前面章節說過，按照輸出視頻信號的不同，我們可以把安防攝像機劃分為模擬，數字，網絡三大類。不同類型的攝像機內部組成和機構會有差別，比如模擬，數字攝像機，只有圖像處理而沒有視頻圖像編碼部分。

　　此處介紹攝像機內部的結構和組成，為簡便起見。從整體上看我們可以把安防攝像機的內部分為圖像采集，視頻圖像處理及編碼，圖像輸出三大塊。

　　典型的網絡攝像機的內部結構

　　圖像采集

　　攝像機的圖像采集工作主要由鏡頭和芯片上的圖像傳感器來完成。光線經鏡頭，進入到芯片上的sensor。sensor負責把接收到光信號轉化成電信號，然后交給芯片上的后續單元處理。

　　視頻采集可以參見 安防攝像機里的視頻采集參數 一節。

　　鏡頭的焦距（定焦，變焦），光圈，數量（多目攝像機使用多鏡頭），有效像素等會影響輸送給sensor的信號，從而影響最終的成像效果。

　　關于鏡頭的相關概念和其在安防行業的具體應用可以參見：安防攝像機里的鏡頭，魚眼鏡頭，景深，從像素密度考慮攝像機選型 等章節。

　　光線到達sensor以后，由其先進行對光信號轉化成電信號的初步處理。sensor的主要性能參數有靶面尺寸，有效像素，低照性能等。這些也會影響最終的成像效果。關于sensor的參數性能等可以參閱 安防圖像傳感器sensor，Starvis星光全彩攝像機技術，攝像機的寬動態功能 等章節。

　　圖像處理，視頻編碼

　　經過sensor轉化的電信號需要交給攝像機芯片上的處理器進行圖像處理，視頻編碼等操作。

　　處理器是個很籠統的稱呼，類似于電腦或者手機的CPU。對于輸出模擬或數字信號的攝像機來說，此處的處理器主要是指ISP，亦即Image Signal

　　Processor，圖像信號處理器。

　　ISP的主要工作流程

　　ISP的主要工作包括：

　　DEMOSAIC，翻譯成中文即是反馬賽克。sensor輸出的每個像素信號只包含R,G,B三者中的一種顏色數據。這種數據就是bayer（貝爾）數據，即通常所說的RAW數據。顯而易見，RAW數據所反映的顏色信息不是真實的顏色信息。

　　DEMOSAIC的工作就是通過插值算法將將每個像素所代表的真實顏色計算出來，即將貝爾圖像轉換為真實色彩圖像。

　　3A控制。即自動對焦(AF)、自動曝光(AE)和自動白平衡(AWB)的統稱。這是ISP比較的核心部分，處理的好壞直接關系到最后輸出的圖像效果。

　　ISP 可以通過CONTRAST AF、PDAF、LASER AF等各種自動聚焦算法實現自動對焦，使得目標在傳感器上清晰的成像。

　　曝光主要影響圖像的明暗程度。ISP可以通過控制曝光程度，使得圖像亮度適宜。

　　白平衡與色溫相關，用于衡量圖像的色彩真實性和準確性。自動白平衡功能，力求在各種復雜場景下都能精確的還原目標本來的顏色。

　　伽瑪校正。傳感器對光線的響應和人眼對光線的響應是不同的。伽瑪校正就是使得圖像看起來符合人眼的特性。

　　圖像剪裁。即改變圖像的尺寸，可用于輸出不同分辨率的圖像。比如原本2048*1536，4:3的分辨率裁剪成2304×1296，16:9的分辨率以更符合寬屏的視覺效果?；蛘?MP的sensor，同時還可以支持輸出4MP,3MP,1080P等不同的分辨率。

　　智能算法。用于識別特定的目標，例如人臉識別，人形識別，車牌識別等。ISP通過各種智能算法，準確的識別特定的目標。當然在網絡攝像機里，智能算法還可以內置到編碼芯片里。同時還可以把智能算法，結構化數據功能前置到sensor里，比如現在Sony有款AI sensor（SONY IMX500/501）已經實現了直接輸出結構化數據。

