디지털 웹캠은 네트워크 장치, 비디오 카메라(CCD 매트릭스), 압축 프로세서 및 내장 웹 서버로 구성됩니다. 일반적으로 웹캠은 비디오 녹화, 화상 회의 또는 비디오 감시를 구성하고 LAN/WAN/인터넷 네트워크를 통해 비디오 이미지를 전송하는 장치로 사용됩니다. 네트워크에서 웹캠을 작동하는 데 특별한 장치가 필요하지 않습니다. 개인용 컴퓨터. 설정에 따라 웹캠으로 수신된 비디오 이미지에 대한 액세스는 모든 네트워크 사용자에게 공개되거나 인증된 사용자에게만 공개될 수 있습니다.

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웹캠의 설계 및 작동 원리

최신 웹캠은 비디오를 녹화하고, 아날로그 비디오 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 비디오 신호를 압축하고 비디오 이미지를 전송하는 디지털 장치입니다. 컴퓨터 네트워크. 따라서 웹캠에는 다음 구성 요소가 포함됩니다.

CCD 매트릭스,

렌즈,

광학 필터,

비디오 캡처 카드,

영상 압축 단위,

중앙 프로세서 및 내장 웹 서버,

플래시 메모리,

네트워크 인터페이스

직렬 포트,

알람 입력/출력.

대부분의 웹 카메라에서 광검출기로 사용됩니다. CCD 매트릭스 (CCD, CCD - 전하 결합 소자) - 입사광을 전기 신호로 변환하는 3:4 종횡비의 직사각형 감광성 반도체 판입니다. CCD 매트릭스는 다수의 감광성 세포로 구성됩니다. CCD 매트릭스의 감광성을 높이기 위해 각 셀 앞에 마이크로렌즈를 생성하는 구조가 형성되는 경우가 많습니다. 웹캠의 기술 매개변수는 일반적으로 CCD 매트릭스의 형식(매트릭스의 대각선 길이(인치)), 유효 픽셀 수, 스캔 유형(인터레이스 또는 인터레이스) 및 감도를 나타냅니다.

렌즈 관찰 물체의 이미지를 웹 카메라의 감광 요소에 투사하도록 설계된 렌즈 시스템입니다. 렌즈는 웹캠의 필수적인 부분이므로 웹캠이 수신하는 비디오 이미지의 품질은 올바른 선택과 설치에 따라 달라집니다. 웹캠에는 렌즈가 함께 제공되는 경우가 많습니다. 렌즈의 특징은 다음과 같습니다. 가장 중요한 매개변수, 초점 거리, 상대 조리개(F), 피사계 심도, 마운트 유형(C, CS), 형식 등이 있습니다.

광학적외선 차단 필터 웹캠에 설치되는 는 CCD 매트릭스 위에 장착된 광학적으로 정밀한 평면 평행판입니다. 이는 빨간색에 가까운 약 700nm의 차단 주파수를 갖는 광학 저역 통과 필터로 작동합니다. 광파의 적외선 구성 요소를 차단하여 웹캠에 정확한 색상 재현을 제공합니다. 그러나 많은 흑백 웹캠에는 이러한 필터가 설치되어 있지 않으므로 흑백 웹캠의 감도가 더 높습니다.

비디오 캡처 카드 웹 카메라(디지털화 장치)는 CCD 매트릭스에서 생성된 아날로그 전기 신호를 디지털 형식으로 변환합니다. 신호 변환 프로세스는 세 단계로 구성됩니다.

견본 추출,

양자화

코딩.

견본 추출- 일정한 간격(주기)으로 전기 신호의 진폭을 읽습니다. 이 신호 변환 단계는 샘플링 주파수로 특징지어집니다.

양자화샘플링 결과를 디지털 형식으로 제시하는 프로세스입니다. 샘플링 기간 동안의 전기 신호 레벨의 변화는 다음과 같이 표현됩니다. 코드워드 8, 10 또는 12비트로 구성되며 각각 256, 1024 및 4096 양자화 수준을 제공합니다. 디지털 형식의 신호 표현의 정확도는 양자화 수준의 수에 따라 달라집니다.

코딩.이전 단계에서 얻은 신호 레벨의 변화에 ​​대한 정보 외에도 인코딩 프로세스는 클럭 펄스의 끝과 새 프레임의 시작을 나타내는 비트와 추가 오류 방지 비트를 생성합니다.

압축 블록 웹캠은 디지털화된 비디오 신호를 압축 형식(JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet) 중 하나로 압축합니다. 압축 덕분에 비디오 프레임의 크기가 줄어듭니다. 이는 네트워크를 통해 비디오를 저장하고 전송하는 데 필요합니다. 웹캠이 연결된 로컬 네트워크의 대역폭이 제한된 경우 네트워크 트래픽 오버플로를 방지하려면 네트워크를 통한 프레임 전송 빈도나 프레임 해상도를 줄여 전송되는 정보의 양을 줄이는 것이 좋습니다. 웹캠이 사용하는 대부분의 압축 형식은 네트워크를 통해 비디오를 전송하는 문제를 해결하는 두 가지 방법 사이에서 합리적인 절충안을 제공합니다. 오늘날 알려진 압축 형식을 사용하면 64KB - 2MB의 대역폭으로 디지털화된 스트림을 얻을 수 있습니다(이 대역폭을 사용하면 비디오 데이터 스트림이 네트워크의 다른 데이터 스트림과 병렬로 작동할 수 있음).

웹캠의 비디오 압축은 하드웨어나 소프트웨어에서 수행할 수 있습니다. 압축을 소프트웨어로 구현하는 것은 더 저렴하지만 압축 알고리즘의 높은 계산 용량으로 인해 비효율적입니다. 특히 온라인 웹캠에서 비디오를 봐야 하는 경우에는 더욱 그렇습니다. 따라서 대부분의 주요 제조업체는 하드웨어 압축을 사용하여 웹캠을 생산합니다. 예를 들어, 각 AXIS Communications 네트워크 카메라에는 JPEG/MJPEG 형식으로 고속 비디오 압축을 수행하는 ARTPEC 압축 프로세서가 장착되어 있습니다.

CPU 웹캠의 컴퓨팅 핵심입니다. 디지털화되고 압축된 영상 이미지를 출력하는 작업을 수행하며, 내장된 웹 서버 및 제어 프로그램웹 카메라용.

이더넷용 인터페이스 웹캠을 10/100 Mbit/s 이더넷 네트워크에 연결하는 역할을 합니다.

네트워크에서 작업하려면 웹캠에 다음이 있을 수 있습니다. 직렬 포트 모뎀을 연결하고 부재시 전화 접속 모드로 작업하기 위해 지역 네트워크. 직렬 포트를 통해 주변 장비를 웹캠에 연결할 수도 있습니다.

플래시 메모리 카드 웹캠 제어 프로그램을 업데이트하고 사용자 정의 HTML 페이지를 저장할 수 있습니다.

램 제어 프로그램 및 사용자 스크립트 실행 중에 생성되는 임시 데이터를 저장하는 역할을 합니다. 많은 인터넷 카메라에는 소위 비디오 버퍼가 있습니다. 이는 웹캠으로 캡처한 비디오 프레임을 녹화하고 임시 저장하기 위해 예약된 RAM의 일부입니다. 비디오 버퍼의 정보는 주기적으로 업데이트됩니다. 가장 오래된 프레임 대신 새 프레임이 녹화됩니다. 이 기능은 웹캠에 연결된 보안 센서의 알람 전후 이벤트를 복원할 수 있으므로 웹캠이 보안 영상 감시를 수행하는 경우 필요합니다.

