Det digitale webkameraet er nettverksenhet, som består av et videokamera (CCD-matrise), en komprimeringsprosessor og en innebygd webserver. Som regel brukes et webkamera som en enhet for organisering av videoopptak, videokonferanser eller videoovervåking og overføring av videobilder over et LAN/WAN/Internett-nettverk. Ingen spesielle enheter kreves for å betjene webkameraet på nettverket. personlig datamaskin. Avhengig av innstillingene kan tilgang til videobildet som mottas av webkameraet være åpen for alle nettverksbrukere eller kun autoriserte brukere.

^

Designet og prinsippet for drift av et webkamera

Et moderne webkamera er en digital enhet som tar opp video, konverterer et analogt videosignal til et digitalt, komprimerer et digitalt videosignal og overfører videobilder over datanettverk. Derfor inkluderer webkameraet følgende komponenter:

CCD matrise,

linse,

optisk filter,

videoopptakskort,

videokomprimeringsenhet,

sentral prosessor og innebygd webserver,

flashminne,

nettverksgrensesnitt

serielle porter,

alarminnganger/-utganger.

Den brukes som fotodetektor i de fleste webkameraer. CCD-matrise (CCD, CCD - ladningskoblet enhet) - en rektangulær lysfølsom halvlederplate med et sideforhold på 3: 4, som konverterer lyset som faller inn på den til et elektrisk signal. CCD-matrisen består av et stort antall lysfølsomme celler. For å øke lysfølsomheten til en CCD-matrise dannes det ofte en struktur som lager en mikrolinse foran hver av cellene. De tekniske parametrene til et webkamera indikerer vanligvis formatet til CCD-matrisen (diagonal lengde på matrisen i tommer), antall effektive piksler, skannetype (interlaced eller interlaced) og følsomhet.

Linse er et linsesystem designet for å projisere et bilde av et observasjonsobjekt på det lysfølsomme elementet til et webkamera. Linsen er en integrert del av webkameraet, så kvaliteten på videobildet som mottas av webkameraet avhenger av riktig valg og installasjon. Ganske ofte kommer et webkamera med et objektiv. Linsene er preget av følgende de viktigste parameterne, som brennvidde, relativ blenderåpning (F), dybdeskarphet, type feste (C, CS), format.

Optiske infrarøde kuttefiltre , som er installert i webkameraer, er optisk presise planparallelle plater montert på toppen av CCD-matrisen. De fungerer som optiske lavpassfiltre med en grensefrekvens på omtrent 700 nm, nær rødt. De kutter av den infrarøde komponenten av lysbølger, og gir webkameraet korrekt fargegjengivelse. Mange svart-hvitt-webkameraer har imidlertid ikke slike filtre installert, og derfor har monokrome webkameraer høyere følsomhet.

Videoopptakskort Webkameraet (digitaliseringsenheten) konverterer det analoge elektriske signalet generert av CCD-matrisen til et digitalt format. Signalkonverteringsprosessen består av tre trinn:

Prøvetaking,

Kvantisering

Koding.

Prøvetaking- lesing av amplituden til det elektriske signalet med jevne mellomrom (periode). Dette stadiet av signalkonvertering er preget av samplingsfrekvensen.

Kvantisering er prosessen med å presentere prøveresultater i digital form. Endringen i nivået til det elektriske signalet over samplingsperioden er representert som kodeord på 8, 10 eller 12 biter, som gir henholdsvis 256, 1024 og 4096 kvantiseringsnivåer. Nøyaktigheten av signalrepresentasjonen i digital form avhenger av antall kvantiseringsnivåer.

Koding. I tillegg til informasjonen om endringer i signalnivå oppnådd i forrige trinn, genererer kodingsprosessen biter som indikerer slutten av klokkepulsen og begynnelsen av en ny ramme, samt ekstra feilbeskyttelsesbiter.

Kompresjonsblokk webkameraer komprimerer det digitaliserte videosignalet til et av komprimeringsformatene (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Takket være komprimering reduseres størrelsen på videorammen. Dette er nødvendig for lagring og overføring av video over nettverket. Hvis det lokale nettverket som webkameraet er koblet til har begrenset båndbredde, er det tilrådelig å redusere mengden overført informasjon for å unngå overflod av nettverkstrafikken ved å redusere enten frekvensen av rammeoverføring over nettverket eller rammeoppløsningen. De fleste komprimeringsformater som webkameraer bruker, gir et rimelig kompromiss mellom disse to måtene å løse problemet med å overføre video over et nettverk. Kompresjonsformater kjent i dag gjør det mulig å få en digitalisert strøm med en båndbredde på 64 KB - 2 MB (med denne båndbredden kan videodatastrømmer fungere parallelt med andre datastrømmer i nettverk).

Videokomprimering i et webkamera kan gjøres enten i maskinvare eller i programvare. Programvareimplementering av komprimering er billigere, men på grunn av den høye beregningskapasiteten til komprimeringsalgoritmer er den ineffektiv, spesielt når du trenger å se video fra et webkamera på nettet. Derfor produserer de fleste ledende produsenter webkameraer med maskinvarekomprimering. For eksempel er hvert AXIS Communications-nettverkskamera utstyrt med en ARTPEC-komprimeringsprosessor, som utfører høyhastighets videokomprimering til JPEG/MJPEG-formatet.

prosessor er datakjernen i webkameraet. Den utfører operasjoner for utmating av digitaliserte og komprimerte videobilder, og er også ansvarlig for å utføre funksjonene til den innebygde webserveren og kontrollprogram for webkameraer.

Grensesnitt for Ethernet tjener til å koble webkameraet til et 10/100 Mbit/s Ethernet-nettverk.

For å jobbe på nettverket kan webkameraet ha seriell port for tilkobling av modem og arbeid i oppringt modus i fravær lokalt nettverk. Du kan også koble eksternt utstyr til webkameraet gjennom den serielle porten.

Flash minnekort lar deg oppdatere webkamerakontrollprogrammer og lagre tilpassede HTML-sider.

RAM tjener til å lagre midlertidige data som genereres under utførelse av kontrollprogrammer og brukerskript. Mange internettkameraer har en såkalt videobuffer. Dette er en del av RAM som er reservert for opptak og midlertidig lagring av videorammer tatt opp av webkameraet. Informasjonen i videobufferen oppdateres syklisk, dvs. den nye rammen tas opp i stedet for den eldste. Denne funksjonen er nødvendig hvis webkameraet utfører sikkerhetsvideoovervåking, siden den lar deg gjenopprette hendelser før og etter alarmen fra sikkerhetssensorer koblet til webkameraet.

Alarminnganger/-utganger brukes til å koble alarmsensorer til webkameraet. Når en av sensorene utløses, genereres et alarmsignal, som et resultat av at webkamera-prosessoren komponerer et sett med bilder tatt opp i videobufferen før, etter og på tidspunktet for alarmen. Dette settet med rammer kan sendes til en gitt epostadresse eller via FTP.

