專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機本實用新型涉及監(jiān)控攝像裝置領(lǐng)域，具體指一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機。 [背景技術(shù)]目前在教學(xué)、安防、工業(yè)生產(chǎn)等各種場合得到廣泛使用的攝像機，大部分基于閉路 有線電視(CCTV)方式進行模擬視頻信號傳輸。該類攝像機具有一定的局限性，表現(xiàn)為第一 采用模擬視頻信號傳輸時，由于信號在傳輸過程中不可避免地受到各種干擾以及信號的衰 減，使得在長距離傳輸方面存在一定的困難。通常采用中繼放大的方式解決這一個問題，但 是會增加系統(tǒng)的成本。第二由于模擬信號傳輸通常采用基帶方式進行，使得攝像機和監(jiān)視 終端的結(jié)構(gòu)只能采用一對一的形式。這使得整個系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，增加了綜合布 線的成本。第三當(dāng)攝像機接有可控制的云臺、鏡頭或者其他輸入輸出信號時，通常需要外加 控制線路，使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。本實用新型目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)上述的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠 的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機。一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，包括殼體，攝像鏡頭、云臺組、視頻壓縮編碼處理器，還具有 與IP地址相關(guān)聯(lián)的唯一標(biāo)識信息的網(wǎng)絡(luò)模塊、控制器；所述控制器用于將所述視頻壓縮編 碼器發(fā)送的視頻信號通過所述網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)，所述控制器包括視音頻控制器和 云臺組控制器。所述云臺組包括水平轉(zhuǎn)動云臺和垂直轉(zhuǎn)動云臺；所述水平轉(zhuǎn)動云臺設(shè)置在所述殼 體上，所述垂直轉(zhuǎn)動云臺設(shè)置在所述水平轉(zhuǎn)動云臺頂部，所述鏡頭設(shè)置在所述垂直轉(zhuǎn)動云 臺上。在所述殼體上還設(shè)置有麥克風(fēng)，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有音頻壓縮編碼處理器，所述 麥克風(fēng)與所述音頻壓縮編碼處理器電連接，所述音頻壓縮編碼處理器與所述控制器電連 接。所述視頻壓縮編碼處理器對圖像信號進行MPEG4、H. 263, H. 264或M-JPEG壓縮編碼。所述攝像鏡頭包括至少一個鏡頭、以及圖像傳感器。所述圖像傳感器是CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。在所述殼體上還設(shè)置有聲光報警器，所述控制器還用于接收外部報警信號并驅(qū)動 所述聲光報警器進行報警。本實用新型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，使得圖像監(jiān)控技術(shù)有了一個質(zhì)的飛躍；首先，網(wǎng)絡(luò)的 綜合布線代替了傳統(tǒng)的視頻模擬布線實現(xiàn)了真正的視頻、音頻、數(shù)據(jù)合一，可即插即用，工 程實施簡便，統(tǒng)擴充方便；其次，實現(xiàn)跨區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控，特別地，通過利用互聯(lián)網(wǎng)，使得圖像 監(jiān)控不受距離限制，而且圖像清晰，穩(wěn)定可靠；再者，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。可不借助于PC進行獨立運行，使得處于同 一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的用戶可以在任何時候，在任意一臺計算機上通過Web瀏覽器進行遠(yuǎn)程監(jiān)控 和管理。使得用戶可以在一個地方擁有一臺攝像機，卻可以在另一個地方通過IP網(wǎng)絡(luò)獲得 這個地方的現(xiàn)場視訊。這些視頻資料可以經(jīng)過授權(quán)只允許特定用戶看到，也可以是在特定 網(wǎng)區(qū)內(nèi)發(fā)布給大眾的公共資訊。

圖1是本實用新型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機的電路原理框圖。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解此處所描述的具體實施實例僅僅用以解 釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1、2所示，在本實用新型的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機中，其具有與I P地址相關(guān)聯(lián)的唯 一的標(biāo)識信息，并包括殼體1、麥克風(fēng)6、至少一個鏡頭3、云臺組2、圖像傳感器5、視頻壓 縮編碼處理器7、音頻壓縮編碼器61、網(wǎng)絡(luò)模塊8、控制器9 ；其中，麥克風(fēng)6和云臺組2設(shè)置 在殼體1上，鏡頭3設(shè)置在云臺組2上；音頻壓縮編碼處理器61、視頻壓縮編碼處理器7、網(wǎng) 絡(luò)模塊8和控制器9設(shè)置在殼體1內(nèi)；鏡頭3作為前端部件，有固定光圈、自動光圈、自動變 焦、自動變倍等種類，與模擬攝像機相同。