알람 입력/출력 알람 센서를 웹캠에 연결하는 데 사용됩니다. 센서 중 하나가 트리거되면 알람 신호가 생성되고 그 결과 웹캠 프로세서가 알람 이전, 이후 및 시점에 비디오 버퍼에 기록된 프레임 세트를 구성합니다. 이 프레임 세트는 특정 대상으로 전송될 수 있습니다. 이메일 주소또는 FTP를 통해.

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웹캠 연결 및 설치

일반적으로 웹캠은 10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX 이더넷 포트를 통해 또는 직렬 포트를 통해 모뎀을 사용하여 인터넷에 연결됩니다. 웹캠이 네트워크에 물리적으로 연결되면 IP 주소가 할당됩니다. 대부분의 경우 웹캠에는 기본 IP 주소가 없습니다. 표준 웹 브라우저의 해당 기능을 사용하거나 식별을 위해 사용하는 DOS 명령을 사용하여 설치됩니다. 일련번호제조업체에서 할당한 웹캠입니다. 또한, 제조회사에서도 개발을 진행하고 있습니다. 특별 프로그램웹캠에 IP 주소를 할당하는 절차를 크게 단순화하는 웹캠용(예: AXIS Communications의 IP Installer) 웹 서버, FTP 서버, FTP 클라이언트, 이메일 클라이언트 등을 위한 내장 소프트웨어 덕분에 웹캠은 LAN/WAN/인터넷 네트워크에 직접 연결되어 독립적인 네트워크 장치로 작동합니다. 이는 웹캠을 USB나 USB를 통해 개인용 컴퓨터에 연결해야 하는 다른 디지털 카메라와 구별합니다. LPT 포트. 또한 웹캠은 사용자 스크립트 및 JAVA 애플릿 작업을 지원할 수 있습니다.

웹캠을 실외 또는 실내에 설치하기 위해 많은 제조업체에서는 벽, 천장, 브래킷 및 회전 장치에 설치하도록 설계된 카메라 본체 디자인에 특수 패스너를 포함합니다. 일부 웹캠에는 수평 또는 수직 표면에 장착되도록 설계된 회전 장치가 내장되어 있습니다.

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웹캠의 추가 특징 및 기능

동작 감지기 비디오 감시 사이트의 시야에서 움직이는 웹 카메라를 감지하는 것이 주요 임무인 소프트웨어 모듈입니다. 동작 감지기는 이미지 필드의 움직임을 감지할 뿐만 아니라 물체의 크기와 이동 속도도 결정합니다. 영상 감시 업무에 따라 오경보를 최대한 최소화하면서 물체의 움직임을 감지하도록 웹캠 동작 감지기를 구성하고(간섭 필터링), 유연한 경보 처리 로직을 설정(경보 녹화, 기타 보안 장비와의 통합)합니다.

오디오 전송 대부분의 경우 네트워크를 통한 작업은 추가 오디오 모듈을 웹캠에 연결하여 수행됩니다. 예를 들어 AXIS Communications는 확장을 위해 기능성웹캠은 대부분의 AXIS 웹캠과 호환되는 특수 오디오 모듈 AXIS 2191을 생산합니다.

비밀번호 보안 접근 권한이 없는 사람의 웹캠 접근을 제한하는 역할을 합니다.

기본적으로 웹캠의 비디오 이미지는 표준 웹 브라우저가 설치된 모든 네트워크 컴퓨터에서 볼 수 있습니다. 예: 인터넷 익스플로러또는 넷스케이프 네비게이터. 그러나 사용자 수준 비밀번호를 입력하여 웹캠에 액세스할 수 있는 사람의 수를 제한할 수 있습니다. 많은 웹캠은 액세스 및 관리 권한을 차별화하기 위해 다단계 암호 보호를 지원합니다.

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웹캠 프로그램

일반적으로 웹캠 이미지는 Internet Explorer 또는 Netscape Navigator와 같은 표준 웹 브라우저를 사용하여 볼 수 있습니다. 그러나 많은 제조업체에서는 웹캠 전용 프로그램을 개발하고 있습니다.

웹 브라우저와 관리자의 기능을 결합합니다. 소프트웨어웹캠에서 이미지를 관리, 구성 및 보는 데 사용됩니다(예: V.networks 라인에서 네트워크 장치를 관리하기 위한 AXIS Camera Explorer 또는 JVC Professional 관리 프로그램). 분산용 소프트웨어도 있습니다. 네트워크 시스템 Digicore Systems의 Sphinx-DV와 같은 다양한 제조업체의 비디오 감시, 지원 장비.

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웹캠을 네트워크에 연결

현재 웹캠은 다양한 데이터 전송 표준을 기반으로 하는 여러 가지 방법으로 네트워크에 연결할 수 있습니다.

10/100Mbit이더넷. 이는 웹캠에서 네트워크로 데이터를 전송하는 가장 널리 사용되는 방법입니다. 10Mbit 이더넷 네트워크에는 10Base2(동축 케이블 사용)와 10BaseT(연선 사용)의 두 가지 표준이 있습니다. 10Base2는 동축 케이블이 외부 노이즈에 민감하기 때문에 극히 드물게 사용됩니다. 100BaseTX 표준은 꼬인 쌍 100Mbit/s의 데이터 전송 속도를 제공합니다.

1000Mbit 이더넷, 기가비트 이더넷. 여기에 사용된 1000BaseTX 표준은 100BaseTX의 개선된 버전입니다. 이 표준은 주로 로컬 네트워크 백본을 구축하는 데 사용됩니다.

표준 전화 모뎀. 이것은 웹캠을 연결하는 저렴하고 일반적인 방법입니다. 글로벌 네트워크. 이 연결 방법의 가장 큰 단점은 느린 속도데이터 전송 ( 최대 속도데이터 다운로드 - 56kbit/s, 최대 업로드 속도 - 33.6kbit/s). 웹캠은 직렬 포트를 통해 모뎀에 연결됩니다.

ISDN 모뎀. ISDN(통합 서비스 디지털 네트워크) 표준은 개인 또는 공용 디지털 전화 네트워크를 통해 디지털 그래픽, 오디오 및 비디오 정보, 기타 디지털 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. ISDN 표준은 두 채널을 통해 최대 128kbit/s의 속도로 웹 카메라의 데이터 전송을 제공합니다.

xDSL 모뎀. DSL(Digital Subscriber Line)은 단순한 구리 전화선을 통해 높은 대역폭을 제공하는 기술입니다. 웹캠 데이터 전송 속도는 제공하는 회사에 따라 다를 수 있습니다. 이 서비스. 평균적으로 데이터 다운로드 속도는 1Mbit/s, 업로드 속도는 250kbit/s입니다.

케이블 모뎀. 케이블 모뎀은 네트워크를 통해 인터넷에 대한 액세스를 제공하는 모뎀입니다. 케이블 TV. 케이블 모뎀은 사용자의 인터넷 액세스에 가장 적합한 비대칭 기술을 사용합니다. 동시에 이러한 모뎀을 사용하여 웹캠에서 데이터를 수신할 수 있는 최대 속도는 약 40Mbit/s에 도달할 수 있으며(일반적으로 1Mbit/s를 초과하지 않음) 데이터 전송 속도는 약 10Mbit/s입니다. .

