安防视频监控技术培训资料

客网项目实施工程师客网项目实施工程师 技能篇（安防视频监控技术）技能篇（安防视频监控技术） 二二OOOO九年四月九年四月 中 国 电 信 江 西 公 司中 国 电 信 江 西 公 司 中国电信江西公司 目录 视频监控技术概述视频监控技术概述 监控相关基础技术监控相关基础技术 视频编码器视频编码器 IPC产品简介产品简介 高清视频监控技术高清视频监控技术 视频内容分析（视频内容分析（VCA）技术）技术 安全防范系统概述安全防范系统概述 中国电信江西公司 视频监控技术发展过程 视频监控技术发展过程视频监控技术发展过程: :视频监控技术按照主流设备发展过程，可以氛围3大阶段 20世纪70年代开始, 核心设备是视频切换矩阵 20世纪90年代开始 核心设备是硬盘录像机 （DVR） 近几年兴起的,没有核心硬件设备,系统变得开放, 设备包括网络摄像机（IPC）,视频编码器（DVS） ,网络录像机（NVR）及中央管理平台（CMS）等 中国电信江西公司 视频监控技术发展过程 数字视频监控 智能网络视频监控 也叫闭路电视监控系统，简称CCTV（Closed Circuit TeleVision）是完全模 拟的视频监控系统主要组成包括视频信号采集部分、信号传输部分、切 换控制部分以及显示与录像部分。 标志性产品是硬盘录像机，简称DVR（Digital Video Recorder）。是集音视 频编码压缩、网络传输、视频存储、远程控制、接吗现实等各种功能于 一体的计算机系统,其主要组成是视频采集卡、编码压缩程序、存储设备、 网络接口及软件体系等。分PC式和嵌入式 模拟视频监控 近几年得到广泛的应用和发展，主要构成是网络摄像机（IPC：internet protocol camera）、视频编码器（DVS：digital video server）、网络 录像机（NVR：network video reorder）、视频内容分析单元（VCA： video content analysis）、中央管理平台（CMS：central management system）、解码设备（decoder：）、存储设备。采用完全分布式的架构， 架设在网络上 中国电信江西公司 视频监控的核心技术 视频编码压缩算法 视频编码压缩芯片 视频管理平台 主要包括镜头及感光器件，感光器件主要有 两种： CCD（charge coupled device电荷耦合 器件），是一种特殊半导体期间，上面 有大量的感光元件，每个感光元件叫一 个像素。 CMOS（complementary metal semiconductor互补金属氧化物半导体） 是一种大规模应用与集成电路芯片制造 的原料。 光学器件 视频编码压缩的目的是在尽可能保证视觉效 果的前提下减少视频数据量。视频编码 压缩是视频监控系统数字化、网络化的 前提条件。 以标清D1图像为例，如每秒传送25帧数 据，未压缩时，对网络带宽需求是 16MB/s，通过MPEG-4算法可将D1效果实 时视频压缩成码流为2Mbps，H.264可压 缩成1.5Mbps的码流。 视频编码压缩的核心是算法，但算法的 实现是基于运算处理芯片。目前市场上 流行的视频编码芯片主要有DSP和ASIC两 大类 智能网络视频监控系统中不再有类似矩 阵的硬件核心产品，设备、组件、服务 变得分散、多元化。这种情况下，网络 是依托而视频管理平台是灵魂。 中国电信江西公司 视频监控的发展方向 高高清清化化 原没有统一标准造成 大量二次开发，行业 已有机构在进行标准 制定，将推动行业更 好的发展 视频内容分析技术是一 个“颠覆性”的创新， 能对在场景内出现的目 标进行行为识别 高清网络摄像机，具有 高清晰度，百万像素的 传感器，可以获得更多 的视频信息、应用场景 更多 技术的不断发展，功能 不断完善，在众多领域 不断得到应用，未来在 民宅也将得到应用 如今无线技术的全 面商用，必将推动 视频监控系统提升 到一个新的高度 中国电信江西公司 目录 视频监控技术概述视频监控技术概述 监控相关基础技术监控相关基础技术 视频编码器视频编码器 IPC产品简介产品简介 高清视频监控技术高清视频监控技术 视频内容分析（视频内容分析（VCA）技术）技术 安全防范系统概述安全防范系统概述 中国电信江西公司 监控相关基础技术摄像机相关技术 摄像机是指含镜头的摄像机，如半球摄像机、快球摄像机等都是摄像机和摄像机是指含镜头的摄像机，如半球摄像机、快球摄像机等都是摄像机和 镜头构成的一体化设备。普通枪式摄像机，是需要配置不同类型的镜头，镜头构成的一体化设备。普通枪式摄像机，是需要配置不同类型的镜头， 才能正常使用。才能正常使用。 摄像机的工作原理摄像机的工作原理 摄像机的主要部件是电耦合器件（摄像机的主要部件是电耦合器件（CCD），能将光线信号变为电荷信号并可），能将光线信号变为电荷信号并可 将电荷存储及转移，也可将存储的电荷取出，使电压发生变化。将电荷存储及转移，也可将存储的电荷取出，使电压发生变化。