201114250 發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係為一種網路攝影機及應用於其上的影像輪出 方法，尤指針對不同顯示範圍的影像，能分別以各自^網 路連結位址進行其對應的影像資料串流輸出的一種網路2 影機及其影像輸出方法。 【先前技術】 在現今工商業的杜會中，監視系統已為人們生活 作上所不可或缺的重要安全設計。就一般監視系統來^ 例如常見的閉路電視系統，主要是結合監視用之攝影 =用=接收其即時影像信號之搭配了監視器或顯示器的 戶^成，其攝影機可設置在使用者所需監視之空間，、 廠、店面或住家等所設定為重要場所中的障 二：问處，以使攝影機所攝得 :並能由監視者於其主機上作後端監視，= 對*門中=、移動、魏或縮放等的鏡頭控制，因而· 進行即時編她、保全、4 因此在整體系統的電雙建置=，、見傳輸至後端的主機， 隨著攝影技術與數需較大的成本。而 妁進V，一種可藉由網路傳輸信 201114250 號之網路攝影機(IP Camera)便被發展出來。相較於傳統類 比攝影機或其系統之不同處’網路攝影機及其網路監視系 統是以和網際網路或區域網路完成連線的方式來傳輸影像 信號’使得不管在後端之監控主機是位於多遠處，只要能 連線上網便可接收到網路攝影機所傳來的影像信號。不但 月b間化傳統監視系統的佈線而節省成本，還使得主要的龄 視目的與控制效益能更加機動與便利。此外，網路監視系 統中的影像處理只需作一次之數位化後便可進行對應之壓 縮或儲存，能比需作多次格式轉換後才能進行壓縮或儲存 之傳統監視系統有更佳的品質。 請參閲第一圖，係為一網路攝影機1〇之功能方塊與應 用示意圖。其中用以進行影像攝影的一影像感測模組ϋ 2用電餘合器(CCD)或互補式金屬氧化半導體(CM〇s)來 完成其影像感測功能之製作，並進而能對所攝得的影像中 所包含之原始資料内容(raw data)以數位格式進行處理後加 =輸出，進而再由—影像編碼器12進行編碼和壓縮，而能 提供其後的-傳輸介面進行網路上的封包方式傳輸，其 規格並符合IP或Tcp(傳輸控制協定）。另外，一接收果置 f則可經由嶋網路、無_路或區域網路來接收其影像 二亚可透過所配置的一數位監控(DVR)或網路監控 (NVR)之介域軟縣進㈣作與設定。 網路鄉機及其網路監視_是_在崎網路協定 (=錢0t0C0l ’簡稱Ip)之技術上，此一技術係為已建立 網標準技術；也就是若所需監視之空間都已佈置好 線"，網路攝影機便可完成裝設和運作。是故，網路 201114250 攝影，是—_建有網路IP位址並包含資料處理與網路傳 輸功能之裝置；而蝴關的連接㈣如同其他可上網之 電子裝置，即網路攝影機可利用、網頁飼服器、傳輸伺服器 來和網路、遠端之接收裝置進行連線與傳輸。可知，網路 攝影機在進賴路傳财，其影像:#制壓縮比、晝面的 解析度等便會和所路頻寬有關。 M曰别·來說，常用的壓縮技術包含諸如M_JPEG、 MPEG-2、MPEG-4、Η 264 耸：宗曾、：t ^ > 比、解耕声*品、占.4 法’其各自所需的堡縮 又旦面梢幅率（f丽e rate)等皆有不同，因而 不同的頻寬來傳輸。_在網路的普 斷改善已能對數位影像作右4y 〃、頻寬的不 術的進步鱼更古金有效傳輸，但也隨著現今攝影技 的數位攝料置可達百萬畫素之 1 ^ 便是其網路攝影機需作更大量的影像資料===， 以，在網路頻寬為固定或有限的情形下於雜 疋 高晝質時，便。沪# 右欲、.隹持影像的 的速度進行傳"㈣輸；岭欲以較快 又坭仃得輸a守，則便需降低其 會使得監视者的觀察不具即時性，或斤度。如此便 影響。因此，如何可兼顧影像的品效果受到 率，便為此產業的重要開發議題。 ，上的傳輸效 【發明内容】 的在於提供一種網路 的影像輪出方法，使得藉由將不同及應用於其- .