视频监控系统培训

1、2022-3-3视频监控系统培训视频监控系统培训讲师:汪旭Page 2一、视频监控系统发展一、视频监控系统发展二、视频监控系统组成二、视频监控系统组成三、视频监控系统技术指标三、视频监控系统技术指标四、典型案例分析四、典型案例分析目录Page 3一、视频监控系统发展l视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早模拟监控到前些年火视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视近年来，随着计算机、网络以及图像

2、处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。从技术角度出发频监控技术也有了长足的发展。从技术角度出发,视频监控系统的发展视频监控系统的发展主要经过以下三个阶段主要经过以下三个阶段:l第一代视频监控：传统模拟闭路视频监控系统第一代视频监控：传统模拟闭路视频监控系统(CCTV)： 摄像机通过专用同轴缆输出视频信号，同轴缆连接到专用模拟视频设备，摄像机通过专用同轴缆输出视频信号，同轴缆连接到专用模拟视频设备，通过画面分割器、切换器、卡带式录像机等设备将图象在监视器上显通过画面分割器、切换器、卡带式录像机等设备将图象在监视器上显示出来，并且其录像也是采用录像带的方式进行存储，其缺点是模拟示

3、出来，并且其录像也是采用录像带的方式进行存储，其缺点是模拟信号随着视频线缆传输长度而衰减，并且录像质量不高信号随着视频线缆传输长度而衰减，并且录像质量不高Page 4早期模拟闭路视频监控机房图例Page 5l第二代视频监控：当前第二代视频监控：当前“模拟模拟-数字数字”监控系统监控系统(DVR)： “模拟模拟-数字数字”监控系统是以数字硬盘录像机监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心半模拟为核心半模拟-半数字半数字方案，从摄像机到方案，从摄像机到DVR仍采用同轴缆输出视频信号，通过仍采用同轴缆输出视频信号，通过DVR同时支同时支持录像和回放，并可支持有限持录像和回放，并可支持有限IP网络访问，

4、由于网络访问，由于DVR产品五花八门，产品五花八门，没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统。主要的设备是视频采没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统。主要的设备是视频采集卡、视频服务器、硬盘录像机、管理软件、网络传输设备等。其缺集卡、视频服务器、硬盘录像机、管理软件、网络传输设备等。其缺点是仍然需要通过同轴电缆输出视频信号，并且在网络上只能通过点是仍然需要通过同轴电缆输出视频信号，并且在网络上只能通过DVR间接访问摄像头，并离不开外部服务器和管理软件。间接访问摄像头，并离不开外部服务器和管理软件。Page 6当前DVR监控系统机房图例Page 7DVR监控系统管理软件图例Page 8l第三

5、代视频监控：未来完全第三代视频监控：未来完全IP视频监控系统视频监控系统IPVS： 全全IP视频监控系统与前面两种方案相比存在显著区别。该系统优势是摄视频监控系统与前面两种方案相比存在显著区别。该系统优势是摄像机内置像机内置Web服务器，并直接提供以太网端口。这些摄像机生成服务器，并直接提供以太网端口。这些摄像机生成JPEG或或MPEG4数据文件，可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、数据文件，可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像。监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像。IPVS优优点在于：简便性点在于：简便性-所有摄

6、像机都通过经济高效有线或者无线以太网简所有摄像机都通过经济高效有线或者无线以太网简单连接到网络，全面远程监视单连接到网络，全面远程监视-任何经授权客户机都可直接访问任意任何经授权客户机都可直接访问任意摄像机，强大中心控制摄像机，强大中心控制-一台工业标准服务器和一套控制管理应用软一台工业标准服务器和一套控制管理应用软件就可运行整个监控系统。件就可运行整个监控系统。Page 9目前有部分交通管理部门使用IPVSPage 10二、视频监控系统组成l典型的闭路监控系统主要由前端采集部分、视频传输部分、控制与存典型的闭路监控系统主要由前端采集部分、视频传输部分、控制与存储部分以及显示部分四大块组成。储

7、部分以及显示部分四大块组成。l前端采集部分前端采集部分 前端采集部分就是指摄像头部分，是整个监控系统的前端采集部分就是指摄像头部分，是整个监控系统的“眼睛眼睛”。当被。当被监视场所面积较大时，在摄像机上加装镜头，使摄像机所能观察的距监视场所面积较大时，在摄像机上加装镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更广。还可把摄像机安装在电动云台上，可使摄像机进行水离更远、更广。还可把摄像机安装在电动云台上，可使摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度更大。在一些恶劣平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度更大。在一些恶劣的环境下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，可以给摄像机安的环境下

8、，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，可以给摄像机安装专门的护罩，如果需要摄像机在夜间也能工作，可以使用带红外功装专门的护罩，如果需要摄像机在夜间也能工作，可以使用带红外功能的摄像机能的摄像机Page 11前端设备图例半球型吸顶式摄像机枪式摄像机Page 12前端设备图例红外一体摄像机智能高速球Page 13l视频传输部分视频传输部分 视频传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的视频传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像、声音信号。同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄是传输图像、声音信号。同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台等进行

