什么是IPC？

article/2025/10/7 16:35:40

IPC的简介：

IPC的主要功能模块：

IPC信号处理过程：

IPC硬件构成：

IPC的简介：

IPC：是IP Camera的简称。它是在前一代模拟摄像机的基础上，集成了编码模块后的摄像机。它和模拟摄像机的区别，就是在新增的“编码模块”上。模拟摄像机，顾名思义，输出的是模拟视频信号。模拟信号比较容易受到干扰，所以传输距离有限。把模拟信号变为数字信号，传输距离就变远了。so,这个新增的编码模块就出现了，就是为了把原来模拟视频编码压缩后，变为数字视频，为了方便在网络上传输，把数字视频封装为网络格式的，以适合在以太网上传输。我们就叫这新的摄像机为“网络摄像机”，简称IPC。

IPC的主要功能模块：

视频编码：采集并编码压缩视频信号。
音频功能：采集并编码压缩音频信号。
网络功能：编码压缩的视音频信号通过网络进行传输。
云台、镜头控制功能：通过网络控制云台、镜头的各种动作。
缓存功能：可以把压缩的视音频数据临时存储在本地的存储介质中。
报警输入输出：能接受、处理报警输入/输出信号，即具备报警联动功能。
移动检测报警：检测场景内的移动并产生报警。
视频分析：自动对视频场景进行分析，比对预设原则并触发报警。
视觉参数调节：饱和度、对比度、色度、亮度等视觉参数的调整。
编码参数调节：帧率、分辨率、码流等编码参数可以调整。
系统集成：可以视频管理平台集成，实现大规模系统监控。

IPC信号处理过程：

在模拟摄像机中，图像传感器（CCD或CMOS）所产生的模拟信号首先经过模/数（A/D）转换器转换为数字信号，然后由摄像机内置的DSP芯片进行信号处理，如增益、降噪、背光补偿等处理。经过DSP处理后的数字信号又经过数/模（D/A）转换重新转化为模拟信号，用于在同轴电缆上进行传输，然后传输至DVR或DVS后再次进行模/数(A/D)转换来完成编码压缩工作，这样多次的模/数、数/模转换过程大大牺牲了图像质量。
而在IPC中，传感器（CCD/CMOS）完成光/电转换过程后，仅仅需要进行一次模/数转换，然后即进行编码压缩，打包上传，显然模/数转换次数少，图像质量损失较少。

（注：CCD与CMOS的优缺点：CMOS的缺点：就是太容易出现杂点，这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。CCD的优势：在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，价格高昂。）
因此IPC比模拟摄像机信号转换环节少，可以尽可能少地降低图像质量损失。另外，IPC通常采用逐行扫描传感器，相对于模拟摄像机的隔行扫描方式，图像质量更好。IP摄像机与模拟摄像机的比较如图所示。

模拟摄像机

IP摄像机

IPC硬件构成：

IPC的硬件构成一般包括镜头、图像传感器、声音传感器、信号处理器、模/数转换器、编码芯片、主控芯片、网络及控制接口等部分组成。光线通过镜头进入传感器，然后转换成数字信号由内置的信号处理器进行预处理，处理后的数字信号由编码压缩芯片进行编码压缩，最后通过网络接口发送到网络上进行传输。

镜头

镜头作为IPC的前端部件，有固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动变倍等多种。

图像传感器

CCD和CMOS，目前主流IPC都是用CMOS了。高端场景采用CCD。

编码压缩

编码压缩部分的作用是对经过模/数转换后的数字信号，按一定的标准如H.264、H.265等进行编码压缩。编码压缩的目的是减少视频信息的冗余，利用更低的码流实现视频的网络传输及存储。

主控部分

主控部分是整个IPC的核心控制单元，负责整个系统的调度工作，主控部分可以直接向编码压缩芯片发送命令，读取经过编码压缩的音视频数据并发送给网络模块进行传输。现在的主控基本采用了专用芯片SoC，华为海思目前是最常见的IPC芯片提供商，主流IPC厂家海康和大华大部分IPC都采用海思方案。

网络模块

网络模块提供IPC的网络功能，接收主控芯片的控制命令，将编码压缩后的视频发送到网络上去，或从网络接收控制命令，转发给控制模块实现PTZ控制。从主控芯片传送过来的数据通过网络模块转换成以太网物理层能够接收的数据，通过标准RJ-45网络接口传输到网络上去。通常IPC采用RTP/RTCP、UPD、HTTP、TCP/IP等网络协议，允许用户远程对IPC进行访问、参数修改、实时视频浏览及控制PTZ动作。
目前的主控芯片也基本集成了这部分。所以现在的摄像机越来越小。
IPC软件
IPC的软件构成一般包括操作系统、应用软件、编码算法、底层驱动等几部分，IPC的稳定性非常重要，通常采用嵌入式Linux操作系统，其具有低成本、开放源码、高安全性及移植性好等优点，是目前IPC的主流操作系统。

设备驱动程序

IPC外设驱动程序包括802.3以太网MAC控制器、通用I/O、I2S、AC97、SD/MMC卡、LCD显示控制器、视频捕获设备、硬盘控制器以及高速USB控制器等驱动程序。

Linux操作系统

是软件核心，主要负责程序的管理与调度、内存的管理及对外设的驱动和管理等。
Linux操作系统具有源代码完全免费开放、内核可裁剪、软件易于移植及驱动丰富等优点。Linux系统作为IPC的OS时，需要解决的问题主要包括硬件支持、提供二次开发的环境以及裁剪内核等，裁剪内核的目的是在满足操作系统基本功能和用户需要的前提下，使内核尽可能小，以适应芯片级运行环境。