CCD的工作的工作 原理是：被摄物反射的光纤传播到镜头，经镜头聚焦到原理是：被摄物反射的光纤传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，芯片上，CCD 根据光的强弱积聚相应的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，根据光的强弱积聚相应的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下， 逐点外衣，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。逐点外衣，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。 摄像机的分类摄像机的分类 按照色彩可分为：彩色摄像机和黑白摄像机；按按照色彩可分为：彩色摄像机和黑白摄像机；按CCD靶面尺寸可分为靶面尺寸可分为1/3“， 1/4“等，按同步方式可分为内同步、外同步、电源同步；按照度指标分为一等，按同步方式可分为内同步、外同步、电源同步；按照度指标分为一 般照度、低照度、星光级照度摄像机等般照度、低照度、星光级照度摄像机等 枪式摄像机枪式摄像机 半球摄像机半球摄像机 云台摄像机云台摄像机 一体化球型摄像机一体化球型摄像机 一般通过外形进行分类：一般通过外形进行分类： 中国电信江西公司 监控相关基础技术摄像机相关技术 摄像机的主要参数摄像机的主要参数 CCDCCD尺寸主要有尺寸主要有1/41/4“、1/31/3”、 1/21/2“几种。几种。CCDCCD面积不同，也面积不同，也 就直接决定了感光点大小的不就直接决定了感光点大小的不 同。同。 感光点的功能是负责光点转感光点的功能是负责光点转 换，期体积越大，能容纳电荷换，期体积越大，能容纳电荷 的极限值也就越高，对光线的的极限值也就越高，对光线的 敏感性也就越强，描述的图像敏感性也就越强，描述的图像 层次也越丰富。层次也越丰富。 CCD尺寸 清晰度 清晰度是指人眼看到的宏观清晰度是指人眼看到的宏观 图像的清晰程度，是主观感觉。图像的清晰程度，是主观感觉。 评估摄像机清晰度的指标是水评估摄像机清晰度的指标是水 平分辨率，单位为电视线平分辨率，单位为电视线 （TVLineTVLine），即成像后最高可），即成像后最高可 以分辨的黑白以分辨的黑白“线对线对”的数目。的数目。 其数值越大越清晰。其数值越大越清晰。 分辨率 分辨率指在视频摄录、传输和分辨率指在视频摄录、传输和 显示过程中所使用的图像质量显示过程中所使用的图像质量 指标。用指标。用“水平像素水平像素垂直像垂直像 素素”来表达。来表达。 D1D1分辨率为分辨率为4040万像素万像素720720576576 （PALPAL制式）制式） 最低照度 照度是反映光照强度的一种单照度是反映光照强度的一种单 位，是照射到单位面积上的光位，是照射到单位面积上的光 通量，单位是每平米的流明通量，单位是每平米的流明 （LMLM）数也叫勒克斯（）数也叫勒克斯（LuxLux）。）。 黑白摄像机的灵敏度一般在黑白摄像机的灵敏度一般在 0.010.5Lx0.010.5Lx之间，彩色摄像机之间，彩色摄像机 躲在躲在0.1Lx0.1Lx以上。以上。 场景 太阳直射 晴间多云 阴雨天 全月晴空 半月晴空 无月晴空 无月阴云 照度（Lux） 100000 10000 1000 0.1 0.01 0.001 0.00001 信噪比 自动增益控制AGC 背光补偿BLC 宽动态范围 信噪比，是信号电压对与噪信噪比，是信号电压对与噪 声电压的壁纸，通常用符号声电压的壁纸，通常用符号 S/NS/N来表示。信噪比是摄像机来表示。信噪比是摄像机 的一个重要的性能指标。的一个重要的性能指标。 当场景较亮时，不一看出干当场景较亮时，不一看出干 扰噪点，但到场景较暗时，扰噪点，但到场景较暗时， 容易看到画面中雪花状的干容易看到画面中雪花状的干 扰噪点。扰噪点。 信噪比越高，干扰噪点对画信噪比越高，干扰噪点对画 面的影响就越小。面的影响就越小。 自动增益控制自动增益控制AGCAGC（autom autom gain contorlgain contorl）摄像机，有）摄像机，有 一个来自一个来自CCDCCD的信号放大的视的信号放大的视 频放大器，其放大量就是增频放大器，其放大量就是增 益益 AGCAGC适时的开关，可提高摄适时的开关，可提高摄 像机的灵敏度，从而获得清像机的灵敏度，从而获得清 晰的图像。晰的图像。 可以有效地补偿摄像机在逆光环可以有效地补偿摄像机在逆光环 境下，画面主体黑暗的缺陷。境下，画面主体黑暗的缺陷。AGCAGC 工作点是通过对整个现场的内容工作点是通过对整个现场的内容 做平均来确定的。做平均来确定的。 场景中有一个很亮背景和很暗的场景中有一个很亮背景和很暗的 目标，此时确定的目标，此时确定的AGCAGC工作点有可工作点有可 能对前景目标是不太合适的。能对前景目标是不太合适的。 宽动态范围宽动态范围WDRWDR（wide dyna rangewide dyna range），）， 是指摄像机对拍摄场景中景物光照反是指摄像机对拍摄场景中景物光照反 射的较好适应能力射的较好适应能力 。 画面中的高亮度区域及亮度较低的区画面中的高亮度区域及亮度较低的区 域在一幅图像中同时存在时，这种摄域在一幅图像中同时存在时，这种摄 像机在统一场景不同区域的表现存在像机在统一场景不同区域的表现存在 局限就是动态范围。