^

Koble til og installere et webkamera

Vanligvis er et webkamera koblet til Internett via en 10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX Ethernet-port eller ved hjelp av et modem via en seriell port. Når webkameraet er fysisk koblet til nettverket, blir det tildelt en IP-adresse. Oftest har ikke webkameraet en standard IP-adresse; den installeres enten ved å bruke den riktige funksjonen til en standard nettleser, eller med en DOS-kommando som brukes til identifikasjon serienummer webkamera, tildelt det av produsenten. I tillegg utvikler produksjonsbedrifter seg spesielle programmer for webkameraer, som i stor grad forenkler prosedyren for å tildele en IP-adresse til et webkamera (for eksempel IP Installer fra AXIS Communications). Takket være den innebygde programvaren for en webserver, FTP-server, FTP-klient, e-postklient osv., kobles webkameraet direkte til LAN/WAN/Internett-nettverket og fungerer i det som en uavhengig nettverksenhet. Dette skiller webkameraer fra andre digitale kameraer, som krever at de kobles til en personlig datamaskin via USB eller LPT-port. I tillegg kan webkameraer støtte arbeid med brukerskript og JAVA-appleter.

For å installere et webkamera utendørs eller innendørs, inkluderer mange produsenter spesielle festemidler i utformingen av kamerahuset designet for installasjon på vegger, tak, braketter og roterende enheter. Noen webkameraer har innebygde roterende enheter designet for å monteres på en horisontal eller vertikal overflate.

^

Ytterligere funksjoner og funksjoner til webkameraet

Bevegelsessensor er en programvaremodul hvis hovedoppgave er å oppdage webkameraer som beveger seg i synsfeltet på et videoovervåkingssted. Bevegelsesdetektoren registrerer ikke bare bevegelse i bildefeltet, men bestemmer også dimensjonene til objektet og hastigheten på dets bevegelse. Avhengig av videoovervåkingsoppgavene er webkameraets bevegelsesdetektor konfigurert til å oppdage bevegelse av objekter med den ytterste minimalisering av falske alarmer (interferensfiltrering), og fleksibel alarmbehandlingslogikk er satt (alarmopptak, integrasjon med annet sikkerhetsutstyr).

Lydoverføring over nettverket i de fleste tilfeller utføres ved å koble en ekstra lydmodul til webkameraet. For eksempel å utvide AXIS Communications funksjonalitet webkameraer produserer en spesiell lydmodul AXIS 2191, kompatibel med de fleste AXIS webkameraer.

Passordbeskyttelse tjener til å begrense tilgangen til webkameraet for personer som ikke har tilgangsrettigheter.

Som standard kan videobildet fra webkameraet sees fra en hvilken som helst nettverksdatamaskin som har en standard nettleser installert, for eksempel Internet Explorer eller Netscape Navigator. Du kan imidlertid begrense antall personer som har tilgang til webkameraet ved å skrive inn et passord på brukernivå. Mange webkameraer støtter passordbeskyttelse på flere nivåer for å skille tilgang og administrasjonsrettigheter.

^

Webkamera programmer

Vanligvis kan webkamerabildet sees ved hjelp av en standard nettleser, for eksempel Internet Explorer eller Netscape Navigator. Imidlertid utvikler mange produksjonsbedrifter eksklusive programmer for webkameraer.

De kombinerer funksjonene til en nettleser og en leder programvare og brukes til å administrere, konfigurere og vise bilder fra et webkamera (for eksempel AXIS Camera Explorer eller JVC Professional-administrasjonsprogrammet for administrasjon av nettverksenheter i V.networks-linjen). Det finnes også programvare for distribuert nettverkssystemer videoovervåking, støtteutstyr fra ulike produsenter, for eksempel Sphinx-DV fra Digicore Systems.

^

Koble webkameraet til nettverket

Foreløpig kan et webkamera kobles til nettverket på flere måter, som er basert på forskjellige dataoverføringsstandarder.

10/100 MbitEthernet. Dette er den mest populære måten å overføre data fra et webkamera til nettverket. Det er to standarder for 10 Mbit Ethernet-nettverk: 10Base2 (ved bruk av koaksialkabel) og 10BaseT (ved bruk av tvunnet par). 10Base2 brukes ekstremt sjelden på grunn av koaksialkabelens følsomhet for ekstern støy. 100BaseTX-standarden bruker vridd par og gir en dataoverføringshastighet på 100 Mbit/s.

1000 Mbit Ethernet, Gigabit Ethernet. 1000BaseTX-standarden som brukes her er en forbedret versjon av 100BaseTX. Denne standarden brukes hovedsakelig for å bygge lokale nettverksryggrader.

Standard telefonmodem. Dette er en billig og ganske vanlig måte å koble et webkamera til globalt nettverk. Den største ulempen med denne tilkoblingsmetoden er lav hastighet Data overføring ( topphastighet datanedlasting - 56 kbit/s, maksimal opplastingshastighet - 33,6 kbit/s). Webkameraet er koblet til modemet via en seriell port.

ISDN-modemer. ISDN-standarden (Integrated Services Digital Network) brukes til å overføre digitalisert grafikk, lyd- og videoinformasjon og andre digitale data over private eller offentlige digitale telefonnettverk. ISDN-standarden gir dataoverføring fra et webkamera med hastigheter på opptil 128 kbit/s over to kanaler.

xDSL-modemer. DSL (Digital Subscriber Line) er en teknologi som gir høy båndbredde over enkle kobbertelefonledninger. Dataoverføringshastighet for webkamera kan variere avhengig av selskapet som leverer denne tjenesten. I gjennomsnitt er det 1 Mbit/s for nedlasting av data og 250 kbit/s for opplasting.

Kabelmodem. Et kabelmodem er et modem som gir tilgang til Internett over nettverk Kabel-TV. Kabelmodemer bruker asymmetrisk teknologi, som er best egnet for brukertilgang til Internett. Samtidig kan den maksimalt mulige hastigheten for å motta data fra et webkamera med et slikt modem nå omtrent 40 Mbit/s (selv om den vanligvis ikke overstiger 1 Mbit/s), og dataoverføringshastigheten er omtrent 10 Mbit/s .

Mobilmodemer. Ved å bruke et mobilmodem kan du koble webkameraet til Internett ved å bruke cellelinjer kommunikasjon. Dataoverføringshastigheter er vanligvis mellom 5 og 20 kbps.

Mer detaljert Teknisk informasjon på spesifikke modeller webkameraer fra Axis Communications og JVC Professional presenteres på samme nettside i videokameraseksjonen. Kort spesifikasjoner og priser for webkameraer er oppført i ARMO-Systems nettbutikk.

^

Hvordan få tilgang til et webkamera over Internett

Hvordan få tilgang til et webkamera over Internett.

Eksempel: Etter at du allerede har mottatt bildet fra webkameraet på datamaskinen, bestemmer du deg for at det ville være fint å kunne få tilgang til kameraet uansett hvor det er Internett. Som butikkeier ønsker du for eksempel å styre aktivitetene i butikken hjemmefra, i stedet for å måtte være tilstede hvert minutt på arbeidsplassen

Trinn 1: Systemkrav

Scenario A)

Hvis bygningen din (hvor kameraet skal stå) allerede er koblet via Ethernet til en ISP (internettleverandør), konfigurerer du ganske enkelt regnskap, koble nettverkskameraet til bryteren via nettverksutgangen, og du skal få en dynamisk tildelt offentlig IP-adresse for nettverkskameraet. Følg installasjonskommandoene for nettverkskameraet. Spesiell programvare eller verktøy for webkameraet vil være nyttig for å identifisere IP-adressen.

Siden den tilordnede IP-adressen kan bli endret av Internett-leverandøren din (på grunn av den begrensede tilgangen på IP-adresser som deles mellom klientene), kan du se trinn 4 nedenfor for å finne ut hvordan du kan tilordne kameraer til en spesifikk IP-adresse.

