论民用网络摄像机的应用及技术实现

论民用网络摄像机的应用及技术实现

一、民用安防市场前景广阔

      传统的安防大多以视频监控为主，并大多局限于受限范围内监控。而目前视频监控已由传统的安防监控向专用和民用发展。同时互联网和宽带网络技术的发展迅猛，现有的宽带网络已能够满足用户视频监控多方面的需求，使得基于宽带网络的数字化、网络化远程视频监控业务形成巨大的发展潜力。随着全球宽带市场的高速发展，一方面各大运营商纷纷对宽带应用大力推广，另一方面近几年宽带使用价格的进一步降低，成为了人人用的起的线路，使得宽带应用迅速普及。因此，在廉价的宽带线路上实现远程视频监控成为了一个更广泛的需求。全球各大电信运营商相继推出了基于宽带网络的视频增值服务，中国电信和中国网通、中国移动也相继开展了视频增值应用，他们对网络视频监控设备的需求急剧增长。根据相关资料统计民用安防产品在国外的普及率达到70%以上，其美观、安全、智能、安装简便等超性价比的优势，一直是国外家庭的首选安防产品。而国内市场发展尚未成熟，巨大的市场潜力也蕴藏着巨大的商业机会，根据有关机构推测，如果按照我国现有的城镇居民家庭1亿户计算，结合国民经济GDP增长率以及中国城市化发展速度，未来5年我国城镇居民家庭预期购买总量将达到5000万套，按照每套1000元计算，市场规模将达到500亿元人民币，平均每年也有100亿元的市场需求，沿海经济发达的农村地区还未纳入销售范围。民用安防市场前景巨大，但是以前的安防系统都是根据专业场合的应用而设计的，在易用性、价格、功能等方面不适合民用场合的使用。针对这种情况，北京翰林通科技有限公司根据市场需要开发了专门针对中小商铺、家庭和个人的“博视ocular”品牌的民用网络摄像机系列产品。下面来谈谈“博视ocular”民用网络摄像机的技术实现思路。

二、“博视ocular”民用网络摄像机简介

      “博视ocular”民用网络摄像机是专门针对中小商铺、个人家庭等民用场所安全需要而开发的智能化IP网络摄像机，它集成了无线射频技术和主动红外技术，使用最先进的网络数字视频技术，形成了集网络视频查看、网络防盗、可视对讲、网络存储等多种功能为一体的智能化视频管理系统。它区别于现有其他网络摄像机仅能用于专业安防的特点，大大扩展了网络视频的应用范围，使之成为家庭、个人、商铺、企业进行安全防范与可视化通讯必不可少的得力助手。“博视ocular”民用网络摄像机包括一体化网络摄像机、网络半球机、卡片机等类别。 

三、技术实现分析

      1．基本原理和关键技术

      “博视ocular”民用网络摄像机通过OV1/4英寸3百万像素CMOSSOC数字视频传感器可实现视频的采集，通过多媒体处理器实现视频的压缩和网络传输处理，多媒体处理器内嵌ARM926+DSP双核处理器，音频编码和底层应用软件基于ARM平台的嵌入式Linux系统设计开发，视频编码格式采用最新H.264Baseline压缩格式，支持双向语音对讲，支持与IPSan和IPTV设备的互联互通，并具有丰富的接口，包括SD卡存储、WiFi（802.11b/g）、RFID、LAN、RS485、报警输入输出等。

摄像机连接示意图

      （1）视频采集

      “博视ocular”摄像机选用OmniVision1/4英寸CMOSSOC数字视频传感器实现视频的采集。BS9000是一款高度整合的1/4英寸CMOSCameraChip(TM)传感器，在一个单芯片上提供一部VGA摄像头和影像处理器的全部功能。BS9000以OmniVision的mniPixel2(TM)技术为基础，弱光环境中也能提供较强的性能，在VGA模式下能够以60帧每秒(fps)或在QVGA模式下120fps运行。