範圍的影像分別』 201114250 ΐ自：^::址進行其對應的影像資料串流之輸*方 " σ' 1對於網路頻寬在處理網路攝影機中之影 像傳輸逮度與f彡像崎f度_L的取㈣題。 本發明係為一種網路攝影機，包含有：-影像感測模 組’用以對-監視空間進行感測而產生一原始影像資料串 流，，絲影像資料串流之内容對應於該監視空間中的一 原始範圍；―第—影像編碼ϋ，信號連接於該影像感測模 組以《•該原始影像資料串流進行編碼與壓縮；一影像 裁切單7G，信號連接於該影像感測模組，用以接收並將該 原始影像資料串流裁切出-選定影像㈣串流，該選定影 像資料串流之内容對應於該原始範圍中的一選定區域；一 第二影像編碼器，信號連接於該影像裁切單元，用以對該 選定影像資料串流進行編碼與壓縮；以及一傳輸介面，信 號連接於該第一影像編碼器和該第二影像編碼器，用以接 收編碼與壓縮後的該原始影像資料串流和該選定影像資料 串流，並分別以一第一網路連結位址和一第二網路連結位 址將編碼與壓縮後的該原始影像資料串流和該選定影像資 料串流輸出。 ' 本發明另一方面係為一種影像輸出方法，應用於一網 路攝影機上，該網路攝影機包含有一影像感測模組、一第 一影像編碼器、一影像裁切單元、一第二影像編碼器和一 傳輸介面，而該方法包含下列步驟：由該影像感測模組對 一監視空間進行感測而產生一原始影像資料串流，並由該 弟衫像編碼器對該原始影像資料串流進行編碼與壓縮， 其中該原始影像資料串流之内容對應於該監視空間中的一 201114250 原始範圍；由該影像裁切單元接收並將該原始影像資料串 流裁切出一選定影像資料_流’並由該第二影像編碼器對 該選定影像資料串流進行編碼與壓縮，其中該選定影像次 料串流之内容對應於該原始範圍中的一選定區域；以及= 該傳輸介面接收編碼與壓縮後的該原始影像資料串流和該 選定影像資料串流，並分別以一第一網路連結位址和一^ 二網路連結位址將編碼與塵縮後的該原始影像眘斜电、、& 該選定影像資料ί流輸出。 【實施方式】 請參閱第二圖，係為本發明所提出之一網路攝影機 的功能方塊與應用示意圖。如該圖所示，本發明之網路 影機30其大部份的運作功能單元係和先前技術中所述之 網路攝影機10相同，即其内部設置有用以進行影像之攝麥 與感測且能對其中所包含之原始資料内容以數位格式進= 處理後輸出的一影像感測模組31，並同時還設置有規格符 合IP或TCP(傳輸控制協定）而能在網路上進行封包方式傳 輸的一傳輸介面33。此外，網路攝影機3〇在對於影像資 料的處理上則是設置了兩個影像編碼器 ，即——第一景j像編 碼器321和-第二影像編碼器322，並設計在一影诚切 單=34的運作之下’能分別由此二影像編碼器來對不同資 料量或其顯示範圍不同的影像進行編碼與壓縮之處理，進 而使對應的資料串流於網路傳輸上的影像晝質和傳輸速度 上的應用能得到有效的兼顧。另—方面，網路攝影機30還 201114250 單兀35和-控制單元％，其並能配合其 他=疋而能運作出本發明所提出之影像輸出方法。各單 j的信號連接關係如第二圖所示；而詳細的運作方式與 應用攻計係說明如後。 一 一 較佳實施例作實施方式說明。在此實施例中， 料之網路攝韻3〇係亦如切技射所述的方 =置Μ要監視的-監視空間中，並且能以其影像感測 、、所能攝得到影像晝面涵蓋大部份空間之位置來設 一《第—时還示意了二個接收I置41、U，並能經由 ’例如網際網路、無線網路姐域網路等來和網路 3〇中的傳輸介面％完成信號連接。在此實施例中， 二条收裴置41、42便為以網路攝機30所構成的網路 Ϊ = Γ主要的控制端或遠端主機；同樣的，其中亦配 俨决"岐位1^(DVR)或網路監控(NVR)之介面或軟 ^仃對其網路攝影機3G的操作和影像接收與監視，並 還月b進一步進行本發明中的顯示範圍設定。 