　　動態范圍。動態范圍即圖像的明暗區間。ISP處理使得目標成像的暗處不至于欠曝，而亮處的景物不至于過曝。除了ISP支持動態范圍處理外，圖像傳感器也需要支持動態范圍（HDR）功能，詳細的可以參見 攝像機的寬動態功能 一節。

　　圖像穩定，防抖。主要功能是使得圖像不要因為攝像機的輕微抖動而模糊不清。

　　除了以上這些工作和流程外，ISP的功能還有降噪，對比度，飽和度，銳度等。因為不同廠家，不同方案商的技術積累，算法差異等原因，即使是完全相同硬件方案的攝像機的圖像效果也會有差異。

　　模擬的光信號，經sensor轉化成數字信號，ISP處理以后，可以直接輸出數字信號的圖像，比如SDI攝像機。也可以再次經過數模轉換，將數字信號轉換成模擬信號輸出，比如傳統cvbs信號的模擬標清攝像機，AHD/CVI/TVI/XVI等高清模擬攝像機。

　　另一方面，數字信號還可以經過編碼，通過網絡進行輸出傳輸，亦即網絡攝像機。此時的編碼需要有專門的編碼芯片來完成。需要注意的是現在的編碼芯片大都已經集成了ISP的功能。

　　對于擁有視頻編碼功能的處理器我們一般稱呼CPU，DSP或者SOC，嚴格來說這三者之間是有區別的。但對于安防攝像機的處理芯片來說，叫CPU，DSP或者SOC都未嘗不可。為了統一及遵循廠商的慣用命名，我們將支持視頻編碼功能的處理器統一叫SOC。

　　SOC，即system on chip，可以看成是處理器，ISP，編碼芯片三合一。以下是一個典型的安防視頻編碼芯片的框圖：

　　典型的安防攝像機SOC框圖

　　從中我們可以看見其主要結構分為Quad Core

　　Arm? Cortex?-A53（即處理器），Image Signal

　　Processor (ISP)，Video Codec。前端可以接入sensor，音頻，報警等設備。為了支持系統運行，有運行內存和內部存儲。對外可以直接WiFi/4G，SD卡存儲等擴展，同時可以輸出模擬/數字等視頻，音頻，報警，網絡，串口（485，232）等信號。

　　SOC的核心功能是視頻編碼，比如上面提供的這個典型的SOC芯片，其支持H.264、H.265、MJPEG這三種視頻編碼方式。視頻編碼的相關概念 一節中有關于視頻編碼的詳細介紹，這里不贅述。

　　現階段，隨著芯片技術，AI智能算法的發展，更多的SOC廠商將智能功能內置到了SOC芯片里，比內置到ISP里的智能功能更多，更強大，可擴展性更強。

　　關于SOC,DSP即其智能功能可以參見這些章節：安防產品里的處理器-DSP,ISP,SOC。

　　信號輸出

　　經過ISP或者SOC處理的視頻信號，音頻或者其他信號，可以根據需要輸出為模擬，數字和網絡三種信號。

　　模擬信號

　　視頻圖像的電信號經過ISP處理以后，再經過D/A轉換成模擬信號，通過BNC接頭輸出。常見的模擬視頻信號包括標清的CVBS，高清的AHD/TVI/CVI/XVI等。理論上高清的AHD/TVI/CVI/XVI信號在傳輸視頻信號的同時，還可以進行音頻，報警，控制信號等的傳輸。

　　數字信號

　　視頻圖像的電信號經過ISP處理以后，不再經過D/A轉換直接輸出數字信號，常見的輸出接口可以是BNC頭或者HDMI接口。這類的攝像機主要是SDI攝像機。HDMI接口在傳輸數字視頻信號的同時還可以進行音頻傳輸。

　　網絡信號

　　數字信號經過編碼芯片進行編碼，然后能通過網絡傳輸。這類網絡信號需要經過相應的解碼才能顯示視頻圖像。常見的解碼設備和方法包括對應的電腦客戶端，NVR，視頻解碼器，網絡矩陣等。

　　另一方面，音頻，報警，RS485等信號也可以和視頻信號一起經過編碼然后進行網絡傳輸。