其實,要將攝影機的視頻信號(有些自帶麥克風的攝影機還有音頻信號)直接接入網(wǎng)路還有更簡捷的方式,即攝影機本身內(nèi)置數(shù)位視音頻壓縮處理晶片及符合網(wǎng)路傳輸協(xié)定的介面晶片,可將視音頻信號以資料流程的形式直接輸出到網(wǎng)上,這種攝影機被稱為IP網(wǎng)路攝影機。這樣,人們通過聯(lián)網(wǎng)的PC機并運行專用或通用軟體,就可以任意調(diào)看通過網(wǎng)路傳輸來的某臺攝影機的畫面,監(jiān)聽該攝影機內(nèi)置麥克風采集的現(xiàn)場聲音,還可對攝影機的云臺及電動變焦鏡頭進行各種控制操作。
實際上,隨著數(shù)位視音頻壓縮技術的發(fā)展,網(wǎng)路已不再單一用於電腦資料通信,電視監(jiān)控、防盜報警、出入口控制(門禁刷卡管理)、電子巡更以及其他資料接入服務(如物業(yè)小區(qū)對水、電、氣表的遠端電子抄表)等都可以借助於電腦網(wǎng)路來實現(xiàn)。甚至有些智慧化的彩電、冰箱、洗衣機、微波爐等家用電器也都配置了網(wǎng)路介面,并具備了上網(wǎng)功能。它們可以通過網(wǎng)路下載家用電器的優(yōu)化工作程式,還可以由用戶在遠端通過網(wǎng)路遙控啟動某些家用電器的預定工作程式。
有鑒於基於網(wǎng)路傳輸?shù)木C合型監(jiān)控系統(tǒng)除了可以在網(wǎng)路上傳輸圖像、聲音及控制資料外,還可以傳輸報警信號、門禁刷卡資料以及各種感測器在監(jiān)控現(xiàn)場采集的各種類比量資料等,因此,電視監(jiān)控系統(tǒng)與其他資料傳感接入系統(tǒng)及電腦網(wǎng)路有機地結合在一起,是21世紀電視監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
從物理結構來看,電腦網(wǎng)路已經(jīng)將所有的電腦通過網(wǎng)路接入設備及有線或無線介質連接在一起,因此,理論上,電視監(jiān)控系統(tǒng)中的所有設備通過適當?shù)木W(wǎng)路接入設備都可以連接到電腦網(wǎng)路上,并且借助於該網(wǎng)路進行視音頻信號的傳輸及設備狀態(tài)的控制。例如,多媒體電視監(jiān)控系統(tǒng)的各分控端(連網(wǎng)的PC機)即可借助於電腦網(wǎng)路實現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的分控功能,數(shù)位硬碟錄影系統(tǒng)也可以借助電腦網(wǎng)路實現(xiàn)遠端監(jiān)視控制及錄影功能。
IP網(wǎng)路攝影機概念
IP網(wǎng)路攝影機實際上就是具有網(wǎng)路接入功能的攝影機,與普通攝影機相比,它在內(nèi)部增加了對類比視頻進行數(shù)位化處理的晶片(DSP晶片),還可以將數(shù)位化的視頻信號轉換成符合網(wǎng)路傳輸協(xié)定(如TCP/IP協(xié)定)的資料流程,送到網(wǎng)上傳輸。因此,這種攝影機除了具有普通復合視頻信號輸出外,還有網(wǎng)路輸出介面(LAN介面),可以通過RJ-45連接器直接將攝影機接入本地局域網(wǎng)。這樣,網(wǎng)路上的任何一臺PC機只要運用相應的軟體,就可以根據(jù)網(wǎng)路攝影機的IP位址找到該攝影機,并在應用軟體介面的視窗中看到該攝影機傳來的現(xiàn)場即時畫面,還可以通過螢幕按鈕向該攝影機相連的解碼器發(fā)出控制指令。
除了常規(guī)的電源及復合視頻信號(BNC)介面外,IP網(wǎng)路攝影機最明顯的特徵就是其機身上的網(wǎng)路(LAN)介面,另外還有通信(COM)和報警(ALARM I/O)介面。
除了圖像上網(wǎng)傳輸外,這種網(wǎng)路攝影機內(nèi)還同時具有控制資料的捕獲及轉換功能,并通過COM口(RS-485或RS-232通信方式)與外接的解碼器相連。這樣,網(wǎng)路上任何一臺PC機(只要是授權用戶)都可以對該IP網(wǎng)路攝影機進行各種控制,而這種控制即是通過網(wǎng)路傳輸再經(jīng)由IP網(wǎng)路攝影機的COM口對其外接的解碼器發(fā)送指令來實現(xiàn)。當然,通過合理設置,該COM也可以從前端接受資料并經(jīng)過LAN傳輸?shù)骄W(wǎng)路上的任一臺PC機。
IP網(wǎng)路攝影機的報警信號接入端子可以接收由各類報警感測器傳來的開關量信號,并對其進行編碼,而後送入TCP/IP網(wǎng)路,通過應用軟體對該報警信號進行各種聯(lián)動回應設置。
視頻閘道概念
與IP網(wǎng)路攝影機相比,視頻閘道自身不帶攝影機,因此需要有視頻輸入埠(有些產(chǎn)品具有一對視頻輸入/輸出埠),可以接收由普通攝影機送來的視頻信號,并通過其內(nèi)部數(shù)位處理,輸出符合TCP/IP傳輸協(xié)定的數(shù)位視頻流到網(wǎng)路上,其視頻輸出埠用於外接類比監(jiān)視器,其報警、通信介面與前述的IP網(wǎng)路攝影機功能完全一樣。
這種視頻閘道(視頻伺服器)之所以與用於VOD的視頻伺服器的差別很大,是因為它要對由攝影機傳來的類比視頻信號進行即時采集并進行數(shù)位壓縮處理,運算量很大,且速度要求很高;而VOD伺服器則一般不涉及對類比視頻信號的即時采集及數(shù)位化處理,而是事先已將大量的數(shù)位視頻素材存入其內(nèi)置或外置的海量存儲單元--磁碟陣列,供網(wǎng)上的多臺PC機即時/準即時調(diào)用。