셀룰러 모뎀. 셀 모뎀을 사용하면 웹캠을 인터넷에 연결할 수 있습니다. 세포주연락. 데이터 전송 속도는 일반적으로 5~20kbps입니다.

좀 더 상세한 기술적 인 정보~에 특정 모델 Axis Communications 및 JVC Professional의 웹캠은 동일한 웹사이트의 비디오 카메라 섹션에 표시됩니다. 짧은 명세서웹캠 가격은 ARMO-Systems 온라인 상점에 나와 있습니다.

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인터넷을 통해 웹캠에 액세스하는 방법

인터넷을 통해 웹캠에 액세스하는 방법.

예:컴퓨터의 웹캠에서 이미 이미지를 받은 후에는 인터넷이 있는 곳이면 어디에서나 카메라에 액세스할 수 있으면 좋겠다고 결정합니다. 예를 들어, 매장 주인은 직장에 매 순간 출석할 필요 없이 집에서 매장 내 활동을 제어하고 싶습니다.

1단계: 시스템 요구 사항

시나리오 A)

건물(카메라가 있어야 하는 곳)이 이미 이더넷을 통해 ISP(인터넷 서비스 제공업체)에 연결되어 있는 경우 간단히 구성하십시오. 계정, 네트워크 출력을 통해 네트워크 카메라를 스위치에 연결하면 네트워크 카메라에 동적으로 할당된 공용 IP 주소를 얻어야 합니다. 네트워크 카메라의 설치 명령을 따르십시오. 웹캠용 특수 소프트웨어나 유틸리티는 IP 주소를 식별하는 데 유용합니다.

할당된 IP 주소는 ISP에 의해 변경될 수 있으므로(클라이언트 간에 공유되는 IP 주소의 공급 제한으로 인해) 특정 IP 주소에 카메라를 할당하는 방법을 알아보려면 아래 4단계를 참조하세요.

시나리오 B)

건물에 이더넷 액세스 기능이 없는 경우 대부분의 경우 다음 장치가 필요할 수 있습니다.

비대칭 디지털 연결을 위한 광대역 모뎀 가입자 회선(일반적으로 인터넷 서비스 제공업체에서 제공) 또는 케이블 TV

인터넷 게이트웨이라고도 하는 광대역 라우터(광대역 라우터를 사용하면 로컬 네트워크 사용자가 단일 인터넷 연결을 공유할 수 있습니다. 또한 인터넷, ISP 및 로컬 네트워크 간의 인터페이스 역할도 합니다)

허용하는 스위치 다양한 장치네트워크의 장치는 서로 직접 통신하고 로컬 네트워크의 장치가 별도의 IP 주소를 갖도록 허용합니다.

참고: 대부분의 광대역 라우터에는 스위치 기능이 내장되어 있으므로 별도의 하드웨어가 필요하지 않습니다.

네트워크 카메라

로컬 컴퓨터

원격 모니터링을 위한 컴퓨터

2단계: 카메라에 IP 주소 할당

광대역 라우터는 일반적으로 로컬 네트워크의 장치에 자동 로컬 IP 주소를 할당하므로 이러한 IP 주소는 변경될 수 있습니다. 네트워크 카메라에는 고정(영구) IP 주소를 사용하는 것이 좋습니다. 고정 IP 주소를 할당하려면 라우터의 IP 주소 범위(예: 192.168.0.2 ~ 192.168.0.35)를 알아보세요. 192.168.0.100과 같은 범위를 벗어난 IP 주소를 카메라의 고정 IP 주소로 사용하기로 선택한 경우 자동 주소를 수신하는 다른 장치와 장치가 충돌할 위험이 없습니다.

카메라의 IP 주소 설정은 세 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 다른 방법들, 카메라 설명서에 명시된 대로. IP 주소가 할당되면 서브넷 및 게이트웨이(이 정보는 라우터에서 얻을 수 있음)를 설정하고 카메라 설정(비밀번호, 등록된 사용자)을 구성하여 카메라에 대한 액세스 제한을 보장합니다.

3단계: 포트 전달

앞서 언급한 바와 같이 광대역 라우터는 인터넷, ISP 및 로컬 네트워크 간의 인터페이스를 제공합니다. 라우터는 인터넷 서비스 제공자로부터 외부 IP 주소를 얻어 로컬 네트워크의 장치에 내부(로컬) IP 주소를 제공합니다.

로컬 네트워크에 있는 네트워크 카메라에 접속하려면 라우터의 외부 IP 주소를 확인하고(라우터 설명서 참조) 외부 IP 주소가 라우터의 고정 로컬 IP 주소로 연결되도록 라우터를 구성해야 합니다. 네트워크 카메라 . 이 프로세스를 포트 열기라고 합니다. 즉, 네트워크 컴퓨터에서 라우터의 외부 IP 주소를 입력하면 인터넷이 라우터를 찾은 다음 네트워크 카메라에 할당된 로컬 IP 주소로 요청을 전달합니다.


웹 브라우저를 실행하고 라우터 구성 페이지에 로그인을 통해 라우터의 내장 웹 페이지에 로그인하십시오.

대략 아래와 같은 표와 함께 "포트 전달"(또는 이와 유사한) 메뉴 항목을 찾으십시오.

서비스 이름	시작 포트	끝 포트	서버 IP 주소
FTP	21	21	구성되지 않음
HTTP(네트워크)	80	80	구성되지 않음
			구성되지 않음

카메라는 HTTP를 통해 비디오를 전송하므로 다음과 같이 HTTP 서비스를 구성해야 합니다.

서비스 이름	시작 포트	끝 포트	서버 IP 주소
FTP	21	21	구성되지 않음
HTTP(네트워크)	80	80	192.168.0.100
비공식 항구	80xx	80xx	192.168.0.10x

라우터에 구성을 저장하고 구성 페이지를 종료합니다. 구성이 완료되었습니다. 포트 80에서 라우터의 외부 IP 주소에 도달하는 모든 요청은 이제 카메라의 IP 주소인 192.168.0.100으로 전송됩니다.

인터넷을 통해 두 개 이상의 네트워크 카메라에 액세스하려면 80xx와 같은 추가(비공식) 라우터 포트를 사용해야 하며 이를 IP 카메라의 네트워크 주소와 연결해야 합니다.

4단계: ISP가 Dfi 외부 IP 주소를 자주 변경하는 경우 어떻게 해야 합니까?

서비스를 제공하고 등록하는 DNS 서비스에 계정을 만듭니다. 도메인 이름(예: www.nic.ru 등)을 외부 IP 주소에 바인딩합니다. www.web-kamera.ru와 같은 도메인 이름은 사용자에게 명확하고 기억하기 쉬우며 각 도메인에 고유한 네트워크 장치를 할당할 수 있습니다. IP 주소. 공유기의 IP 주소가 변경될 때마다 DNS 서비스에 의해 자동으로 등록되어 IP 주소가 업데이트되므로 동일한 주소를 사용하여 네트워크 카메라에 접속할 수 있습니다.

대부분의 광대역 라우터에는 www.dyndns.org와 같은 기본 DNS 지원 기능이 있습니다.

또 다른 대안: 인터넷 서비스 제공업체로부터 고정 외부 IP 주소를 구입하거나 임대할 수 있습니다.

웹 카메라, 그 목적 및 응용 기능은 우리 잡지에서 여러 번 논의되었습니다. 마지막 리뷰 기사인 Yu. Semko의 "World Wide Web 네트워크의 웹 카메라"는 2002년 2호에 출판되었습니다. 그러나 이후 이 시장에는 큰 변화가 일어났다.

