高清网络摄像机及其智能化的方案设计

　　实现智能网络摄像机方案的组成与原理

　　通过前述的采用单片高性能的Stratix系列FPGA器件的单路高清IP网络摄像机的功能模块方案，加上嵌入的智能软件算法模块即可组成智能网络摄像机。显然，一台智能网络摄像机，即由摄像镜头、CCD或CMOS成像器件、A/D与预处理部分、智能软件算法模块、编码压缩模块部分与网络接口模块等六部分组成。

　　由图2可知，摄像镜头收集所监控场景的光学图像，并将它们聚焦成像到CCD或CMOS成像器件的感光面上，其转换输出的视频电信号经A/D变换与去除噪声、图像增强等预处理后，再送入嵌入智能软件算法的模块中。智能软件算法是智能网络摄像机最重要的部分，其算法的优劣、异常信号分析识别的准确与否是该摄像机能否实用的关键。当智能网络摄像机开始进入监控状态时，会把所监控场景的图像经编码压缩通过网络传输到监控中心，然后就只将有识别异常的信号，才经编码压缩，通过网络接口送到网络中传输，这样就可大大节省网络带宽的资源。

　　由于通过视频压缩后传输，会失去一部分真实信息并产生一些噪音信号，这时用智能软件对压缩后的视频进行分析与识别处理，相对会有更多的漏报警和误报警。而本方案的智能网络摄像机是对没有压缩的原始图像进行目标提取，就显然没有上述问题。并且，它只有在出现异常需预/报警的情况下，才需要把相关的视频发送到后端进行监视和记录，而一般情况下只需要通过网络传送很少的目标数据信息，这些目标数据信息的流量还不到视频流量的1/50，从而减少了对网络带宽的要求和消耗，减少了用户在网络方面的投资，而同时对网络条件不是很好的用户也带来了使用智能视频网络监控系统的可能。

　　因此，实现智能网络摄像机方案的重点是，选择与设计好的智能软件算法，然后将其嵌入DSP或与FPGA中，以形成智能软件模块部分。

　　智能网络摄像机方案的设计原则及要点

　　实现智能网络摄像机方案的设计原则及要点主要有以下几点。

　　模块化设计

　　这里所说的模块化设计，主要是使智能化功能模块化。个人认为，上节所述的可嵌入智能网络摄像机中的8个智能化功能，除前3个最基本的功能每个摄像机都需要而组成一个模块外，其余可单独组成。这样比较灵活方便，可以根据实际监控地点的需要而选取不同的模块装入，从而可减少资金投入，工程商也愿意接受。因此，进行模块化设计不仅可以给生产厂家带来方便，也非常适合实际中的需要。

　　可靠性设计

　　任何产品均需进行可靠性设计，即要求系统所设计的结构合理、产品经久耐用、系统运行稳定可靠。这样，必须进行EMC设计，要可抗EMI、防雷电及各种干扰等，以便能适应各种恶劣气候环境而不出现故障。

　　人性化操作设计

　　所谓人性化操作设计，即非常适合于人的简单方便的操作使用。如尽量采用

　　按键式操作，要有明确的指示灯和喇叭提示，在它安装得隐蔽与高的情况下，还可使用遥控器，将日常操作集中在遥控器上。

　　实用化设计

　　所谓实用化设计，即系统非常实用，操作使用简单方便、环节少、易学。能自动地方便地进行功能设置，以及与防盗、防火、门禁等系统联动，自动化程度高，使系统能在实际可能发生受侵害的情况下及时预/报警。此外，还要求有自检功能，并将自检结果定时上报给管理中心，接受管理中心监控，以便出现故障立即维护。

　　经济性设计

　　在考虑系统经济性时，除考虑降低系统的研发成本、生产成本外，还要顾及系统的使用成本，即已包括使用期间的维护费、备件费等。

　　为获得较高的性价比，设计时不应盲目追求复杂高级的方案。在满足性能指标的前提下，尽可能采用简单的方案，因为方案简单，意味着结构简单、可靠性高、成本低。

　　在上述因素综合考虑后，再选择确定适当的方案。