局限就是动态范围。 摄像机在一个信号周期内可以及你想摄像机在一个信号周期内可以及你想 那个两次拍照的那个两次拍照的CCDCCD，将两个图像通过，将两个图像通过 DSPDSP芯片组合生成一种芯片组合生成一种“暗的地方加亮，暗的地方加亮， 亮的地方变暗亮的地方变暗”的合成图像。的合成图像。 中国电信江西公司 监控相关基础技术摄像机试用场景 中国电信江西公司 监控相关基础技术镜头相关技术 镜头是摄像机的成像期间，相当于眼睛的晶状体之于视网膜。是视频监控系统的关 键器件，质量优劣直接影响摄像机的整机性能。 镜头的关键指标是镜头的焦距，一般按照焦距的不同进行分类： 广角镜头：广角镜头： 视角在视角在50o以上，一般用于电梯轿厢内、大厅等小以上，一般用于电梯轿厢内、大厅等小 视距大视角场所视距大视角场所 标准镜头标准镜头 视角在视角在30o左右，一般用于走廊、通道及小区周界左右，一般用于走廊、通道及小区周界 等场所等场所 长焦镜头长焦镜头 视角在视角在20以内，焦距的范围从及时毫米到上百毫以内，焦距的范围从及时毫米到上百毫 米米 变焦镜头变焦镜头 焦距范围可变，可从广角的编导长焦，用于景深大、焦距范围可变，可从广角的编导长焦，用于景深大、 视角范围广的区域视角范围广的区域 针孔镜头针孔镜头 用于隐蔽监控场所，如电梯轿厢内用于隐蔽监控场所，如电梯轿厢内 中国电信江西公司 监控相关基础技术镜头相关技术 镜头接口镜头接口 镜头的焦距来决定取景范围，长焦镜头 摄取的景物大，短焦摄取的场景大 一般可分为25.4mm（1in）、16.9mm （2/3in）、12.7mm（1/2in）、 8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in） 等几种规格。镜头尺寸与摄像机靶 面尺寸大小相吻合，并注意一个原 则，小尺寸靶面的CCD可使用大尺寸 的镜头，反之不行。 大尺寸镜头会影响进光量，色彩会变差，图像大尺寸镜头会影响进光量，色彩会变差，图像 也会缺损；因此建议选择与之完全相匹配的镜也会缺损；因此建议选择与之完全相匹配的镜 头。头。 镜头的相对孔径表示镜头通光力，相 对孔径越大，通过的光越多。选用相 对孔径大的镜头，可以降低对景物照 明条件的要求。 一个镜头标有一个镜头标有“3.570mm 1:1.8 1/23.570mm 1:1.8 1/2” c c” 说明镜头为焦距说明镜头为焦距3.570mm3.570mm，最大相对孔，最大相对孔 径径1 1：1.81.8，镜头尺寸是，镜头尺寸是1/2in1/2in，C C型接口。型接口。 C与CS接口的区别在镜头与 摄像机接触面至镜头焦平面 的距离不同，C型距离为 17.5mm，CS型为12.5mm。 C C型镜头与型镜头与CSCS型摄像机通过增型摄像机通过增 加一个加一个5mm5mm的转接环可以使用，的转接环可以使用， CSCS镜头与镜头与C C型摄像机无法配合型摄像机无法配合 使用。使用。 f=wD/W f=hD/H。f：镜头焦距，w：图像的宽度 （在CCD靶面上的成像宽度），W：被摄物体的宽 度，D：被摄物至镜头的距离，h：图像高度（在 CCD靶面上的成像高度），H：被摄物的高度。 中国电信江西公司 监控相关基础技术镜头相关技术 1 1、固定光圈镜头、固定光圈镜头 大约有效距离（米）大约有效距离（米） 焦距焦距 光圈光圈 接口接口 靶面靶面 水平视角水平视角 M.O.D(m) 重量重量(g) 3 3 米左右米左右 2.5 1.6 CS 1/3” 107.1 0.2 36 3 3- -4 4 米左右米左右 2.8 1.6 CS 1/3” 95.6 0.15 53 6 6 米左右米左右 4 1.6 CS 1/3” 70.6 0.1 51 5 5- -8 8 米左右米左右 6 1.6 CS 1/3” 48.1 0.1 54 8 8- -1010 米左右米左右 8 1.6 CS 1/3” 33.4 0.1 59 1010- -1212 米左右米左右 12 1.6 CS 1/3” 22.1 0.1 42 1212- -1515 米左右米左右 16 1.6 CS 1/3” 17.1 0.1 47 1515- -2020 米左右米左右 25 1.4 CS 1/3” 20.0 0.3 67 2 2、手动光圈镜头、手动光圈镜头 大约有效距离（米）大约有效距离（米） 焦距焦距 光圈光圈 接口接口 靶面靶面 水平视角水平视角 M.O.D(m) 重量重量(g)(g) 3 3- -4 4 米左右米左右 2.8 1.4-C CS 1/3” 95.6 0.15 81 5 5- -6 6 米左米左右右 4 1.2-C CS 1/3” 70.6 0.1 72 5 5- -8 8 米左右米左右 6 1.2-C CS 1/3” 48.6 0.1 70 8 8- -1010 米左右米左右 8 1.2-C CS 1/3” 36.5 0.1 74 1212- -1515 米左右米左右 12 1.4-C CS 1/3” 22.1 0.2 58 3 3、手动变焦镜、手动变焦镜 大约有效距离（米）大约有效距离（米） 焦距焦距 光圈光圈 接口接口 靶面靶面 