Зміст
Web-камери
Підключення та установка web-камери
Пристрій і принцип роботи web-камери
Додаткові можливості і функціїweb-камери
Підключення web-камери до мережі
Програми для web-камер
Практичне завдання 1.
Програма на мові програмування BASIC
Практичне завдання 2
Практичне завдання 3
Список літератури
Web-камери
Web-камера - це цифровий пристрій, яке складається звідеокамери (ПЗС-матриці), процесора компресії і вбудованого web-сервера. Web-камерапризначена для організації відеоспостереження та передачі відеозображення помережі LAN/WAN/Internet. Для роботи web-камери в мережі не потрібно спеціальнихпристроїв і персонального комп'ютера. В залежності від налаштувань, доступ довідеозображення, отриманому web-камерою, може бути відкритий усім користувачаммережі або тільки авторизованим користувачам [1, c.98].
Підключення та установка web-камери
Web-камери підключаються до мережі Internet через порт10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX Ethernet або за допомогою модему через послідовнийпорт. Після фізичного підключення до мережі web-камері присвоюється IP-адресу. Частішевсього IP-адреси за умовчанням у web-камери немає; він встановлюється або здопомогою відповідної функції стандартного web-браузера, або командою DOS,яка використовує для ідентифікації серійний номер web-камери. Крім того,фірми-виробники розробляють спеціальні програми для web-камер,значно спрощують процедуру присвоєння web-камері IP-
адреси (наприклад, IPInstaller компанії AXIS Communications). Завдяки вбудованому програмномузабезпеченню для web-сервера, FTP-сервера, FTP-клієнта, e-mail клієнта та ін,web-камера підключається безпосередньо до LAN/WAN/Internet мережі і працює вній як самостійне мережний пристрій. Це відрізняє web-камери від звичайнихкомп'ютерних камер, які вимагають обов'язкового підключення до персональногокомп'ютера через USB або LPT порт. Крім того, web-камери можуть підтримуватироботу з користувацькими скриптами і JAVA-апплетами [5, c.65].
Для установки web-камери на вулиці або в приміщенні багатовиробники передбачають в конструкції корпусу камери спеціальне кріплення,призначений для установки її на стіни, стелі, кронштейни і поворотніпристрої. Деякі інтернет-камери мають вбудовані поворотні пристрої,призначені для монтажу на горизонтальній або вертикальній поверхні.
Пристрій і принцип роботи web-камери
Сучасна web-камера являє собою цифровепристрій, що виробляє відеозйомку, оцифровку, стиск і передачу покомп'ютерної мережі відеозображення. Тому до складу web-камери входятьнаступні компоненти:
ПЗС-матриця,
об'єктив,
оптичний фільтр,
плата відеозахоплення,
блок компресії (стиснення) відеозображення,
центральний процесор і вбудований web-сервер,
ОЗУ,
флеш-пам'ять,
мережевий інтерфейс,
послідовні порти,
тривожні входи/виходи.
В якості фотоприймача в більшості web-камер застосовується ПЗС-матриця ( ПЗС,CCD - прилад із зарядовим зв'язком) - прямокутна світлочутливанапівпровідникова пластинка з відношенням сторін 3: 4, яка перетворюєпадаюче на неї світло в електричний сигнал. ПЗС-матриця складається з великоїчисла світлочутливих осередків. Для того, щоб підвищити світловучутливість ПЗС-матриці, нерідко формують структуру, яка створюємікролінзу перед кожною з осередків. У технічних параметрах web-камери зазвичайвказують формат ПЗЗ-матриці (довжина діагоналі матриці в дюймах), число ефективнихпікселів, тип розгортки (порядкова або черезстрокова) і чутливість.
Об'єктив - це лінзова система, призначена для проектуваннязображення об'єкта спостереження на світлочутливий елемент web-камери. Об'єктивє невід'ємною частиною web-камери, і від правильності його вибору таустановки залежить якість відеозображення, одержуваного web-камерою. Частооб'єктив входить в комплект поставки web-камери. Об'єктиви характеризуються рядомнайважливіших параметрів, таких як фокусна відстань, відносний отвір (F),глибина різкості, тип кріплення (C, CS), формат [3, c.34].