Scenario B)

Hvis bygningen din ikke er utstyrt med Ethernet-tilgang, kan du i de fleste tilfeller trenge følgende enheter:

bredbåndsmodem for asymmetrisk digital tilkobling abonnentlinje(vanligvis levert av Internett-leverandøren din) eller kabel-TV

bredbåndsruter, som også kan kalles en Internett-gateway, (En bredbåndsruter lar brukere av lokale nettverk dele en enkelt Internett-tilkobling. Den fungerer også som et grensesnitt mellom Internett, ISP og det lokale nettverket)

bryter som tillater ulike enheter fra nettverket kommuniserer direkte med hverandre og lar enheter fra det lokale nettverket ha separate IP-adresser),

MERK: De fleste bredbåndsrutere har en innebygd svitsjfunksjon, så det kreves ingen separat maskinvare.

nettverkskamera

lokal datamaskin

datamaskin for fjernovervåking

Trinn 2: Tilordne en IP-adresse til kameraet ditt

Siden en bredbåndsruter vanligvis tildeler automatiske, lokale IP-adresser til enheter på det lokale nettverket, kan slike IP-adresser endres. En statisk (permanent) IP-adresse anbefales for nettverkskameraet. For å tilordne en statisk IP-adresse, finn ut ruterens IP-adresseområde, som for eksempel kan være fra 192.168.0.2 til 192.168.0.35. Hvis du velger å bruke en IP-adresse utenfor rekkevidde, for eksempel 192.168.0.100, som en statisk IP-adresse for kameraet, er det sannsynlig at du ikke risikerer at enheten din kommer i konflikt med andre enheter som mottar automatiske adresser.

Du kan angi IP-adressen for kameraet ditt på tre måter: forskjellige måter, som angitt i kamerahåndboken. Når IP-adressen er tildelt, stiller du inn undernettet og gatewayen (denne informasjonen kan fås fra ruteren), og konfigurerer kamerainnstillingene: passord, registrerte brukere for å sikre tilgangsbegrensninger til kameraet.

Trinn 3: Port Forwarding

Bredbåndsruteren, som nevnt tidligere, gir grensesnittet mellom Internett, ISP og det lokale nettverket. Ruteren får en ekstern IP-adresse fra Internett-leverandøren og leverer interne (lokale) IP-adresser til enheter på det lokale nettverket.

For å få tilgang til et nettverkskamera som ligger på et lokalt nettverk, må du identifisere den eksterne IP-adressen til ruteren (se ruterens håndbok), og konfigurere ruteren slik at den eksterne IP-adressen blir dirigert til den statiske, lokale IP-adressen til nettverkskamera. Denne prosessen kalles å åpne en port; det vil si at når du skriver inn ruterens eksterne IP-adresse fra en hvilken som helst nettverksdatamaskin, finner Internett ruteren din, og videresender i sin tur forespørselen din til den lokale IP-adressen som er tildelt nettverkskameraet.


Start nettleseren din og logg på ruterens innebygde websider via Logg inn på ruterkonfigurasjonssider.

Finn menypunktet "port forwarding" (eller lignende), med en tabell omtrent som vist nedenfor:

Tjenestenavn	Start port	Sluttport	Server IP-adresse
FTP	21	21	Ikke konfigurert
HTTP (nettverk)	80	80	Ikke konfigurert
			Ikke konfigurert

Siden kameraet sender videoen sin over HTTP, må du konfigurere HTTP-tjenesten slik:

Tjenestenavn	Start port	Sluttport	Server IP-adresse
FTP	21	21	Ikke konfigurert
HTTP (nettverk)	80	80	192.168.0.100
Uoffisiell havn	80xx	80xx	192.168.0.10x

Lagre konfigurasjonen til ruteren og gå ut av konfigurasjonssidene. Konfigurasjonen er fullført. Eventuelle forespørsler som når ruterens eksterne IP-adresse på port 80 vil nå bli sendt til kameraets IP-adresse: 192.168.0.100.

Hvis du ønsker å gjøre mer enn ett nettverkskamera tilgjengelig via Internett, må du bruke ekstra (uoffisielle) ruterporter, for eksempel 80xx, og knytte dem til nettverksadressen til IP-kameraet.

Trinn 4: Hva kan du gjøre hvis Internett-leverandøren din ofte endrer Dfi ekstern IP-adresse

Opprett en konto i DNS-tjenesten som betjener og registrerer domenenavn(for eksempel www.nic.ru, etc.) og bind den til en ekstern IP-adresse. Et domenenavn, som www.web-kamera.ru, er oversiktlig for brukeren, lett å huske, og du kan tildele hvert domene sin egen nettverksenhet, dvs. sin IP-adresse. Hver gang ruterens IP-adresse endres, vil den automatisk registreres av DNS-tjenesten for å oppdatere IP-adressen din slik at du får tilgang til nettverkskameraet med samme adresse.

De fleste bredbåndsrutere har innebygd DNS-støtte, for eksempel www.dyndns.org.

Et annet alternativ: Du kan kjøpe eller leie en statisk ekstern IP-adresse fra Internett-leverandøren.

Webkameraer, deres formål og applikasjonsfunksjoner har blitt diskutert mange ganger i magasinet vårt. Den siste oversiktsartikkelen - "Web-kameraer i World Wide Web-nettverk" av Yu. Semko - ble publisert i nr. 2’2002. Siden den gang har det imidlertid skjedd store endringer i dette markedet.

For det første har høyhastighets USB 2.0-grensesnittet blitt utbredt, noe som har gjort det mulig å øke bildeoverføringshastigheten og øke formatet. Faktisk, selv til tross for at hovedformålet med webkameraer er kommunikasjonsmarkedet (overføring av videoinformasjon over lavhastighets kommunikasjonskanaler, for eksempel ved bruk av et modem), som dikterer strenge restriksjoner på informasjonsflyten, og derfor på format og grad av komprimering av bildet, fra en høyere kvalitet ved bruk av kildematerialet gir alltid et mer akseptabelt resultat.

For det andre den raske utviklingen trådløse teknologier fungerte som drivkraften for etableringen av en hel familie av trådløse webkameraer. Fra siste nytt, dukket opp på salg, kan det bemerkes trådløs bluetooth Logitech QuickCam trådløst webkamera (http://www.logitech.com/). Den er utstyrt med en CMOS-sensor (som alle andre webkameraer), men oppløsningen er litt høyere enn vanlig (510S492). Som alternativ tilkobling USB 2.0-grensesnitt kan brukes. Selvfølgelig er trådløse kameraer fortsatt ganske dyre - Logitech QuickCam Cordless-prisen er mer enn 200 dollar, det vil si nesten 10 ganger dyrere enn de billigste webkameraene, hvorfra bildet overføres over en ledning.

For det tredje dukket det opp et stort antall nye produsenter av webkameraer i fjor, og utvalget av modeller, former og typer enheter utvidet seg betydelig. Logitech og Intel regnes fortsatt som de anerkjente lederne innen produksjon av webkameraer, etterfulgt av så velkjente selskaper som Genius, Creative, Philips, Kodak, etc.

For det fjerde har det dukket opp et stort antall kombinerte enheter med funksjonene til et kamera, videokamera og bærbar båndopptaker, samt et webkamera med muligheten batteritid i kamera- og videokameramodus.

Og den siste tingen å merke seg er den endelige transformasjonen av webkameraet fra et morsomt leketøy til et fullt funksjonelt og nyttig verktøy.

Utstyr av moderne webkameraer

Mange moderne webkameraer har lignende funksjonelle egenskaper og skiller seg bare ut i design og programvare inkludert i pakken.

