Digitální webová kamera je síťové zařízení, který se skládá z videokamery (CCD matice), kompresního procesoru a vestavěného webového serveru. Webová kamera se zpravidla používá jako zařízení pro organizování nahrávání videa, videokonferencí nebo video dohledu a přenosu videoobrazu přes síť LAN/WAN/Internet. K provozu webové kamery v síti nejsou potřeba žádná speciální zařízení. osobní počítač. V závislosti na nastavení může být přístup k obrazu přijatému webovou kamerou otevřen všem uživatelům sítě nebo pouze oprávněným uživatelům.

^

Konstrukce a princip fungování webové kamery

Moderní webová kamera je digitální zařízení, které zaznamenává video, převádí analogový video signál na digitální, komprimuje digitální video signál a přenáší video obraz přes počítačová síť. Webová kamera proto obsahuje následující součásti:

CCD matice,

objektiv,

optický filtr,

karta pro záznam videa,

jednotka pro kompresi videa,

centrální procesor a vestavěný webový server,

flash paměť,

síťové rozhraní

sériové porty,

alarmové vstupy/výstupy.

Používá se jako fotodetektor ve většině webových kamer. CCD matrice (CCD, CCD - charge-coupled device) - obdélníková světlocitlivá polovodičová deska s poměrem stran 3:4, která přeměňuje světlo na ni dopadající na elektrický signál. CCD matrice se skládá z velkého počtu fotosenzitivních buněk. Aby se zvýšila citlivost CCD matrice na světlo, často se vytváří struktura, která vytváří mikročočku před každou z buněk. Technické parametry webové kamery obvykle udávají formát CCD matice (délka úhlopříčky matice v palcích), počet efektivních pixelů, typ skenování (prokládaný nebo prokládaný) a citlivost.

Objektiv je čočkový systém určený k promítání obrazu pozorovaného objektu na světlocitlivý prvek webové kamery. Čočka je nedílnou součástí webové kamery, takže kvalita obrazu videa přijímaného webovou kamerou závisí na jejím správném výběru a instalaci. Docela často je webová kamera dodávána s objektivem. Čočky se vyznačují následujícím nejdůležitější parametry, jako je ohnisková vzdálenost, relativní clona (F), hloubka ostrosti, typ montáže (C, CS), formát.

Optické infračervené řezané filtry , které se instalují do webových kamer, jsou opticky přesné planparalelní desky namontované na vrchní straně CCD matrice. Fungují jako optické dolnopropustné filtry s mezní frekvencí asi 700 nm, blízko červené. Odříznou infračervenou složku světelných vln a poskytují webkameře správnou reprodukci barev. Mnoho černobílých webových kamer však takové filtry nainstalované nemá, a proto mají monochromatické webové kamery vyšší citlivost.

Karta pro záznam videa Webová kamera (digitalizační jednotka) převádí analogový elektrický signál generovaný CCD maticí do digitálního formátu. Proces převodu signálu se skládá ze tří fází:

Vzorkování,

Kvantování

Kódování.

Vzorkování- odečítání amplitudy elektrického signálu v pravidelných intervalech (periodě). Tento stupeň převodu signálu je charakterizován vzorkovací frekvencí.

Kvantování je proces prezentace výsledků vzorkování v digitální podobě. Změna úrovně elektrického signálu během vzorkovací periody je znázorněna jako kódové slovo 8, 10 nebo 12 bitů, které poskytují 256, 1024 a 4096 kvantizačních úrovní. Přesnost reprezentace signálu v digitální podobě závisí na počtu kvantizačních úrovní.

Kódování. Kromě informací o změnách úrovně signálu získaných v předchozí fázi generuje proces kódování bity indikující konec hodinového pulsu a začátek nového rámce, jakož i další bity ochrany proti chybám.

Kompresní blok webové kamery komprimují digitalizovaný video signál do jednoho z kompresních formátů (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Díky kompresi se zmenší velikost snímku videa. To je nezbytné pro ukládání a přenos videa po síti. Pokud má místní síť, ke které je webová kamera připojena, omezenou šířku pásma, pak je vhodné, aby nedošlo k přeplnění síťového provozu, snížit množství přenášených informací snížením buď frekvence přenosu snímků po síti, nebo rozlišení snímků. Většina kompresních formátů, které webové kamery používají, poskytuje rozumný kompromis mezi těmito dvěma způsoby řešení problému přenosu videa po síti. Dnes známé kompresní formáty umožňují získat digitalizovaný stream o šířce pásma 64 KB - 2 MB (s touto šířkou pásma mohou videodatové toky pracovat paralelně s jinými datovými toky v sítích).

Komprese videa ve webové kameře může být provedena hardwarově nebo softwarově. Softwarová implementace komprese je levnější, ale vzhledem k vysoké výpočetní kapacitě kompresních algoritmů je neúčinná, zvláště když potřebujete sledovat video z webové kamery online. Většina předních výrobců proto vyrábí webové kamery s hardwarovou kompresí. Například každá síťová kamera AXIS Communications je vybavena kompresním procesorem ARTPEC, který provádí vysokorychlostní kompresi videa do formátu JPEG/MJPEG.

procesor je výpočetním jádrem webové kamery. Provádí operace pro výstup digitalizovaných a komprimovaných obrazů videa a je také zodpovědný za provádění funkcí vestavěného webového serveru a řídicí program pro webové kamery.

Rozhraní pro Ethernet slouží k připojení webové kamery k síti Ethernet 10/100 Mbit/s.

Chcete-li pracovat v síti, webová kamera může mít sériový port pro připojení modemu a práci v režimu dial-up v nepřítomnosti lokální síť. K webové kameře můžete také připojit periferní zařízení prostřednictvím sériového portu.

Flash paměťová karta umožňuje aktualizovat programy pro ovládání webové kamery a ukládat vlastní HTML stránky.

RAM slouží k ukládání dočasných dat, která se generují při provádění ovládacích programů a uživatelských skriptů. Mnoho internetových kamer má tzv. video buffer. Jedná se o část paměti RAM vyhrazenou pro záznam a dočasné ukládání snímků videa zachycených webovou kamerou. Informace ve vyrovnávací paměti videa se aktualizují cyklicky, tzn. místo nejstaršího se zaznamená nový snímek. Tato funkce je nezbytná, pokud webová kamera provádí bezpečnostní video dohled, protože umožňuje obnovit události předcházející a následující po poplachu z bezpečnostních senzorů připojených k webové kameře.

Alarmové vstupy/výstupy slouží k připojení poplachových senzorů k webové kameře. Když se spustí jeden ze senzorů, generuje se poplachový signál, v jehož důsledku procesor webové kamery sestaví sadu snímků zaznamenaných ve vyrovnávací paměti videa před, po a v době poplachu. Tuto sadu rámců lze odeslat danému emailová adresa nebo přes FTP.