一般來說,IP網(wǎng)路攝影機與視頻閘道的基本功能是一樣的,處於監(jiān)控系統(tǒng)後端的網(wǎng)路監(jiān)控系統(tǒng)軟體對網(wǎng)路攝影機及視頻閘道可謂「一視同仁」,但由於視頻閘道選用的晶片數(shù)量及功能可以不受攝影機機身有限空間的限制,因此,視頻閘道的功能往往比IP網(wǎng)路攝影機多一些,比如說,視頻閘道可以很容易將多路晶片集成於一體,因此可以同時連接多路攝影機。
IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道的應用軟體
當按下了「Search Camera」(搜索攝影機)按鈕後,系統(tǒng)可以自動查找連接到網(wǎng)路上的攝影機或視頻閘道,并將它們一一列出。如圖2所示,New及New2即為找到的連網(wǎng)攝影機或視頻閘道的名稱,其中括弧內(nèi)前4組數(shù)位為該攝影機/視頻閘道的IP位址,後6組為其MAC地址。
如果系統(tǒng)連接無誤,但是在上述介面中卻找不到IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道,則可以根據(jù)產(chǎn)品出廠時設定的IP位址,在命令行輸入「pingx.x.x.x」(其中x為該產(chǎn)品的IP地址),以確定網(wǎng)路是否有問題。在找到IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道的情況下,一旦用滑鼠雙擊圖2中找到的某一臺攝影機的名稱,就會彈出要求輸入用戶名稱及密碼的介面,當用戶名及密碼輸入正確并按下OK按鈕時,就可彈出該攝影機畫面了。
在控制選項「Digital」介面中,可以對數(shù)位化圖像的格式、幀率、比特率、I幀的幀率和量化級數(shù)進行設定(圖中的圖像格式為CIF,幀率為13.00幀/s,比特率及I幀的幀率均沒有作限定,量化級數(shù)設定為5級)。除此之外,在控制選項「LENS&CCD」介面中可以對自動光圈鏡頭、背光補償、消除閃爍和自動白平衡進行設定;在控制選項「Video Input」介面中可以對圖像的對比度、亮度、飽和度和色調(diào)進行設定;在控制選項「Digital I/O」介面中可以對報警輸入/輸出埠的性質進行設定;在控制選項「UART」(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter,通用非同步收發(fā)器)介面中可以對RS232/RS485通信方式(串列傳輸速率、資料位元、奇偶校驗位、停止位)進行設定。
需要說明的是,網(wǎng)路視音頻接入設備的應用程式介面一般有兩種形式∶一種是普通的Windows應用程式介面,它們通常是用Visual C++或Visual Basic語言編寫而成,因此未安裝網(wǎng)路電視監(jiān)控應用程式的用戶不能通過網(wǎng)路看到IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道傳來的圖像,當然也不能對其進行控制;另一種是通用Internet瀏覽器介面(如微軟的IE介面),它們采用HTML語言編寫而成,用戶不需要安裝專用的網(wǎng)路電視監(jiān)控應用程式,用IE瀏覽器即可以看到上述網(wǎng)路監(jiān)控設備傳來的監(jiān)控畫面,此時,只有通過使用密碼驗證才能限制非授權用戶非法接入本監(jiān)控系統(tǒng)。
IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道的靈活運用
電視監(jiān)控系統(tǒng)的配置其實是很靈活的,IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道與常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)設備的組配同樣也很靈活。任何一臺聯(lián)網(wǎng)并安裝了監(jiān)控軟體的電腦都可以顯示經(jīng)視頻閘道傳來的16畫面分割器輸出的視頻畫面。這里,畫面分割器輸出的既可以是某一單路畫面,也可以是4、9或16畫面同屏顯示,但是在多畫面同屏顯示時,每一個攝影機畫面的有效清晰度將下降到最大清晰度的1/N(N為同屏顯示的小畫面數(shù))。需要注意的是,圖中對於畫面分割器的各種選擇控制是通過對IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道的RS-232口進行編程,并使其與畫面分割器後面板的RS-232口進行通信,從而實現(xiàn)通過TCP/IP網(wǎng)路對多畫面分割器的控制。
結論
作為傳統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)的新鮮事物,IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道一經(jīng)面世便引起業(yè)界的極大興趣。然而IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道的很多技術還有待進一步開發(fā)完善,僅以其采用的數(shù)位視頻壓縮編碼標準為例,可用的標準就有MPEG-1、MPEG-2、H.263或H.261,還有結合小波演算法的MPEG-4等。由於視頻壓縮國際標準還在不斷地修改,專用的積體電路晶片也不斷推陳出新,這些都預示著新一代的IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道可以在有限頻寬的網(wǎng)路中傳輸清晰度更高、即時性更強的監(jiān)控圖像,IP網(wǎng)路攝影機/視頻閘道在電視監(jiān)控系統(tǒng)中的應用前景更加廣闊。