设备管理_视频监控设备介绍

视频监控设备介绍近期主流产品 目录 一 监控摄像机二 视频编码器三 视频光端机四 矩阵五 其它设备 视频产品 摄像机 摄像机分为 半球型摄像机 一体化摄像机 固定摄像机 红外摄像机 球型摄像机 根据不同的需求选择不同的摄像枪半球型摄像机 用在监控范围小 安装位置较隐蔽一体化摄像机 用途广泛 更多的和云台搭配使用固定摄像机 用途广泛 在普通环境下使用较多红外摄像机 用在光线为0或极低的情况下球型摄像机 用在监控范围宽广 需要监控到四周情况 摄像机工作原理 摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置 其结构大致可分为三部分 光学系统 主要指镜头 光电转换系统 主要指摄像管或固体摄像器件 以及电路系统 主要指视频处理电路 摄像机配件 镜头 镜头是摄像机的眼睛 正确选择镜头以及良好的安装与调整是清晰成像的第一步 当前 1 3 镜头是应用的主流 变焦镜头是应用发展的趋势 镜头根据应用场合分类 广角镜头 视角90度以上 观察范围较大 近处图像有变形 标准镜头 视角30度左右 使用范围较广 长焦镜头 视角20度以内 焦距可达几十毫米或上百毫米 变焦镜头 镜头焦距连续可变 焦距可以从广角变到长焦 焦距越长成像越大 针孔镜头 用于隐蔽观察 经常被安装在如天花板或墙壁等地方 摄像机配件 云台 一 云台是安装 固定摄像机的支撑设备 通过控制系统在远端可以控制其转动方向 分为固定和电动云台两种 固定云台适用于监视范围不大的情况 在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度 达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了 电动云台适用于对大范围进行扫描监视 它可以扩大摄像机的监视范围 电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现 电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位 在控制信号的作用下 云台上的摄像机既可自动扫描监视区域 也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象 摄像机配件 支架 如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动 那么只用摄像机支架就可以满足要求了 普通摄像机支架安装简单 价格低廉 而且种类繁多 普通支架有短的 长的 直的 弯的 根据不同的要求选择不同的型号 室外支架主要考虑负载能力是否合乎要求 再有就是安装位置 因为从实践中我们发现 很多室外摄像机安装位置特殊 有的安装在电线杆上 有的立于塔吊上 有的安装在铁架上 摄像机配件 防护罩 防护罩是使摄像机在有灰尘 雨水 高低温等情况下正常使用的防护装置 室内用防护罩 结构简单 价格便宜 其主要功能是防止摄像机落尘并有一定的安全防护作用 如防盗 防破坏等 室外防护罩 一般为全天候防护罩 即无论刮风 下雨 下雪 高温 低温等恶劣情况 都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作 因而这种防护罩具有降温 加温 防雨 防雪等功能 同时 为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像 一般在全天候防护罩的玻璃窗前安装有可控制的雨刷 挑选防护罩时先看整体结构 安装孔越少越利于防水 再看内部线路是否便于联接 最后还要考虑外观 重量 安装座等等 一体化型摄像机 一体化摄像机对于厂商而言 发展一体化特殊型摄像机的本意是为了提供消费者一个使用方便 安装简单 功能齐全的产品 因此厂商将电动变焦镜头内建于摄像机中 使客户免除另外购买镜头及装配的步骤 一体化智能球形摄像机 通常把内置一体化摄像机 含变焦镜头 机械云台机构 球机控制解码器 采用球形护罩的一体化前端成像设备称为 