Цифрова веб-камера являє собою мережевий пристрій, який складається з відео камери (ПЗС-матриці), процесора компресії і вбудованого веб-сервера. Як правило, веб-камера використовується як пристрій для організації відеозйомки, відеоконференцій або відеоспостереження та передачі відеозображення по мережі LAN/WAN/Internet. Для роботи веб-камери в мережі не потрібно спеціальних пристроїв і персонального комп'ютера. Залежно від налаштувань, доступ до відеозображення, отриманому веб-камерою, може бути відкритий усім користувачам мережі або тільки авторизованим користувачам.
Пристрій і принцип роботи веб-камери
Сучасна веб-камера являє собою цифровий пристрій, що виробляє відеозйомку, перобразованіе аналогового відеосигналу в цифровий, стиск цифрового відеосигналу і передачу відеозображення з комп'ютерної мережі. Тому до складу веб-камери входять наступні компоненти:
ПЗС-матриця,
об'єктив,
оптичний фільтр,
плата відеозахоплення,
блок компресії (стиснення) відеозображення,
центральний процесор і вбудований веб-сервер,
ОЗУ,
флеш-пам'ять,
мережевий інтерфейс,
послідовні порти,
тривожні входи/виходи.
В
В якості фотоприймача в більшості веб-камер застосовується ПЗС-матриця ( ПЗС, CCD - прилад із зарядовим зв'язком) - прямокутна світлочутлива напівпровідникова пластинка з відношенням сторін 3: 4, яка перетворить падаюче на неї світло в електричний сигнал. ПЗС-матриця складається з великої кількості світлочутливих осередків. Для того щоб підвищити світлову чутливість ПЗС-матриці, нерідко формують структуру, яка створює мікролінзу перед кожною з осередків. У технічних параметрах веб-камери зазвичай вказують формат ПЗЗ-матриці (довжина діагоналі матриці в дюймах), число ефективних пікселів, тип розгортки (порядкова або чересстрочная) і чутливість.
Об'єктив - це лінзова система, призначена для проектування зображення об'єкта спостереження на світлочутливий елемент веб-камери. Об'єктив є невід'ємною частиною веб-камери, тому від правильності його вибору і установки залежить якість відеозображення, одержуваного веб-камерою. Досить часто веб-камера комплектується об'єктивом. Об'єктиви характеризуються рядом найважливіших параметрів, таких як фокусна відстань, відносний отвір (F), глибина різкості, тип кріплення (C, CS), формат.
Оптичні інфрачервоні відтинають фільтри , які встановлюють у веб-камери, представляють собою оптично точні плоськопараллельниє платівки, монтовані зверху ПЗС-матриці. Вони працюють як оптичні низькочастотні фільтри з частотою зрізу близько 700 нм, поблизу червоного кольору. Вони відсікають інфрачервону складову світлових хвиль, забезпечуючи веб-камері правильну передачу кольору. Однак, на багато чорно-білі веб-камери такі фільтри не встановлюють, завдяки чому монохромні веб-камери мають більш високу чутливість.
Плата відеозахоплення веб-камери (блок оцифрування) здійснює перетворення аналогового електричного сигналу, сформованого ПЗС-матрицею, у цифровий формат. Процес перетворення сигналу складається з трьох етапів:
Дискретизація,
Квантування,
Кодування.
Дискретизація - зчитування амплітуди електричного сигналу через рівні проміжки часу (період). Цей етап перетворення сигналу характеризується частотою дискретизації. p> Квантування - це процес представлення результатів дискретизації в цифровій формі. Зміна рівня електричного сигналу за період дискретизації представляється у вигляді кодового слова з 8, 10 або 12 біт, які дають відповідно 256, 1024 і 4096 рівнів квантування. Від числа рівнів квантування залежить точність представлення сигналу в цифровій формі.
Кодування. Крім інформації про зміну рівня сигналу, отриманої на попередньому етапі, в процесі кодування формуються біти, що повідомляють про кінець синхроімпульсу і початку нового кадру, а також додаткові біти захисту від помилок.
Блок компресії веб-камери виконує стиснення оцифрованого відеосигналу в один з форматів стиснення (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Завдяки стисненню, скорочується розмір відеокадру. Це необхідно для збереження і передачі відеозображення по мережі. Якщо локальна мережа, до якої приєднана веб-камера, має обмежену смугу пропускання, то щоб уникнути переповнення мережевого трафіку доцільно скорочувати обсяг переданої інформації, знизивши або частоту передачі кадрів по мережі, або дозвіл кадрів. Більшість форматів стиснення, які використовують веб камери, забезпечує розумний компроміс між цими двома способами вирішення проблеми передачі відео по мережі. Відомі на сьогоднішній день формати стиснення дозволяють отримати оцифрований потік із смугою пропускання 64 Кб - 2 Мб (При такій смузі пропускання п...
