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网络摄像机的性能要求

大家知道,在局域网或者其它媒体中传输高质量的图像要受到带宽的限制,而目前市场上网络摄像机的图像质量较差,其主要原因是它的使用受到带宽限制。
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【安防知识网】大家知道,在局域网或者其它媒体中传输高质量的图像要受到带宽的限制,而目前市场上网络摄像机的图像质量较差,其主要原因是它的使用受到带宽限制。因此,要提高网络摄像机传输图像的质量,除网络原因外,还必须要提高网络摄像机的性能,即必须注意下列几个技术问题。

  图像数据压缩技术

  由于网络摄像机的使用受到带宽的限制,因此必须要有好的图像数据压缩技术。由于MPEG-1、MPEG-2等几种压缩标准采用的是基于结构的压缩方法,其算法固定,不能适应传输速率不等的这种网络的一致访问,因而容错性差。它们同M-JPEG一样,占用硬盘空间较大,尤其网络传输占用带宽较大,不适用于远程实时传输视频图像。

  MPEG4通过帧重建技术压缩和传送图像,它利用很窄的带宽,以最少的数据获得最佳的图像质量。其图像压缩比高,网络传输占用带宽小,能通过各种传输方式进行远程视频图像传输。由于MPEG4拥有压缩率高,视讯品质可随频宽及使用者调整,对不同频宽仅需编码一次,适合各种频段应用及具备可广播等功能,因而将有效解决有线、无线频宽使用不足的窘境。所以,目前网络摄像机采用MPEG4压缩格式,最好采用新的H.264压缩格式。

  因为H.264不仅比H.263和MPEG-4节约了50%的码率,而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的编码机制,有利于网络中的分组传输,支持网络中视频的流媒体传输。H.264具有较强的抗误码特性,可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。H.264支持不同网络资源下的分级编码传输,网络亲和性好,因而能获得平稳的图像质量。

  H.264是继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式,它既保留了以往压缩技术的优点和精华,又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点:如压缩后的数据量只有MPEG4的1/3,从而大大节省用户的下载时间和数据流量收费;H.264能提供连续、流畅的高质量图像(DVD质量);能解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误,即容错能力强;H.264的文件能容易地在不同网络上传输(如互联网,CDMA,GPRS,WCDMA,CDMA2000等),即网络适应性强等。所以,H.264标准使运动图像压缩技术上升到了一个更高的阶段,在同等图像质量下的压缩效率比以前的标准提高了2倍以上,因而有可能被广播、通信和存储媒体(CD DVD)接受成为统一的标准,最有可能成为宽带交互新媒体的标准。

  选择好的固体摄像机

  在有较好的图像数据压缩技术和其他(如网络、计算机等)较好的应用环境下,还存在有影响网络摄像机的带宽因素,那就是网络摄像机使用的CCD或CMOS固体摄像机的质量。因为质量不好的固体摄像机不能输出稳定而干净的图像,这些不稳定而不干净的图像表现为带有色偏、色滚、画面扭曲或滚动、干扰条纹、噪点等。它们被输入到网络摄像机后,就会被识别为是新增加的原始参考图像而被重新传输,从而使所占用的传输带宽增大。

  实际上,在连续图像传输的过程中,我们只传输图像变化的部分,而相对静止的部分不传输(即使图像数据变短而实现了压缩,从而使占用的带宽减少)。而网络摄像机在识别图像是静止还是活动的依据主要是检测图像的灰度(或色阶)是否发生变化。无变化就是静止的,有变化就是活动的。但影响灰度变化的因素除移动的人和物外,还有这些不稳定和不干净的图像噪声,如光线的变化等。所以,网络摄像机必须选用优质的固体摄像机。[nextpage]

  选用DSP芯片运算速度1000万次/秒以上的固体摄像机

  因为日光灯1秒钟亮灭的变化达100次,即20ms变化一次,普通的摄像机跟不上这个变化的速度,所摄图像就会产生色偏和色漂移,使原本静止的画面变成颜色周期性变化的“活动”而不稳定的图像。从而使网络摄像机识别为变化的图像,又使压缩后数据增大,占用的带宽增多。

  如果固体摄像机的DSP芯片运算速度移动快,如仅用1ms就可以平衡一次白平衡的变化,从而就可以得到非常稳定的图像。由此看出,网络摄像机最好应选用DSP芯片运算速度为1000万次/秒以上的固体摄像机为好。

  选用信噪比指标至少大于52dB,最好能达60dB的固体摄像机

  信噪比不高的摄像机拍摄的画面中充满噪点,而这些噪点在画面中的位置是没有重复性的,其每一帧画面都不一样,从而使网络摄像机认为每幅都是全屏变化的图像,压缩后数据最大,占用的带宽也最多。这种画面数据比干净画面数据至少要大30%以上,这就是目前很多用户的网络摄像机带宽增大的主要原因之一。

  由上可知,选择用于网络摄像机中的固体摄像机的信噪比指标至少要大于52dB以上,最好能达60dB。

  选用灵敏度高的固体摄像机

  因为选用灵敏度高的固体摄像机(即选用低照度摄像机),可以提高照度低时的信噪比,从而可输出无噪点的图像。

  要有小的远程视频网络传输延时

  远程视频网络传输延时,对任何一种网络摄像机或网络视频服务器等都是不可避免的。显然,这种延时将直接影响数字监控的效果。因而要尽量减少其延时值。而不同的网络摄像机的延时值不同,因为在不同的帧速率下其传输延时不等。所谓帧速率为每秒传输的总帧数,包括1帧和P帧。但帧速率设定愈大,其带宽愈大,图像也愈连续。

  对同一类产品,其帧速率越高,传输延时越小。因此,为提高数字监控的效果,应尽量提高其帧速率。

  注意其它辅助措施

  要想得到高品质的影像,除上面所述各点外,还要注意以下几点:

  ·要注意计算机屏幕的显示设定,其屏幕色彩至少为65000色;

  ·要影像品质好,摄像机所监控的场景的照度至少需达到200LX;

  ·摄像机最好避免背光;

  ·要减小对比度,即调节摄像机的曝光程度来取得较平均的照度。

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