^

Připojení a instalace webové kamery

Webová kamera je obvykle připojena k internetu přes ethernetový port 10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX nebo pomocí modemu přes sériový port. Jakmile je webová kamera fyzicky připojena k síti, je jí přidělena IP adresa. Webová kamera nejčastěji nemá výchozí IP adresu; instaluje se buď pomocí příslušné funkce standardního webového prohlížeče, nebo příkazem DOS, který slouží k identifikaci sériové číslo webkameru, přiřazenou výrobcem. Kromě toho se rozvíjejí výrobní podniky speciální programy pro webové kamery, které značně zjednodušují postup přidělování IP adresy webové kameře (například IP Installer od AXIS Communications). Díky vestavěnému softwaru pro webový server, FTP server, FTP klienta, e-mailového klienta atd. se webkamera připojuje přímo k síti LAN/WAN/Internet a funguje v ní jako samostatné síťové zařízení. Tím se webkamery odlišují od ostatních digitálních fotoaparátů, které vyžadují připojení k osobnímu počítači přes USB resp LPT port. Webové kamery navíc mohou podporovat práci s uživatelskými skripty a JAVA applety.

Pro instalaci webové kamery venku nebo uvnitř mnoho výrobců zahrnuje speciální upevňovací prvky do konstrukce těla kamery určené pro instalaci na stěny, stropy, držáky a otočná zařízení. Některé webové kamery mají vestavěná otočná zařízení určená k montáži na vodorovný nebo svislý povrch.

^

Další vlastnosti a funkce webové kamery

Detektor pohybu je softwarový modul, jehož hlavním úkolem je detekovat webové kamery pohybující se v zorném poli na místě video dohledu. Detektor pohybu detekuje nejen pohyb v obrazovém poli, ale zjišťuje také rozměry objektu a rychlost jeho pohybu. V závislosti na úkolech video dohledu je detektor pohybu webové kamery nakonfigurován tak, aby detekoval pohyb objektů s maximální minimalizací falešných poplachů (filtrování rušení), a je nastavena flexibilní logika zpracování poplachů (záznam poplachu, integrace s dalším zabezpečovacím zařízením).

Přenos zvuku přes síť se ve většině případů provádí připojením dalšího zvukového modulu k webové kameře. Například AXIS Communications rozšířit funkčnost webcams vyrábí speciální audio modul AXIS 2191, kompatibilní s většinou webkamer AXIS.

Ochrana heslem slouží k omezení přístupu k webkameře osobám, které nemají přístupová práva.

Ve výchozím nastavení lze obraz z webové kamery sledovat z libovolného síťového počítače, který má nainstalovaný standardní webový prohlížeč, např. internet Explorer nebo Netscape Navigator. Můžete však omezit počet lidí, kteří mají přístup k webové kameře, zadáním hesla na úrovni uživatele. Mnoho webových kamer podporuje víceúrovňovou ochranu heslem pro rozlišení přístupových a administrátorských práv.

^

Programy pro webovou kameru

Obraz z webové kamery lze obvykle zobrazit pomocí standardního webového prohlížeče, jako je Internet Explorer nebo Netscape Navigator. Mnoho výrobních společností však vyvíjí exkluzivní programy pro webové kamery.

Kombinují funkce webového prohlížeče a správce software a používají se ke správě, konfiguraci a prohlížení obrázků z webové kamery (například AXIS Camera Explorer nebo program pro správu JVC Professional pro správu síťových zařízení v řadě V.networks). K dispozici je také software pro distribuci síťové systémy video dohled, podpůrná zařízení od různých výrobců, například Sphinx-DV od Digicore Systems.

^

Připojení webové kamery k síti

V současné době se webová kamera může připojit k síti několika způsoby, které jsou založeny na různých standardech přenosu dat.

10/100 Mbit Ethernet. Toto je nejoblíbenější způsob přenosu dat z webové kamery do sítě. Existují dva standardy pro sítě 10 Mbit Ethernet: 10Base2 (pomocí koaxiálního kabelu) a 10BaseT (pomocí kroucené dvoulinky). 10Base2 se používá extrémně zřídka kvůli citlivosti koaxiálního kabelu na vnější šum. Používá standard 100BaseTX kroucený pár a poskytuje rychlost přenosu dat 100 Mbit/s.

1000 Mbit Ethernet, Gigabit Ethernet. Zde použitý standard 1000BaseTX je vylepšená verze 100BaseTX. Tento standard se používá především pro budování páteřních sítí lokální sítě.

Standardní telefonní modemy. Jedná se o levný a poměrně běžný způsob připojení webové kamery globální síť. Hlavní nevýhodou tohoto způsobu připojení je nízká rychlost přenos dat ( maximální rychlost stahování dat - 56 kbit/s, maximální rychlost odesílání - 33,6 kbit/s). Webová kamera je připojena k modemu přes sériový port.

ISDN modemy. Standard ISDN (Integrated services Digital Network) se používá k přenosu digitalizované grafiky, audio a video informací a dalších digitálních dat přes soukromé nebo veřejné digitální telefonní sítě. Standard ISDN poskytuje přenos dat z webové kamery rychlostí až 128 kbit/s přes dva kanály.

xDSL modemy. DSL (Digital Subscriber Line) je technologie, která poskytuje vysokou šířku pásma přes jednoduché měděné telefonní dráty. Rychlost přenosu dat z webové kamery se může lišit v závislosti na společnosti, která poskytuje tuto službu. V průměru je to 1 Mbit/s pro stahování dat a 250 kbit/s pro upload.

Kabelové modemy. Kabelový modem je modem, který poskytuje přístup k internetu přes sítě kabelová televize. Kabelové modemy využívají asymetrickou technologii, která se nejlépe hodí pro přístup uživatelů k internetu. Zároveň maximální možná rychlost příjmu dat z webové kamery s takovým modemem může dosáhnout asi 40 Mbit/s (ačkoli obvykle nepřesahuje 1 Mbit/s) a rychlost přenosu dat je asi 10 Mbit/s. .

Mobilní modemy. Pomocí mobilního modemu můžete webovou kameru připojit k internetu pomocí buněčné linie komunikace. Rychlosti přenosu dat jsou obvykle mezi 5 a 20 kbps.

Detailnější Technické informace na konkrétní modely webové kamery od Axis Communications a JVC Professional jsou prezentovány na stejném webu v sekci videokamery. Stručný Specifikace a ceny za webkamery jsou uvedeny v internetovém obchodě ARMO-Systems.

^

Jak získat přístup k webové kameře přes internet

Jak získat přístup k webové kameře přes internet.

Příklad: Poté, co již obdržíte obraz z webové kamery na vašem počítači, rozhodnete se, že by bylo hezké mít přístup ke kameře, kdekoli je internet. Například jako majitel obchodu chcete ovládat aktivity v obchodě z domova, místo abyste museli být každou minutu přítomni na pracovišti.

Krok 1: Systémové požadavky

Scénář A)

Pokud je vaše budova (kde by měla být kamera umístěna) již připojena přes Ethernet k ISP (poskytovateli internetových služeb), jednoduše nakonfigurujte účet, připojte síťovou kameru k přepínači přes síťový výstup a měli byste získat dynamicky přidělenou veřejnou IP adresu pro síťovou kameru. Postupujte podle instalačních příkazů pro síťovou kameru. Při identifikaci adresy IP bude užitečný speciální software nebo nástroj pro webovou kameru.

