监控基础知识

1、视频监控的发展历程视频监控的发展历程模拟模拟第一代70初-80末模拟信号处理同轴电缆或光纤矩阵模拟录像机键盘监视器技术革新架构革新理念革新数字信号处理DVRPC数字化存储数字数字第二代80末-90末网络化处理视频服务器NVR网络化传输网络化存储网络网络第三代本世纪初-智能化处理图像识别智能报警联动预见性智能智能未来网络监控网络监控在教育行业的应用在教育行业的应用2 安全保障安全保障* 平安校园网络巡查指挥系统2 教育管理教育管理* 教育考试网上巡查指挥系统2 教学应用教学应用* 远程实验实践网络观摩教学系统前端设备一、摄像机二、镜头三、云台四、解码器五、一体化机芯六、传感器七、报警设备传输设备

2、一、同轴线缆二、网线三、无线网桥四、光纤设备后端设备一、服务器二、磁盘阵列三、键盘四、电视墙(监视器)视频采集/压缩卡硬盘录像机PC-DVRE-DVR描述：描述：监控系统中，图像的生成当前主要是指CCD摄像机。CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，只是是把图像像素转换成数字信号 分类：分类：CCD摄像机大致可分为下列几大类：依成像色彩划分

3、依成像色彩划分 (1)彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。 (2)黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。依摄像机分辨率划分依摄像机分辨率划分(1)影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的低档型。(2)影像像素在25万38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型(3)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，600线以上的高分辨率。依摄像

4、机亮度灵敏度划分依摄像机亮度灵敏度划分(1)普通型：正常工作所需照度为13 LUX(勒克斯)(2)月光型：正常工作所需照度为0.1 LUX左右(3)星光型：正常工作所需照度为0.01 LUX以下(4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。备注：LUX 烛光/米。亦即距离该光源1米处，1平方米面积接受1lm光通量时的照度。 按摄像元件的按摄像元件的CCDCCD靶面的大小划分靶面的大小划分 (1)1in靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm(2)2/3in靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm(3)1/2in靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8m

5、m(4)1/3in靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm(5)1/4in靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm 补充说明：CCD尺寸就是是说感光器件的面积大小，感光器件的面积越大，也即CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。 此外此外CCDCCD摄像机有摄像机有PALPAL制和制和NTSCNTSC制之分制之分 PAL制、NTSC制。 中国采用隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR），标准为625行，50场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。 描述：镜头光学成像是指通过光学系统把物像映射到传感器的靶面上。相当于人的眼睛。镜头种类繁多从

6、焦距上分，有短焦、中焦、长焦和变焦镜头；从视场角大小分，有广角、标准、远摄镜头；从结构上分，有固定光圈定焦、手动光圈定焦、自动光圈定焦、手动光圈变焦、自动光圈变焦等镜头；从镜头透镜性质分，还可分为球面和非球面镜头；从安装方式上分，分为C接口和CS接口。镜头（mm） 可视角度（度） 最佳距离2.8120 5 3.6 90 8 6 60 10 8 45 15 12 30 20 16 25 30以上值为大概值以上值为大概值附注：目前我们工作中碰到的主要是对镜头焦距与景深、角度的选择，参考下表：清晰度清晰度清晰度数是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器

7、（应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数。当超过这一线数时，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。最低照度最低照度最低照度是最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。 是指在较低光照度的条件下仍然可以摄取清晰图像的摄像机 信噪比信噪比信噪比也是摄像机的一个重要的性能指标。当摄像机摄取较亮场景时，监视器显示的画面通常比较明快，观察者不易看出画面中的干扰噪点；而当摄像机摄取较暗的场景时，监视器显示的画面就比较昏暗，观察者此时很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度）与摄像机信噪比指

8、标的好坏有直接关系，即摄像机的信噪比越高，干扰噪点对画面的影响就越小。自动增益控制（自动增益控制（AGC） AGCAutomatic Gain Control的缩写。所有摄象机都有一个将来自 CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄象机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。具有AGC功能的摄像机，在低照度时的灵敏

9、度会有所提高，但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。背景光补偿（背景光补偿（BLC） BLCBackLight Compesation的缩写，也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。电子快门（电子快门（ES）电子快门的英文全称为ElectronicShutter，是对比照相机的机械快门功能提出一个术语，它相当于控制CCD图像传感器的感光时间。 白平衡（白平衡（White Balance)只用于彩色摄象机，其用途是实现摄象机图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。自动光圈驱动方式自动光圈驱动方式一是Video

10、Driver，另一种是DC Driver。Video Driver镜头是将光圈马达的驱动电路板安装于镜头内，利用摄像机输出图像信号到驱动电路板，再由驱动电路板来改变光圈马达，使光圈变化，成本与施工都比较贵。DC Driver镜头是配合部分摄像机制造商，将原先安装于镜头中的驱动电路板转至摄像机中，因此镜头不需要驱动电路板，直接由摄像机输出DC电流来改变光圈马达，使光圈产生变化，由于接头固定，成本较低，施工也较为容易。目前一体化摄像机市场上两种都有使用。智能球机的功能智能球机的功能由于智能球机是多个前端设备的组合，因此需要具备这些设备的必需功能。一般来说，作为高端产品的智能球机应具有较高的摄像清晰