For eksempel inkluderer et typisk Genius WebCAM Live webkamera:

• kabel for tilkobling til USB-grensesnittet;
• ekstern mikrofon med en klips for å feste til klær;
• bord stativ;
• sett med batterier for offline drift.

I tillegg til driverne inneholder CDen følgende tilleggsprogramvare:

• ArcSoft PhotoImpression er et bilderedigeringsprogram. Den inneholder mange verktøy, samt nyttige og morsomme bildemaler;
• ArcSoft VideoImpression er brukervennlig videoredigeringsprogramvare;
• ArcSoft PhotoBase er en katalogisering av multimediefiler. Med dens hjelp kan du lage album med grafikk, video, lyd og andre filer;
• ArcSoft FunHouse er et morsomt program for redigering og redigering av bilder.

Programvarepakken for Creative-kameraer inkluderer applikasjoner for sirkulær panorering og interaktiv videoopptak, et WebCam-verktøy med et program for opptak av bevegelse, Creatives Oozic Player-program for å visualisere musikk, og en pakke Ulead-programmer for redigering av bilde- og videoinformasjon.

Andre webkameraer er utstyrt på lignende måte. Programvarepakken lar deg komme i gang med en gang heltidsarbeid med kameraet og få resultater umiddelbart.

En ganske vanlig metode for påføring er en skanner

Hvis du ikke har tilgang til Internett, kan et webkamera fortsatt være nyttig for deg. Med dens hjelp kan du raskt "skanne" et bilde eller en tekst, og teksten kan til og med "gjenkjennes" og lagres i alfanumerisk form. Du trenger bare å velge en flat overflate, belyse objektet godt og klikke på den tilsvarende knappen i det enkle programmet som følger med kameraet. Denne metoden for "skanning" er spesielt relevant for objekter i stort format som ikke kan plasseres på en vanlig planskanner.

En veldig vanlig måte å kommunisere på

Hvis du har tilgang til Internett, og kjører Windows 98/Me/2000/XP, kan du bruke standardprogrammer som Windows Messenger eller NetMeeting og kommunisere med samtalepartneren din på den andre siden av verden ved å se bildet hans (noen ganger, men med stor forsinkelse). Hvis kommunikasjonshastigheten er veldig dårlig, kan du automatisk ta bilder av samtalepartnerne dine med forhåndsbestemte intervaller, hvoretter bildet automatisk sendes til og mottas fra personen du kommuniserer med. Selv med våre kommunikasjonshastigheter og mer eller mindre beskjedne bildeoppløsning, er det mulig å sikre at samtalepartneren din mottar minst 5-10 ferske bilder i minuttet.

På lignende måte kan du organisere en videokonferanse med en gruppe personer som er fjernt fra deg (selv om du kanskje trenger spesiell programvare i dette tilfellet).

Spion og/eller sikkerhetsmetode - overvåkingssystemer

Det er dette alternativet som har blitt mest utbredt og til og med blitt assosiert med selve konseptet "webkamera". Med denne bruksmetoden blir en videosekvens eller individuelle bilder fra kameraet enten sendt til deg på en forhåndsbestemt adresse, eller lagret på et medium, eller rett og slett publisert på en webside med automatiske oppdateringer med jevne mellomrom. Det finnes til og med kameraer som kan reagere på bevegelse (men en bevegelsessensor kan implementeres i programvare på en datamaskin og lages til å ta opp kun det skiftende bildet fra kameraet).

I prinsippet er sikkerhets- og videoovervåkingssystemer seriøse og kostbare produkter med spesiell programvare, men noe utseende av et slikt system kan settes sammen uavhengig. Dessuten vil systemet ikke bare lagre bilder med bestemte intervaller i arkivet på harddisken, men vil gjøre dette kun når bevegelsessensoren oppdager en forstyrrelse i det beskyttede området.

For tiden er retningen i rask utvikling digitale systemer videoovervåking (grunnlaget for mange av dem er vanlig datamaskin), som ifølge alle prognoser snart vil erstatte analoge. Digitale videoovervåkingssystemer, sammenlignet med analoge, har mange fordeler:

• informasjon er registrert på digitale medier (HDD, CD-RW, etc.), og på vanlig HDD koster rundt $100, kan du ta opp videoinformasjon komprimert med akseptabel kvalitet, tatt opp i nesten en måned, og kapasiteten/kostnadsforholdet til media øker stadig (2-3 ganger per år). Plater på disker kan utstyres med et praktisk søkesystem, og det er ingen problemer med å spole tilbake media;
• høy hastighet moderne prosessorer lar deg implementere enheter som en bevegelsesdetektor, programmatisk, takket være som det digitale videoovervåkingssystemet har mange nyttige funksjoner(for eksempel en reaksjon på en viss aktivering av en sensor, bevegelsesdetektor, etc.); hvis ønskelig, kan du til og med endre logikken i systemets oppførsel;
• systemet integreres enkelt i moderne digitale nettverk eller til Internett, som lar deg se spesifikke kameraer på forskjellige eksterne datamaskiner;
• og til slutt er behandlingen av videoinformasjon sterkt forenklet - for eksempel å behandle en stillbilde for å forbedre kvaliteten på bildet (ansiktet til en angriper, etc.) og sekvensielt skrive det ut på en standard skriver.

For tiden er det et stort antall profesjonelle digitale videoovervåkingssystemer som løser forskjellige problemer og som følgelig har forskjellige muligheter og priser, men et fullt funksjonelt system kan implementeres på billige webkameraer med USB-grensesnitt(spesielt siden antallet USB-kontakter på hovedkort i dag når 6-8). For eksempel lar programmet som følger med Creatives WebCam deg gjøre datamaskinen om til et enkelt sikkerhetssystem som begynner å ta bilder når den oppdager endringer i rammen (bevegelsesfølsomheten justeres enkelt). Du kan stille inn kameraet slik at datamaskinen sender lydsignal når et objekt beveger seg i rammen. Alarmsignal og bilde kan være inne automatisk modus sende med e-post eller strømme videoen til et nettsted.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Godt jobba til nettstedet">

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

postet på http://www.allbest.ru/

INTRODUKSJON

Det første webkameraet noensinne ble lansert i 1991 og viste en kaffetrakter i Trojan Room ved Cambridge University. Den er for øyeblikket ikke i drift fordi den ble deaktivert 22. august 2001. Det siste bildet tatt av dette kameraet kan fortsatt sees på kameraet hjemmeside på internett. Det globale nettet hadde akkurat begynt sin seirende marsj over planeten. En gruppe forskere, rundt 15-20 personer, jobbet med et prosjekt på feltet nettverksteknologier. Arbeidsforholdene var spartanske; det var bare én kaffetrakter for hele teamet, som ikke kunne dekke behovene til hele teamet. Hovedarbeidet ble utført i laboratoriet, personalet bodde i samme bygning, men i en annen del av den. For å stimulere tankeprosessen deres med en kopp forfriskende drink, ble deltakerne i det vitenskapelige prosjektet tvunget til ofte å besøke korridoren i etasjen over, der kaffetrakteren var plassert. Ofte mislyktes slike turer, siden noen kolleger allerede hadde klart å tømme den ettertraktede containeren. Situasjonen krevde en ikke-standard løsning, og den ble funnet.