Protože přidělenou IP adresu může změnit váš ISP (kvůli omezené nabídce IP adres sdílených mezi jeho klienty), viz krok 4 níže, kde zjistíte, jak můžete přiřadit kamery ke konkrétní IP adrese.

scénář B)

Pokud vaše budova není vybavena ethernetovým přístupem, budete ve většině případů potřebovat následující zařízení:

širokopásmový modem pro asymetrické digitální připojení účastnická linka(obvykle dodává váš poskytovatel internetových služeb) nebo kabelovou televizi

širokopásmový směrovač, který lze také nazvat internetovou bránou, (Širokopásmový směrovač umožňuje uživatelům místní sítě sdílet jediné internetové připojení. Slouží také jako rozhraní mezi Internetem, ISP a místní sítí)

spínač, který umožňuje různá zařízení ze sítě komunikovat přímo mezi sebou a umožňuje zařízením z místní sítě mít samostatné IP adresy),

POZNÁMKA: Většina širokopásmových směrovačů má vestavěnou funkci přepínače, takže není vyžadován žádný samostatný hardware.

síťová kamera

místní počítač

počítač pro vzdálený dohled

Krok 2: Přiřaďte své kameře IP adresu

Vzhledem k tomu, že širokopásmový směrovač obvykle přiděluje automatické místní adresy IP zařízením v místní síti, tyto adresy IP se mohou změnit. Pro síťovou kameru se doporučuje statická (trvalá) IP adresa. Pro přiřazení statické IP adresy zjistěte rozsah IP adres routeru, který může být například od 192.168.0.2 do 192.168.0.35. Pokud se rozhodnete použít jako statickou IP adresu pro kameru IP adresu mimo rozsah, například 192.168.0.100, pravděpodobně nebudete riskovat konflikt vašeho zařízení s jinými zařízeními, která přijímají automatické adresy.

Nastavení IP adresy pro vaši kameru lze provést třemi způsoby: různé způsoby, jak je uvedeno v návodu k fotoaparátu. Jakmile je IP adresa přiřazena, nastavte podsíť a bránu (tyto informace lze získat z routeru) a nakonfigurujte nastavení kamery: heslo, registrovaní uživatelé, abyste zajistili omezení přístupu ke kameře.

Krok 3: Přesměrování portů

Širokopásmový směrovač, jak již bylo zmíněno, poskytuje rozhraní mezi Internetem, ISP a místní sítí. Router získává externí IP adresu od poskytovatele internetových služeb a dodává interní (lokální) IP adresy zařízením v místní síti.

Pro přístup k síťové kameře, která je umístěna v místní síti, musíte identifikovat externí IP adresu vašeho routeru (viz návod k routeru) a nakonfigurovat router tak, aby externí IP adresa byla směrována na statickou, lokální IP adresu síťová kamera. Tento proces se nazývá otevření portu; to znamená, že když zadáte externí IP adresu routeru z libovolného síťového počítače, internet vyhledá váš router a váš požadavek pak předá na místní IP adresu, která je přiřazena síťové kameře.


Spusťte webový prohlížeč a přihlaste se k vestavěným webovým stránkám routeru prostřednictvím Login to Router Configuration Pages.

Najděte položku nabídky „přesměrování portů“ (nebo podobnou) s tabulkou přibližně takovou, jak je uvedeno níže:

Název služby	Start port	Koncový port	IP adresa serveru
FTP	21	21	Není nakonfigurováno
HTTP (síť)	80	80	Není nakonfigurováno
			Není nakonfigurováno

Protože kamera odesílá video přes HTTP, musíte službu HTTP nakonfigurovat takto:

Název služby	Start port	Koncový port	IP adresa serveru
FTP	21	21	Není nakonfigurováno
HTTP (síť)	80	80	192.168.0.100
Neoficiální přístav	80xx	80xx	192.168.0.10x

Uložte konfiguraci do routeru a ukončete konfigurační stránky. Konfigurace je dokončena. Všechny požadavky, které dosáhnou externí IP adresy routeru na portu 80, budou nyní odesílány na IP adresu kamery: 192.168.0.100.

Pokud chcete zpřístupnit více než jednu síťovou kameru přes internet, musíte použít další (neoficiální) porty routeru, jako je 80xx, a přiřadit je k síťové adrese IP kamery.

Krok 4: Co můžete udělat, pokud váš ISP často mění externí IP adresu Dfi

Vytvořte si účet ve službě DNS, která slouží a registruje názvy domén(například www.nic.ru atd.) a svázat jej s externí IP adresou. Název domény, např. www.web-kamera.ru, je pro uživatele jasný, snadno zapamatovatelný a každé doméně můžete přiřadit vlastní síťové zařízení, tzn. jeho IP adresu. Kdykoli se změní IP adresa routeru, bude automaticky zaregistrován službou DNS, aby aktualizovala vaši IP adresu, abyste měli přístup ke své síťové kameře pomocí stejné adresy.

Většina širokopásmových směrovačů má nativní podporu DNS, například www.dyndns.org.

Další alternativa: Můžete si koupit nebo pronajmout statickou externí IP adresu od vašeho poskytovatele internetových služeb.

Webové kamery, jejich účel a aplikační vlastnosti byly v našem časopise probírány mnohokrát. Poslední přehledový článek – „Webové kamery v sítích World Wide Web“ od Yu. Semka – byl publikován v čísle 2’2002. Od té doby však na tomto trhu došlo k velkým změnám.

Za prvé se rozšířilo vysokorychlostní rozhraní USB 2.0, které umožnilo zvýšit rychlost přenosu obrazu a zvýšit jeho formát. A to i přesto, že hlavním účelem webových kamer je komunikační trh (přenos videoinformací přes nízkorychlostní komunikační kanály, například pomocí modemu), který diktuje přísná omezení toku informací, a tedy i formátu a stupně komprese obrázku, z vyšší kvality s použitím zdrojového materiálu vždy vytvoří přijatelnější výsledek.

Za druhé, rychlý vývoj bezdrátových technologií sloužil jako impuls k vytvoření celé rodiny bezdrátových webových kamer. Z poslední zprávy, se objevil v prodeji, lze poznamenat bezdrátové bluetooth Bezdrátová webová kamera Logitech QuickCam (http://www.logitech.com/). Je vybavena snímačem CMOS (jako všechny ostatní webové kamery), ale jeho rozlišení je o něco vyšší než obvykle (510S492). Tak jako alternativní připojení Lze použít rozhraní USB 2.0. Bezdrátové kamery jsou samozřejmě stále poměrně drahé – cena Logitech QuickCam Cordless je více než 200 dolarů, tedy téměř 10krát dražší než nejlevnější webové kamery, z nichž je obraz přenášen po drátě.

Za třetí, v loňském roce se objevilo velké množství nových výrobců webových kamer a výrazně se rozšířila nabídka modelů, tvarů a typů zařízení. Logitech a Intel jsou stále považovány za uznávané lídry ve výrobě webových kamer, následované tak známými společnostmi jako Genius, Creative, Philips, Kodak atd.

Za čtvrté se objevilo velké množství kombinovaných zařízení s funkcemi fotoaparátu, videokamery a přenosného magnetofonu a také webové kamery s možností životnost baterie v režimech fotoaparátu a videokamery.

A poslední věc, kterou je třeba poznamenat, je konečná proměna webové kamery ze zábavné hračky na plně funkční a užitečný nástroj.

Vybavení moderních webových kamer

Mnoho moderních webových kamer má podobné funkční vlastnosti a liší se pouze designem a softwarem, který je součástí balení.