水平视角水平视角 M.O.D(m) 重量重量(g)(g) 1010 米左右米左右 3.5-8.0 1.4-360 CS 1/3” 81.9-35 0.1 106 1616 米左右米左右 6.0-15 1.4-360 CS 1/3” 48.1-18.6 0.1 125 2525 米左右米左右 12-30 1.6-360 CS 1/3” 21.9-9.6 0.2 123 5050 米左右米左右 6.0-60 1.6-360 CS 1/3” 49.3-4.7 0.2 171 8585 米左右米左右 5.0-100 1.8-360 CS 1/3” 50.1-2.8 0.2 258 4 4、手动变焦自动光圈镜头、手动变焦自动光圈镜头 大约有效距离（米）大约有效距离（米） 焦距焦距 光圈光圈 接口接口 靶面靶面 水平视角水平视角 M.O.D(m) 重量重量(g)(g) 1313 米左右米左右 2.8-12 1.4-360 CS 1/3” 95.6-22.1 0.1 156 6 6- -8 8 米左右米左右 3.5-8.0 1.4-360 CS 1/3” 81.9-35 0.1 104 1616 米左右米左右 6.0-15 1.4-360 CS 1/3” 48.1-18.6 0.1 133 2525 米左右米左右 12-30 1.6-360 CS 1/3” 21.9-9.6 0.2 128 5050 米左右米左右 6.0-60 1.6-360 CS 1/3” 49.3-4.7 0.2 167 8585 米左右米左右 5.0-100 1.8-360 CS 1/3” 50.1-2.8 0.2 242 5 5、自动光圈镜头、自动光圈镜头 大约有效距离（米）大约有效距离（米） 焦距焦距 光圈光圈 接口接口 靶面靶面 水平视角水平视角 M.O.D(m) 重量重量(g)(g) 3 3- -4 4 米左右米左右 2.8 1.4 CS 1/3” 95.6 0.15 82 6 6 米左右米左右 4 1.2 CS 1/3” 70.6 0.1 84 5 5- -8 8 米左右米左右 6 1.2 CS 1/3” 48.1 0.1 76 8 8- -1010 米左右米左右 8 1.2 CS 1/3” 36.5 0.1 69 1010- -1212 米左右米左右 12 1.4 CS 1/3” 22.1 0.1 71 中国电信江西公司 监控相关基础技术图像格式说明 CIF 为了使现行各种电视制式，（PAL,NTSC,SECAM），能较容易转换成电视电话的图像格式， 采用通用中间格式CIF（Common Intermediate Format），CIF分辨率为352288，约为10 万像素格式图像。 QCIF QCIF全称（Quarter common intermediate format）。QCIF是常用的标准化图像格式。 QCIF 分辨率为176144像素。 2CIF 2CIF的图像纵向也只有288线，但每行的水平像点却翻了一倍，图像大约20万像素。2CIF 分辨率为704240（NTSC），704288(PAL)。 4CIF 4CIF格式的图像是由两个时间上连续的隔行扫描半图像拼合而成的，像素达到 704576=40万，但是图像在不同瞬间形成的，行与行之间就会发生错位。就会形成 “梳状失真”，这就是这种个是的一个缺陷。 D1 D1是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下5种规格：D1：480i格式（525i）： 720480,40万像素; D2：480P格式（525p）：720480,34万像素; D3：1080i格式 （1125i）：19201080,200万像素; D4：720p 格式（750p）1280720,130万像素; D5： 1080p格式（1125p）：19201080,200万像素. 中国电信江西公司 监控相关基础技术录像存储 根据录像要求根据录像要求( (录像类型、录像资料保存时间录像类型、录像资料保存时间) )计算一台硬盘录像机所计算一台硬盘录像机所 需总容量需总容量 计算方法计算方法: : (1)(1)计算单个通道每小时所需的存储容量计算单个通道每小时所需的存储容量q,q,单位单位M byteM byte。 q=dq=d8 83600360010241024 其中其中d d是码率是码率( (即录像设置中的即录像设置中的“位率位率/ /位率上限位率上限”),),单位单位 Kbit/sKbit/s (2)(2)确定录像时间要求后单个通道所需的存储容量确定录像时间要求后单个通道所需的存储容量m,m,单位单位M byteM byte m=qm=qh hD D 其中其中 h h是每天录像时间是每天录像时间( (小时小时) ) D D是需要保存录像的天数是需要保存录像的天数 码率是码率是512512时候时候, ,正常录像每小时单通道文件大小正常录像每小时单通道文件大小225M;225M;每天每天(24(24小时小时) )大大 概概5.3G,q=512/8*3600/1024=225M, m=225*24=5.3G.5.3G,q=512/8*3600/1024=225M, m=225*24=5.3G. 