一体化智能球型摄像机 一体化智能球形摄像机是一种涉及光学 机械 电子等领域的高科技产品 它具有体积小 外形美观 功能强大 安装方便 使用简单 维护容易等特点 又被人们通俗地称为 快球 智能快球 或 球机 嵌入式 圆形室内 圆形室外 表面安装 方底室内 方底室外 一般球机具有的功能 一 1 预置点或预置位所谓预置功能是指智能快球能将当前状态下云台的水平角度 倾斜角度和摄像机镜头焦距等相关参数储存到存储器中 需要时可以迅速调用这些参数并将云台和摄像头调整至该位置2 自动巡航所谓自动巡航是指可通过预先编程 将某些预置点按要求的顺序编排到自动巡航队列中 只需一个外部命令就可让球机自动地按设定的预置点顺序以设定的时间间隔往复不停地运动3 模式 PATTERN 或花样扫描所谓模式 PATTERN 功能是用户启动 PATTERN 录制功能后 球机能够连续记录用户在某一段时间内对球机转动及镜头操作的运行轨迹 通过操作命令可以将录下的操作过程自动循环的回放 业界也有把这称为自学习或智能记忆等 一般球机具有的功能 二 4 自动扫描所谓自动扫描是指预先设定左限位和右限位 可以实现摄像机在左右限位之间以设定的速度水平自动来回扫描5 自动运行 AUTOPARKING 所谓自动运行功能是使用者在一段时间 时间可自由设置 内没有操作时 智能球能自动回到使用者预先设置的某一个重要的预置位 即通常所说的看守位 或执行某一预先设定的功能 自动扫描 花样扫描或自动巡航等6 焦距控制用户可以通过控制键盘调整焦距的远近 得到所需的全景画面 或是近景视图7 聚焦控制系统默认自动聚焦 镜头变焦时 摄像机会以物景画面的中心自动对焦 保持清晰图像 特殊情况下用户可以手动聚焦 达到希望的图像效果 一般球机具有的功能 三 8 光圈控制摄像机有自动背光补偿功能 在强光背景下 自动对较黑暗的目标进行亮度补偿 对光亮的背景进行采光调整 避免因背景亮度过高而造成整个画面一团光亮 目标却因黑暗而不可辨别的情形 从而实现清晰视图 9 自动翻转操作者将智能快球的镜头操作到底部 垂直 时 球机的镜头会自动翻转180 并随即向上转 可直接观看到背面的景物 从而实现纵向180 的全程连续监视 10 焦距 速度自动匹配操作者手动控制智能快球时 对焦距较长的情况 球机高速的反应使得轻微触动摇杆可能使画面迅速移动 从而造成画面丢失 基于人性化考虑 要求智能快球必须具有根据焦距的远近自动调整云台水平和垂直转速 使得监控时手动跟踪目标操作更为简便易行11 其他功能区域显示 隐私保护 白平衡控制 背光补偿控制 彩色 黑白转换控制 球机关键部件 电机 一体化球形摄像机的第三个关键部件是电机及其相应的机械结构和控制技术 这是驱动一体化智能球机云台进行水平和垂直运动的动力源泉 球机设计的难点也在此 要解决机械结构的简洁 轻便 动静平衡和耐磨损 目前业界流行使用的电机有2大系列 直流电机和步进电机 步进电机 直流电机 目录 一 监控摄像机二 视频编码器三 视频光端机四 矩阵五 其它设备 视频产品 硬盘录像机 DVR采用的是数字记录技术 在图像处理 图像储存 检索 备份 以及网络传递 远程控制等方面也远远优于模拟监控设备 但是目前采用的数字编码技术对图象损耗较大 在图象显示方面差于模拟监控设备 DVR现在采用的编码为MPEG4 H 264 支持的图象分辨率有 CIF 352 288 D1 704 576 等 视频产品 网络视频服务器 网络视频服务器 DVS 是对模拟的音视频信号进行数字压缩编码 流行的是MPEG 4 进行网络传输的专用设备 网络视频服务器 DVS 和DVR的区别就在于DVS没有本地存储功能 因为现在的DVR基本都具备了DVS的网络上传功能 DVS现在采用的编码为MPEG4 H 264 支持的图象分辨率有 CIF 352 288 D1 704 576 等 目录 一 监控摄像机二 视频编码器三 视频光端机四 矩阵五 其它设备 视频产品 光端机 光端机主要用于视频图象传输 目前治安监控工程特点是监控分布点多 治安监控点通常通过光纤将监控图像实时 