En av datamaskinene i laboratoriet hadde en videoovervåkingsenhet (frame grabber). Et kamera var koblet til den, som var rettet mot observasjonsobjektet. Den samme datamaskinen spilte rollen som en webserver ved å bruke spesialskrevet programvare. De som ville vite om det var kaffe, måtte kjøre klientprogramvare på datamaskinen som koblet til serveren /3/. Som et resultat, på ekstern datamaskin et lite vindu viste et svart-hvitt-bilde, oppdatert tre ganger i minuttet. Et notat om dette interessante komplekset ble publisert i Comm-Week magazine 27. januar 1992. Det har ikke gått mye tid siden de første prototypene av IP-kameraer dukket opp, men de har allerede blitt til en fullt utformet, egen klasse med enheter som gjør hverdagen enklere, mer praktisk og morsommere.

I likhet med mange nettverksteknologier har webkameraer og videochatter fått massepopularitet. Behovet for «live» videobilder ga opphav til webkameraer som kan kringkaste over Internett i et videostreamformat som ikke krever at seeren manuelt oppdaterer bildet; og snart ble spesielle plugins unødvendige i moderne nettlesere.

1. TYPER NETTKAMERAER

Et webkamera er et digitalt video- eller fotokamera i liten størrelse som er i stand til å ta bilder i sanntid for videre overføring over Internett (i programmer som Skype, Instant Messenger eller andre videoapplikasjoner). Den har innebygd webserver, nettverksgrensesnitt og kobles direkte til LAN/WAN/Internett. Mange nettverkskameraer har tilleggsverktøy som: bevegelsesdetektorer, sending av meldinger via e-post, arbeid med modem, tilkobling av eksterne sensorer, etc. /1/. Brukere kan få tilgang til kameraet via standard nettleser. Avhengig av innstillingene kan tilgang til videobildet som mottas av webkameraet være åpen for alle nettverksbrukere eller kun autoriserte brukere.

Webkameraer som leverer bilder over Internett laster opp bilder til en webserver enten på forespørsel, kontinuerlig eller med jevne mellomrom. Dette oppnås ved å koble kameraet til en datamaskin eller bruke egenskapene til selve kameraet. Noen moderne modeller har maskinvare og programvare som gjør at kameraet uavhengig kan fungere som webserver, FTP-server, FTP-klient og/eller sende bilder via e-post.

Webkameraer designet for videokonferanser er vanligvis enkle modeller kameraer koblet til en datamaskin som kjører et program som Instant Messenger. Kameramodeller som brukes til sikkerhetsformål kan utstyres med ekstra enheter og funksjoner (som bevegelsesdetektorer, tilkobling av eksterne sensorer osv.) videochat-grensesnittdetektorkamera

Det er tre typer webkameragrupper: stasjonære, bærbare og universelle. Stasjonære webkameraer brukes oftest for henholdsvis stasjonære personlige datamaskiner, bærbare for bærbare datamaskiner og universelle, for bærbare datamaskiner og datamaskiner. Webkameraer er også delt inn i trådløse og kablede.

Et trådløst videokamera er en opptaksenhet som overfører lyd- og videosignaler til en mottaker uten kabeltilkobling. Slike kameraer brukes på steder hvor det av ulike årsaker er upraktisk å legge kabelnett. De viktigste fordelene med trådløse kameraer er fraværet av behovet for langt og arbeidskrevende arbeid med å legge kabler, høy støyimmunitet og pålitelighet.

Trådløse kameraer er praktiske å bruke som live-kameraer. skjult overvåking, fordi Det er ingen store kabelnettverk. Et slikt skjult minikamera lar deg skape inntrykk av manglende overvåking på stedet /2/. Det bærbare videokameraet har også et mikrokamera, som kan brukes til å ta opp video under ulike vanskelige forhold. På sin side er trådløse kameraer delt inn i to typer - analoge og digitale, på grunn av forskjellige teknologier (metoder) for signaloverføring.

Analoge trådløse videokameraer er utsatt for forstyrrelser og forvrenger oftest det overførte bildet, men de er mye billigere. Sant, i de fleste tilfeller er analoge videokameraer forbudt ved lov.

Digitale trådløse videokameraer (IP-kameraer) overfører signaler i digitalt format, og digitalt signal påvirkes ikke av bølger og forstyrrelser, inkludert fra andre kameraer. Et slikt signal blir absolutt ikke forvrengt under overføring. Disse enhetene trenger ikke nødvendigvis å være koblet til en datamaskin, de er selv nettverksnoder med sin egen IP-adresse (derav navnet "IP-kamera"). Faktisk er dette slags servere som overfører signaler til nettverket uavhengig via TCP-protokoll eller til og med UDP.

Det finnes to typer trådløse digitalkameraer - med videosignaloverføring via radiokanal (WiFi trådløse kameraer, USB, Wi-Max) og kameraer som overfører signal via mobilkommunikasjon(GSM trådløse kameraer, 3G kameraer, CDMA trådløse kameraer).

Den mest populære WiFi-kameraer, som den rimeligste og enkleste typen digitale trådløse videokameraer.

Trådløse GSM-videokameraer (GPRS, EDGE, 3G kommunikasjonsprotokoller) brukes når det ikke er Internett-tilgang via WiFi. Da bruker de tjenestene til mobiloperatører.

USB-kameraer overfører signaler via Bluetooth, men slikt utstyr fungerer kun på nært hold ved hjelp av radiobølger.

Trådløse IP-kameraer er en type webkamera fordi... overføre video- og lydsignaler til Internett. Et trådløst webkamera fanger opp og overfører digital video ved hjelp av et lokalt nettverk.

Kablede webkameraer er delt inn i eksterne og innebygde. Eksterne webkameraer er vanligvis koblet til en USB-port eller ved hjelp av et FireWire-grensesnitt. Du kan bruke det mest vanlige videokameraet som kablet webkamera, hvis det støtter slik funksjonalitet.

Innebygde webkameraer er plassert direkte i selve enheten. Det er vanskelig å forestille seg en moderne bærbar PC uten et webkamera. Det kan være av middels kvalitet, men det bør fortsatt være tilstede.

2. STRUKTUR OG FORMÅL MED WEKKAMERAER

2.1 Webkamerastruktur

Et moderne webkamera er en digital enhet som tar opp video, digitaliserer, komprimerer og overfører videobilder over et datanettverk. Derfor inkluderer webkameraet følgende komponenter:

CCD matrise;

Linse;

Optisk filter;

Videoopptak kort;

Video komprimering enhet;

Sentral prosessor og innebygd webserver;

Flashminne;

nettverksgrensesnitt;

Serielle porter;

Alarminnganger/-utganger.

De fleste nettkameraer bruker en CCD-matrise (CCD – charge-coupled device) som fotodetektor – en rektangulær lysfølsom halvlederplate med et sideforhold på 3:4, som konverterer lyset som faller inn på den til et elektrisk signal. CCD-matrisen består av et stort antall lysfølsomme celler. For å øke lysfølsomheten til en CCD-matrise dannes det ofte en struktur som lager en mikrolinse foran hver av cellene. De tekniske parametrene til et webkamera indikerer vanligvis formatet til CCD-matrisen (diagonal lengde på matrisen i tommer), antall effektive piksler, skannetype (interlaced eller interlaced) og følsomhet. Et typisk webkamera inneholder en linse, et optisk filter, en CCD-matrise, en digital bildebehandlingskrets, en bildekomprimeringskrets og en webserver for tilkobling til nettverket /2/. Hvert nettverksvideokamera har sin egen IP-adresse, databehandlingsmuligheter og innebygd programvare som lar det fungere som en webserver, FTP-server, FTP-klient og e-postklient. De fleste moderne nettverkskameraer inkluderer også mange andre attraktive funksjoner som bevegelsesdeteksjon, alarminngang/-utgang og e-poststøtte.

