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网络微型摄像头(MIIPC)的核心技术
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智韬科技

时间 : 2018-10-22 16:16 浏览量 : 105

谈及网络微型摄像头以下简称MIIPC的核心技术,还是需要从其软硬件构成谈起。在硬件上,MIIPC主要是由光学器件、感光成像器件、IC芯片、电路板等构成;从软件上看,主要是包括视频编码压缩算法、视频分析算法及应用软件程序。不同的公司采用不同的成像器件、芯片、开发不同的压缩算法,最终生产的MIIPC设备在性能表现上会有很大的差别。

光学成像技术

光学成像系统无论是在模拟微型摄像头还是在MIIPC系统中都是一个重要的环节,视频图像的质量与光学成像系统密切相关。通常光学成像技术包括镜头技术及感光器件技术,一直以来,镜头技术以德国及日本的技术比较先进。感光器件目前有CCD及CMOS两种,CCD感光器件目前占绝对的市场份额。

CCD的主要优点是高解析、低噪音、高敏感、可大批量稳定生产等,日本公司的CCD技术占全球主导地位。CMOS技术自从20世纪80年代发明以来,初期主要用于低端、低品质市场,但随着CMOS技术的逐步成熟和完善,在高分辨率微型摄像头中,CMOS开始迅猛发展起来,CMOS技术目前是欧美公司较领先。这两种传感器各有长短,甚至许多公司的IPC产品线分别以CCD和CMOS传感器架构支撑,两条腿并行。

视频编码算法

视频编码算法不仅仅是MIDVS、MIDVR的核心技术,对于MIIPC一样是核心技术。无论何种编码方式,其关键是“在有限的码流下实现高质量的图像,并具有良好的网络适应性”。视频编码算法从早期的MJPEG,MPEG-4,发展到目前的H.264.H.264因为具有良好的图形质量、编码效率及网络适应能力,是目前及未来一段时间编码算法的主流。

早期的MIIPC主要采用MJPEG算法,MJPEG编码方式比较简单,对芯片的处理能力要求不高。采用帧内压缩方式,帧之间没有关系;图像质量好,适合于影像编辑。但是由于不采用帧间预测技术,使得码流过高从而网络负荷较重,存储空间需求也比较大。

MEPEG-4编码方式在IPC应用中比较多,可以实现较低码流下良好的图像质量,但是其编解码复杂性行对MJPEG而言较高,对芯片的处理能力要求较高。另外网络延迟,图像抖动等问题仍需要加强改善。

H.264是目前最高效的编码技术,同等图像质量下H.264编码产生的码流是MPEG-4的一半左右,并且内建针对流媒体和无线网络的优化工具,相比MPEG-4其编码复杂度跟高,编解码时间更长,需要编码芯片具有很强的运算处理能力,总体成本较高。

编码压缩芯片

在MIIPC设备中,核心的任务是视频的编码压缩,而视频的编码压缩工作,具体实施角色就是编码芯片,编码芯片具有高效的运算处理能力。目前视频编码算法的发展趋势是效率越来越高,同时算法越来越复杂,这对编码芯片的处理能力提出了更高的要求。

早期的MIIPC编码压缩工作有ASIC芯片或DSP芯片实现,目前有SOC单片系统占主导的趋势。得益于近几年网络视频监控市场的不断扩大,芯片厂商开始重视视频监控行业应用,从而不断地、有针对性地开发出高性能、低价格、专用于安防视频应用的多媒体芯片,使得芯片处理能力不断增强,进而可以运行复杂的视频编码算法。

视频分析技术

视频内容分析技术可以使系统对视频内容进行自动分析提取,将大量无用的视频信息进行过滤,而对于可疑的视频内容,可以自动触发事件从而改变分辨率、帧率,并发送报警视频给相应的客户端,这样大大节省了网络资源及存储资源。

编码压缩芯片

在MIIPC设备中,核心的任务是视频的编码压缩,而视频的编码压缩工作,具体实施角色就是编码芯片,编码芯片具有高效的运算处理能力。目前视频编码算法的发展趋势是效率越来越高,同时算法越来越复杂,这对编码芯片的处理能力提出了更高的要求。

视频分析技术

视频内容分析技术可以使系统对视频内容进行自动分析提取,将大量无用的视频信息进行过滤,而对于可疑的视频内容,可以自动触发事件从而改变分辨率、帧率,并发送报警视频给相应的客户端,这样大大节省了网络资源及存储资源。

目前主要的视频分析功能模块包括:

■入侵探测

■人数统计

■车辆逆行

■丢包检测

■人脸识别


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