码率是码率是384384时候时候, ,正常录像每小时单通道文件大小正常录像每小时单通道文件大小168.75M;168.75M;每天每天(24(24小时小时) ) 大概大概4G 4G CIFCIF：512Kbps512Kbps，DCIFDCIF：768Kbps768Kbps，D1D1：2Mbps2Mbps ，720P/1080p720P/1080p：4 4- -6Mbps6Mbps 存储设备的选择，通常我们只把目光投放在容量上和速度上，这存储设备的选择，通常我们只把目光投放在容量上和速度上，这 是完全不正确的，当然高清监控具备庞大的数据容量需求，高容量硬是完全不正确的，当然高清监控具备庞大的数据容量需求，高容量硬 盘必不可少，但是我们更应该注重监控硬盘的实用行，速度并不是重盘必不可少，但是我们更应该注重监控硬盘的实用行，速度并不是重 要的，稳定性和对高清码流的优化才是我们需要的功能。要的，稳定性和对高清码流的优化才是我们需要的功能。 中国电信江西公司 目录 视频监控技术概述视频监控技术概述 监控相关基础技术监控相关基础技术 视频编码器视频编码器 IPC产品简介产品简介 高清视频监控技术高清视频监控技术 视频内容分析（视频内容分析（VCA）技术）技术 安全防范系统概述安全防范系统概述 中国电信江西公司 视频编码器视频编码器DVRDVR 核心功能是模拟音视频的数字化、编码压缩与存储。核心功能是模拟音视频的数字化、编码压缩与存储。 模拟音视频通过相应的音视频模拟音视频通过相应的音视频A/DA/D转换器转换为数字音视频信号并输入到编码转换器转换为数字音视频信号并输入到编码 芯片中，编码芯片在根据配置压缩为相应标准格式（芯片中，编码芯片在根据配置压缩为相应标准格式（MPEGMPEG- -4 4或或H.264H.264）。）。 通过通过PCIPCI总线将数据存入本地硬盘中。总线将数据存入本地硬盘中。 需要本地回放，通过读取发送到解码芯片，解码芯片解码输出到需要本地回放，通过读取发送到解码芯片，解码芯片解码输出到D/AD/A转换器中，转换器中， 完成录像回放；远程回放，通过读取硬盘中的音视频数据并发送到网络接口。完成录像回放；远程回放，通过读取硬盘中的音视频数据并发送到网络接口。 DVRDVR工作原理工作原理 DVRDVR录像文件管理录像文件管理 录像文件管理设计到视频编码压缩算法及硬盘管理技术，目前有两种主流的录像录像文件管理设计到视频编码压缩算法及硬盘管理技术，目前有两种主流的录像 文件管理方式：视频流式和文件大包方式。文件管理方式：视频流式和文件大包方式。 视频流式直接对裸盘进行区块级存储，存储及回放效率高，但需要利用厂商提供视频流式直接对裸盘进行区块级存储，存储及回放效率高，但需要利用厂商提供 的软件进行提取和转换；的软件进行提取和转换； 文件方式采用标准文件格式，系统每隔一段时间（如文件方式采用标准文件格式，系统每隔一段时间（如5 5分钟、分钟、1010分钟或半小时）对分钟或半小时）对 数据进行打包成为文件，但存储及回放效率较差。数据进行打包成为文件，但存储及回放效率较差。 中国电信江西公司 视频编码器视频编码器DVRDVR DVRDVR配置及接口配置及接口 通道数量：包括视频及音频通道通道数量：包括视频及音频通道 数量，通常一台设备支持数量，通常一台设备支持416416个个 视频通道输入，但由于视频编码视频通道输入，但由于视频编码 工作有编码芯片完成，不同的分工作有编码芯片完成，不同的分 辨率及帧率下，实际支持的通道辨率及帧率下，实际支持的通道 数量是不同的数量是不同的 本地视频浏览：每台本地视频浏览：每台DVRDVR配置了一个配置了一个 BNCBNC或或VGAVGA接口，用来实现本地视频接口，用来实现本地视频 浏览浏览 存储空间：嵌入式的因机箱空间有存储空间：嵌入式的因机箱空间有 限，通常最多支持限，通常最多支持8 8块硬盘接入。块硬盘接入。 目前目前PCPC式可通过式可通过SCSISCSI接口（或接口（或USBUSB、 13941394等接口）扩展存储，最多可支等接口）扩展存储，最多可支 持连接持连接30T30T以上的外挂阵列，还支以上的外挂阵列，还支 持持SANSAN、NASNAS等存储方式。存储空间等存储方式。存储空间 = =通道数通道数码流码流包括天数包括天数 PTZPTZ接口：具有控制与其连接摄像接口：具有控制与其连接摄像 机的机的PTZPTZ及辅助设备的功能，目前及辅助设备的功能，目前 DVRDVR多采用多采用RS485RS485通讯方式，仅需通讯方式，仅需 两根线连接到解码器即能实现。两根线连接到解码器即能实现。 一般只要在一般只要在DVRDVR上选择对应控制协上选择对应控制协 议，并编程好议，并编程好PTZPTZ的的IDID，就可实现，就可实现 对对PTZPTZ及辅助设备的控制及辅助设备的控制 中国电信江西公司 视频编码器视频编码器DVRDVR DVRDVR的分类的分类 嵌入式DVR：硬件 主要包括CPU、内 存、编码芯片、 A/D芯片、外围接 口、硬盘等，是采 用编码压缩芯片家 主控CPU的形式。 软件包括Linux操 作系统、设备驱动 程序、应用软件程 序和文件系统 PC式DVR：硬件主 要包括CPU、内存、 主机板、显示卡、 视频采集卡、硬 盘、机箱等构成。 