圖像傳感器5可以是CMOS圖像傳感器或CCD圖 像傳感器，其中CMOS圖像傳感器是利用硅和鍺這兩種材料所做成的半導(dǎo)體，通過其上帶負(fù) 電和帶正電的晶體管來實現(xiàn)基本的功能的。這兩個互補效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片 記錄和解讀成影像。CMOS圖像傳感器最主要的優(yōu)勢就是非常省電，幾乎沒育靜態(tài)電量消耗。 這就使得CMOS圖像傳感器的耗電量只有COKCharge-coupledDevice)圖像傳感器的1/3 左右。CXD圖像傳感器由在單晶硅基片上呈二維排列的光電二級管及其傳輸電路構(gòu)成。光 電二極管把光轉(zhuǎn)化成電荷，再經(jīng)轉(zhuǎn)化電路傳送和輸出。通常，傳送優(yōu)良圖像質(zhì)量的設(shè)備都采 用CCD圖像傳感器，而注重功耗和成本的產(chǎn)品則選擇CMOS圖像傳感器。但新的技術(shù)正在克 服每種器體固有的弱點，同時保留了適合于特定用途的某些特性。這一部分與模擬攝像機 相同。如圖2所示，鏡頭3與圖像傳感器5電連接，圖像傳感器5與視頻壓縮編碼處理 器7電連接，麥克風(fēng)6與音頻壓縮編碼處理器7電連接；視頻壓縮編碼處理器7、音頻壓縮 編碼處理器61、網(wǎng)絡(luò)模塊8和云臺組8分別與控制器9電連接；其中，所述云臺組用于驅(qū)動 所述鏡頭水平和垂直轉(zhuǎn)動；控制器9用于將視頻壓縮編碼器7和音頻壓縮編碼處理器61發(fā) 送的視頻和音頻信號通過網(wǎng)絡(luò)模塊8發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)，以及在出現(xiàn)異常情況時發(fā)送報警信 號，并接收外部網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)模塊8發(fā)送的控制信號從而驅(qū)動云臺組2。在實施中，云臺組 2包括水平轉(zhuǎn)動云臺和垂直轉(zhuǎn)動云臺；水平轉(zhuǎn)動云臺設(shè)置在殼體1上，垂直轉(zhuǎn)動云臺設(shè)置在 水平轉(zhuǎn)動云臺頂部，鏡頭3設(shè)置在垂直轉(zhuǎn)動云臺上。工作中，水平轉(zhuǎn)動云臺可控制鏡頭3進 行水平180度范圍的轉(zhuǎn)到，垂直轉(zhuǎn)動云臺可控制鏡頭3進行垂直90度范圍的轉(zhuǎn)動。在實施中，視頻壓縮編碼處理器7采用了幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、運動估值和運動補償、整數(shù)變換等方式，以提高對圖像的壓縮率。其中幀內(nèi)預(yù)測是視頻壓縮編碼處理器7根 據(jù)圖像中相鄰像素可能相同的性質(zhì)，利用相鄰像素的相關(guān)性，采用新的幀內(nèi)預(yù)測模式，通過 當(dāng)前像素塊的左邊和上邊的像素進行預(yù)測，只對實際值和預(yù)測值的差值進行編碼，從而能 用較少的比特數(shù)來表達幀內(nèi)編碼的像素塊信息；而幀間預(yù)測通過多幀參考和更小運動預(yù)測 區(qū)域等方法對下一幀進行精確預(yù)測，從而減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，實現(xiàn)降低圖像的時域相關(guān)性。 視頻壓縮編碼處理器7把運動估值和幀內(nèi)預(yù)測的殘差結(jié)果從時域變換到頻域，使用了類似 于4X4離散余弦變換(DCT)的整數(shù)變換，而不是像MPEG-2和MPEG-4那樣采用8X8DCT 的浮點數(shù)變換。以整數(shù)為基礎(chǔ)的空間變換具備效果好、計算快，反變換過程中不會出現(xiàn)適 配問題等優(yōu)點，并且結(jié)合量化過程，保證了在16位計算系統(tǒng)中，計算結(jié)果有最大精度且不 會溢出。4X4的變換塊也8X8更能減少塊效應(yīng)和震鈴效應(yīng)。該視頻壓縮編碼處理器7采 用ARM+DSP+硬件加速引擎的多核高集成度的SOC構(gòu)架，具備強大的視頻處理功能?？蓪?現(xiàn)DVD畫質(zhì)的實時編碼性能，能自適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，確保畫面的清晰度和實時性，低碼率 的視頻壓縮編碼處理器7編碼技術(shù)極大減少網(wǎng)絡(luò)存儲空間，并通過集成DES13DES加解密 硬件引擎確保網(wǎng)絡(luò)安全。視頻壓縮編碼處理器7采用0. 13um工藝、LFBGA400封裝，大小 為19X19mm，引腳間距為0. 8mm，片內(nèi)集成了包括數(shù)字視頻接口、USB、ΕΤΗ、I2S、I2C、GPI0、 SPI> UART、SDRAM、DDR等接口，滿足各種應(yīng)用場景的設(shè)備開發(fā)的同時能大大降低了設(shè)備的 BOM成本。其工作原理視頻輸入單元通過ITU-R BT. 601/656接口接收由VADC輸出的數(shù)字 視頻信息，并通過AHB總線把接收到的原始圖像寫入到外存(SDRSDRAM或DDR SDRAM)中 視頻編解碼器從外存中讀取圖像，進行運動估計、DCT變換、量化、熵編碼等操作，最后將符 合H. 264協(xié)議的裸碼流和編碼重構(gòu)幀寫入到外存中；視頻輸出單元從外存中讀取圖像并通 過ITU-R BT. 601/656接口送給VDAC進行顯示，應(yīng)用的需求不同，視頻輸出單元從外存中讀 取的圖像內(nèi)容也不同，當(dāng)需要對輸入圖像進行預(yù)覽時，視頻輸出單元從外存中讀取原始圖 像，當(dāng)需要觀察視頻編碼器的編碼效果時，視頻輸出單元從外存中讀取編碼重構(gòu)幀；ARM對 視頻編碼器輸出的碼流進行協(xié)議棧的封裝，然后送網(wǎng)口發(fā)送，以實現(xiàn)視頻點播業(yè)務(wù)?？