域遠程監控及網上展示，遠程兒（ér）童及老人看護、無人值守通信機房監控、旅遊（yóu）景點網上演播、產（chǎn）品網上展覽等。