첫째, 고속 USB 2.0 인터페이스가 널리 보급되어 이미지 전송 속도를 높이고 형식을 늘릴 수 있게 되었습니다. 실제로 웹 카메라의 주요 목적이 통신 시장(예: 모뎀을 사용하여 저속 통신 채널을 통해 비디오 정보 전송)이라는 사실에도 불구하고 이는 정보 흐름에 대한 엄격한 제한을 규정하므로 이미지의 형식과 압축 정도에 따라 원본 자료를 사용하여 품질을 높일수록 항상 더 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다.

둘째, 급속한 발전 무선 기술전체 무선 웹 카메라 제품군을 만드는 원동력이 되었습니다. 에서 최근 뉴스, 판매 중이므로 주목할 수 있습니다. 무선 블루투스 Logitech QuickCam Cordless 웹캠(http://www.logitech.com/). 다른 모든 웹 카메라와 마찬가지로 CMOS 센서가 장착되어 있지만 해상도는 평소(510S492)보다 약간 높습니다. 처럼 대체 연결 USB 2.0 인터페이스를 사용할 수 있습니다. 물론, 무선 카메라는 여전히 상당히 비쌉니다. Logitech QuickCam Cordless 가격은 200달러 이상입니다. 즉, 이미지가 유선으로 전송되는 가장 저렴한 웹 카메라보다 거의 10배 더 비쌉니다.

셋째, 작년에는 웹 카메라의 새로운 제조업체가 많이 등장했으며 장치의 모델, 모양 및 유형의 범위가 크게 확대되었습니다. Logitech과 Intel은 여전히 ​​웹 카메라 생산 분야에서 인정받는 리더로 간주되며 Genius, Creative, Philips, Kodak 등과 같은 잘 알려진 회사가 그 뒤를 따릅니다.

넷째, 카메라, 비디오 카메라, 휴대용 녹음기의 기능과 웹 카메라 기능을 갖춘 복합 장치가 많이 등장했습니다. 배터리 수명카메라 및 비디오 카메라 모드에서.

그리고 마지막으로 주목해야 할 점은 웹 카메라가 재미있는 장난감에서 완전한 기능을 갖춘 유용한 도구로 최종적으로 변모했다는 것입니다.

최신 웹 카메라 장비

많은 최신 웹 카메라는 유사한 기능적 특성을 갖고 있으며 패키지에 포함된 디자인과 소프트웨어만 다릅니다.

예를 들어, 일반적인 Genius WebCAM Live 웹 카메라에는 다음이 포함됩니다.

• USB 인터페이스 연결용 케이블;
• 옷에 부착하기 위한 클립이 있는 원격 마이크;
• 테이블 스탠드;
• 오프라인 작동을 위한 배터리 세트.

드라이버 외에도 CD에는 다음과 같은 추가 소프트웨어가 포함되어 있습니다.

• ArcSoft PhotoImpression은 사진 편집 프로그램입니다. 여기에는 유용하고 재미있는 사진 템플릿뿐만 아니라 많은 도구가 포함되어 있습니다.
• ArcSoft VideoImpression은 사용하기 쉬운 비디오 편집 소프트웨어입니다.
• ArcSoft PhotoBase는 멀티미디어 파일 목록입니다. 도움을 받으면 그래픽, 비디오, 사운드 및 기타 파일로 구성된 앨범을 만들 수 있습니다.
• ArcSoft FunHouse는 이미지를 편집하고 편집할 수 있는 재미있는 프로그램입니다.

Creative 카메라용 소프트웨어 패키지에는 원형 패닝 및 대화형 비디오 녹화용 애플리케이션, 동작 녹화용 프로그램이 포함된 WebCam 유틸리티, 음악 시각화용 Creative의 Oozic Player 프로그램, 사진 및 비디오 정보 편집용 Ulead 프로그램 제품군이 포함되어 있습니다.

다른 웹 카메라도 비슷한 방식으로 장착됩니다. 소프트웨어 패키지를 사용하면 즉시 시작할 수 있습니다. 풀타임 근무카메라를 사용하여 즉시 결과를 얻을 수 있습니다.

상당히 일반적인 적용 방법은 스캐너입니다.

인터넷에 접속할 수 없는 경우에도 웹 카메라가 여전히 유용할 수 있습니다. 도움을 받으면 그림이나 텍스트를 신속하게 "스캔"할 수 있으며 이후에 텍스트를 "인식"하여 영숫자 형식으로 저장할 수도 있습니다. 평평한 표면을 선택하고 물체에 조명을 잘 비춘 다음 카메라와 함께 제공되는 간단한 프로그램에서 해당 버튼을 클릭하기만 하면 됩니다. 이 "스캔" 방법은 일반 평판 스캐너에 놓을 수 없는 대형 개체에 특히 적합합니다.

매우 일반적인 의사소통 방법

인터넷에 접속할 수 있고 Windows 98/Me/2000/XP를 실행하는 경우 Windows Messenger 또는 NetMeeting과 같은 표준 프로그램을 사용하고 세계 반대편에 있는 대화 상대와 대화하면서 그의 이미지를 볼 수 있습니다(그러나 때로는 큰 지연이 발생함). 통신 속도가 매우 나쁠 경우 미리 정해진 간격으로 대화 상대의 사진을 자동으로 촬영할 수 있으며, 그 후 대화 상대와 이미지가 자동으로 송수신됩니다. 우리의 통신 속도와 어느 정도 적당한 이미지 해상도에도 불구하고 대화 상대가 분당 최소 5-10장의 새로운 사진을 받을 수 있습니다.

비슷한 방법으로 원격지에 있는 사람들과 화상 회의를 구성할 수 있습니다(이 경우에는 특별한 소프트웨어가 필요할 수 있습니다).

스파이 및/또는 보안 방법 - 감시 시스템

가장 널리 보급되었으며 "웹 카메라"라는 개념과도 연관이 된 것은 바로 이 옵션입니다. 이 사용 방법을 사용하면 카메라의 비디오 시퀀스 또는 개별 이미지가 미리 정해진 주소로 전송되거나 매체에 저장되거나 정기적으로 자동 업데이트되어 웹 페이지에 게시됩니다. 움직임에 반응할 수 있는 카메라도 있습니다(그러나 모션 센서는 컴퓨터의 소프트웨어로 구현되어 카메라에서 변화하는 이미지만 기록하도록 만들 수 있습니다).

원칙적으로 보안 및 비디오 감시 시스템은 특수 소프트웨어를 사용하는 심각하고 값비싼 제품이지만 이러한 시스템과 유사한 일부 시스템은 독립적으로 조립할 수 있습니다. 또한 시스템은 특정 간격으로 사진을 하드 드라이브의 아카이브에 저장할 뿐만 아니라 모션 센서가 보호 영역에서 장애를 감지한 경우에만 이를 수행합니다.

현재 방향은 빠르게 발전하고 있습니다. 디지털 시스템비디오 감시 (그 중 다수의 기초는 일반 컴퓨터), 모든 예측에 따르면 곧 아날로그를 대체할 것입니다. 디지털 비디오 감시 시스템은 아날로그 시스템에 비해 다음과 같은 많은 장점이 있습니다.