软件包括Windows 或Linux、应用软 软件（包括若干 过程） 不同：稳定性嵌 入式DVR占优，在 工程上PC式DVR更 容易开发 中国电信江西公司 视频编码器视频编码器DVRDVR 板卡松动：由于PC式有多块板卡、 底板、CPU及视频采集卡，在运输 及安装过程中可能出现导致无法启 动或启动报错 硬盘故障：硬盘故障会导致四级、 无法系统或报错，长时间运行，出 故障的概率比较高 板卡损坏：硬件故障 操作系统：长期运行后出错，一般 重启会恢复 软件：录像软件长期运行后出错， 一般重启会恢复 病毒：病毒侵入导致 环境：PC式机箱有限空间中集成了 大量散热设备，环境温度上升，容 易死机。 PC式式DVR 硬盘故障硬盘损坏、分区 不正确都会导致死机、反 复重启等问题，长时间运 行，出故障的概率比较高 主板故障：将导致图形显 示不正常、无画面、高亮、 黑屏、无分割等现象。 数据线故障：导致系统反 应慢、硬盘无法格式化、 视频显示异常等。 潜入式潜入式DVRDVR DVRDVR常见故障常见故障 中国电信江西公司 视频编码器视频编码器DVSDVS 视频服务器简称视频服务器简称DVSDVS（Digit Video ServerDigit Video Server），是用来对模拟视频信号进行编），是用来对模拟视频信号进行编 码压缩，并提供网络传输功能。随着网络基础建设的不断完善及视频编码技术码压缩，并提供网络传输功能。随着网络基础建设的不断完善及视频编码技术 的不断进步，的不断进步，DVSDVS在监控点比较分散的环境中越来越多的得到应用。在监控点比较分散的环境中越来越多的得到应用。 DVSDVS的定义的定义 DVSDVS主要由视频输入接口、网络接口、报警输入输出接口、音频输入输出、用主要由视频输入接口、网络接口、报警输入输出接口、音频输入输出、用 于串行数据传输或于串行数据传输或PTZPTZ设备控制的串行端口、本地存储接口等构成。设备控制的串行端口、本地存储接口等构成。 摄像机模拟视频信号输入后经模数转换为数字信号后，有编码压缩芯片进行编摄像机模拟视频信号输入后经模数转换为数字信号后，有编码压缩芯片进行编 码压缩，然后写入缓存器进行本地存储，或经过网络接口发送到码压缩，然后写入缓存器进行本地存储，或经过网络接口发送到NVRNVR进行存储进行存储 与转发，后由应用客户端进行解码显示，或有解码器解码输出到电视墙进行显与转发，后由应用客户端进行解码显示，或有解码器解码输出到电视墙进行显 示。网络上用户可以直接通过客户端或示。网络上用户可以直接通过客户端或IEIE浏览器对系统进行远程配置、浏览、浏览器对系统进行远程配置、浏览、 PTZPTZ控制等操作。控制等操作。 DVSDVS的工作原理的工作原理 中国电信江西公司 视频编码器视频编码器DVSDVS DVSDVS与与DVRDVR的对比的对比 DVS DVR 有1-8路的视频输入，主要主要用来进行编码压 缩及网络传输，适合在点位分散的项目中应用， 且稳定性搞、网络功能强的特点 具有8-16路的视频输入，有大容量的本地存储， 能独立完成视频的采集、编码压缩、存储、传 输、管理等功能，适合集中的项目应用 DVS是DVR的一个功能分拆，设备更专业、稳 定性更高 DVS都是采用嵌入式处理器及操作系统，稳定 性上要强于DVR DVS本身就是一个视频采集编码设备，必须和后端 平台、存储、网络、解码设备等配合应用才能实现 完整的功能,在开放性、集成性方面比DVR好 DVR能单机独立应用，构成系统 视频处 理能力 功能角色 DVR系统集成了视频编码压缩、本地存储及网 络传输等所有功能，所以DVR不需要开放性 DVR的操作系统、电源、硬盘、主板等环节都 有故障点，较DVS稳定性差。 开放性 稳定性 硬件构成：主要包括主控模块部分、模数转换部分、编码压缩部分、硬件构成：主要包括主控模块部分、模数转换部分、编码压缩部分、 网络接口部分、串行接口等。网络接口部分、串行接口等。 软件构成：操作系统、软件构成：操作系统、WEBWEB服务、编码压缩程序、网络传输协议、视频服务、编码压缩程序、网络传输协议、视频 存储管理类等。存储管理类等。 DVSDVS软硬件软硬件构成 中国电信江西公司 目录 视频监控技术概述视频监控技术概述 监控相关基础技术监控相关基础技术 视频编码器视频编码器 IPC产品简介产品简介 高清视频监控技术高清视频监控技术 视频内容分析（视频内容分析（VCA）技术）技术 安全防范系统概述安全防范系统概述 中国电信江西公司 IPCIPC产品简介产品简介 IPCIPC：IP Camera IP Camera 也叫也叫IPIP摄像机，热点是摄像机，热点是“IPIP”，是支持网络协议的摄像机。，是支持网络协议的摄像机。 IPCIPC相当于相当于“模拟摄像机模拟摄像机+ +视频编码器（视频编码器（DVSDVS）”构成的联合体，但构成的联合体，但IPCIPC所有环节所有环节 都是全数字化，是真正的纯数字化设备。都是全数字化，是真正的纯数字化设备。 IPCIPC本身是镜头、摄像机、视频采集卡、计算机、操作系统、软件、网卡等多本身是镜头、摄像机、视频采集卡、计算机、操作系统、软件、网卡等多 元素的集合体。元素的集合体。 