非压缩传输到派出所或公安局 图像的清晰度 实时性 设备的可靠性 性价比尤其重要 而光端机作为传输图像的光纤通信设备 其可靠性 高低温特性和实时性对整个治安监控工程质量起着至关重要的作用 由于治安监控点大多是在第一时间对案发现场 突发事件等进行实时监控 因此图像传输质量清晰度非常重要 因此调制噪声 视频电平损耗 同步信号损耗 信噪比等影响视频图象质量的参数要求有更高的标准 发射端光端机 接收端光端机 光纤通道 视频光端机常见故障诊断 图象有雪花点 检查光纤接口端面是否出现赃物 可用棉花蘸取酒精进行擦拭 在擦拭时 要注意在接口插拔过程时要轻 避免法兰盘内的陶瓷芯破裂 云台控制问题 首先检查数据接口接线是否正确 然后检查编解码器的通讯协议 速率与光端机的通讯协议 速率是否一致 FC法兰盘ST法兰盘SC法兰盘 目录 一 监控摄像机二 视频编码器三 视频光端机四 矩阵五 其它设备 什么是矩阵 矩阵是视频监控系统的核心组成部分 其最基本的功能就是将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道输出 矩阵的概念引用高数中的线性代数的概念 一般指在多路输入的情况下有多路的输出选择 形成矩阵结构 既每一路输出都可与不同的输入信号 短接 每路输出只能接通某一路输入 但某一路输入都可 同时 接通不同的输出 简单的说 矩阵是一种大型的切换和控制系统 它具有完备的切换能力 可以在任意的监视器上显示任意摄象机的图象和与之对应的声音 一般都是在各种大中型地监控系统中应用 可以控制所有的前端摄象机的转与不转 镜头拉远或拉近等都由一个矩阵来完成 矩阵的功能 矩阵的最终目的是实现智能化控制 主要功能有 视频切换 成组切换 巡视切换 顺序扫描 同步切换 前切 后切 定时切换 视频检测 在选通情况下 视频丢失可产生报警 并在指定的监视器上显示 字符叠加 每个接入系统的监视器可显示摄像机号 摄像机中英文标题 日期 时间 监视器号和系统状态 显示格式和显示状况可调整 系统模块化 明确规定了键盘 监视器 摄像机 码分配器报警输入和报警输出之间的关系 管理控制 为连接在系统中的各种设备及使用人员规定了严格的管理权限报警 庞大的报警处理功能 自动报警调用 编程报警处理 矩阵的历史 一 模拟矩阵模拟矩阵就是矩阵内控制传输的视频信号都是模拟信号 早期的模拟矩阵可分为输入 输出和控制三组模块 通过电开关实现视频从输入通道到输出通道的切换 90年代后期 随着人们对监控系统要求的提高以及视频监控在诸多领域的进一步普及 模拟矩阵有了飞速发展并基本完善 矩阵进入了模拟联网时代 这就像电话交换机的模拟交换阶段 矩阵的历史 二 数字矩阵随着视频技术数字化的进程 出现了数字视频矩阵的概念 其定义为 由前端视频压缩 输入端 传输通道以及后端解码输出 输出端 构成的 由软件控制其交换过程的视频矩阵系统 数字视频矩阵的出现 满足了人们利用现有的数字技术 使用更低的投入构建更为全面的数字化监控系统的需求 目录 一 监控摄像机二 视频编码器三 视频光端机四 矩阵五 其它设备 控制键盘 对于摄像机画面的选择切换 对于云台及电动镜头的全方位控制 对于室外防护罩的雨刷及辅助照明灯的控制等均可通过对控制键盘的操作来实现 在控制键盘上一般有很多数字键及功能键 其中数字键用于选择摄像机输入及监视器输出 功能键则用于对选定的前端设备进行各种控制操作 控制键盘都是通过两芯 三芯或四芯屏蔽线以RS 485通信方式与主机相连 网络视频解码器 网络视频解码器能够通过自身的网络接口从网络上接收一路或多路的数字视频码流 可能是MPEG4 H 264 MJPEG等等不同格式的码流 数据和音频流 将这些数字视频码流进行解码 并且转换成视频模拟信号 然后输出给监视器 电视墙或模拟矩阵 此外一般还有视频丢失报警功能 音视频同步传输 语音传输支持对讲和全双工通话功能 视频切换器 多路视频信号要送到同一处监控 可以一路视频对应一台监视器 但监视器占地大 价格贵 如果不要求时时刻刻监控 可以在监控室增设一台切换器 把摄像机输出信号接到切换器的输入端 