9、控制，因而在传输系统中还包含有控制信号像机、镜头、云台等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输。的传输。 在传输方式上，近距离一般采用视频线传输，不超过一两公里的距离在传输方式上，近距离一般采用视频线传输，不超过一两公里的距离一般采用同轴电缆传输，更远的距离则可采用光纤传输。对于远距离一般采用同轴电缆传输，更远的距离则可采用光纤传输。对于远距离传输，还需配备视频信号放大、图像信号的较正与补偿设备。传输，还需配备视频信号放大、图像信号的较正与补偿设备。Page 14l有些视频传输必须要经过视频模拟信号到数字信号的转变，便于长远有些视频传输必须要经过视频模拟信号到数字信号的转变，便于长远

10、距离的传输，这类设备有视频服务器、光端机等设备。距离的传输，这类设备有视频服务器、光端机等设备。 网络视频服务器是一种对音视频数据进行编码处理并完成网络传输的网络视频服务器是一种对音视频数据进行编码处理并完成网络传输的专用设备，采用专用设备，采用MJPEG、MPEG4、H264等多种编码技术对视频数据等多种编码技术对视频数据进行编码从而实现远程监控的功能。进行编码从而实现远程监控的功能。 光端机负责光电转换以及光发射和光接收，将模拟信号转换成数字信光端机负责光电转换以及光发射和光接收，将模拟信号转换成数字信号，然后数字信号转换成光信号，进而通过光纤传输，到了末端，将号，然后数字信号转换成光信号

11、，进而通过光纤传输，到了末端，将光信号转换成数字信号，然后将数字信号转换成模拟信号。光信号转换成数字信号，然后将数字信号转换成模拟信号。Page 15视频监控传输、处理设备图例1路视频服务器光端机Page 16l控制与存储部分控制与存储部分 控制与存储部分负责对摄像机及其辅助部件（如镜头、云台）的控制，控制与存储部分负责对摄像机及其辅助部件（如镜头、云台）的控制，并对图像、声音信号的进行记录。一般都是通过硬盘录像机和相应的并对图像、声音信号的进行记录。一般都是通过硬盘录像机和相应的监控软件来实现控制和记录功能的。目前的硬盘录像机和配套软件功监控软件来实现控制和记录功能的。目前的硬盘录像机和配套

12、软件功能十分强大，不但可以记录图像和声音，而且还包含了画面分割切换、能十分强大，不但可以记录图像和声音，而且还包含了画面分割切换、云台镜头控制等功能。云台镜头控制等功能。 本地监控往往通过视频采集卡来进行信号的转变，将视频信号采集到本地监控往往通过视频采集卡来进行信号的转变，将视频信号采集到电脑中，转换成电脑可辨别的数字数据，存储在电脑中，成为可编辑电脑中，转换成电脑可辨别的数字数据，存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。处理的视频数据文件。Page 17视频监控控制与存贮部分图例硬盘录像机云台控制器Page 18视频采集卡Page 19l显示部分显示部分 显示部分一般由几台或多台监视器

13、组成，目前液晶监视器正逐步取代显示部分一般由几台或多台监视器组成，目前液晶监视器正逐步取代传统的传统的CRT监视器。如果摄像机数量很多，并要求多台监视器对画面监视器。如果摄像机数量很多，并要求多台监视器对画面进行复杂的切换显示，则须配备进行复杂的切换显示，则须配备“矩阵矩阵”来实现。来实现。 有些重要部门，如有些重要部门，如交警部门使用大屏幕的背投电视墙作为显示部分。交警部门使用大屏幕的背投电视墙作为显示部分。Page 20三、视频监控系统技术指标摄像机技术指标摄像机技术指标 闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD（Charge Coupled Device

14、），），选择一个好的摄像机需要考虑到以下因素：选择一个好的摄像机需要考虑到以下因素： 1、CCD像素，是像素，是CCD 的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD 是由面阵感光元素组成，每是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以25万万和和38万像素为划界，万像素为划界，38万像素以上者为高清晰度摄象机。万像素以上者为高清晰度摄象机。 2、水平分辨率，即水平清晰度是指成像后可以分辨的黑

15、白线对的数、水平分辨率，即水平清晰度是指成像后可以分辨的黑白线对的数目，是用电视线（简称线目，是用电视线（简称线TV lines）来表示的，与摄像头电路通道的频）来表示的，与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，频带越宽，图像越清晰，线数值相对约大。主要有带宽度直接相关，频带越宽，图像越清晰，线数值相对约大。主要有330线、线、380线、线、420线、线、460线、线、500线等不同档次。线等不同档次。 Page 213、最小照度，也称为灵敏度。是最小照度，也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯正常成像