Například typická webová kamera Genius WebCAM Live obsahuje:

• kabel pro připojení k rozhraní USB;
• dálkový mikrofon s klipem pro připevnění na oděv;
• stolní stojan;
• sada baterií pro offline provoz.

Kromě ovladačů obsahuje CD následující doplňkový software:

• ArcSoft PhotoImpression je program pro úpravu fotografií. Obsahuje mnoho nástrojů a také užitečné a zábavné fotografické šablony;
• ArcSoft VideoImpression je snadno použitelný software pro úpravu videa;
• ArcSoft PhotoBase je katalogizátor multimediálních souborů. S jeho pomocí můžete vytvářet alba grafických, video, zvukových a dalších souborů;
• ArcSoft FunHouse je zábavný program pro úpravu a úpravu obrázků.

Softwarový balík pro fotoaparáty Creative obsahuje aplikace pro kruhové posouvání a interaktivní nahrávání videa, nástroj WebCam s programem pro záznam pohybu, program Creative's Oozic Player pro vizualizaci hudby a sadu programů Ulead pro úpravu informací o fotografiích a videu.

Ostatní webové kamery jsou vybaveny podobným způsobem. Softwarový balíček vám umožní začít ihned práce na plný úvazek pomocí fotoaparátu a okamžitě získáte výsledky.

Poměrně běžným způsobem aplikace je skener

Pokud nemáte přístup k internetu, může se vám webová kamera stále hodit. S jeho pomocí můžete rychle „naskenovat“ obrázek či text a text lze i následně „rozpoznat“ a uložit v alfanumerické podobě. Stačí vybrat rovnou plochu, dobře nasvítit předmět a kliknout na příslušné tlačítko v jednoduchém programu dodávaném s fotoaparátem. Tento způsob „skenování“ je vhodný zejména pro objekty velkého formátu, které nelze umístit na běžný plochý skener.

Velmi běžný způsob komunikace

Máte-li přístup k internetu, můžete se systémem Windows 98/Me/2000/XP používat standardní programy jako Windows Messenger nebo NetMeeting a komunikovat se svým partnerem na druhém konci světa a vidět jeho obraz (někdy však s velkým zpožděním). Pokud je rychlost komunikace velmi špatná, můžete automaticky fotografovat své partnery v předem stanovených intervalech, po kterých bude snímek automaticky odeslán a přijat od osoby, se kterou komunikujete. I s našimi komunikačními rychlostmi a víceméně skromným rozlišením obrazu je možné zajistit, že váš partner obdrží alespoň 5-10 čerstvých fotografií za minutu.

Podobným způsobem můžete uspořádat videokonferenci se skupinou lidí vzdálených od vás (i když v tomto případě možná budete potřebovat speciální software).

Špionážní a/nebo bezpečnostní metoda - sledovací systémy

Právě tato možnost se stala nejrozšířenější a dokonce se spojila se samotným pojmem „webová kamera“. Při tomto způsobu použití se vám videosekvence nebo jednotlivé snímky z kamery buď zašlou na předem určenou adresu, nebo se uloží na médium, nebo se jednoduše zveřejní na webové stránce s automatickými aktualizacemi v pravidelných intervalech. Existují dokonce i kamery, které dokážou reagovat na pohyb (v počítači však lze softwarově implementovat pohybové čidlo a zaznamenat pouze měnící se obraz z kamery).

V zásadě jsou bezpečnostní a video monitorovací systémy seriózní a drahé produkty se speciálním softwarem, ale určité zdání takového systému lze sestavit nezávisle. Systém navíc nejenže snímky v určitých intervalech uloží do archivu na pevný disk, ale provede to pouze tehdy, když pohybový senzor zaznamená v chráněné oblasti nepořádek.

V současné době se směr rychle rozvíjí digitální systémy video dohled (základem mnoha z nich je běžný počítač), který podle všech prognóz brzy nahradí analogové. Digitální video monitorovací systémy ve srovnání s analogovými mají mnoho výhod:

• informace se zaznamenávají na digitální média (HDD, CD-RW atd.) a na běžná média HDD stojí asi 100 $, můžete nahrávat video informace komprimované v přijatelné kvalitě, nahrané téměř měsíc a poměr kapacita/cena média se neustále zvyšuje (2-3krát za rok). Záznamy na discích lze vybavit pohodlným vyhledávacím systémem a odpadá problém s přetáčením média;
• vysoká rychlost moderní procesory umožňuje implementovat zařízení, jako je detektor pohybu, programově, díky kterému má digitální video monitorovací systém mnoho užitečné funkce(například reakce na určitou aktivaci nějakého senzoru, detektoru pohybu apod.); v případě potřeby můžete dokonce změnit logiku chování systému;
• systém se snadno integruje do modern digitální sítě nebo na internet, který vám umožňuje prohlížet konkrétní kamery na různých vzdálených počítačích;
• a konečně je výrazně zjednodušeno zpracování videoinformací - například zpracování statického snímku za účelem zlepšení kvality obrazu (obličej útočníka apod.) a jeho sekvenční tisk na standardní tiskárně.

V současné době existuje velké množství profesionálních digitálních video monitorovacích systémů, které řeší různé problémy, a proto mají různé možnosti a ceny, ale plně funkční systém lze implementovat na levné webové kamery s USB rozhraní(zejména od dnešního dne dosahuje počet USB konektorů na základních deskách 6-8). Například program, který je součástí Creative WebCam, vám umožní proměnit váš počítač v jednoduchý bezpečnostní systém, který začne pořizovat snímky, když zjistí jakékoli změny v záběru (citlivost na pohyb lze snadno upravit). Fotoaparát můžete nastavit tak, aby počítač odesílal zvukový signál když se objekt pohybuje v rámu. Může být přítomen poplachový signál a obraz automatický režim přenášet podle e-mailem nebo streamovat video na web.

Odeslat svou dobrou práci do znalostní báze je jednoduché. Použijte níže uvedený formulář

Dobrá práce na web">

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Vloženo na http://www.allbest.ru/

ÚVOD

Vůbec první webová kamera byla spuštěna v roce 1991 a ukazovala kávovar v trojské místnosti Cambridgeské univerzity. V současné době není v provozu, protože byl deaktivován 22. srpna 2001. Stále je na něm vidět poslední fotografie pořízená tímto fotoaparátem domovská stránka na internetu. Globální web právě začínal své vítězné tažení napříč planetou. Skupina vědců, asi 15-20 lidí, pracovala na projektu v terénu síťových technologií. Pracovní podmínky byly spartánské, pro celý tým byl pouze jeden kávovar, což nemohlo pokrýt potřeby celého týmu. Hlavní práce probíhaly v laboratoři, personál bydlel ve stejné budově, ale v její jiné části. Aby urychlili proces myšlení šálkem povzbuzujícího nápoje, byli účastníci vědeckého projektu nuceni často navštěvovat chodbu umístěnou o patro výše, kde byl umístěn kávovar. Často takové výlety selhaly, protože některým kolegům se již kýžený kontejner podařilo vyprázdnit. Situace si vyžádala nestandardní řešení a to se našlo.