IPCIPC（网络摄像机）的定义（网络摄像机）的定义 IPCIPC的主要功能的主要功能 1、视频编码：采集并编码压缩视频信号 2、音频功能：采集并编码压缩音频信号 3、网络功能：编码压缩的视音频信号通 过网络进行传输 4、云台、镜头控制功能：通过网络控制 云台、镜头的各种动作 5、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内。 6、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 7、移动检测报警：检测场景内的移动并 产生报警 8、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 9、视觉参数调节：饱和度、对比度、色 度、亮度等视觉参数的调整 10、编码参数调节：帧率、分辨率、码 流等编码参数可以调整 中国电信江西公司 IPCIPC产品简介产品简介 信号处理过程信号处理过程 传感器（传感器（CCD/CMOS）完成光）完成光/电转换过程后，只需进行一次电转换过程后，只需进行一次 模数转换，即进行编码压缩，大包上传，图像质量损失小模数转换，即进行编码压缩，大包上传，图像质量损失小 扫描方式扫描方式 采用逐行扫描技术，对快速移动物体可以高质量成像。采用逐行扫描技术，对快速移动物体可以高质量成像。 图像分辨率图像分辨率 不受限制，可以实现百万像素甚至更高的分辨率，可以覆盖更大不受限制，可以实现百万像素甚至更高的分辨率，可以覆盖更大 范围视野、显示更多画面细部特征范围视野、显示更多画面细部特征 双向音频支持双向音频支持 有音频输入输出接口，可直接连接拾音器及扬声器，且双向音频有音频输入输出接口，可直接连接拾音器及扬声器，且双向音频 可以与视频同步存储可以与视频同步存储 IPCIPC的优势的优势 中国电信江西公司 IPCIPC产品简介产品简介 模拟摄像机与模拟摄像机与IPCIPC的对照的对照 IPC 模拟摄像机模拟摄像机 核心技术核心技术 感光器件、编码算法、压缩芯片、感光器件、编码算法、压缩芯片、 视频分析算法视频分析算法 光学镜头、成像器件光学镜头、成像器件 图像质量图像质量 可实现数百万像素可实现数百万像素 最多接近最多接近40万像素万像素 感光性感光性 目前照度不能太低目前照度不能太低 可以达到星光级可以达到星光级 存储介质存储介质 硬盘为主要存储介质硬盘为主要存储介质 磁带录像机或硬盘录像机磁带录像机或硬盘录像机 接线方式接线方式 网络线网络线 电源线、视频线、控制线电源线、视频线、控制线 成本成本 综合成本不高综合成本不高 单机成本不高单机成本不高 单机功能性单机功能性 目前不丰富，部分技术指标有待目前不丰富，部分技术指标有待 加强加强 产品丰富、功能强大、技术成产品丰富、功能强大、技术成 熟熟 中国电信江西公司 目录 视频监控技术概述视频监控技术概述 监控相关基础技术监控相关基础技术 视频编码器视频编码器 IPC产品简介产品简介 高清视频监控技术高清视频监控技术 视频内容分析（视频内容分析（VCA）技术）技术 安全防范系统概述安全防范系统概述 中国电信江西公司 高清视频监控技术 “高清高清”是一个主观称呼，是在模拟监控时代就产生了的，是人眼对视频图像是一个主观称呼，是在模拟监控时代就产生了的，是人眼对视频图像 清晰程度的一个识别。在网络视频监控时代，高清主要指百万像素级的清晰程度的一个识别。在网络视频监控时代，高清主要指百万像素级的IPIP摄像摄像 机，它不仅在电视线数达标，在宽动态、信噪比、自动白平衡等众多方面有集机，它不仅在电视线数达标，在宽动态、信噪比、自动白平衡等众多方面有集 中体现，才能算是高清摄像机。中体现，才能算是高清摄像机。 高清电视（高清电视（HDTVHDTV）标准）标准 SMPTESMPTE（美国电源电视工程师协会）定义的两个标准：（美国电源电视工程师协会）定义的两个标准： SMPTE 296MSMPTE 296M（HDTV 720PHDTV 720P）分辨率为）分辨率为12801280720720像素，像素，1616：9 9格式，每格式，每 秒秒25302530帧逐行扫描。帧逐行扫描。 SMPTE274MSMPTE274M（HDTV 1080P/IHDTV 1080P/I）分辨率为）分辨率为1920192010801080，隔行、逐行扫描，隔行、逐行扫描 即有三种显示格式，分别是：即有三种显示格式，分别是： 720P720P（12801280720720，逐行），逐行） 1080I1080I（1920192010801080，隔行），隔行） 1080P1080P（1920192010801080，逐行），逐行） 中国电信江西公司 高清视频监控技术 高清高清IPIP摄像机摄像机 高清高清IPIP摄像机，摄像机，HDIPCHDIPC，High Definition IP CameraHigh Definition IP Camera。根。根 据据SMPTESMPTE标准，高清标准，高清IPIP监控系统需达到如下要求：监控系统需达到如下要求： 分辨率要求。需达到分辨率要求。需达到12801280720/720/逐行或逐行或1920192010801080隔隔 行行/ /逐行。