• 정보는 디지털 미디어(HDD, CD-RW 등)에 기록되며 일반 매체에 기록됩니다. HDD약 $100의 비용으로 허용 가능한 품질로 압축된 비디오 정보를 녹화할 수 있으며 거의 ​​한 달 동안 녹화되며 미디어의 용량/비용 비율은 지속적으로 증가합니다(연간 2~3회). 디스크의 기록은 편리한 검색 시스템을 갖추고 있으며 미디어를 되감는 데 문제가 없습니다.
• 고속 최신 프로세서동작 감지기와 같은 장치를 구현할 수 있습니다. 프로그래밍 방식으로, 덕분에 디지털 비디오 감시 시스템에는 유용한 기능(예를 들어 일부 센서, 동작 감지기 등의 특정 활성화에 대한 반응) 원하는 경우 시스템 동작의 논리를 변경할 수도 있습니다.
• 시스템은 최신 시스템에 쉽게 통합됩니다. 디지털 네트워크또는 인터넷에 연결하여 다른 원격 컴퓨터에 있는 특정 카메라를 볼 수 있습니다.
• 마지막으로 비디오 정보 처리가 크게 단순화됩니다. 예를 들어 이미지 품질(공격자의 얼굴 등)을 향상하기 위해 스틸 프레임을 처리하고 이를 표준 프린터에서 순차적으로 인쇄하는 등의 작업이 수행됩니다.

현재 다양한 문제를 해결하고 이에 따라 기능과 가격이 다른 전문 디지털 비디오 감시 시스템이 많이 있지만 저렴한 웹 카메라에서 모든 기능을 갖춘 시스템을 구현할 수 있습니다. USB 인터페이스(특히 오늘날부터 마더보드의 USB 커넥터 수가 6-8개에 이릅니다.) 예를 들어, Creative WebCam에 포함된 프로그램을 사용하면 프레임의 변화가 감지되면 이미지 캡처를 시작하는 간단한 보안 시스템으로 컴퓨터를 전환할 수 있습니다(모션 감도는 쉽게 조정됨). 컴퓨터가 전송하도록 카메라를 설정할 수 있습니다. 소리 신호물체가 프레임 안에서 움직일 때. 경보 신호 및 이미지가 포함될 수 있습니다. 자동 모드전송 방법 이메일또는 비디오를 웹사이트로 스트리밍합니다.

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최초의 웹캠은 1991년에 출시되었으며 캠브리지 대학의 트로이 목마 룸에 커피 메이커가 있었습니다. 2001년 8월 22일에 비활성화되었으므로 현재 작동하지 않습니다. 이 카메라로 촬영한 마지막 사진은 여전히 ​​해당 카메라에서 볼 수 있습니다. 홈페이지인터넷에는. 글로벌 웹은 이제 막 지구를 가로지르는 승리의 행진을 시작하고 있었습니다. 약 15~20명의 과학자 그룹이 현장 프로젝트에 참여했습니다. 네트워크 기술. 근무 조건은 간소했고, 팀 전체에 커피 메이커가 한 대밖에 없었기 때문에 팀 전체의 요구를 충족할 수 없었습니다. 주요 작업은 실험실에서 수행되었으며 직원은 같은 건물에 살았지만 건물의 다른 부분에 살았습니다. 상쾌한 음료 한 잔으로 사고 과정을 촉진하기 위해 과학 프로젝트 참가자들은 커피 메이커가 있는 위층 복도를 자주 방문해야 했습니다. 일부 동료가 이미 탐내는 컨테이너를 비울 수 있었기 때문에 그러한 여행은 종종 실패했습니다. 상황에 따라 비표준 솔루션이 필요했고 이것이 발견되었습니다.

실험실에 있는 컴퓨터 중 하나에는 비디오 감시 장치(프레임 그래버)가 있었습니다. 관찰 대상을 겨냥한 카메라가 연결되었습니다. 동일한 컴퓨터가 특별히 작성된 소프트웨어를 사용하여 웹 서버 역할을 수행했습니다. 커피가 있는지 알고 싶은 사람들은 서버 /3/에 연결된 컴퓨터에서 클라이언트 소프트웨어를 실행해야 했습니다. 그 결과, 에 원격 컴퓨터작은 창에는 1분에 세 번씩 업데이트되는 흑백 이미지가 표시되었습니다. 이 흥미로운 단지에 대한 기록은 1992년 1월 27일 Comm-Week 잡지에 게재되었습니다. IP 카메라의 첫 번째 프로토타입이 등장한 이후 많은 시간이 지나지 않았지만 이미 일상 생활을 더 쉽고 편리하며 재미있게 만드는 완전한 형태의 별도 클래스 장치로 변모했습니다.

많은 네트워크 기술과 마찬가지로 웹캠과 화상 채팅도 큰 인기를 얻었습니다. "라이브" 비디오 이미지에 대한 필요성으로 인해 시청자가 이미지를 수동으로 새로 고칠 필요가 없는 비디오 스트림 형식으로 인터넷을 통해 방송할 수 있는 웹캠이 탄생했습니다. 그리고 곧 최신 브라우저에서는 특수 플러그인이 불필요해졌습니다.

1. 웹 카메라의 종류

웹캠은 인터넷을 통한 추가 전송을 위해 실시간으로 이미지를 캡처할 수 있는 소형 디지털 비디오 또는 사진 카메라입니다(Skype, 인스턴트 메신저 또는 기타 비디오 응용 프로그램과 같은 프로그램에서). 웹 서버, 네트워크 인터페이스가 내장되어 있으며 LAN/WAN/인터넷에 직접 연결됩니다. 많은 네트워크 카메라에는 동작 감지기, 이메일로 메시지 보내기, 모뎀 작업, 외부 센서 연결 등과 같은 추가 도구가 있습니다. /1/. 사용자는 표준을 통해 카메라에 액세스할 수 있습니다. 웹 브라우저. 설정에 따라 웹 카메라가 수신한 영상 이미지에 대한 접근이 모든 네트워크 사용자에게 공개되거나 승인된 사용자에게만 공개될 수 있습니다.

인터넷을 통해 이미지를 전달하는 웹캠은 요청 시, 지속적으로 또는 정기적으로 웹 서버에 이미지를 업로드합니다. 이는 카메라를 컴퓨터에 연결하거나 카메라 자체의 기능을 사용하여 달성됩니다. 일부 현대 모델카메라가 웹 서버, FTP 서버, FTP 클라이언트로 독립적으로 작동하거나 이메일로 이미지를 보낼 수 있도록 하는 하드웨어와 소프트웨어가 있어야 합니다.

화상 회의용으로 설계된 웹캠은 일반적으로 간단한 모델 Instant Messenger와 같은 프로그램을 실행하는 컴퓨터에 연결된 카메라. 보안 목적으로 사용되는 카메라 모델에는 다음이 장착될 수 있습니다. 추가 장치및 기능(동작 감지, 외부 센서 연결 등) 영상 채팅 인터페이스 감지 카메라

웹캠 그룹에는 데스크탑, 휴대용, 범용의 세 가지 유형이 있습니다. 데스크톱 웹캠은 데스크톱 개인용 컴퓨터, 노트북용 휴대용 웹캠, 노트북 및 컴퓨터용 범용 웹캠에 가장 자주 사용됩니다. 웹캠도 무선과 유선으로 구분됩니다.

무선 비디오 카메라는 케이블 연결 없이 오디오 및 비디오 신호를 수신기로 전송하는 녹화 장치입니다. 이러한 카메라는 여러 가지 이유로 케이블 네트워크를 구축하는 것이 불편한 사이트에서 사용됩니다. 무선 카메라의 주요 장점은 케이블 배치에 시간이 많이 걸리고 노동 집약적인 작업이 필요 없고 높은 소음 내성 및 신뢰성이 있다는 것입니다.