Et webkamera består først og fremst av en sensor. Svært ofte, i stedet for standard CCD-matriser, brukes billigere CMOS-sensorer for videoovervåking. Selv om de har lavere følsomhet og ikke særlig god fargegjengivelse, kan bruken redusere kostnadene for enheten betraktelig, siden disse sensorene er "alt i én brikke" med digital datautgang.

Lyssensoren er på en måte hjertet til ethvert digitalkamera. Det er dette som gjør det mulig å konvertere lys til elektriske signaler tilgjengelig for videre elektronisk behandling. Det grunnleggende prinsippet for drift av både CCD- og CMOS-sensorer er det samme: under påvirkning av lys skapes ladningsbærere i halvledermaterialer, som deretter omdannes til spenning. Forskjellen mellom CCD- og CMOS-sensorer ligger først og fremst i metoden for å akkumulere og overføre ladning, samt i teknologien for å konvertere den til analog spenning. Uten å gå inn på designdetaljer forskjellige typer sensorer, merker vi bare at CMOS-sensorer er mye billigere å produsere, men også mer støyende.

Prinsippet for drift av et webkamera ligner på operasjonsprinsippet til ethvert digitalkamera eller kamera. I tillegg til den optiske linsen og den fotosensitive CCD- eller CMOS-sensoren, er tilstedeværelsen av en analog-til-digital-omformer (ADC) nødvendig, hvis hovedformål er å konvertere de analoge signalene til den fotosensitive sensoren, det vil si spenning inn i digital kode. I tillegg kreves et fargedannelsessystem /6/. Et annet viktig element i kameraet er kretsen som er ansvarlig for datakomprimering og forberedelse for overføring til i ønsket format. I webkameraer overføres videodata til datamaskinen via et USB-grensesnitt, det vil si at den endelige kretsen til kameraet må være en USB-grensesnittkontroller.

Neste: nettverkskameraet inkluderer en mikroprosessor for videokomprimering og bevegelsesdeteksjon (eller ganske enkelt en kompressorbrikke). Den mest populære er JPEG, da den er den enkleste og billigste; MPEG4 brukes også ganske ofte, MPEG2 er den sjeldneste og dyreste. Med utløpet av patentet for aritmetisk koding, vinner WaveLet popularitet. Til slutt inkluderer nettverkskameraet en 10/100 Mbps nettverkskontroller.

2.2 Formål med webkameraer

Webkameraer er i ferd med å bli en del av livene våre. De brukes til å bygge videosystemer for både geografisk store og små objekter. De blir spesielt uunnværlige for kontroll og overvåking av eksterne punkter der det er behov for å bruke ubetjent utstyr.

Webkameraet kan brukes som et vakthundkamera, for eksempel for å vokte bilen din under vinduet, eller som en nettbarnepike for å overvåke alt som skjer med barnet ditt mens du ikke er hjemme.

Et webkamera kan også være nyttig i virksomheten; du kan organisere virtuelle utstillinger, gjennomføre videokonferanser eller fjernundervisning, filmmøter og konferanser.

Etter hvert som webkamerafunksjoner begynte å dukke opp i applikasjoner som opprinnelig ble designet for tekstchat (programmer som Instant Messenger) - inkludert Skype, Yahoo Messenger, AOL Instant Messenger, Windows Live Messenger - millioner av vanlige brukere over hele verden har muligheten til å kommunisere med hverandre via videotelefon. Forbedret videokvalitet har gjort det mulig for webkameraer å konkurrere med eksisterende videokonferansesystemer /4/. Noen webkameraer er utstyrt med nye funksjoner som er spesielt rettet mot å øke populariteten og brukervennligheten til videokommunikasjon (inkludert funksjoner som gir automatisk fotoretusjering, utjevning av rynker osv.).

Trådløse kameraer tillater overvåking der kabeltilkobling er vanskelig eller der full mobilitet kreves. Trådløse videokameraer kan kommunisere med annet kablet utstyr. I dag er det nødvendig å ta hensyn til trådløse løsninger når du designer et hvilket som helst nettverk fra et lite kontor til en bedrift. Dette vil sannsynligvis spare penger, arbeid og tid.

Alle trådløse nettverk støtter både infrastrukturmodus (tilkobling via et tilgangspunkt) og ad-hoc-modus (oppsett arbeid uten å bruke et tilgangspunkt). Du kan legge til nye brukere når som helst og installere nye nettverksnoder hvor som helst og uten å bruke nettverkskabler. Trådløst nettverk kan også monteres for midlertidig bruk i lokaler hvor det ikke er installert kabelnett eller hvor det er vanskelig å legge nettverkskabler.

For å gi trådløse brukere tilgang til bedriftsdatabaser eller delte ressurser, servere og skrivere, kan du installere et tilgangspunkt /5/. Denne enheten lar trådløse arbeidsstasjoner samhandle med allerede eksisterende nettverk Ethernet. D-Link-tilgangspunkter er Wi-Fi-kompatible og sømløst integrert med Ethernet. Trådløse arbeidsstasjoner kan legges til uten at det går på bekostning av nettverksytelsen. Overbelastning av nettverkstrafikk kan enkelt unngås ved å legge til et tilgangspunkt for å redusere nettverkets responstid.

Noen ganger brukes webkameraer i sikkerhetssystemer. Bedrifter bruker nettkameraer til å overvåke og videofilme hva som skjer på kontorer, i korridorer og varehus og under valg. I Russland ble kameraer for visning og opptak av valg installert for første gang 4. mars 2012. Webkameraer ble kringkastet til kommisjonene og stemmeurnene. Huseiere bruker webkameraer til å overvåke alt fra barnehagen til bakgården.

Selve webkameraet er som regel ikke i stand til å lagre videoopptak, men tar ganske enkelt bilder; For å lagre videoen brukes spesiell programvare på datamaskinen som webkameraet er koblet til. Webkameraer kan også brukes i spill som bruker enkler.

LISTE OVER BRUKT KILDER

1. Datavitenskap: Lærebok for universiteter / Ed. prof. N.V. Makarova. - 3. utg. omarbeidet - M.: F og S, 2004.

2. Kolesnichenko S., Shishigin I. PC-maskinvare. BHV 1999.

3. Christiansen T., Torkington N. Perl: Programmers bibliotek: Transl. fra engelsk - St. Petersburg. : "Peter", 2000.

4. Ostreykovsky V.A. Informatikk: Lærebok for universiteter. - M.: Høyere. skole, 1999. MS Excel 97 (2000). Steg for steg. Ecom 1999 (2000).

5. Svetozarova G.I., Melnikov A.A. Workshop om programmering i GRUNNLEGGENDE språk. - M. - Science, 1986.

6. Figurnov V.E. IBM PC for brukeren. Kort kurs. M.: Finans og statistikk. 1997.

Skrevet på Allbest.ru

...