Jeden z počítačů v laboratoři měl video monitorovací zařízení (frame grabber). Byla k němu připojena kamera, která mířila na objekt pozorování. Stejný počítač hrál roli webového serveru pomocí speciálně napsaného softwaru. Kdo chtěl vědět, zda je káva, musel na svém počítači, který se připojoval k serveru, spustit klientský software /3/. V důsledku toho na vzdálený počítač v malém okně se zobrazil černobílý obrázek, aktualizován třikrát za minutu. Poznámka o tomto zajímavém komplexu vyšla 27. ledna 1992 v časopise Comm-Week. Od objevení prvních prototypů IP kamer neuplynulo mnoho času, ale již se proměnily v plně zformovanou samostatnou třídu zařízení, která usnadňují, pohodlnější a zábavnější každodenní život.

Stejně jako mnoho síťových technologií si webové kamery a videochaty získaly masovou popularitu. Potřeba „živého“ video obrazu dala vzniknout webovým kamerám, které mohou vysílat přes internet ve formátu video streamu, který nevyžaduje, aby divák ručně obnovoval obraz; a brzy se speciální pluginy staly v moderních prohlížečích nepotřebnými.

1. TYPY WEBOVÝCH KAMER

Webová kamera je malá digitální videokamera nebo fotoaparát schopný pořizovat snímky v reálném čase pro další přenos přes internet (v programech jako Skype, Instant Messenger nebo v jakékoli jiné video aplikaci). Má vestavěný webový server, síťové rozhraní a připojuje se přímo k LAN/WAN/Internetu. Mnoho síťových kamer má takové doplňkové nástroje jako: detektory pohybu, odesílání zpráv e-mailem, práce s modemem, připojení externích senzorů atd. /1/. Uživatelé mohou ke kameře přistupovat prostřednictvím standardu webový prohlížeč. V závislosti na nastavení může být přístup k obrazu přijatému webovou kamerou otevřen všem uživatelům sítě nebo pouze oprávněným uživatelům.

Webové kamery, které doručují obrázky přes internet, nahrávají obrázky na webový server buď na vyžádání, nepřetržitě nebo v pravidelných intervalech. Toho je dosaženo připojením fotoaparátu k počítači nebo využitím možností fotoaparátu samotného. Nějaký moderní modely mají hardware a software, který umožňuje kameře nezávisle fungovat jako webový server, FTP server, FTP klient a/nebo odesílat snímky e-mailem.

Webové kamery určené pro videokonference jsou obvykle jednoduché modely kamery připojené k počítači, na kterém běží program jako Instant Messenger. Modely kamer používané pro bezpečnostní účely mohou být vybaveny přídavná zařízení a funkcí (jako jsou detektory pohybu, připojení externích senzorů atd.) rozhraní videochatu detektor kamery

Existují tři typy skupin webových kamer: stolní, přenosné a univerzální. Stolní webkamery se nejčastěji používají pro stolní osobní počítače, přenosné pro notebooky, respektive univerzální pro notebooky a počítače. Webkamery se také dělí na bezdrátové a drátové.

Bezdrátová videokamera je záznamové zařízení, které přenáší audio a video signály do přijímače bez kabelového připojení. Takové kamery se používají na místech, kde je z různých důvodů nepohodlné pokládat kabelovou síť. Hlavními výhodami bezdrátových kamer je absence nutnosti dlouhé a pracné práce při pokládání kabelů, vysoká odolnost proti rušení a spolehlivost.

Bezdrátové kamery jsou vhodné pro použití jako živé kamery. skryté sledování, protože Neexistují žádné objemné kabelové sítě. Taková skrytá mini kamera umožňuje vytvořit zdání nedostatečného dohledu na místě /2/. Přenosná videokamera má také mikrokameru, kterou lze použít pro záznam videa v různých obtížných podmínkách. Bezdrátové kamery se zase dělí na dva typy – analogové a digitální, a to kvůli různým technologiím (metodám) přenosu signálu.

Analogové bezdrátové videokamery jsou náchylné na rušení a nejčastěji zkreslují přenášený obraz, ale jsou mnohem levnější. Je pravda, že ve většině případů jsou analogové videokamery zákonem zakázány.

Digitální bezdrátové videokamery (IP kamery) přenášejí signály v digitálním formátu a digitální signál není ovlivněna vlnami a rušením, včetně jiných kamer. Takový signál není při přenosu absolutně zkreslený. Tato zařízení nemusí být nutně připojena k počítači, sama jsou síťovými uzly s vlastní IP adresou (odtud název „IP kamera“). Ve skutečnosti se jedná o druhy serverů, které přenášejí signály do sítě nezávisle prostřednictvím TCP protokol nebo dokonce UDP.

Existují dva typy bezdrátových digitálních kamer – s přenosem videosignálu přes rádiový kanál (WiFi bezdrátové kamery, USB, Wi-Max) a kamery, které přenášejí signál přes mobilní komunikace(GSM bezdrátové kamery, 3G kamery, CDMA bezdrátové kamery).

Nejpopulárnější WiFi kamery, jako cenově nejdostupnější a nejjednodušší typ digitálních bezdrátových videokamer.

Bezdrátové GSM videokamery (komunikační protokoly GPRS, EDGE, 3G) se používají tam, kde není přístup k internetu přes WiFi. Poté využívají služeb mobilních operátorů.

USB kamery přenášejí signály přes Bluetooth, ale taková zařízení fungují pouze na blízko pomocí rádiových vln.

Bezdrátové IP kamery jsou typem webových kamer, protože... přenášet video a audio signály na internet. Bezdrátová webová kamera zachycuje a přenáší digitální video pomocí místní sítě.

Drátové webové kamery se dělí na externí a vestavěné. Externí webové kamery se obvykle připojují k portu USB nebo pomocí rozhraní FireWire. Nejběžnější videokameru můžete použít jako kabelovou webovou kameru, pokud takovou funkcionalitu podporuje.

Vestavěné webové kamery jsou umístěny přímo v samotném zařízení. Je těžké si představit moderní notebook bez webové kamery. Může mít průměrnou kvalitu, ale stále by měl být přítomen.

2. STRUKTURA A ÚČEL WEBOVÝCH KAMERY

2.1 Struktura webové kamery

Moderní webová kamera je digitální zařízení, které zaznamenává video, digitalizuje, komprimuje a přenáší video obraz přes počítačovou síť. Webová kamera proto obsahuje následující součásti:

CCD matrice;

Objektiv;

Optický filtr;

Karta pro záznam videa;

Video kompresní jednotka;

Centrální procesor a vestavěný webový server;

Flash paměť;

Síťové rozhraní;

Sériové porty;

Alarmové vstupy/výstupy.

Většina webových kamer používá jako fotodetektor CCD matrici (CCD - charge-coupled device) - obdélníkovou fotocitlivou polovodičovou desku s poměrem stran 3:4, která přeměňuje světlo na ni dopadající na elektrický signál. CCD matrice se skládá z velkého počtu fotosenzitivních buněk. Aby se zvýšila citlivost CCD matrice na světlo, často se vytváří struktura, která vytváří mikročočku před každou z buněk. Technické parametry webové kamery obvykle udávají formát CCD matice (délka úhlopříčky matice v palcích), počet efektivních pixelů, typ skenování (prokládaný nebo prokládaný) a citlivost. Typická webová kamera obsahuje objektiv, optický filtr, CCD matrici, obvod pro digitální zpracování obrazu, obvod pro kompresi obrazu a webový server pro připojení k síti /2/. Každá síťová videokamera má svou vlastní IP adresu, výpočetní možnosti a vestavěný software, který jí umožňuje fungovat jako webový server, FTP server, FTP klient a e-mailový klient. Většina moderních síťových kamer také obsahuje mnoho dalších atraktivních funkcí, jako je detekce pohybu, poplachový vstup/výstup a podpora e-mailu.