刂破?是該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機的心臟，它肩負(fù)著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機的管理和控制工 作。如果是硬件壓縮編碼，控制器9是一個獨立部件；如果是軟件編碼壓縮，控制器9是運 行編碼壓縮軟件的DSP，即二者合而為一。在實施中，控制器9包括視音頻控制器91和云臺 控制器92，其中視音頻控制器91接收視頻壓縮編碼處理器7和音頻壓縮編碼處理器61發(fā) 送的視音頻信號，然后通過網(wǎng)絡(luò)模塊8發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)，以便進行遠(yuǎn)程監(jiān)控的用戶查看；另 外，如果出現(xiàn)異常，視音頻控制器還可將報警信號通過網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)，以告知用 戶出現(xiàn)異常情況。遠(yuǎn)程監(jiān)控的用戶也可通過網(wǎng)絡(luò)向網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送控制信號，并進一步發(fā)送 到云臺組控制器92，使得云臺組控制器92驅(qū)動水平轉(zhuǎn)動云臺21和垂直轉(zhuǎn)動云臺22轉(zhuǎn)動， 從而帶動鏡頭3轉(zhuǎn)動。網(wǎng)絡(luò)模塊8提供該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機的網(wǎng)絡(luò)功能，它采用了 RTP/RTCP、UDP、HTTP、 TCP/IP等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，允許用戶從自己的PC機使用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器根據(jù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機 的唯一的IP地址對該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機進行訪問，觀看實時圖像，及控制鏡頭3和云臺組2。 網(wǎng)絡(luò)模塊8其實是將嵌入式TOB服務(wù)器以及以太網(wǎng)接口合在一起的統(tǒng)稱。集中到一個設(shè)備 內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，達到即插即看，省掉多種復(fù)雜的電纜，安裝方便，用戶無需安裝人 任何硬件設(shè)備，僅用瀏覽器即可觀看。嵌入式WEB服務(wù)器是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，有硬件和軟件兩個部分，其主要功能包括為監(jiān)控端提供WEB訪問頁面對監(jiān)控端的訪問進行有效 性、安全性檢查；響應(yīng)監(jiān)控端的請求，為監(jiān)控端提供所需要的視頻圖像；接收監(jiān)控端的控制 信息，經(jīng)過軟硬件轉(zhuǎn)換后對攝像機進行控制。每個服務(wù)器有自己的IP地址，在監(jiān)控端可以 通過瀏覽器界面訪問服務(wù)器。監(jiān)控端的功能則是顯示現(xiàn)場視頻，并根據(jù)需要向服務(wù)器發(fā)送 視頻請求以及對攝像機的控制信號。在實施中，網(wǎng)絡(luò)模塊采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看網(wǎng)絡(luò)模塊8上的視頻信號，經(jīng)授權(quán)的用戶還可 以控制云臺組2、鏡3的動作或?qū)ο到y(tǒng)配置進行操作。由于把視頻壓縮編碼處理器7和網(wǎng) 絡(luò)模塊8功能集中到一個體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，達到即插即看，省掉多 種復(fù)雜的電纜，安裝方便，用戶也無需安裝任何硬件設(shè)備，僅用瀏覽器即可觀看。嵌入式網(wǎng) 絡(luò)模塊8監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較，其布控區(qū)域廣闊；網(wǎng)絡(luò)模塊將該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像 機直接連入網(wǎng)絡(luò)，沒有線纜長度和信號衰減的限制，同時網(wǎng)絡(luò)是沒有距離概念的，徹底拋棄 了地域的概念，擴展布控區(qū)域。系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴展能力，所有數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機設(shè) 備都以IP地址進行標(biāo)識，增加設(shè)備只是意味著I P地址的擴充。可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng) 絡(luò)，采用基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于 PC平臺的監(jiān)控方式有極大的不同，由于網(wǎng)絡(luò)模塊輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，采 用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠(yuǎn)程視頻傳輸。性能穩(wěn)定可靠，無需 專人管理。