Lignende dokumenter

Løse tekniske problemer ved arbeid med visuelle data. Grunnleggende strukturer data. Grunnleggende operasjoner på flerdimensjonale numeriske arrays. Kamerakalibrering, elementer av romlig strukturrestaurering. Bevegelsesanalyse, objektsporing.

kursarbeid, lagt til 21.06.2011


Konsept perifer enhet. Skriver og deres klassifisering. Hovedegenskapene til skannere. Beskrivelse av modemet, DVB-kort og parabolantenne. Analyse av de som brukes på personlige datamaskiner høyttalersystemer. Betydningen av webkameraer for kommunikasjon.

presentasjon, lagt til 27.05.2015


Opprette, sette opp kameraer, sette opp grunnleggende visualiseringsparametere og bruke ulike spesialeffekter i grafikkpakken 3ds Max 2008. Funksjoner i programgrensesnittet. Typer spesialeffekter og deres applikasjoner. Legge til en bakgrunn.

kursarbeid, lagt til 06.03.2013


Gjennomgang av skytesimulatorer, deres fordeler og ulemper. Velge et webkamera, utvikle en generell programalgoritme. Implementering av triggeren. Opprette nullstilling for å sette opp simulatoren. Lineær tilnærming, finne koordinatene til siktepunktet.

avhandling, lagt til 26.12.2014


Lær hvordan du modellerer og gjengir tredimensjonale dynamiske scener i 3Ds Max ved å lage en animert scene som inneholder en mus, en stol, en kopp, en teskje og havet. Oppretting av materialer, kameraer og animasjon, lys og scenevisualisering.

kursarbeid, lagt til 26.02.2012


Funksjonelt formål og anvendelsesområde for "Local Network Chat"-programmet; logisk struktur, teknisk og programvare. Programkrav; egenskaper, anrop og lasting, inn- og utdata, konfigurasjon, grensesnitt.

avhandling, lagt til 18.10.2013


Betraktning av konseptet nettverksteknologi som et sett med programvare, maskinvare og organisasjonsverktøy; prinsippene for deres organisering og funksjon. Ruting og domenenavnsystem på Internett. Kjennetegn på populære Internett-tjenester.

presentasjon, lagt til 15.07.2014


Generelt konsept om pakken "java.net". Logisk struktur tilkoblinger via stikkontakter. Opprette et Socket-objekt, en forbindelse mellom Internett-noder. Måter å lage en tråd på. Algoritme for drift av klient-server-systemet. Oppføring av ServerForm.java, starter en underprosess.

laboratoriearbeid, lagt til 27.11.2013


Nettverkstilkoblingerå overføre kommandoer og data mellom klient og server. Fremveksten av de første FTP-klientapplikasjonene. Grafiske brukergrensesnitt. Logg på FTP-server. Konfigurere, koble til og logge på en filserver fra klientdatamaskiner.

kursarbeid, lagt til 25.11.2014


Historien om utviklingen av Internett. generelle egenskaper Internett-nettverk. Protokoller. Tjenester levert av nettverket. Internett er et globalt nettverk. Dataavhengighet. Internett-2. Mangel på Internett-kapasitet. Opprettelse av Internett-2. Internett-2 struktur.

Webkameraer. Formål, driftsprinsipp og hovedegenskaper.

i faget (spesialisering) «Hardware datateknologi»

jeg sjekket

Nikolskaya K.Yu.

elev av gruppe PS-170

Badalova A.A.

Abstrakt beskyttet

med vurdering

Chelyabinsk 2014

Badalova A.A. Webkameraer. Formål, driftsprinsipp og hovedegenskaper. – Chelyabinsk: SUSU, PS-170, 20 s., 4 ill., bibliogr. liste – 5 navn.

Formålet med essayet er å lære om formål, driftsprinsipper og hovedegenskaper til webkameraer.

Målet med essayet er å studere design- og driftsprinsippet til webkameraer, lære hvordan du installerer webkameraer og koble dem til nettverket, lære om viktigheten av webkameraer i den moderne verden.

Hovedkarakteristikkene til webkameraer og metoder for tilkobling til nettverket vurderes. Beskriver programmer for webkameraer og hvordan du kobler et webkamera til nettverket.

1. Introduksjon (side 4)

2. Definisjon (side 5)

3. Historien om opprettelsen av webkameraet (side 6)

4. Design og prinsipp for drift av webkameraet (side 7-11)

5. Tilleggsfunksjoner og webkamerafunksjoner (s.12)

6. Koble webkameraet til nettverket (side 13-15)

7. Metoder for bruk av webkameraer (side 16-17)

8. Programmer for webkameraer (side 18)

9. Konklusjon (side 19)

10. Litteraturliste (side 20).

Introduksjon.

Webkameraer blir i økende grad en del av livene våre. De brukes til å bygge videosystemer for både geografisk store og små objekter. De blir spesielt uunnværlige for kontroll og overvåking av fjernpunkter der det er behov for å bruke vedlikeholdsfritt utstyr. Når du raskt trenger å installere "midlertidige" kameraer, er webkameraer uunnværlige, fordi installasjonen deres ikke krever å trekke separate ledninger, og derfor vil installasjonen være rask og enkel.

Hensikten med arbeidet mitt er å lære om formål, driftsprinsipper og hovedegenskaper til webkameraer.

For å gjøre dette vil jeg studere historien, designen og hovedegenskapene, samt anvendelsesområdet for webkameraer, lære hvordan du installerer dem og kobler dem til nettverket.

Webkamera konsept.

Et digitalt webkamera er en nettverksenhet som består av et videokamera (CCD), en komprimeringsprosessor og en innebygd webserver. Som regel brukes et webkamera som en enhet for organisering av videoopptak, videokonferanser eller videoovervåking og overføring av videobilder over et LAN/WAN/Internett-nettverk. For å betjene et webkamera på et nettverk, kreves ingen spesielle enheter eller en personlig datamaskin. Avhengig av innstillingene kan tilgang til videobildet som mottas av webkameraet være åpen for alle nettverksbrukere eller kun autoriserte brukere.

Historien om opprettelsen av webkameraet.

Det hele startet i et av datalaboratoriene i Cambridge på begynnelsen av 90-tallet av forrige århundre, da Global Wide Web nettopp startet sin seirende marsj over planeten. En gruppe forskere, rundt 15-20 personer, jobbet med et prosjekt innen nettverksteknologi. Arbeidsforholdene var spartanske – det var bare én kaffetrakter for hele teamet, som ikke kunne dekke behovene til hele teamet. Hovedarbeidet ble utført i laboratoriet, personalet bodde i samme bygning, men i en annen del av den. For å stimulere tankeprosessen deres med en kopp forfriskende drink, ble deltakerne i det vitenskapelige prosjektet tvunget til ofte å besøke korridoren i etasjen over, der kaffetrakteren var plassert. Ofte mislyktes slike turer, siden noen kolleger allerede hadde klart å tømme den ettertraktede containeren. Situasjonen krevde en ikke-standard løsning, og den ble funnet.
En av datamaskinene i laboratoriet hadde en videoovervåkingsenhet (frame grabber). Et kamera var koblet til den, som var rettet mot observasjonsobjektet. Den samme datamaskinen spilte rollen som en webserver ved å bruke spesialskrevet programvare. De som ville vite om det var kaffe, måtte kjøre klientprogramvare på datamaskinen som koblet til serveren. Som et resultat ble et svart-hvitt-bilde vist på den eksterne datamaskinen i et lite vindu, oppdatert tre ganger i minuttet. Et notat om dette interessante komplekset ble publisert i Comm-Week magazine 27. januar 1992. Det har ikke gått mye tid siden de første prototypene av IP-kameraer dukket opp, men de har allerede blitt til en fullt utformet, egen klasse med enheter som gjør hverdagen enklere, mer praktisk og morsommere.