Webová kamera se skládá především ze senzoru. Velmi často se místo standardních CCD matic pro video dohled používají levnější CMOS senzory. Přestože mají nižší citlivost a nepříliš dobré podání barev, jejich použití může výrazně snížit náklady na zařízení, protože tyto snímače jsou „vše v jednom čipu“ s digitálním výstupem dat.

Světelný senzor je srdcem každého digitálního fotoaparátu. Právě to umožňuje převádět světlo na elektrické signály dostupné pro další elektronické zpracování. Základní princip činnosti CCD i CMOS snímačů je stejný: vlivem světla se v polovodičových materiálech vytvářejí nosiče náboje, které se následně přeměňují na napětí. Rozdíl mezi CCD a CMOS snímači spočívá především ve způsobu akumulace a přenosu náboje a také v technologii jeho převodu na analogové napětí. Aniž bych zacházel do detailů designu různé typy snímače, pouze podotýkáme, že snímače CMOS jsou mnohem levnější na výrobu, ale také hlučnější.

Princip fungování webové kamery je podobný principu fungování jakéhokoli digitálního fotoaparátu nebo fotoaparátu. Kromě optické čočky a fotosenzitivního CCD nebo CMOS snímače je vyžadována přítomnost analogově-digitálního převodníku (ADC), jehož hlavním účelem je převádět analogové signály fotocitlivého snímače, tj. do digitální kód. Navíc je nutný systém tvorby barev /6/. Dalším důležitým prvkem kamery je obvod zodpovědný za kompresi dat a přípravu k přenosu do v požadovaném formátu. U webových kamer se video data přenášejí do počítače přes rozhraní USB, to znamená, že konečným obvodem kamery musí být ovladač rozhraní USB.

Dále: síťová kamera obsahuje mikroprocesor pro kompresi videa a detekci pohybu (nebo jednoduše kompresorový čip). Nejoblíbenější je JPEG, protože je nejjednodušší a nejlevnější; MPEG4 se také používá poměrně často, MPEG2 je nejvzácnější a nejdražší. S vypršením patentu na aritmetické kódování získává WaveLet na popularitě. Konečně síťová kamera obsahuje síťový řadič 10/100 Mbps.

2.2 Účel webových kamer

Webové kamery se stávají součástí našich životů. Používají se ke stavbě videosystémů pro geograficky velké i malé objekty. Zvláště se stávají nepostradatelnými pro ovládání a monitorování vzdálených bodů, kde je potřeba používat bezobslužné zařízení.

Webkameru lze použít jako hlídací kameru například pro hlídání vašeho auta pod oknem nebo jako webovou chůvu pro sledování všeho, co se s vaším dítětem děje, když nejste doma.

Webová kamera může být užitečná i v podnikání, můžete uspořádat virtuální výstavy, videokonference nebo dálkové studium, filmová setkání a konference.

Jak se funkce webové kamery začaly objevovat v aplikacích původně navržených pro textový chat (programy jako Instant Messenger) – včetně Skype, Yahoo Messenger, AOL Instant Messenger, Windows Live Messenger – miliony běžných uživatelů po celém světě mají možnost spolu komunikovat prostřednictvím videotelefonu. Vylepšená kvalita videa umožnila webovým kamerám konkurovat již existujícím videokonferenčním systémům /4/. Některé webové kamery jsou vybaveny novými funkcemi zaměřenými speciálně na zvýšení popularity a pohodlí videokomunikace (včetně funkcí, které zajišťují automatickou retuš fotografií, vyhlazování vrásek atd.).

Bezdrátové kamery umožňují sledování tam, kde je obtížné kabelové připojení nebo kde je vyžadována plná mobilita. Bezdrátové videokamery mohou komunikovat s jiným kabelovým zařízením. V dnešní době je nutné brát bezdrátová řešení v úvahu při návrhu jakékoli sítě od malé kanceláře až po podnik. To pravděpodobně ušetří peníze, práci a čas.

Všechny bezdrátové sítě podporují jak režim infrastruktury (připojení přes přístupový bod), tak režim ad-hoc (nastavení práce bez použití přístupového bodu). Kdykoli můžete přidat nové uživatele a instalovat nové síťové uzly kdekoli a bez použití síťových kabelů. Bezdrátová síť lze také instalovat pro dočasné použití v prostorách, kde není instalována kabelová síť nebo kde je pokládání síťových kabelů obtížné.

Chcete-li uživatelům bezdrátové sítě poskytnout přístup k podnikovým databázím nebo sdíleným prostředkům, serverům a tiskárnám, můžete nainstalovat přístupový bod /5/. Toto zařízení již umožňuje bezdrátovým pracovním stanicím komunikovat stávající síť Ethernet. Přístupové body D-Link jsou kompatibilní s Wi-Fi a bezproblémově se integrují s Ethernetem. Bezdrátové pracovní stanice lze přidat, aniž by došlo ke snížení výkonu sítě. Zahlcení síťového provozu lze snadno předejít přidáním přístupového bodu ke zkrácení doby odezvy sítě.

Někdy se v bezpečnostních systémech používají webové kamery. Podniky používají webové kamery k monitorování a natáčení toho, co se děje v kancelářích, chodbách a skladech a během voleb. V Rusku byly kamery pro sledování a záznam voleb poprvé instalovány 4. března 2012. Webové kamery vysílaly do komisí a volebních uren. Majitelé domů používají webové kamery ke sledování všeho od školky po dvorek.

Samotná webová kamera zpravidla není schopna ukládat videozáznamy, ale jednoduše pořizuje snímky; Pro uložení videa se používá speciální software v počítači, ke kterému je připojena webová kamera. Webové kamery lze také použít ve hrách, které používají jednoduché algoritmy rozpoznávání pohybu.

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ

1. Informatika: učebnice pro vysoké školy / Ed. prof. N.V. Makarová. - 3. vyd. přepracováno - M.: F a S, 2004.

2. Kolesnichenko S., Shishigin I. PC hardware. BHV 1999.

3. Christiansen T., Torkington N. Perl: Programátorská knihovna: Přel. z angličtiny - Petrohrad. : "Petr", 2000.

4. Ostreykovsky V.A. Informatika: Učebnice pro vysoké školy. - M.: Vyšší. škola, 1999. MS Excel 97 (2000). Krok za krokem. Ecom 1999 (2000).