무선 카메라는 라이브 카메라로 사용하기 편리합니다. 은밀한 감시, 왜냐하면 부피가 큰 케이블 네트워크가 없습니다. 이러한 숨겨진 미니 카메라를 사용하면 /2/ 사이트에서 감시가 부족한 것처럼 보이게 할 수 있습니다. 휴대용 비디오 카메라에는 다양한 어려운 조건에서 비디오를 녹화하는 데 사용할 수 있는 마이크로 카메라도 있습니다. 무선 카메라는 신호 전송 기술(방법)이 다르기 때문에 아날로그와 디지털의 두 가지 유형으로 구분됩니다.

아날로그 무선 비디오 카메라는 간섭이 발생하기 쉽고 대부분 전송된 이미지를 왜곡하지만 훨씬 저렴합니다. 사실, 대부분의 경우 아날로그 비디오 카메라는 법으로 금지되어 있습니다.

디지털 무선 비디오 카메라(IP 카메라)는 신호를 디지털 형식으로 전송합니다. 디지털 신호다른 카메라를 포함하여 전파 및 간섭의 영향을 받지 않습니다. 이러한 신호는 전송 중에 절대 왜곡되지 않습니다. 이러한 장치는 반드시 컴퓨터에 연결될 필요는 없으며, 그 자체가 자체 IP 주소를 가진 네트워크 노드입니다(따라서 "IP 카메라"라는 이름). 실제로 이들은 다음을 통해 독립적으로 네트워크에 신호를 전송하는 일종의 서버입니다. TCP 프로토콜또는 심지어 UDP.

무선 디지털 카메라에는 무선 채널(WiFi 무선 카메라, USB, Wi-Max)을 통해 비디오 신호를 전송하는 카메라와 무선 채널을 통해 신호를 전송하는 카메라의 두 가지 유형이 있습니다. 셀룰러 통신(GSM 무선 카메라, 3G 카메라, CDMA 무선 카메라).

가장 인기있는 WiFi 카메라, 가장 저렴하고 간단한 유형의 디지털 무선 비디오 카메라입니다.

무선 GSM 비디오 카메라(GPRS, EDGE, 3G 통신 프로토콜)는 WiFi를 통한 인터넷 접속이 없을 때 사용됩니다. 그런 다음 이동 통신사의 서비스를 사용합니다.

USB 카메라는 Bluetooth를 통해 신호를 전송하지만 이러한 장비는 전파를 사용하는 근거리에서만 작동합니다.

무선 IP 카메라는 웹 카메라의 일종입니다. 비디오 및 오디오 신호를 인터넷으로 전송합니다. 무선 웹캠은 로컬 네트워크를 사용하여 디지털 비디오를 캡처하고 전송합니다.

유선 웹캠은 외부 웹캠과 내장 웹캠으로 구분됩니다. 외부 웹캠은 일반적으로 USB 포트에 연결되거나 FireWire 인터페이스를 사용하여 연결됩니다. 이러한 기능을 지원하는 경우 가장 일반적인 비디오 카메라를 유선 웹캠으로 사용할 수 있습니다.

내장 웹캠은 장치 자체에 직접 위치합니다. 웹캠이 없는 최신 노트북은 상상하기 어렵습니다. 품질이 평범한 것일 수도 있지만 여전히 존재해야 합니다.

2. 웹 카메라의 구조와 목적

2.1 웹캠 구조

최신 웹캠은 비디오를 녹화하고, 디지털화하고, 압축하고, 컴퓨터 네트워크를 통해 비디오 이미지를 전송하는 디지털 장치입니다. 따라서 웹캠에는 다음 구성 요소가 포함됩니다.

CCD 매트릭스;

렌즈;

광학 필터;

비디오 캡처 카드;

비디오 압축 장치;

중앙 프로세서 및 내장 웹 서버;

플래시 메모리;

네트워크 인터페이스;

직렬 포트;

알람 입력/출력.

대부분의 웹 카메라는 CCD 매트릭스(CCD - 전하 결합 장치)를 광검출기로 사용합니다. 이는 입사광을 전기 신호로 변환하는 3:4 종횡비의 직사각형 감광성 반도체 판입니다. CCD 매트릭스는 다수의 감광성 세포로 구성됩니다. CCD 매트릭스의 감광성을 높이기 위해 각 셀 앞에 마이크로렌즈를 생성하는 구조가 형성되는 경우가 많습니다. 웹캠의 기술 매개변수는 일반적으로 CCD 매트릭스의 형식(매트릭스의 대각선 길이(인치)), 유효 픽셀 수, 스캔 유형(인터레이스 또는 인터레이스) 및 감도를 나타냅니다. 일반적인 웹 카메라에는 렌즈, 광학 필터, CCD 매트릭스, 디지털 이미지 처리 회로, 이미지 압축 회로 및 네트워크 /2/에 연결하기 위한 웹 서버가 포함되어 있습니다. 각 네트워크 비디오 카메라에는 고유한 IP 주소, 컴퓨팅 기능 및 웹 서버로 작동할 수 있는 내장 소프트웨어가 있습니다. FTP 서버, FTP 클라이언트 및 이메일 클라이언트. 대부분의 최신 네트워크 카메라에는 동작 감지, 알람 입력/출력 및 이메일 지원과 같은 다른 많은 매력적인 기능도 포함되어 있습니다.

웹캠은 주로 센서로 구성됩니다. 비디오 감시에는 표준 CCD 매트릭스 대신 저렴한 CMOS 센서가 사용되는 경우가 많습니다. 감도가 낮고 연색성이 좋지 않지만 이러한 센서는 디지털 데이터 출력 기능이 있는 "올인원 칩"이기 때문에 장치 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

광 센서는 모든 디지털 카메라의 핵심입니다. 이것이 빛을 추가 전자 처리에 사용할 수 있는 전기 신호로 변환하는 것을 가능하게 하는 것입니다. CCD 센서와 CMOS 센서의 기본 작동 원리는 동일합니다. 즉, 빛의 영향으로 반도체 재료에 전하 캐리어가 생성되고 이후에 전압으로 변환됩니다. CCD와 CMOS 센서의 차이점은 주로 전하를 축적하고 전송하는 방법과 이를 아날로그 전압으로 변환하는 기술에 있습니다. 디자인 디테일에 들어가지 않고 다양한 방식센서의 경우 CMOS 센서가 생산 비용이 훨씬 저렴하지만 소음이 더 크다는 점만 참고하면 됩니다.

웹캠 작동 원리는 디지털 카메라 또는 카메라의 작동 원리와 유사합니다. 광학렌즈와 감광성 CCD나 CMOS 센서 외에 아날로그-디지털 변환기(ADC)가 있어야 하는데, 그 주된 목적은 감광성 센서의 아날로그 신호, 즉 전압을 변환하는 것이다. ~ 안으로 디지털 코드. 또한 색상 형성 시스템 /6/이 필요합니다. 카메라의 또 다른 중요한 요소는 데이터 압축 및 전송 준비를 담당하는 회로입니다. 필요한 형식으로. 웹캠에서 비디오 데이터는 USB 인터페이스를 통해 컴퓨터로 전송됩니다. 즉, 카메라의 최종 회로는 USB 인터페이스 컨트롤러여야 합니다.

