网络视频监控后端设备2画面分割器ppt课件.ppt

第五章后端设备 画面分割器 数字视频矩阵 视频采集卡 视频监控显示设备 Wi Fi DVR 硬盘录像机 提示 双击视频全屏缩放 按Esc键退出全屏 1 画面分割器的介绍在有多个摄像机组成的视频监控系统中 通常采用视频切换器使多路图像在一台监视器上轮流显示 但有时为了让监控人员能同时看到所有监控点的情况 往往采用多画面分割器使得多路图像同时显示在一台监视器上 当采用几台多画面分割器时 就有可能用与多画面分割器相同数量的监视器将所有摄像机传送来的多个画面同时显示 这样 既减少了监视器的数量 又能使监控人员一目了然地监视各个部位的情况 常用的画面分割器为四画面分割 九画面分割和十六画面分割几种 可以在一台监视器上同时显示4 9 16个摄像机的图像 四分割是最常用的设备之一 其性能价格比也较好 图像的质量和连续性可以满足大部分要求 九分割和十六分割价格较贵 而且分割后每路图像的分辨率和连续性都会下降 另外还有六分割 八分割 双四分割设备 但图像比率 清晰度 连续性并不理想 市场使用率很低 大部分分割器除了可以同时显示图像外 也可以显示单幅画面 可以叠加时间和字符 连报警器材等 有的还带有内置顺序切换器的功能 此功能可将各摄像机输入的全屏画面按顺序和间隔时间轮流输出显示在监视器上 如同切换主机轮流切换画面那样 其间隔时间一般是可调的 第五章后端设备 第二节画面分割器 2 第五章后端设备 第二节画面分割器 3 第五章后端设备 第二节画面分割器 4 视频分配器视频分配器是把视频信号 VIDEO VGA 进行放大 分配 一般是一分二 一分四 一分八 的设备 在监控工程中常见的是将前端视频信号一分二 一路通过矩阵送往电视墙 一路送往硬盘录像机显示及存储 以便能同时通过模拟电视与数字电脑设备显示 第五章后端设备 第二节画面分割器 5 视频分配器 第五章后端设备 第二节画面分割器 6 矩阵 第五章后端设备 第二节画面分割器 7 视频矩阵视频矩阵是指通过阵列切换的方法将m路视频信号任意输出至n路监看设备上的电子装置 一般情况下矩阵的输入大于输出即m n 是在多路信号输入的情况下 可独立地根据需要选择多路 包括1路 信号从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道显示 有一些视频矩阵也带有音频切换功能 能将视频和音频信号进行同步切换 这种矩阵也叫做视音频矩阵 目前的视频矩阵就其实现方法来说有模拟矩阵和数字矩阵两大类 视频矩阵一般用于各类监控场合 对于大型视频监控工程 前端摄像机数量众多 而后端的显示设备如监视器 监视墙 数量少 这时需要矩阵对输入视频信号进行选择 从而可以实现对重点监控图像实时显示 其它非重点监控图像可以实现循环显示或在报警联动情况下实现视频图像弹出功能 矩阵可以把提供信号源的设备的任意一路的信号送到任意一路的显示终端上 可以做到音频和视频同步或者不同步 常见的类型是根据接口类型划分 VGA AV RGB 当然还有混合矩阵 就是设备中不不同的接口类型 还根据接口数量来划分 如8系列的有8进2出 8进4出 8进8出等 第五章后端设备 第二节画面分割器 8 视频矩阵另外 一个矩阵系统通常还应该包括以下基本功能 字符信号叠加 解码器接口以控制云台和摄像机 报警器接口 控制主机 以及音频控制箱 报警接口箱 控制键盘等附件 对国内用户来说 字符叠加应为全中文 以方便不懂英文的操作人员使用 矩阵系统还需要支持级联 来实现更高的容量 为了适应不同用户对矩阵系统容量的要求 矩阵系统应该支持模块化和即插即用 PnP 的 可以通过增加或减少视频输入 输出卡来实现不同容量的组合 矩阵系统的发展方向是多功能 大容量 可联网以及可进行远程切换 一般而言矩阵系统的容量达到64 16即为大容量矩阵 如果需要更大容量的矩阵系统 也可以通过多台矩阵系统级联来实现 矩阵容量越大 所需技术水平越高 设计实现难度也越大 第五章后端设备 第二节画面分割器 9 视频矩阵的分类按实现视频切换的不同方式 视频矩阵分为模拟矩阵和数字矩阵 模拟矩阵视频切换在模拟视频层完成 信号切换主要是采用单片机或更复杂的芯片控制模拟开关实现 第五章后端设备 第二节画面分割器 10 数字矩阵视频切换在数字视频层完成 这个过程可以是同步的也可以是异步的 数字矩阵的核心是对数字视频的处理 需要在视频输入端增加AD转换 将模拟信号变为数字信号 在视频输出端增加DA转换 将数字信号转换为模拟信号输出 视频切换的核心部分由模拟矩阵的模拟开关 变将成了对数字视频的处理和传输 随着数字技术的高速发展 软硬件水平的提高 不断有高性能的DSP和高速的总线得到应用 使基于数字技术的视频矩阵方案能够得以实现 第五章后端设备 第二节画面分割器 11 数字视频矩阵简介数字视频矩阵的分类根据数字视频矩阵的实现方式不同 数字视频矩阵可以分为总线型和包交换型 总线型数字视频矩阵顾名思义 总线型数字矩阵就是数据的传输和切换是通过一条共用的总线来实现的 例如PCI总线 总线型矩阵中最常见的就是PC