5. Svetozarova G.I., Melnikov A.A. Workshop o programování v ZÁKLADNÍ jazyk. - M. - Věda, 1986.

6. Figurnov V.E. IBM PC pro uživatele. Krátký kurz. M.: Finance a statistika. 1997.

Publikováno na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Řešení inženýrských problémů při práci s vizuálními daty. Základní struktury data. Základní operace s vícerozměrnými číselnými poli. Kalibrace kamer, prvky obnovy prostorové struktury. Analýza pohybu, sledování objektů.

práce v kurzu, přidáno 21.06.2011


Pojem periferní zařízení. Tiskárny a jejich klasifikace. Hlavní vlastnosti skenerů. Popis modemu, DVB karty a parabolická anténa. Analýza těch používaných na osobních počítačích reproduktorové systémy. Význam webových kamer pro komunikaci.

prezentace, přidáno 27.05.2015


Tvorba, nastavení kamer, nastavení základních parametrů vizualizace a používání různých speciálních efektů v grafickém balíčku 3ds Max 2008. Vlastnosti rozhraní programu. Typy speciálních efektů a jejich aplikace. Přidání pozadí.

práce v kurzu, přidáno 06.03.2013


Přehled střeleckých simulátorů, jejich výhody a nevýhody. Výběr webové kamery, vývoj obecného programového algoritmu. Implementace spouště. Vytvoření nulování pro nastavení simulátoru. Lineární aproximace, zjištění souřadnic záměrného bodu.

práce, přidáno 26.12.2014


Naučte se modelovat a vykreslovat trojrozměrné dynamické scény v 3Ds Max vytvořením animované scény obsahující myš, židli, šálek, lžičku a moře. Tvorba materiálů, kamery a animace, osvětlení a vizualizace scény.

práce v kurzu, přidáno 26.02.2012


Funkční účel a rozsah použití programu "Local Network Chat"; logická struktura, technická a software. Požadavky programu; charakteristiky, volání a načítání, vstupní a výstupní data, konfigurace, rozhraní.

práce, přidáno 18.10.2013


Zvažování koncepce síťových technologií jako souboru softwarových, hardwarových a organizačních nástrojů; principy jejich organizace a fungování. Systém směrování a doménových jmen na internetu. Charakteristika oblíbených internetových služeb.

prezentace, přidáno 15.07.2014


Obecná koncepce o balíčku "java.net". Logická struktura připojení přes zásuvky. Vytvoření objektu Socket, spojení mezi internetovými uzly. Způsoby, jak vytvořit vlákno. Algoritmus činnosti systému klient-server. Výpis ServerForm.java, spuštění podprocesu.

laboratorní práce, přidáno 27.11.2013


Síťová připojení pro přenos příkazů a dat mezi klientem a serverem. Vznik prvních FTP klientských aplikací. Grafická uživatelská rozhraní. Přihlaste se k FTP serveru. Konfigurace, připojení a přihlášení k souborovému serveru z klientských počítačů.

práce v kurzu, přidáno 25.11.2014


Historie vývoje internetu. obecné charakteristiky Internetové sítě. Protokoly. Služby poskytované sítí. Internet je globální síť. Počítačová závislost. Internet-2. Nedostatek kapacity internetu. Vytvoření internetu-2. Internet-2 struktura.

Webkamery. Účel, princip činnosti a hlavní vlastnosti.

v oboru (specializace) „Hardware počítačová technologie»

zkontroloval jsem

Nikolskaya K.Yu.

student skupiny PS-170

Badalová A.A.

Abstrakt chráněn

s hodnocením

Čeljabinsk 2014

Badalová A.A. Webkamery. Účel, princip činnosti a hlavní vlastnosti. – Čeljabinsk: SUSU, PS-170, 20 s., 4 il., bibliogr. seznam – 5 jmen.

Cílem eseje je seznámit se s účelem, principy fungování a hlavními charakteristikami webových kamer.

Cílem eseje je prostudovat konstrukci a princip fungování webových kamer, naučit se instalovat webové kamery a připojit je k síti, dozvědět se o významu webových kamer v moderním světě.

Jsou zvažovány hlavní charakteristiky webových kamer a způsoby připojení k síti. Popisuje programy pro webové kamery a způsob připojení webové kamery k síti.

1. Úvod (strana 4)

2. Definice (strana 5)

3. Historie vytvoření webové kamery (strana 6)

4. Konstrukce a princip fungování webové kamery (strana 7-11)

5. Další funkce a funkce webové kamery (str. 12)

6. Připojení webové kamery k síti (strany 13-15)

7. Způsoby používání webových kamer (strany 16-17)

8. Programy pro webové kamery (strana 18)

9. Závěr (strana 19)

10. Bibliografie (strana 20).

Úvod.

Webové kamery se stále více stávají součástí našich životů. Používají se ke stavbě videosystémů pro geograficky velké i malé objekty. Zvláště se stávají nepostradatelnými pro ovládání a monitorování vzdálených bodů, kde je potřeba použít bezúdržbová zařízení. Když nutně potřebujete nainstalovat „dočasné“ kamery, webové kamery jsou nepostradatelné, protože jejich instalace nevyžaduje tahání samostatných vodičů, a proto bude instalace rychlá a snadná.

Cílem mé práce je seznámit se s účelem, principy fungování a hlavními vlastnostmi webových kamer.

K tomu si prostuduji historii, design a hlavní charakteristiky, stejně jako rozsah použití webových kamer, naučím se je instalovat a připojit k síti.

Koncept webové kamery.

Digitální webová kamera je síťové zařízení, které se skládá z videokamery (CCD), kompresního procesoru a vestavěného webového serveru. Webová kamera se zpravidla používá jako zařízení pro organizování nahrávání videa, videokonferencí nebo video dohledu a přenosu videoobrazu přes síť LAN/WAN/Internet. K provozu webové kamery v síti nejsou potřeba žádná speciální zařízení ani osobní počítač. V závislosti na nastavení může být přístup k obrazu přijatému webovou kamerou otevřen všem uživatelům sítě nebo pouze oprávněným uživatelům.

Historie vzniku webové kamery.

Vše začalo v jedné z počítačových laboratoří v Cambridge na počátku 90. let minulého století, kdy Global Wide Web právě začínal své vítězné tažení napříč planetou. Skupina vědců, asi 15-20 lidí, pracovala na projektu v oblasti síťových technologií. Pracovní podmínky byly spartánské - pro celý tým byl pouze jeden kávovar, což nemohlo pokrýt potřeby celého týmu. Hlavní práce probíhaly v laboratoři, personál bydlel ve stejné budově, ale v její jiné části. Aby urychlili proces myšlení šálkem povzbuzujícího nápoje, byli účastníci vědeckého projektu nuceni často navštěvovat chodbu umístěnou o patro výše, kde byl umístěn kávovar. Často takové výlety selhaly, protože některým kolegům se již kýžený kontejner podařilo vyprázdnit. Situace si vyžádala nestandardní řešení a to se našlo.
Jeden z počítačů v laboratoři měl video monitorovací zařízení (frame grabber). Byla k němu připojena kamera, která mířila na objekt pozorování. Stejný počítač hrál roli webového serveru pomocí speciálně napsaného softwaru. Ti, kteří chtěli vědět, zda existuje káva, museli na svém počítači, který se připojoval k serveru, spustit klientský software. V důsledku toho se na vzdáleném počítači zobrazil černobílý obrázek v malém okně, aktualizován třikrát za minutu. Poznámka o tomto zajímavém komplexu vyšla 27. ledna 1992 v časopise Comm-Week. Od objevení prvních prototypů IP kamer neuplynulo mnoho času, ale již se proměnily v plně zformovanou samostatnou třídu zařízení, která usnadňují, pohodlnější a zábavnější každodenní život.

Obrázek 1. Obrázek z první webové kamery

Konstrukce a princip fungování webové kamery.