該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機為工程應(yīng)用提供了實用的外部接口，如控制云臺組的接口，用 于報警信號輸入輸出的I/O端口。如紅外探頭發(fā)現(xiàn)有目標(biāo)出現(xiàn)，發(fā)報警信號給數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝 像機，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機自動調(diào)整鏡頭方向并實時錄像；另一方面，當(dāng)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機偵測到 有移動目標(biāo)出現(xiàn)時，亦可向外發(fā)出報警信號。在工作中，圖像信號經(jīng)過鏡頭3輸入到圖像傳感器5，聲音信號經(jīng)過麥克風(fēng)6輸入 后，由圖像傳感器5和麥克風(fēng)轉(zhuǎn)6化為電信號，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號， 再經(jīng)過視音頻壓縮編碼處理器7進行處理，其中視音頻壓縮編碼處理器7編碼器按MPEG4、 H. 263, H. 264或M-JPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)進行編碼壓縮，再發(fā)送到視音頻控制器91，最后由網(wǎng)絡(luò)模 塊8按一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議送上局域網(wǎng)。在實施中，可在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機的殼體1上設(shè)置報警裝置，優(yōu)選的設(shè)置一聲光報 警器，在工作中，遠(yuǎn)程監(jiān)控的用戶如發(fā)現(xiàn)異常時，可通過網(wǎng)絡(luò)模塊8發(fā)送報警信號到控制器 9，控制器9接收到報警信號后可驅(qū)動聲光報警器進行報警。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，包括殼體，攝像鏡頭、云臺組、視頻壓縮編碼處理器，其特征在 于還具有與IP地址相關(guān)聯(lián)的唯一標(biāo)識信息的網(wǎng)絡(luò)模塊、控制器；所述控制器用于將所述 視頻壓縮編碼器發(fā)送的視頻信號通過所述網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)，所述控制器包括視音 頻控制器和云臺組控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，其特征在于，所述云臺組包括水平轉(zhuǎn)動云 臺和垂直轉(zhuǎn)動云臺；所述水平轉(zhuǎn)動云臺設(shè)置在所述殼體上，所述垂直轉(zhuǎn)動云臺設(shè)置在所述 水平轉(zhuǎn)動云臺頂部，所述鏡頭設(shè)置在所述垂直轉(zhuǎn)動云臺上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，其特征在于，在所述殼體上還設(shè)置有麥 克風(fēng)，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有音頻壓縮編碼處理器，所述麥克風(fēng)與所述音頻壓縮編碼處理器 電連接，所述音頻壓縮編碼處理器與所述控制器電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，其特征在于，所述視頻壓縮編碼處理器對 圖像信號進行MPEG4、H. 263, H. 264或M-JPEG壓縮編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，其特征在于，所述攝像鏡頭包括至少一 個鏡頭、以及圖像傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，其特征在于，所述圖像傳感器是CCD圖像傳 感器或CMOS圖像傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，其特征在于，在所述殼體上還設(shè)置有聲 光報警器，所述控制器還用于接收外部報警信號并驅(qū)動所述聲光報警器進行報警。
專利摘要本實用新型涉及監(jiān)控攝像裝置領(lǐng)域，具體指一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，包括殼體，攝像鏡頭、云臺組、視頻壓縮編碼處理器，還具有與IP地址相關(guān)聯(lián)的唯一標(biāo)識信息的網(wǎng)絡(luò)模塊、控制器；所述控制器用于將所述視頻壓縮編碼器發(fā)送的視頻信號通過所述網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)，所述控制器包括視音頻控制器和云臺組控制器，使得處于同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的用戶可以在任何時候，在任意一臺計算機上通過Web瀏覽器進行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。使得用戶可以在一個地方擁有一臺攝像機，卻可以在另一個地方通過IP網(wǎng)絡(luò)獲得這個地方的現(xiàn)場視訊。
文檔編號G08B21/18GK201860413SQ20102027461
公開日2011年6月8日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者張小平 申請人:深圳市廣越視通電子有限公司