11、度、自动电子快门、自动白平衡、电子与数码变焦、自动光圈与自动聚焦、水平连续旋转、高转速、预置位等功能。智能球机还根据使用环境的不同而具备多项辅助功能以满足不同的气候条件，如内置风扇、加热器等。智能球机的优势智能球机的优势相对与传统的摄像机、镜头、云台、防护罩、解码器组合，智能球机安装结构简单，所需连接的线缆数量少，几乎不需要调试的特点降低了安装难度，减少故障发生率；其外观精美，体积小巧便于隐蔽监视，并且不影响现场美观程度；快速旋转能力更能准确快速追踪目标；造价相对低廉等。描述描述传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的

12、信息传递给其他装置 输出信号：输出信号：高低电平、电压值、485串口常接触：常接触：红外传感器、烟感、火感、温湿度、门磁描述描述对输出信号进行控制常接设备：常接设备：警灯、警号警灯、警号传输距离传输距离75-3可以传200米，75-5的可以传500米，75-7的可以传700米（以上数据为概值，具体应用时与线材质量、现场环境、接头质量都会影响。）视频同轴电缆视频同轴电缆英文简称SYV,常有的有75-7，75-5，75-3，75-1等型号，特性阻抗都是75欧姆，以适应不同的传输距离。是以非对称基带方式传输视频信号的主要介质。描述：描述：双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外

13、界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。 最常用的五类线：最常用的五类线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。传输距离传输距离:100M(不是绝对值，质量差的网线在50-60M)描述：描述：网桥（Bridge）又叫桥接器，它是一种在链路层实现局域网互连的存储转发设备。网桥有在不同网段之间再生信号的功能，它可以有效地联接两个LAN（局域网），使本地通信限制在本网段

14、内，并转发相应的信号至另一网段。 无线网桥是使用无线（微波）进行远距离数据传输的设备。根据协议不同：根据协议不同：无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11g以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。根据工作模式不同：根据工作模式不同：无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继连接点对点，点对多点，中继连接 注意无线网桥和天线的区别注意无线网桥和天线的区别无线无线AP（Access Point）即无线接入点，它是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。 光纤收发器光纤收发器光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换

15、单元按光纤性质分类单模光纤收发器：传输距离20公里至120公里多模光纤收发器：传输距离2公里到5公里 视频光端机视频光端机传输视频为主及其他数据,音频,开关量,以太网电话等信号的光电转换传输设备, 本质是:光电转换传输设备;放在光缆的两端,一收一发,顾名思义光端机; 广义上讲,基于光纤网络用于传输信号的光电转换设备都可以称为光端机.系统配置及网络环境要求系统配置及网络环境要求摄像机数摄像机数量量服务器服务器客户端客户端服务器服务器数数建议硬件配置建议硬件配置建议硬件配置建议硬件配置 硬盘硬盘(G)带宽带宽(M)CPURAMGraphicsCPURAMGraphics(GHZ)(GB)(M)(G

16、HZ)(GB)(M)10750100Dual Core2.01256Dual Core2.012561 120750 x21000Dual Core3.02512Dual Core2.025121 130750 x31000Dual 2quad2512Dual 2quad25121 150750 x41000Dual2 Extreme4768Dual2 Extreme45121 1100Disk array磁盘磁盘阵列阵列1000Dual2 Extreme41024Dual2 Extreme45121 1200Disk array磁盘磁盘阵列阵列1000Dual2 Extreme41024Du

17、al2 Extreme45122 2300Disk array磁盘磁盘阵列阵列1000Dual2 Extreme41024Dual2 Extreme45123 3补充说明：补充说明：IP-SAN： 磁盘阵列磁盘阵列磁盘阵列（Disk Array）是由一个独立的总控制器来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，减少错误，增加效率和可靠度的技术。廉价冗余磁盘阵列廉价冗余磁盘阵列 简称RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID），其原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。描述：描述：为方便监控人员更直观的控制云

18、镜及切换视频的设备描述：描述：电视墙是由多个影像（监视器、显示器、投影仪）单元拼接而成的一种超大屏幕电视墙体 监视器与电视的区别：监视器与电视的区别：1、图像清晰度 2、色彩还原度 3、整机稳定度 补充说明：补充说明：解码器解码器/解码卡：解码卡：将网络传输回来的数字信号解码还原成模拟信号的设备矩阵：矩阵：是用来切换各种信号的输入输出。 有模拟矩阵、数字矩阵。视频采集卡视频采集卡是将模拟摄像机输出等其它的众多信号的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据 视频压缩卡视频压缩卡是把模拟信号或是数字信号通解码编码按一定算法把信号压缩处理到硬盘里 分类：分类：1、按路数来区分(1/2/4/8)2、按算法来区分(M-JPEG、Mpeg2、Mpeg4、H.264、AVS)3、按压缩方式来区分(软压、硬压软压、硬压)描述