切换器的输出端接监视器 切换器的输入端分为2 4 6 8 12 16路 输出端分为单路和双路 而且还可以同步切换音频 切换器有手动切换 自动切换两种工作方式 手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路 自动方式是让预设的视频按顺序延时切换 切换时间通过一个旋钮可以调节 一般在1秒到35秒之间 切换器的价格便宜 联接简单 操作方便 但在一个时间段内只能看输入中的一个图像 要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像 就需要用画面分割器 画面分割器 画面分割器有四分割 九分割 十六分割几种 可以在一台监视器上同时显示4 9 16个摄像机的图像 也可以送到录像机上记录 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 录像效果不好 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 市场使用率更小 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 设置自动切换 联接报警器材 系统测试 测试环境 目前在电信研究院附楼18楼建有广东电信视频技术与业务实验室 实验室投资300多万 拥有完整的模拟和数字视频监控系统 配备世界先进的视频检测设备 能为广东省的视频监控业务提供强大的技术支持 测试环境 目前已经为省公司选型产品进行了测试 并支撑广东省的视频业务 测试仪器 VM700T VM700T视频测试仪 视频信号分析仪VM700T集多种功能于一身 数字波形监视器 数字矢量示波器 图象显示器 群时延和频率响应测量 噪声测量自动测量系统自动模式用户可自行规定的测量容限测量模式 可提供被测项目的图形显示 测试仪器 TGS95 TGS95是一款手持的视频信号发生仪 能够产生标准的PAL制式和NTSC制式的视频信号 通过TGS95产生的视频信号可以对视频信号传输设备进行测试 主要观察标准信号通过通道后的损耗 测试设备 摄像枪测试卡 1 通用测试卡 用于综合检查摄像机的各项指标 通用综合测试卡 棋盘测试卡 用于检查摄像机的几何失真及分辨率 EIAJ测试卡A ITE分辨率测试卡 高清晰度分辨率测试卡 最高可测2000线 标准综合测试卡 棋盘测试卡 用于检查摄像机的几何失真及分辨率 产品测试 摄像枪 前面介绍了测试摄像枪的测试设备 通过这些测试设备对摄像机进行测试 摄像机应该处于最佳聚焦 增益为0的状态下 拍摄测试卡 所拍摄的测试图显示测试卡四周的箭头恰好与监视器边框范围一致 通过后端的示波器或测试仪分析其视频参数性能 示意图如下 选择测试卡 拍摄测试卡 传输图象 分析波形 产品测试 摄像枪 影响图象的部分重要的参数 1 分辨率水平分辨率 在与图象高度相等的水平尺寸内的垂直黑白条数 TV线 垂直分辨率 图象高度范围内水平黑白条数 通过摄像枪拍摄分辨率测试卡 调节示波器读标缓慢经过测试卡上的测试线 通过示波器观察显示测试线部分的波形 直到波形的最小波峰与波谷的深度为35MV时 认为此时图象为极限可见 对应的测试线读数为极限分辨率 单位为TV线 在测试测试过程中发现 固定摄像枪的镜头好坏对分辨率的影响极为重要 产品测试 摄像枪 影响图象的部分重要的参数 2 信噪比亮度信噪比 亮度通道的噪声特性色度信噪比 色度通道的噪声特性 通过摄像枪拍摄白场测试卡和红场测试卡 聚焦应调至散焦的无穷远 用测量仪读出噪声电压的有效值 然后通过信噪比计算公式计算信噪比 信噪比直接影响到图象质量的好坏 是视频重要的参数之一 产品测试 摄像枪 影响图象的部分重要的参数 3 同步信号脉冲幅度亮度同步信号脉冲幅度 亮度信号脉冲的值色度同步信号脉冲幅度 色度信号脉冲的值 通过摄像枪拍摄图象 通过仪器读出亮度和色度同步信号脉冲幅度 同步信号脉冲幅度影响到图象的稳定性 是视频重要的参数之一 产品测试 摄像枪 其他摄像枪的测试 通过摄像枪拍摄测试卡 调节亮度使仪器读出亮度电平为700MV 