Устройство IP-камеры

Видеокамера состоит, образно говоря, из 2 основных частей: "глаза" и "мозга".

"Глаз" – это видеосенсор и аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Бывают видеосенсоры с встроенным АЦП, а бывают с внешним. Видеосенсор характеризуется числом пикселов (разрешением кадра) и кадровой частотой. Т.е. производительность видеосенсора измеряется в мегапиксел/сек. Кроме этого, важной характеристикой камеры является динамический диапазон изображений, которые камера генерирует. Этот параметр определяется характеристикой видеосенсора - отношением сигнал/шум, и измеряется в децибелах. Современные видеосенсоры приближаются по этому параметру к 70 дБ. Таким образом, для представления изображения в виде матрицы чисел необходимо, чтобы разрядность чисел, которые представляют эти пикселы, превышала этот параметр. Для 70 дБ – это 12 двоичных разрядов, т.е. 12 бит/пиксел.

"Мозг" - это вычислитель, которые выполняет следующие функции:
 

Составляющие общего ограничения

В видеокамере есть несколько узлов, которые накладывают ограничения на ее параметры. Представим их в виде схемы, где стрелочками показано направление "продвижения" видеоданных от их получения до передачи в сеть:

[видеосенсор]->[АЦП]->[кодек]->[трансляция в сеть]
Итак, есть 5 параметров, которыми можно мериться при сравнении IP-видеокамер:

   1. производительность видеосенсора: (разрешение видеосенсора) х (максимальная частота кадров при заданном разрешении). Измеряем в пикселах/сек.
   2. динамический диапазон видеосенсора - разрядность АЦП. Измеряем в дБ.
   3. есть ли встроенный алгоритм нелинейного расширения динамического диапазона (выравнивания яркости), когда информация при обрезании разрядности не теряется. Измеряем двумя способами. Простой способ: есть/нет. Сложный способ: сравнительное тестирование видеокамер на одних и тех же изображениях и сравнение статистических параметров полученных изображений.
   4. производительность кодека. Измеряем в пиксел/сек.
   5. производительность трансляции – максимальна пропускная способность сетевого интерфейса и стека сетевых протоколов камеры. Измеряем в бит/сек.


Выводы:

   1. Если есть ограничение кодека по пиксел/сек, то оно может вылиться в обрезание параметров потока, которые дает видеосенсор.
   2. Если есть ограничение на производительность сетевого интерфейса, то камера не может передавать изображения с высоким качеством, потому что приходится сжимать данные сильнее, чтобы втиснуть кодированный видеопоток в узкий канал трансляции данных.