、產~^上，述’影像感測模組31可如先前技術所述的以互 蚀:Γ屬氣解導體(CM0S)或電荷_合器叹30)來完成， 旦°亥監現空間進行感測並對應而即時地產生一原始 中、#貝1串w。賴時參閱第三圖⑷，係為於該監視空間 仃，影而顯示出—原始範m的示意圖。此實施例可 技術而由後端上的各接收裝置4卜42依所配置的 二二面，透過所述之網路和傳輸介面33將操控指令傳遞 測制單f 36上，使得控制單元36能對該影像感 昇、’且進仃諸如旋轉、移動、變域縮放等的鏡頭控 201114250 =是故’當如衫錢—触禮錢，便能使其影 《測，組31對其原始範圍A1進行攝影或影像感測。而 纟_f彡機3Q於該監視空間之設置位 置相對地所月b攝得影像之較大範圍的一晝面大小。因 此，所產生的該原始影像資料串流之内容便 始範圍Ai裡的即時影像内容。 H亥原 在此實施财其減裝置41為-般具有較大 顯：螢幕之電子震置;例如桌上型電 在網路的頻寬為固定時，影像的傳輸可= 度的品質而由接收择'斤 始範圍魏射祕騎範圍為該原 二，路攝影機3〇所具有的其一處理方 德像直接由料1像編碼器321來對所述之原始男 ^貝料核進行編碼朗縮，進而由該傳輸介面 ^ ==:τ資料串流以-第-網路連結位= 該第-網二位端的接收裝置41便能使用 證便可接收物：進行相關連線帳號與密碼的認 便了接㈣4原始影像資料串流 ==:能於所具有的螢幕上顯示 41卜摩Γ㈣的即時影像。第三圖(b)係為於該接收穿置 IIS1A1中的即時影像之示意圖。 面經由網路、傳:::::用其接收裝置41的相關操作介 以使其中的該影像裁切單對該控制單元36傳遞操控指令’ 令設定出其顯示原始範圍… 奴i的k疋&域。如第四圖（a) 201114250
所不，係為根據對該監視空間之攝影並於該原始範圍ai 中=疋iia請定t域a2之*意圖。其巾的虛線範圍便為該 選疋區域^之範圍大小，而其所選取的位置係可為使用者 所需要作特別觀注或較可能有動態事件發生相對於場景 可能有新物體出現的區域或地點。在此實施例中，該選^ 區域A2的範圍狀係以長㈣樣式進行說明；*於其他實 施例中村由使用者自行設定其他所需之雜。細，在 2達成本發明之資料傳輸量減少的應用目的下，所述之選 疋區域A2之顯示範圍係需則、於該原始範圍A1之顯 圍的選取條件來完成設定。 一在此實施例中，係設計其接收裝置42為一般具有較小 ’,、、頁示發幕之電子裝置，例如手機、個人數位助理等小型參 ^當此類的小型裝置對前述之較大顯示範_原始影像 貝料串抓進行下載時，該原始範圍A1中的即時影像在並榮 幕上的㈣將可錢得較小而不綠觀察。賴使財可 對感興趣的部份區域作放大顯示而僅觀察其中某-部份影 像’但相對大量的其他部份之資料也已完成下載，使得對 η巧的傳輸使用便造成了浪費。是以，在網路的頻 寬為固疋時’影像的傳射採用較少㈣量的設計，來由 2裝置42崎快的傳輪速度針對其齡範圍相對較小 的為料串流進行下载。 裁切G輯Α2完顧後，該影像 二:所述之選定區域A2進行裁切;也 f疋k…、Dfea A1 t選取出相對範圍較小的該選定區 201114250 域A2,而對應地裁切出-選定影像資料串流。因此，所^ 到的該選定影像資料串流之内容便是對應著該選定區二 A2裡的即時影像内容。是以，本發明之網路攝影機％所 具有的另-處理方式便是將所攝得影像的顯示範圍先另外 作-裁切之處理，使得後續所要進行傳輸的資料量便可有 效地減少；如此除能依使用者所選定的範圍進行監視外， 還可提高資料的更新速度與傳輸速度。 1 而在此實施例中，奴計由該^態侧單元35對咳選 定影像資料串流之内容進行一動態偵測判斷，並產生一動 態判斷結果。