然后降低摄像枪环境亮度 直到亮度电平降为350MV 此时摄像枪所拍摄环境的照度为最低照度 照度影响为在低光线环境下的可见度 也为摄像枪性能参数的重要体现 最低照度 最低照度是一个相对值 摄像机生产厂商的概念是在保证摄像机整机信噪比的前提下 在可以接受的视频信号幅度上 能拍摄到环境的最低照度 产品测试 摄像枪 其他摄像枪的测试 因为球型摄像机的与其他摄像机的不同 因此电机和传动皮带的性能也极为重要 手动转动速度 一般测试中为手动转动的最高速度表示 预置位精度 通过设置好球机的预置位 连续的运行后 测量运行后最终位置与初始位置之间的差距 产品测试 光端机 光端机在视频系统中的作用就是作为传输图象 那么衡量光端机的好坏简单的说就是 在传输的过程中图象有无损耗 测试方法为 通过信号发生器给出一个标准的视频信号 通过光端机的传输后 通过测试仪测量信号参数 与标准参数进行对比 观察经过传输后的信号损耗度 示意图如下 发射端光端机 接收端光端机 光纤通道 信号发生器 测试仪 产品测试 硬盘录像机 测试方法为 将DVR DVS组成一个小型的数字监控系统 通过对系统的测试 了解DVR DVS的性能 示意图如下 DVR和DVS因为属于一类产品 因此测试时可以用一种方法测试 产品测试 硬盘录像机 功能测试 图象调节 包括亮度调节 对比度调节 饱和度调节 色度调节 恢复默认设置 图像编码格式设置 改变编码格式是否重起 图像帧率调节 图像码率调节 图像分辨率设置 图像质量设置云镜控制 包括光圈调节 变焦范围 对焦 查看是否支持控制键盘远程管理和网络功能 包括远程参数设置功能 支持双码流功能 支持IE浏览 提供网口 RS 232 RS 485 USB USB可选 等接口 在测试过程中主要是通过观察和使用来对DVR DVS进行测试 产品测试 硬盘录像机 功能测试 前端存储和回放1 使用1个镜头 以D12M格式录像 观看5分钟2 使用4个镜头 分别以D12M和CIF格式录像 分别观看5分钟3 选择一个DVR 全部通道均以D12M格式录像的模式下 同时从多个客户机上观看其所有的监控画面 观看10分钟 存储24小时 同时从另一客户机播放历史录像并下载 4 DVR的容量 使用超越存储容量的方式观察是否具有循环的存储功能5 查看是否支持手动 定时 周期 报警 移动侦测等录像方式6 查看是否可以音视频同步录像7 具备循环录像功能 手动或自动 8 查看是否有抓拍功能9 具备搜索录像功能 以时间 通道 报警类型等条件10 查看是否具有正常播放 快放 慢放 单帧播放 后跳 前跳 暂停等功能 产品测试 硬盘录像机 性能测试 1 给DVR接上摄像机并满负荷工作 分CIF和2MD1两种格式 即全部通道都在前端存储 并将其中一个摄像机对准客户机的屏幕 2 客户机播放DVR的摄像机监控画面 同时运行showtime exe 用相机将当前时间和解码出来的画面里的时间都拍下来 3 将以上两个时间相减 即为编解码时延 在测试过程中主要是通过观察和使用来对DVR DVS进行测试 产品测试 平台 平台是一个数字视频监控系统的核心关键 因此平台的好坏直接关系到视频监控系统的好坏 平台的测试环境有现网测试环境和内部实验室测试环境 测试时将根据实际需要分别采用相应的类型对视频监控产品展开全面的测试 一般情况下 在不影响生产的前提下尽量在现网环境里进行测试 测试网络拓扑示意图 产品测试 平台 前端子系统测试 摄像枪测试内容 1 通过仪器测试 观察等方法获得以下技术参数 分辨率 灰度等级 CCD尺寸 采用机芯 最低照度 灵敏度 信噪比 视频电平 同步脉冲幅度等2 测试预置位个数 巡航轨迹路数及预置点巡航 48h 功能3 测试是否有云镜控制功能 如云台上下转动 镜头的变焦功能等 并测试其功能特点 光端机测试内容 1 通过仪器测试获得视频 音频 传输的技术参数2 测试是否具有网管功能 以太网功能 双向音频功能 产品测试 平台 后端子系统测试 数字矩阵测试内容 1 通过仪器测试 观察等方法获得以下技术参数2 测试可扩展性 切换 云镜控制等功能3 测试是否有