Оптичні інфрачервоні відсікаючі фільтри, яківстановлюють у web-камери, являють собою оптично точніплоскопаралельні пластинки, монтовані зверху ПЗС-матриці. Вони працюють якоптичні низькочастотні фільтри з частотою зрізу близько 700 нм, поблизучервоного кольору. Вони відсікають інфрачервону складову світлових хвиль,забезпечуючи тим самим правильну передачу кольору web-камери. Однак у багатьохчорно-білих web-камерах такі фільтри не використовуються, завдяки чомудосягається більш висока чутливість web-камери.
Плата відеозахоплення (блок оцифрування) здійснюєперетворення аналогового електричного сигналу, сформованогоПЗЗ-матрицею, у цифровий формат. Процес перетворення сигналу складається з трьохетапів:
Дискретизація,
Квантування,
Кодування.
Дискретизація - зчитування амплітуди електричного сигналучерез рівні проміжки часу (період). Цей етап перетворення сигналухарактеризується частотою дискретизації.
Квантування - це процес представлення результатівдискретизації в цифровій формі. Зміна рівня електричного сигналу заперіод дискретизації представляється у вигляді кодового слова з 8, 10 або 12 біт,які дають відповідно 256, 1024 і 4096 рівнів квантування. Від числа рівнівквантування залежить точність представлення сигналу в цифровій формі [2, c.54].
Кодування. Крім інформації про зміну рівня сигналу,отриманої на попередньому етапі, в процесі кодування формуються біти,повідомляють про кінець синхроімпульса і початку нового кадру, а також додатковібіти захисту від помилок.
Блок компресії виконує стиснення оцифрованого відеосигналув один з форматів стиснення (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Завдяки стиску,скорочується розмір відеокадру. Це необхідно для збереження і передачівідеозображення по мережі. Якщо локальна мережа, до якої приєднанаweb-камера, має обмежену смугу пропускання, то щоб уникнути переповненнямережевого трафіку доцільно скорочувати обсяг переданої інформації, знизившиабо частоту передачі кадрів по мережі, або дозвіл кадрів. Більшістьформатів стиснення забезпечує розумний компроміс між цими двома способамивирішення проблеми передачі відео по мережі. Відомі на сьогоднішній день форматистиснення дозволяють отримати оцифрований потік з пропускною здатністю 64 Кб - 2 Мб(При такій смузі пропускання потоки відеоданих можуть працювати паралельно зіншими потоками даних у мережах).
Стиснення відеозображення в web-камері може бути представленояк апаратно, так і програмно. Програмна реалізація компресії дешевше,однак через високу обчислювальної ємності алгоритмів стиснення вонамалоефективна, особливо коли потрібно переглядати відеозображення зweb-камери в online режимі. Тому більшість провідних виробників випускаютьweb-камери з апаратною реалізацією стиску. Наприклад, кожна мережева камеракомпанії AXIS Communications оснащена процесором компресії ARTPEC,здійснюють високошвидкісне стиснення відеозображення у формат JPEG/MJPEG.
Центральний процесор є обчислювальним ядромweb-камери. Він здійснює операції по висновку оцифрованого і стисненоговідеозображення, а також відповідає за виконання функцій вбудованогоweb-сервера і керуючої програми для web-камер.
Інтерфейс для Ethernet служить для підключення web-камери домережі стандарту Ethernet 10/100 Мбіт/с.
Також web-камера може мати послідовний порт дляпідключення модему і роботи в режимі dial-up при відсутності локальної мережі. Черезпослідовний порт можна також підключати до web-камері периферійнеобладнання.
Карта флеш-пам'яті дозволяє оновлювати керуючі програмидля web-камер і зберігати користувальницькі HTML-сторінки.
ОЗУ служить для зберігання тимчасових даних, якігенеруються при виконанні керуючих програм, і користув...