而所述之動態偵測(m〇ti〇n 判斷與其 技術係為在-指定區域内(例如其選定區域A2)比較盆^後 兩筆資料中各個像素點的差異程度，並和所預設的1門梭 值或-變動比例進行比較，從而能決定在其前後兩筆資料 的時間點上是否有呈現出具有代表動態事件發生之影像差 異。換句話說’若影像差異達其預設值時，動態判斷結果 便為有動態事件發生；若影像差異未達其預設值時，動態 判斷結果便為未有動態事件發生。 請參閱第四圖(b)，係為在該選定區域A2内呈現有動 態事件發生時之示意圖。進-步來說，在該動態_單元 35的運作下’只在有動態事件發生時才會讓該第二影像編 碼器322來對所迷之選定影像資料串流進行編碼與壓縮， 進而由該傳輸介面33針對完成編碼與壓縮的此部份資料 串流以-第二網路連結位址經由網路進行輸出。如第四圖 (〇所示，便為根據動態事件發生時，於該接收裝置&上對 應顯示出在該蚊_A2中的㈣影像之示韻 12 201114250 =皿視制來5兒’鶴態偵測單元35的運作能產生出即 &件正在&生的—種提醒效果，而當有特殊事件發生時 才可維有值得加以觀察的需求。也就是本發明可在使用 由遠端的接收裝置42使用該第二網路連結位 ^可包含帳#u與密碼的認證過程)’而能自動地接收資料 二碼與解麼縮顯示，使用者便可即時觀察到監視 二、！^區域A2中的影像與所發生的事件。 疋故針對不同的顯示範圍所具有的資料傳輸量之不 而於@、網路攝影機3〇中由兩種不同的硬體路徑設計 ^成對應的_與壓縮處理，且其傳輸介面33可針對此 代表不同顯示範圍之影像資料分別以兩個不同的網路 址進行輸出，使得後端的接收裝置4卜42能針對岸 結與下载’進而讓不同硬體條件之電: 二二之網路作其傳輸頻寬的有效使用。是以， 係以二二：的情形下，其一可維持顯示影像的高晝質但 察的小Ρ園二ΐ進订傳輸；其二可僅選取出其中較需被觀 产造一並能在資料量減少的條件下以較快的速 ί資：!:其！由於處理上僅是將影像晝面作裁切來減 析产之言㈣t疋為了提而傳輸速度而進行犧牲其影像解 的’因此’依本發明《影像傳輸方法所傳輸 的小乾_像城財高品料f彡像顯示。 實施例的概細可作其他應㈣適當變化。 分別由=m：T4f位址和第二網路連結位址可 因此可視使用進行對應的資料接收與下载’ 使用者的需求而於代表具有較大顯示螢幕的接收 [5； 7 13 201114250 結切拖，ΐ作ΪΓ鱗連結位址和第二網路連結位址的連 的切拖:同時於單"'裝置上呈現4有兩種顯示範圍 、.，、! =絲。使用者可自行設定於-般無動態事件發 顯/，網路連結位縣接收其縣影像資料串流進 亚當呈現有動態事件發生時，以第二網路連結位 止來接收其選定影像資料串流進行顯示。 或者，接收裝置41的資料下載，可維持原始範圍Μ 曰除了選定區域A2以外的原始影像資料串流之顯示，也就 疋僅顯示出場景内容變化相對不大的部份，並再對該選定 區域A2中的選定影像#料串流呈現有狀態更新時進行兩 者的結合；使得在接從褒£ 41上也能同時以高解析度、大 ，示範圍和高傳輸速度的方式進行影像顯示。而相對的， 右於代表具有較小顯示螢幕的接收裝置42上在對應的網 路頻寬下也可下載較大的資料量時，則亦可採用上述方式 進行影像顯示。但就實際來說，由於此類裝置的顯示螢幕 較小且一般所設計的資料傳輸量不大，因此係以僅接收小 範圍之選定區域A2的影像内容較為適當。 其次，對於該選定影像資料串流的處理，亦可不需要 經過所述之動態偵測判斷；換句話說，所產生的該選定影 像資料串流可經由使用者設定而直接通過(bypass)該動態 價測單元35 ’並直接由該第二影像編碼器322進行即時編 碼與壓縮。而在此種設定情況下，接收裝置42將能改變上 述較佳實施例的顯示方式而可持續接收到該選定區域a2 中的最新與即時之影像，進而能達到如同對該原始範圍A1 進行P24時監視之目的。