다음: 네트워크 카메라에는 비디오 압축 및 동작 감지를 위한 마이크로프로세서(또는 단순히 압축기 칩)가 포함되어 있습니다. 가장 인기 있는 것은 JPEG입니다. 가장 간단하고 저렴하기 때문입니다. MPEG4도 자주 사용되지만 MPEG2는 가장 희귀하고 가장 비쌉니다. 산술 인코딩 특허 만료로 WaveLet이 인기를 얻고 있습니다. 마지막으로 네트워크 카메라에는 10/100Mbps 네트워크 컨트롤러가 포함되어 있습니다.

2.2 웹 카메라의 목적

웹캠은 우리 삶의 일부가 되어가고 있습니다. 지리적으로 크고 작은 물체 모두를 위한 비디오 시스템을 구축하는 데 사용됩니다. 특히 무인 장비를 사용해야 하는 원격 지점을 제어하고 모니터링하는 데 없어서는 안 될 요소입니다.

웹캠은 예를 들어 창문 아래에서 차를 보호하는 감시 카메라로 사용할 수 있으며, 집에 없을 때 자녀에게 일어나는 모든 일을 모니터링하는 웹 보모로 사용할 수 있습니다.

웹캠은 비즈니스에서도 유용할 수 있습니다. 가상 전시회를 조직하고, 화상 회의를 진행하거나, 원격 교육, 영화 회의 및 컨퍼런스.

Skype, Yahoo Messenger, AOL Instant Messenger, 윈도우 라이브메신저 - 전 세계 수백만 명의 일반 사용자가 화상전화를 통해 서로 소통할 수 있는 기회를 갖습니다. 향상된 비디오 품질로 인해 웹 카메라는 기존 화상 회의 시스템과 경쟁할 수 있게 되었습니다 /4/. 일부 웹캠에는 특히 비디오 통신의 대중성과 편의성을 높이기 위한 새로운 기능(자동 사진 수정, 주름 완화 등을 제공하는 기능 포함)이 탑재되어 있습니다.

무선 카메라는 케이블 연결이 어렵거나 완전한 이동성이 필요한 곳에서 감시를 가능하게 합니다. 무선 비디오 카메라는 다른 유선 장비와 통신할 수 있습니다. 요즘에는 소규모 사무실부터 기업까지 모든 네트워크를 설계할 때 무선 솔루션을 고려해야 합니다. 이렇게 하면 아마도 돈, 노동력, 시간이 절약될 것입니다.

모든 무선 네트워크는 인프라 모드(액세스 포인트를 통한 연결)와 애드혹 모드(액세스 포인트를 사용하지 않고 작업 설정)를 모두 지원합니다. 언제든지 새 사용자를 추가하고 네트워크 코드를 사용하지 않고도 어디서나 새 네트워크 노드를 설치할 수 있습니다. 무선 네트워크케이블 네트워크가 설치되어 있지 않거나 네트워크 케이블을 부설하기 어려운 장소에 임시로 사용하기 위해 설치할 수도 있습니다.

무선 사용자에게 회사 데이터베이스나 공유 리소스, 서버 및 프린터에 대한 액세스를 제공하려면 액세스 포인트 /5/를 설치할 수 있습니다. 이 장치를 사용하면 무선 워크스테이션이 이미 기존 네트워크이더넷. D-Link 액세스 포인트는 Wi-Fi와 호환되며 이더넷과 완벽하게 통합됩니다. 네트워크 성능 저하 없이 무선 워크스테이션을 추가할 수 있습니다. 네트워크 응답 시간을 줄이기 위해 액세스 포인트를 추가하면 네트워크 트래픽 정체를 쉽게 피할 수 있습니다.

때로는 웹캠이 보안 시스템에 사용됩니다. 기업에서는 웹 카메라를 사용하여 사무실, 복도, 창고에서 그리고 선거 중에 일어나는 일을 모니터링하고 비디오 녹화합니다. 러시아에서는 2012년 3월 4일 처음으로 선거 시청 및 녹화용 카메라가 설치되었습니다. 웹캠은 위원회와 투표함에 방송되었습니다. 주택 소유자는 웹캠을 사용하여 보육원부터 뒷마당까지 모든 것을 모니터링합니다.

일반적으로 웹캠 자체는 비디오 녹화를 저장할 수 없으며 단순히 사진을 찍습니다. 비디오를 저장하려면 웹캠이 연결된 컴퓨터에서 특수 소프트웨어를 사용합니다. 간단한 동작 인식 알고리즘을 사용하는 게임에도 웹캠을 사용할 수 있습니다.

사용된 소스 목록

1. 컴퓨터 과학: 대학 교과서 / Ed. 교수 N.V. 마카로바. - 3판. 재 작업 - M .: F 및 S, 2004.

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

3. Christiansen T., Torkington N. Perl: 프로그래머 라이브러리: Transl. 영어로부터 - 세인트 피터스 버그. : “피터”, 2000.

4. Ostreykovsky V.A. 정보학: 대학 교과서. -M .: 더 높습니다. 학교, 1999. MS Excel 97(2000). 단계별로. 에코컴 1999(2000).

5. Svetozarova G.I., Melnikov A.A. 프로그래밍 워크숍 기본 언어. - M. - 과학, 1986.

6. Figurnov V.E. 사용자를 위한 IBM PC. 짧은 코스. M.: 재정 및 통계. 1997.

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Nikolskaya K.Yu.

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Badalova A.A.

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첼랴빈스크 2014

Badalova A.A. 웹캠. 목적, 작동 원리 및 주요 특징. – 첼랴빈스크: SUSU, PS-170, 20p., 4ill., bibliogr. 목록 – 5개의 이름.

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1. 소개(4쪽)

2. 정의(5페이지)

3. 웹캠 생성 이력(6페이지)

4. 웹캠의 설계 및 작동 원리(페이지 7-11)

5. 추가 기능및 웹캠 기능(p.12)

6. 웹캠을 네트워크에 연결하기(13-15페이지)

7. 웹캠 사용 방법(16~17페이지)

8. 웹캠용 프로그램(18페이지)

9. 결론(19쪽)

10. 참고문헌(20페이지).

소개.

웹캠은 점점 우리 삶의 일부가 되어가고 있습니다. 지리적으로 크고 작은 물체 모두를 위한 비디오 시스템을 구축하는 데 사용됩니다. 특히 유지 관리가 필요 없는 장비를 사용해야 하는 원격 지점을 제어하고 모니터링하는 데 없어서는 안 될 요소입니다. 긴급하게 "임시" 카메라를 설치해야 하는 경우 웹캠은 필수입니다. 설치 시 별도의 전선을 당길 필요가 없으므로 설치가 빠르고 쉽습니다.

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그림 1. 첫 번째 웹캠의 이미지

웹캠의 설계 및 작동 원리.

최신 웹캠은 비디오를 녹화하고, 아날로그 비디오 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 비디오 신호를 압축하고, 컴퓨터 네트워크를 통해 비디오 이미지를 전송하는 디지털 장치입니다. 따라서 웹캠에는 다음 구성 요소가 포함됩니다.

CCD 매트릭스,

렌즈,

광학 필터,

비디오 캡처 카드,

영상 압축 단위,

중앙 프로세서 및 내장 웹 서버,

플래시 메모리,

네트워크 인터페이스

직렬 포트,

알람 입력/출력.