DVR和嵌入式DVR 对于PC DVR来说 它的视频输出是VGA 通过PC显卡来完成图像显示 通常只有1路输出 1块显卡 2路输出的情况 2块显卡 已经很少 嵌入式DVR一般的视频输出是监视器 一些新的嵌入式DVR也可以支持VGA显示 在上面的两个例子中 它们都可以实现1路视频输出 还可以进行画面分割 可以把这两款产品当作视频矩阵的一个特例 也就是一个只有1路视频输出的特殊情况 PC DVR PC H卡 HC卡 构成的总线型数字矩阵 第五章后端设备 第二节画面分割器 12 数字视频矩阵的分类包交换型数字视频矩阵包交换型矩阵是通过包交换的方式 通常是IP包 实现图像数据的传输和切换 包交换型矩阵目前已经比较普及 比如已经广泛应用的远程监控中心 即在本地录像端把图像压缩 然后把压缩的码流通过网络 可以是高速的专网 internet 局域网等 发送到远端 在远端解码后 显示在大屏幕上 包交换型数字矩阵目前有两个比较大的局限性 延时大 图像质量差 由于要通过网络传输 因此不可避免的会带来延时 同时为了减少对带宽的占用 往往都需要在发送端对图像进行压缩 然后在接收端实行解压缩 经过有损压缩过的图像很难保证较好的图像质量 同时编 解码过程还会增大延时 所以目前包交换型矩阵还无法适用于对实时性和图像质量要求比较高的场合 第五章后端设备 第二节画面分割器 13 数字视频矩阵优势分析成本优势 视频矩阵和DVR合二为一采用数字视频矩阵方案 只需一台设备就可以同时实现视频矩阵和DVR的功能 大大的节省了成本 对矩阵的控制和DVR的控制集成在一起 方便灵活 如果采用模拟矩阵 至少需要一台矩阵主机和一台DVR主机 安装调试复杂 除了DVR的成本外 还要为模拟矩阵付出高额的成本 此外 对于模拟矩阵的控制 可能还需要外接其他设备 比如显示设备 矩阵控制器 矩阵控制键盘等 有些复杂的功能甚至需要专门的PC机来进行配置 模拟矩阵的方案还需要视频信号的分配 复用设备来实现DVR的录像功能 而采用数字矩阵 则只需在DVR的基础之上 增加简单的矩阵模块即可 成本相对低廉 且数字矩阵 录像系统的集成度高 稳定性增强 也降低了以后维护的成本 第五章后端设备 第二节画面分割器 14 数字视频矩阵优势分析功能优势 配置灵活 功能强大 简单易用在模拟矩阵 DVR方案中 矩阵和DVR各自为政 需要分别控制 模拟矩阵提供的操作方式复杂 易操作性很差 且功能单一 如果要实现比较复杂的功能 需要很繁琐的操作流程 而采用数字矩阵 通过一个控制平台即可实现对切换矩阵和DVR的同时控制 操作界面可由二次开发商在Windows或Linux下自由开发 可以根据自己客户的需求定制应用程序 定制各种功能 所构建的系统 完全取决于开发商自己的软件 第五章后端设备 第二节画面分割器 15 数字视频矩阵优势分析在数字矩阵中 基于对图像的数字处理 可以在实现视频切换的同时 对图像进行很多处理 比如叠加字符 叠加图像 区域遮盖等 这些都是目前DVR所普遍具有的功能 但是对于模拟矩阵 由于它的核心是基于模拟信号的处理 在面对这些功能时 则显得力不从心 这里以字符叠加功能为例 模拟矩阵往往需要外接字符叠加芯片来实现 通常只能实现ASCII码也就是英文字符的叠加 而能够实现汉字叠加的模拟则可以说是寥寥无几 更不用说同时支持简体 繁体 甚至日文了 至于图像叠加等功能 在模拟信号层基本是无法实现的 数字矩阵可以提供更丰富的图像显示模式 传统的模拟矩阵只能进行最简单的1 1的图像输出 而数字矩阵在此基础上还可以实现N 1 通过对图像的缩放处理 可以实现多路图像在一个窗口显示 和1 N 一个输入图像同时在多个输出端显示 的显示方式 甚至是画中画等高级功能 最后是系统稳定性 数字矩阵 DVR的方案 系统集成度高 功耗低 稳定性高 而采用模拟矩阵方案 由于需要多台设备 出问题的概率则大大增加 第五章后端设备 第二节画面分割器 16 数字视频矩阵优势分析潜力 发展空间巨大模拟矩阵控制系统目前已经非常成熟 其产品的结构和功能在近几年 甚至是十几年内 都没有发生大的变化 可挖掘的潜力已经十分有限 而数字矩阵则完全不同 目前数字技术的发展可以用日新月异 前途广阔来形容 首先 随着硬件性能的提高 在高速总线方面 66M的PCI总线已经很成熟和普及 比如PCI E或其它的高速串行总线也不断的提出 在芯片技术上 已经出现了600M 720M甚至是1GHz的高性能DSP 可以说 得益于硬件平台性能的不断提高 必然使数字矩阵的功能不断的提升 不断的向高端发展 与此同时 软件的进步同样不可忽略 不断有新图像的压缩 处理算法提出 图像压缩的效率不断提高 也不断有更复杂 更智能的图像处理算法得到应用 比如智能的移动检测 智能识别技术 人脸识别 指纹识别 车牌识别 签名识别 目前都已经有了比较成熟的应用 这些更高层次的图像处理技术 利用目前硬件平台 已经可以应用到我们的数字视频系统中 因此随着软 硬件水平的的飞速提高 我们有理由相信 数字矩阵的发展空间会非常广 无论是在性能上还是在功能上必然会全面超过模拟矩阵 第五章后端设