Figur 1. Bilde fra det første webkameraet

Designet og prinsippet for drift av et webkamera.

Et moderne webkamera er en digital enhet som tar opp video, konverterer et analogt videosignal til et digitalt signal, komprimerer et digitalt videosignal og overfører videobilder over et datanettverk. Derfor inkluderer webkameraet følgende komponenter:

CCD matrise,

linse,

optisk filter,

videoopptakskort,

videokomprimeringsenhet,

sentral prosessor og innebygd webserver,

flashminne,

nettverksgrensesnitt

serieporter,

alarminnganger/-utganger.

·
Den brukes som fotodetektor i de fleste webkameraer. CCD-matrise ( CCD, CCD - ladningskoblet enhet) er en rektangulær lysfølsom halvlederplate med et sideforhold på 3: 4, som konverterer lyset som faller inn på den til et elektrisk signal. CCD-matrisen består av et stort antall lysfølsomme celler. For å øke lysfølsomheten til en CCD-matrise dannes det ofte en struktur som lager en mikrolinse foran hver av cellene. De tekniske parametrene til et webkamera indikerer vanligvis formatet til CCD-matrisen (diagonal lengde på matrisen i tommer), antall effektive piksler, skannetype (interlaced eller interlaced) og følsomhet.

· Linse er et linsesystem designet for å projisere et bilde av et observasjonsobjekt på det lysfølsomme elementet til et webkamera. Linsen er en integrert del av webkameraet, så kvaliteten på videobildet som mottas av webkameraet avhenger av riktig valg og installasjon. Ganske ofte kommer et webkamera med et objektiv. Objektiver kjennetegnes av en rekke viktige parametere, som brennvidde, relativ blenderåpning (F), dybdeskarphet, type feste (C, CS), format.

· Optiske infrarøde kuttefiltre , som er installert i webkameraer, er optisk presise planparallelle plater montert på toppen av CCD-matrisen. De fungerer som optiske lavpassfiltre med en grensefrekvens på omtrent 700 nm, nær rødt. De kutter av den infrarøde komponenten av lysbølger, og gir webkameraet korrekt fargegjengivelse. Mange svart-hvitt-webkameraer har imidlertid ikke slike filtre installert, og derfor har monokrome webkameraer høyere følsomhet.

· Videoopptakskort Webkameraet (digitaliseringsenheten) konverterer det analoge elektriske signalet generert av CCD-matrisen til et digitalt format. Signalkonverteringsprosessen består av tre trinn:

Sampling, kvantisering, koding.

Prøvetaking- lesing av amplituden til det elektriske signalet med jevne mellomrom (periode). Dette stadiet av signalkonvertering er preget av samplingsfrekvensen.

Kvantisering er prosessen med å presentere prøveresultater i digital form. Endringen i nivået til det elektriske signalet over samplingsperioden er representert som et kodeord på 8, 10 eller 12 biter, som gir henholdsvis 256, 1024 og 4096 kvantiseringsnivåer. Nøyaktigheten av signalrepresentasjonen i digital form avhenger av antall kvantiseringsnivåer.

Koding. I tillegg til informasjonen om endringer i signalnivå oppnådd i forrige trinn, genererer kodingsprosessen biter som indikerer slutten av klokkepulsen og begynnelsen av en ny ramme, samt ekstra feilbeskyttelsesbiter.

· Kompresjonsblokk webkameraer komprimerer det digitaliserte videosignalet til et av komprimeringsformatene (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Takket være komprimering reduseres størrelsen på videorammen. Dette er nødvendig for lagring og overføring av video over nettverket. Hvis det lokale nettverket som webkameraet er koblet til har begrenset båndbredde, er det tilrådelig å redusere mengden overført informasjon for å unngå overflod av nettverkstrafikken ved å redusere enten frekvensen av rammeoverføring over nettverket eller rammeoppløsningen. De fleste komprimeringsformater som webkameraer bruker, gir et rimelig kompromiss mellom disse to måtene å løse problemet med å overføre video over et nettverk.

Kompresjonsformater kjent i dag gjør det mulig å få en digitalisert strøm med en båndbredde på 64 KB - 2 MB (med denne båndbredden kan videodatastrømmer fungere parallelt med andre datastrømmer i nettverk).

· prosessor er datakjernen i webkameraet. Den utfører operasjoner for utmating av digitaliserte og komprimerte videobilder, og er også ansvarlig for å utføre funksjonene til en innebygd webserver og et kontrollprogram for webkameraer.

· Grensesnitt for Ethernet tjener til å koble webkameraet til et 10/100 Mbit/s Ethernet-nettverk.

· For å jobbe på nettverket kan webkameraet ha seriell port for å koble til et modem og arbeide i oppringt modus i fravær av et lokalt nettverk. Du kan også koble eksternt utstyr til webkameraet gjennom den serielle porten.

· Flash minnekort lar deg oppdatere webkamerakontrollprogrammer og lagre tilpassede HTML-sider.

· RAM tjener til å lagre midlertidige data som genereres under utførelse av kontrollprogrammer og brukerskript. Mange internettkameraer har en såkalt videobuffer. Dette er en del av RAM som er reservert for opptak og midlertidig lagring av videorammer tatt opp av webkameraet. Informasjonen i videobufferen oppdateres syklisk, dvs. den nye rammen tas opp i stedet for den eldste. Denne funksjonen er nødvendig hvis webkameraet utfører sikkerhetsvideoovervåking, siden den lar deg gjenopprette hendelser før og etter alarmen fra sikkerhetssensorer koblet til webkameraet.

· Alarminnganger/-utganger brukes til å koble alarmsensorer til webkameraet. Når en av sensorene utløses, genereres et alarmsignal, som et resultat av at webkamera-prosessoren komponerer et sett med bilder tatt opp i videobufferen før, etter og på tidspunktet for alarmen. Dette settet med rammer kan sendes til en spesifisert e-postadresse eller via FTP.

Figur 2. Webkameraenhet.

5. Ytterligere funksjoner og funksjoner til webkameraet

· Bevegelsessensor er en programvaremodul hvis hovedoppgave er å oppdage webkameraer som beveger seg i synsfeltet på et videoovervåkingssted. Bevegelsesdetektoren registrerer ikke bare bevegelse i bildefeltet, men bestemmer også dimensjonene til objektet og hastigheten på dets bevegelse. Avhengig av videoovervåkingsoppgavene er webkameraets bevegelsesdetektor konfigurert til å oppdage bevegelse av objekter med den ytterste minimalisering av falske alarmer (interferensfiltrering), og fleksibel alarmbehandlingslogikk er satt (alarmopptak, integrasjon med annet sikkerhetsutstyr).

· Lydoverføring over nettverket i de fleste tilfeller utføres ved å koble en ekstra lydmodul til webkameraet. For eksempel produserer AXIS Communications, for å utvide funksjonaliteten til webkameraer, en spesiell lydmodul AXIS 2191, kompatibel med de fleste AXIS webkameraer.

· Passordbeskyttelse tjener til å begrense tilgangen til webkameraet til personer som ikke har tilgangsrettigheter.

Som standard kan webkameravideo sees fra hvilken som helst nettverksdatamaskin som har en standard nettleser installert, for eksempel Internet Explorer eller Netscape Navigator. Du kan imidlertid begrense antall personer som har tilgang til webkameraet ved å skrive inn et passord på brukernivå. Mange webkameraer støtter passordbeskyttelse på flere nivåer for å skille tilgang og administrasjonsrettigheter.