Moderní webová kamera je digitální zařízení, které zaznamenává video, převádí analogový video signál na digitální signál, komprimuje digitální video signál a přenáší video obraz přes počítačovou síť. Webová kamera proto obsahuje následující součásti:

CCD matice,

objektiv,

optický filtr,

karta pro záznam videa,

jednotka pro kompresi videa,

centrální procesor a vestavěný webový server,

flash paměť,

síťové rozhraní

sériové porty,

alarmové vstupy/výstupy.

·
Používá se jako fotodetektor ve většině webových kamer. CCD matrice ( CCD, CCD - charge-coupled device) je obdélníková fotocitlivá polovodičová deska s poměrem stran 3:4, která přeměňuje světlo na ni dopadající na elektrický signál. CCD matrice se skládá z velkého počtu fotosenzitivních buněk. Aby se zvýšila citlivost CCD matrice na světlo, často se vytváří struktura, která vytváří mikročočku před každou z buněk. Technické parametry webové kamery obvykle udávají formát CCD matice (délka úhlopříčky matice v palcích), počet efektivních pixelů, typ skenování (prokládaný nebo prokládaný) a citlivost.

· Objektiv je čočkový systém určený k promítání obrazu pozorovaného objektu na světlocitlivý prvek webové kamery. Čočka je nedílnou součástí webové kamery, takže kvalita obrazu videa přijímaného webovou kamerou závisí na jejím správném výběru a instalaci. Docela často je webová kamera dodávána s objektivem. Objektivy se vyznačují řadou důležitých parametrů, jako je ohnisková vzdálenost, relativní clona (F), hloubka ostrosti, typ montáže (C, CS), formát.

· Optické infračervené řezané filtry , které se instalují do webových kamer, jsou opticky přesné planparalelní desky namontované na vrchní straně CCD matrice. Fungují jako optické dolnopropustné filtry s mezní frekvencí asi 700 nm, blízko červené. Odříznou infračervenou složku světelných vln a poskytují webkameře správnou reprodukci barev. Mnoho černobílých webových kamer však takové filtry nainstalované nemá, a proto mají monochromatické webové kamery vyšší citlivost.

· Karta pro záznam videa Webová kamera (digitalizační jednotka) převádí analogový elektrický signál generovaný CCD maticí do digitálního formátu. Proces převodu signálu se skládá ze tří fází:

Vzorkování, kvantování, kódování.

Vzorkování- odečítání amplitudy elektrického signálu v pravidelných intervalech (periodě). Tento stupeň převodu signálu je charakterizován vzorkovací frekvencí.

Kvantování je proces prezentace výsledků vzorkování v digitální podobě. Změna úrovně elektrického signálu během vzorkovací periody je reprezentována jako kódové slovo o 8, 10 nebo 12 bitech, které dávají 256, 1024 a 4096 kvantizačních úrovní, v daném pořadí. Přesnost reprezentace signálu v digitální podobě závisí na počtu kvantizačních úrovní.

Kódování. Kromě informací o změnách úrovně signálu získaných v předchozí fázi generuje proces kódování bity indikující konec hodinového pulsu a začátek nového rámce, jakož i další bity ochrany proti chybám.

· Kompresní blok webové kamery komprimují digitalizovaný video signál do jednoho z kompresních formátů (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Díky kompresi se zmenší velikost snímku videa. To je nezbytné pro ukládání a přenos videa po síti. Pokud má místní síť, ke které je webová kamera připojena, omezenou šířku pásma, pak je vhodné, aby nedošlo k přeplnění síťového provozu, snížit množství přenášených informací snížením buď frekvence přenosu snímků po síti, nebo rozlišení snímků. Většina kompresních formátů, které webové kamery používají, poskytuje rozumný kompromis mezi těmito dvěma způsoby řešení problému přenosu videa po síti.

Dnes známé kompresní formáty umožňují získat digitalizovaný stream o šířce pásma 64 KB - 2 MB (s touto šířkou pásma mohou videodatové toky pracovat paralelně s jinými datovými toky v sítích).

· procesor je výpočetním jádrem webové kamery. Provádí operace pro výstup digitalizovaných a komprimovaných obrazů videa a je také zodpovědný za provádění funkcí vestavěného webového serveru a ovládacího programu pro webové kamery.

· Rozhraní pro Ethernet slouží k připojení webové kamery k síti Ethernet 10/100 Mbit/s.

· Chcete-li pracovat v síti, webová kamera může mít sériový port pro připojení modemu a práci v režimu dial-up v nepřítomnosti místní sítě. K webové kameře můžete také připojit periferní zařízení prostřednictvím sériového portu.

· Flash paměťová karta umožňuje aktualizovat programy pro ovládání webové kamery a ukládat vlastní HTML stránky.

· RAM slouží k ukládání dočasných dat, která se generují při provádění ovládacích programů a uživatelských skriptů. Mnoho internetových kamer má tzv. video buffer. Jedná se o část paměti RAM vyhrazenou pro záznam a dočasné ukládání snímků videa zachycených webovou kamerou. Informace ve vyrovnávací paměti videa se aktualizují cyklicky, tzn. místo nejstaršího se zaznamená nový snímek. Tato funkce je nezbytná, pokud webová kamera provádí bezpečnostní video dohled, protože umožňuje obnovit události předcházející a následující po poplachu z bezpečnostních senzorů připojených k webové kameře.

· Alarmové vstupy/výstupy slouží k připojení poplachových senzorů k webové kameře. Když se spustí jeden ze senzorů, generuje se poplachový signál, v jehož důsledku procesor webové kamery sestaví sadu snímků zaznamenaných ve vyrovnávací paměti videa před, po a v době poplachu. Tuto sadu rámců lze odeslat na zadanou e-mailovou adresu nebo přes FTP.

Obrázek 2. Zařízení webové kamery.

5. Další vlastnosti a funkce webové kamery

· Detektor pohybu je softwarový modul, jehož hlavním úkolem je detekovat webové kamery pohybující se v zorném poli na místě video dohledu. Detektor pohybu detekuje nejen pohyb v obrazovém poli, ale zjišťuje také rozměry objektu a rychlost jeho pohybu. V závislosti na úkolech video dohledu je detektor pohybu webové kamery nakonfigurován tak, aby detekoval pohyb objektů s maximální minimalizací falešných poplachů (filtrování rušení), a je nastavena flexibilní logika zpracování poplachů (záznam poplachu, integrace s dalším zabezpečovacím zařízením).

· Přenos zvuku přes síť se ve většině případů provádí připojením dalšího zvukového modulu k webové kameře. Například společnost AXIS Communications pro rozšíření funkčnosti webových kamer vyrábí speciální zvukový modul AXIS 2191, kompatibilní s většinou webových kamer AXIS.

· Ochrana heslem slouží k omezení přístupu k webkameře osobám, které nemají přístupová práva.

Ve výchozím nastavení lze video z webové kamery prohlížet z libovolného síťového počítače, který má nainstalovaný standardní webový prohlížeč, jako je Internet Explorer nebo Netscape Navigator. Můžete však omezit počet lidí, kteří mají přístup k webové kameře, zadáním hesla na úrovni uživatele. Mnoho webových kamer podporuje víceúrovňovou ochranu heslem pro rozlišení přístupových a administrátorských práv.