芯片内部原理图

      （2）视频压缩

      视频编码选用高性能SOC，该芯片是一款基于ARM926+DSP双核处理器内核以及视频硬件加速引擎的高性能通信媒体处理器，具有高集成、可编程、支持H.264和MJPEG等多协议的优点，可广泛应用于实时视频通信、数字图像监控、网络摄像机等领域。视频处理单元能够支持H.264BaselineProfile、MJPEG、JPEG等多种协议的实时编解码；H.264BaselineProfile强大的编码算法极大的提高了视频质量，并且能够灵活的提供场编码或者帧编码，为客户支持不同的显示终端提供了方便；视频处理单元还支持双码流编码，即MJPEG和H.264可以同时编码。图形处理单元能够提供De-interlace算法处理、灵活的运动检测；支持视频、图形缩放；支持OSD。

      （3）底层软件

      底层软件基于ARM+DSP平台的嵌入式Linux系统设计开发，软件模块包括：音视频采集、音视频编码、网络传输、存储模块、加密模块、接口模块。

软件模块图

     

      音视频采集

      实现音频的采集和回声抵消处理；视频的采集和缩放；视频OSD功能；视频参数（亮度、对比度、色度）可调；图像的镜像/翻转功能；运动检测功能。

      音视频编码

      实现音频G.726、MP3编码，视频的BaselineProfile@Level3.0编码，MJPEG编码，视频的双码流处理，视频编码参数（分辨率、帧率、量化、码率）可调，编码方式（VBR、CBR）可选。

      网络传输

      实现音频、视频、数据的打包和网络协议层的处理；实现WiFi驱动的处理；网络参数的设置；DDNS域名解析；PPPOE拨号协议处理。

      存储模块

      实现SD卡存储、抓拍，IP-San存储协议的处理。

      加密模块

      实现数字水平和AES加密处理。

      接口模块

      实现云台通讯协议、报警输入输出、自动光圈镜头等的处理。

      2．技术创新点

      （1）独特的RFID技术

      “博视ocular”网络摄像机具有RF无线射频功能，可以同时连接无线红外探头、烟感探测器、煤气泄露探测器等多个传感设备并进行联动报警。

      当设备处于布防状态时，如果监控现场发生入侵或火灾等警情时，系统通过网络及时将现场图片发送至用户的手机或邮箱内，同时启动内置蜂鸣器或现场警报器进行声光报警，吓阻非法人员的犯罪行为，或提示周围人员警情发生。用户收到警报通知后，马上通过网络远程监看到现场情况并及时报警，从而保护用户的财产安全。

      （2）强大易用的手持无线遥控器

      通过功能强大、简便易用的手持无线遥控器，可方便实现对摄像头的旋转控制、布撤防、紧急求助、隐私保护功能。

      （3）强大的预警及报警功能

      当设备处于布防状态，如果监控现场发生警情，系统可通过网络及时将现场图片发生至用户的手机或邮箱内，同时启动内置蜂鸣器或现场警报器进行声光报警。

 （4）可视化紧急求助功能

      发生紧急事件时，用户可通过手持遥控器的紧急按钮触发设备向服务中心发出紧急求助，并将现场图片传输到服务中心，通知公安人员迅速接警。

      （5）隐私保护功能

      通过手持无线遥控器，用户可以方便自由的开启或关闭设备的隐私保护功能。

      （6）支持IPTV网络电视标准支持标准H.264视频流、标准AAC音频以及标准的IPTV通讯协议，可通过与IPTV系统的互通互控。

      （7）可视化网络对讲功能

      内置麦克风和喇叭，无须外接设备即可方便实现与中心的双向语音对讲。

      （8）SD卡本地存储

      内置的SD卡存储接口，可以进行视频存储、备份和管理。

      （9）WiFi无线连接

      标准的802.11b/g无线网络功能，用户无需网线连接，即可在任意位置安装摄像机。

      （10）强大的USB扩展功能

      可以连接U盘和USB接口的硬盘，扩展数据存储空间，方便数据导出。

      （11）视频环出AV接口

        通过AV接口方便现场调整摄像头的焦距，也可升级为网络音视频的模拟输出口，实现网络可视对讲。

四、总结

      民用安防市场具有巨大潜力，本文对“博视ocular”品牌的民用网络摄像机进行了分析，希望能够给同行一点参考。一个成熟的市场需要大家的共同参与，只有厂家、媒体和用户一起努力，才能形成一个良好的民用安防市场！