（不一定要达到百万）逐行。（不一定要达到百万） 帧率能达到全帧速，即帧率能达到全帧速，即25302530帧。帧。 具有更好的图像色彩保真度具有更好的图像色彩保真度 1616：9 9格式格式 中国电信江西公司 高清视频监控技术 高清摄像机的优势高清摄像机的优势 覆盖范围覆盖范围 场景覆盖范围更广，可替代原有的多个固定点摄像机场景覆盖范围更广，可替代原有的多个固定点摄像机 或全方位摄像机或全方位摄像机 图像细部特征图像细部特征 高清摄像机采用先进的感光期间，使图像细节更加清高清摄像机采用先进的感光期间，使图像细节更加清 晰，逐行扫描能给我们提供更好的图像质量晰，逐行扫描能给我们提供更好的图像质量 数字云台功能数字云台功能 视频监控“画中画”功能，可以在一个显示屏幕上同视频监控“画中画”功能，可以在一个显示屏幕上同 时显示全景和局部图像。实质是拍摄一个高分辨率的时显示全景和局部图像。实质是拍摄一个高分辨率的 大画面，然后使用数字变焦视频窗口在大的图像中捕大画面，然后使用数字变焦视频窗口在大的图像中捕 获，并放大图像中的某个部分，这样就可以显示全景获，并放大图像中的某个部分，这样就可以显示全景 和局部和局部 360o全景摄像机全景摄像机 采用鱼眼镜头技术，配合高分辨率传感器器件，利用采用鱼眼镜头技术，配合高分辨率传感器器件，利用 芯片处理器进行“失真校正”实现待摄像机的全局场芯片处理器进行“失真校正”实现待摄像机的全局场 景监视景监视 中国电信江西公司 高清视频监控技术 高清摄像机的应用高清摄像机的应用 需求细分需求细分 在一般监控的基础上，对画面清晰度有更高要求；能在一般监控的基础上，对画面清晰度有更高要求；能 对画面中的任务进行精确的识别；在一些特殊应用场对画面中的任务进行精确的识别；在一些特殊应用场 所，在识别基础上，得到目标更多的细部特征所，在识别基础上，得到目标更多的细部特征 高带宽占用高带宽占用 通过通过H.264方式进行编码，方式进行编码，200万像素实施监控码万像素实施监控码 流将达到流将达到35M； 海量存储海量存储 单路高清视频数据存储单路高清视频数据存储15天需的容量：天需的容量：3M（平均（平均 值）值）60602415(天天)8（byte） 1024（G）1024（T）=0.5T。 中国电信江西公司 高清视频监控技术 图像质量摄像机类型数据计算摄像机台数 CIF352288(10万像素）800035223 D1704576（40万像素）800070412 高清12801024（130万像素）800012807 超高清20481536(300万像素800020484 摄像机选择摄像机选择 对于一个对于一个4040米宽的停车场，要做到目标识别监控，那么米宽的停车场，要做到目标识别监控，那么4040米米200200像素像素/ /米米 =8000=8000像素。（像素。（80008000像素是水平需求）像素是水平需求） 监控类型所需像素/米（参考值） 一般监控100 目标的准确识别200 高度清晰细部特征监控300 中国电信江西公司 目录 视频监控技术概述视频监控技术概述 监控相关基础技术监控相关基础技术 视频编码器视频编码器 IPC产品简介产品简介 高清视频监控技术高清视频监控技术 视频内容分析（视频内容分析（VCA）技术）技术 安全防范系统概述安全防范系统概述 中国电信江西公司 视频内容分析（VCA）技术 视频内容分析技术属于计算机人工智能领域，伴随着数字视频监控及网络视视频内容分析技术属于计算机人工智能领域，伴随着数字视频监控及网络视 频监控应用的发展，视频分析技术得到越来越多的应用频监控应用的发展，视频分析技术得到越来越多的应用 移动侦测（移动侦测（VMDVMD）技术说明）技术说明 VMDVMD，Vidoeo Motion DetectionVidoeo Motion Detection，全称视频移动探测，原理是对整个视频，全称视频移动探测，原理是对整个视频 画面（或部分区域）的像素变化情况进行检测，一旦发现像素变化幅度超过设画面（或部分区域）的像素变化情况进行检测，一旦发现像素变化幅度超过设 定的阀值，便可出发报警。该技术是采用相邻两帧（或多帧）图像像素比对的定的阀值，便可出发报警。该技术是采用相邻两帧（或多帧）图像像素比对的 方法，来实现对防区的探测。方法，来实现对防区的探测。 该技术的优势是算法简单，对内存大小、芯片处理能力的要求较低。该技术的优势是算法简单，对内存大小、芯片处理能力的要求较低。 主要缺陷有：主要缺陷有： 气候因素：自然县乡导致的图像变化带来像素变化而误报气候因素：自然县乡导致的图像变化带来像素变化而误报 环境变动：如：树叶晃动，而误报环境变动：如：树叶晃动，而误报 对缓慢移动或移动突然停止的物体市区跟踪而漏报对缓慢移动或移动突然停止的物体市区跟踪而漏报 摄像机的震动导致像素变化而误报摄像机的震动导致像素变化而误报 不具备三维探测功能，可能将镜头附近的苍蝇是做符合规则的入侵者，不具备三维探测功能，可能将镜头附近的苍蝇是做符合规则的入侵者， 而误报而误报 中国电信江西公司 VCAVCA技术通常采用背景分离技术进行图像变化的检测，思路是对视频帧与技术通常采用背景分离技术进行图像变化的检测，