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

　摘要：本應用筆記介紹了安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)產(chǎn)品不同，IP攝像機能夠支持高清(HD)圖像、本地數(shù)據(jù)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視頻壓縮技術在IP攝像機網(wǎng)絡中的應用，簡單介紹了Maxim的Mobicam3 IP攝像機參考設計。

引言

　　閉路電視系統(tǒng)(CCTV)中的IP攝像機按照互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)通過以太網(wǎng)鏈路傳輸音頻、視頻數(shù)據(jù)以及控制信號。與傳統(tǒng)的模擬安全監(jiān)控攝像機相比，它們具有眾多優(yōu)勢。模擬攝像機一般通過同軸電纜傳輸模擬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(shù)據(jù)打包成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的IP攝像機中，通常采用視頻壓縮技術。壓縮后的視頻數(shù)據(jù)流發(fā)送到混合型數(shù)字視頻錄像機(DVR)或網(wǎng)絡視頻錄像機(NVR)進行存儲、回放和顯示。IP網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)允許安全監(jiān)控人員進行遠程監(jiān)控，通過IP網(wǎng)絡發(fā)送平移/傾斜/縮放(PTZ)命令，控制中心可以對跨區(qū)域或多地點安全監(jiān)控攝像機進行控制。

　　低功耗攝像機設計可通過以太網(wǎng)供電(PoE)，無需額外電源。采用同一電纜傳輸數(shù)據(jù)和電源，PoE安裝可大大降低布線成本。有些情況下，也可以由無線網(wǎng)絡(例如Wi-Fi?)代替以太網(wǎng)，方便了攝像機布局。這一點對于那些還沒有提供以太網(wǎng)的家庭安全監(jiān)控攝像機尤其重要，此時采用“云計算” DVR代替物理DVR。

多媒體流H.264和運動JPEG壓縮技術

　　在同等圖像質量情況下，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”定義為以最低碼率獲得最高視頻質量，特別適合視頻安全監(jiān)控等相關應用。響應時間(延遲)較短的編碼方案有助于縮短安全監(jiān)控人員的等待時間。另外，高清視頻編碼能夠使IP攝像機采集圖像的細節(jié)，例如，面部特征、汽車牌照等，改善安全監(jiān)控的圖像質量。由于網(wǎng)絡帶寬有限，要求系統(tǒng)能夠通過局域網(wǎng)(LAN)對一路HD數(shù)據(jù)流進行編碼/錄像，同時還要通過廣域網(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