Устройство и принцип работы Web-камеры

Поскольку современная Web-камера выполняет видеосъемку, оцифровку, сжатие и передачу видеоизображения, в ее состав входят следующие компоненты: ПЗС-матрица, объектив, оптический фильтр, плата видеозахвата, блок компрессии (сжатия) видеоизображения, центральный процессор и встроенный Web-сервер, ОЗУ, флэш-память, сетевой интерфейс, последовательные порты, входы/выходы сигнала тревоги.

В качестве фотоприемника в большинстве Web-камер применяется ПЗС-матрица; обычно в технических параметрах указывают ее формат (длина диагонали матрицы в дюймах), число эффективных пикселей, тип развертки (построчная или чересстрочная) и чувствительность.

От правильного выбора и установки объектива зависит качество видеоизображения, получаемого Web-камерой. Объективы характеризуются рядом важнейших параметров: фокусное расстояние, относительное отверстие (F), глубина резкости, тип крепления (С, CS), формат.

Оптические инфракрасные отсекающие фильтры отсекают инфракрасную составляющую световых волн, обеспечивая правильную цветопередачу Web-камеры. Во многих черно-белых Web-камерах такие фильтры не используются, благодаря чему достигается более высокая чувствительность Web-камеры.

Плата видеозахвата (блок оцифровки) осуществляет преобразование аналогового электрического сигнала, сформированного ПЗС-матрицей, в цифровой формат.

Блок компрессии выполняет сжатие оцифрованного видеосигнала в один из форматов сжатия (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Если локальная сеть, к которой подсоединена Web-камера, имеет ограниченную полосу пропускания, то во избежание переполнения сетевого трафика целесообразно сокращать объем передаваемой информации, уменьшая частоту передачи кадров или их разрешение. Известные на сегодняшний день форматы сжатия позволяют получить оцифрованный поток с полосой пропускания от 64 Кбит до 2 Мбит. (Сжатие может быть аппаратным и программным. Программная компрессия дешевле, но менее эффективна. Поэтому большинство ведущих производителей выпускают Web-камеры с аппаратным сжатием.)

Центральный процессор выполняет вывод оцифрованного и сжатого видеоизображения, а также отвечает за выполнение функций встроенного Web-сервера и управляющей программы для Web-камер. Также Web-камера может иметь последовательный порт для подключения модема и работы в режиме dial-up (удаленного Интернет-доступа) при отсутствии локальной сети. Через последовательный порт можно подключать к Web-камере периферийное оборудование.

При срабатывании сигнала тревоги процессор компонует набор кадров, записанных в видеобуфер до, после и в момент поступления сигнала тревоги. Этот набор кадров может отсылаться на заданный электронный адрес или по FTP.