·
대부분의 웹 카메라에서 광검출기로 사용됩니다. CCD 매트릭스 ( CCD, CCD - 전하 결합 소자)는 종횡비가 3:4인 직사각형 감광성 반도체 판으로, 입사된 빛을 전기 신호로 변환합니다. CCD 매트릭스는 다수의 감광성 세포로 구성됩니다. CCD 매트릭스의 감광성을 높이기 위해 각 셀 앞에 마이크로렌즈를 생성하는 구조가 형성되는 경우가 많습니다. 웹캠의 기술 매개변수는 일반적으로 CCD 매트릭스의 형식(매트릭스의 대각선 길이(인치)), 유효 픽셀 수, 스캔 유형(인터레이스 또는 인터레이스) 및 감도를 나타냅니다.

· 렌즈 관찰 물체의 이미지를 웹 카메라의 감광 요소에 투사하도록 설계된 렌즈 시스템입니다. 렌즈는 웹캠의 필수적인 부분이므로 웹캠이 수신하는 비디오 이미지의 품질은 올바른 선택과 설치에 따라 달라집니다. 웹캠에는 렌즈가 함께 제공되는 경우가 많습니다. 렌즈는 초점 거리, 상대 조리개(F), 피사계 심도, 마운트 유형(C, CS), 형식과 같은 여러 가지 중요한 매개변수로 특징지어집니다.

· 광학적외선 차단 필터 웹캠에 설치되는 는 CCD 매트릭스 위에 장착된 광학적으로 정밀한 평면 평행판입니다. 이는 빨간색에 가까운 약 700nm의 차단 주파수를 갖는 광학 저역 통과 필터로 작동합니다. 광파의 적외선 구성 요소를 차단하여 웹캠에 정확한 색상 재현을 제공합니다. 그러나 많은 흑백 웹캠에는 이러한 필터가 설치되어 있지 않으므로 흑백 웹캠의 감도가 더 높습니다.

· 비디오 캡처 카드 웹 카메라(디지털화 장치)는 CCD 매트릭스에서 생성된 아날로그 전기 신호를 디지털 형식으로 변환합니다. 신호 변환 프로세스는 세 단계로 구성됩니다.

샘플링, 양자화, 코딩.

견본 추출- 일정한 간격(주기)으로 전기 신호의 진폭을 읽습니다. 이 신호 변환 단계는 샘플링 주파수로 특징지어집니다.

양자화샘플링 결과를 디지털 형식으로 제시하는 프로세스입니다. 샘플링 기간 동안 전기 신호 레벨의 변화는 8, 10 또는 12비트의 코드워드로 표시되며 각각 256, 1024 및 4096 양자화 레벨을 제공합니다. 디지털 형식의 신호 표현의 정확도는 양자화 수준의 수에 따라 달라집니다.

코딩.이전 단계에서 얻은 신호 레벨의 변화에 ​​대한 정보 외에도 인코딩 프로세스는 클럭 펄스의 끝과 새 프레임의 시작을 나타내는 비트와 추가 오류 방지 비트를 생성합니다.

· 압축 블록 웹캠은 디지털화된 비디오 신호를 압축 형식(JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet) 중 하나로 압축합니다. 압축 덕분에 비디오 프레임의 크기가 줄어듭니다. 이는 네트워크를 통해 비디오를 저장하고 전송하는 데 필요합니다. 웹캠이 연결된 로컬 네트워크의 대역폭이 제한된 경우 네트워크 트래픽 오버플로를 방지하려면 네트워크를 통한 프레임 전송 빈도나 프레임 해상도를 줄여 전송되는 정보의 양을 줄이는 것이 좋습니다. 웹캠이 사용하는 대부분의 압축 형식은 네트워크를 통해 비디오를 전송하는 문제를 해결하는 두 가지 방법 사이에서 합리적인 절충안을 제공합니다.

오늘날 알려진 압축 형식을 사용하면 64KB - 2MB의 대역폭으로 디지털화된 스트림을 얻을 수 있습니다(이 대역폭을 사용하면 비디오 데이터 스트림이 네트워크의 다른 데이터 스트림과 병렬로 작동할 수 있음).

· CPU 웹캠의 컴퓨팅 핵심입니다. 디지털화되고 압축된 영상 이미지를 출력하는 작업을 수행하며, 내장된 웹 서버 및 웹 카메라 제어 프로그램의 기능도 수행합니다.

· 이더넷용 인터페이스 웹캠을 10/100 Mbit/s 이더넷 네트워크에 연결하는 역할을 합니다.

· 네트워크에서 작업하려면 웹캠에 다음이 있을 수 있습니다. 직렬 포트 모뎀을 연결하고 로컬 네트워크가 없을 때 전화 접속 모드로 작업합니다. 직렬 포트를 통해 주변 장비를 웹캠에 연결할 수도 있습니다.

· 플래시 메모리 카드 웹캠 제어 프로그램을 업데이트하고 사용자 정의 HTML 페이지를 저장할 수 있습니다.

· 램 제어 프로그램 및 사용자 스크립트 실행 중에 생성되는 임시 데이터를 저장하는 역할을 합니다. 많은 인터넷 카메라에는 소위 비디오 버퍼가 있습니다. 이는 웹캠으로 캡처한 비디오 프레임을 녹화하고 임시 저장하기 위해 예약된 RAM의 일부입니다. 비디오 버퍼의 정보는 주기적으로 업데이트됩니다. 가장 오래된 프레임 대신 새 프레임이 녹화됩니다. 이 기능은 웹캠에 연결된 보안 센서의 알람 전후 이벤트를 복원할 수 있으므로 웹캠이 보안 영상 감시를 수행하는 경우 필요합니다.

· 알람 입력/출력 알람 센서를 웹캠에 연결하는 데 사용됩니다. 센서 중 하나가 트리거되면 알람 신호가 생성되고 그 결과 웹캠 프로세서가 알람 이전, 이후 및 시점에 비디오 버퍼에 기록된 프레임 세트를 구성합니다. 이 프레임 세트는 지정된 이메일 주소나 FTP를 통해 전송될 수 있습니다.

그림 2. 웹캠 장치.

5. 웹캠의 추가 특징 및 기능

· 동작 감지기 비디오 감시 사이트의 시야에서 움직이는 웹 카메라를 감지하는 것이 주요 임무인 소프트웨어 모듈입니다. 동작 감지기는 이미지 필드의 움직임을 감지할 뿐만 아니라 물체의 크기와 이동 속도도 결정합니다. 영상 감시 업무에 따라 오경보를 최대한 최소화하면서 물체의 움직임을 감지하도록 웹캠 동작 감지기를 구성하고(간섭 필터링), 유연한 경보 처리 로직을 설정(경보 녹화, 기타 보안 장비와의 통합)합니다.

· 오디오 전송 대부분의 경우 네트워크를 통한 작업은 추가 오디오 모듈을 웹캠에 연결하여 수행됩니다. 예를 들어, AXIS Communications는 웹캠 기능을 확장하기 위해 대부분의 AXIS 웹캠과 호환되는 특수 오디오 모듈 AXIS 2191을 생산합니다.

· 비밀번호 보안 액세스 권한이 없는 사람만 웹캠에 액세스하도록 제한하는 역할을 합니다.

기본적으로 웹캠 비디오는 Internet Explorer 또는 Netscape Navigator와 같은 표준 웹 브라우저가 설치된 모든 네트워크 컴퓨터에서 볼 수 있습니다. 그러나 사용자 수준 비밀번호를 입력하여 웹캠에 액세스할 수 있는 사람의 수를 제한할 수 있습니다. 많은 웹캠은 액세스 및 관리 권한을 차별화하기 위해 다단계 암호 보호를 지원합니다.