而不同之處在於所裁切出的該選定 201114250 衫像資料串流僅能顯 此在鸯幕較小的接收裳置=圍相對較小的持續影像，但仍 用者所需觀察的部份進行即時:^同品質的解析度且為使 再者，所述之原弘抑 ' 裁與顯示。 自行設定鄉指^物域Μ係祕用者 生時還可設計由影像裁切單？ '，但針對有動態事件發 裁切與顯示。詳細來說，卷=4進一步進行重點部份的 恕事件時，代表已可知与1偵測單疋35在偵測到有動 像素點之值產生變化.晝面上是哪一位置或哪些 態偵測單元35所得知影像裁切單元34根據動 定區域A2中決定出 取大量的部份，再於該選 該重點區域之顯示範未顯j於圖式）；而此處的 圍’係代表在該選定區域'相A2之顯示範 表該重點區域貞一圓形或橢圓形來代 重點區_部份__==像資料串流帽應於該 拟處“ s t 叮截切再由第二影像編碼器322進杆 縮。如此，能使其傳輸資料量再-次減少， 亚立⑽八、衫像解析度的情形下自動判斷出需要使用者 注意的重點部份，以作更有效地觀察。 月多]第五圖，係為本發明較佳實施例之流程圖。首 先’由=像感測模組Μ對監視空間進行感測而產生對應於 一原始範圍Α1的一原始影像資料串流，並由第一影像編螞 器321對其進行編碼與壓縮(步驟S1);其次，由影像裁切 單兀34接收並將原始影像資料串流裁切出對應於一選定 區域A2的一選定影像資料串流，並在動態偵測單元35列 15 201114250 斷為出現動態事件發生時，由第二影像編碼器322對 ㈣碼與壓縮(步驟S2);最後，由傳輸介面33接收編碼與 壓縮後的原始影像資料串流和選定影像資料串流，並分別 以一第-網路連結位址和一第二網路連結位址將所述 應的資料串流進行輸出（步驟S3)。 综上所述，藉由本發明所提出之網路攝影機及其影像 輸出方法，我們便能針對不同硬體條件的電子裝置以最佳 的顯示方式和使用者的設定進行監視應用上的影像顯示。 不但能同時兼顧到對於網路頻寬在處理影像傳輸速度金影 像解析度上的取捨問題，還可一併達到有效的動態事件發 生之自動提醒功能、使用者自行設定之不同顯示範圍的切 換功能、以及對於動態事件發生下再尋找出值得觀注之重 點區域的自動偵測與強調顯示之功能，使得對於網路攝影 機的產業開發能產生更為多元與全面的技術應用。是故， 本發明能有效解決先前技術中所提出之相關問題，並能成 功地達到本案發展之主要目的。 任何熟悉本技術領域的人員，可在運用與本發明相同 目的之别提下’使用本發明所揭示的概念和實施例變化來 作為設計和改進其他一些方法的基礎。這些變化、替代和 ^進不此背離申請補範圍所界定的本發_保護範圍。 是故，本發明得由翻此技藝之人士任施E思而為諸般修 飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 【圖式簡單說明】 201114250 本案得藉由下列圖式及說明，俾得一更深入之了解： 第一圖’係為網路攝影機1〇之功能方塊與應用示意圖。 第一圖’係為本發明所提出之網路攝影機30的功能方塊與 應用示意圖。 第一圖（a)，係為於監視空間中進行攝影而顯示出原始範圍 A1的示意圖。 第二圖(b)，係為於接收裝置41上顯示出原始範圍A1中的 即時影像之示意圖。 第四圖（a)，係為根據對監視空間之攝影並於原始範圍A1 中設定出選定區域A2之示意圖。 第四圖0>)’係為在選定區域A2内呈現有動態事件發生時 之示意圖。 第四圖(c)，係為根據動態事件發生時，於接收裝置42上顯 不出選定區域A2中的即時影像之示意圖。 第五圖’係為本發明較佳實施例之流程圖。 【主要元件符號說明】 本案圖式中所包含之各元件列示如下： 網路攝影機10、30 影像編碼器12 , 接收裝置20、41、42 第二影像編碼器322 動態偵測單元35 原始範圍A_1 影像感測模組11、31 傳輸介面13、33 第一影像編喝器321 影像裁切單元34 控制單元36 選定區域A2 [S 1 17