16、时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯LUX，数值越，数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。 普通型：普通型：1-3lux 月光型：月光型：0.1lux 星光型：星光型：0.01lux 红外型：红外型：0lux4、其他技术指标：、其他技术指标： 自动增益控制自动增益控制 ：低照度时自动增加摄像机的灵敏度，从而提高图像信：低照度时自动增加摄像机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像号的强度来获得清晰的图像 背光补偿背光补偿 ：如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目：如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，背光补偿

17、能改善前景目标显示状况。标，背光补偿能改善前景目标显示状况。 Page 22监控分辨率格式指标监控分辨率格式指标 目前监控行业中主要使用目前监控行业中主要使用Qcif（176144）、）、CIF（352288）、）、HALF D1（704288）、）、D1（704576）等几种分辨率，目前）等几种分辨率，目前CIF 录像分辨录像分辨率是主流分辨率，但随着图片处理技术和硬盘存贮容量的发展，率是主流分辨率，但随着图片处理技术和硬盘存贮容量的发展，D1格格式会变成视频监控的主流。式会变成视频监控的主流。 CIF格式：格式：CIF 是常用的标准化图像格式，。在是常用的标准化图像格式，。在H.323 协

18、议簇中，规定协议簇中，规定了视频采集设备的标准采集分辨率。了视频采集设备的标准采集分辨率。CIF = 352 288像素，是早期的家用录像系统的电视图像的空间分辨率。使用非隔像素，是早期的家用录像系统的电视图像的空间分辨率。使用非隔行扫描，水平分辨率为行扫描，水平分辨率为288线。线。Page 23 D1格式：，格式：，D1是数字电视系统显示格式的标准，总共有是数字电视系统显示格式的标准，总共有5种规格：种规格：D1：480i格式（格式（525i）：）：720480（水平（水平480线，隔行扫描），线，隔行扫描）， 相当于相当于我们所说的我们所说的4CIF（720576）相当于）相当于NTSC

19、模拟电视清晰度模拟电视清晰度D2：480P格式（格式（525p）：）：720480（水平（水平480线，逐行扫描）和逐行扫线，逐行扫描）和逐行扫描描DVD规格相同规格相同D3：1080i格式（格式（1125i）：）：19201080（水平（水平1080线，隔行扫描）线，隔行扫描）1080i标准是高清晰电视的基本标准标准是高清晰电视的基本标准D4：720p格式（格式（750p）：）：1280720（水平（水平720线，逐行扫描），虽然分线，逐行扫描），虽然分辨率较辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，视觉效果比要低，但是因为逐行扫描，视觉效果比D3更加清晰更加清晰D5：1080p格式（格式（1125

20、p）：）：19201080（水平（水平1080线，逐行扫描），目线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，（纯数字信号前民用高清视频的最高标准，（纯数字信号HDMI技术）技术）Page 24视频监控存储容量计算：视频监控存储容量计算：目前国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率：目前国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率：CIF 和和D1。 如果采用如果采用CIF分辨率，通常每分辨率，通常每1路的硬盘容量为路的硬盘容量为180MB250MB/小时，通小时，通常情况下取值常情况下取值200MB/小时小时 如果是如果是D1的分辨率，通常每的分辨率，通常每1路的硬盘容量为路的硬盘容量为720MB1000MB

21、/小时，通小时，通常情况下取值常情况下取值500MB/小时（为了减少硬盘容量）小时（为了减少硬盘容量）计算举例：计算举例：16路路CIF格式格式24小时不间断录像小时不间断录像30天所需硬盘容量？天所需硬盘容量？ 16路路200M24小时小时30天天1024M = 2250G 早期监控系统就需要早期监控系统就需要8块块300G硬盘方能满足录像硬盘方能满足录像30天需求天需求Page 25网络传输流量计算：网络传输流量计算：数据流量数据流量:D1=4CIF=4QCIF，基于，基于Flash 技术流量技术流量:QCIF一般流量为一般流量为6-8KBps左右左右,根据需要可调整根据需要可调整,一般应

22、用于手机一般应用于手机CIF一般流量为一般流量为10-40KBps左右左右,根据需要可调整根据需要可调整,应用于网络视频应用于网络视频D1一般流量为一般流量为80-120KBps左右左右,根据需要可调整根据需要可调整,应用于监控应用于监控按按CIF格式每格式每1路路视频监控的流量：路路视频监控的流量：每分钟流量每分钟流量30KBps*60/1024=1.7578125MB每小时流量每小时流量1.7578125MB*60=105.46875MB每天流量每天流量105.46875MB*24/1024=2.471923828125GB Page 26视频监控系统防雷：视频监控系统防雷： 雷电对电气设

23、备的影响，主要由以下三个方面造成：直击雷、传导雷、雷电对电气设备的影响，主要由以下三个方面造成：直击雷、传导雷、感应雷。直击雷是直接命中设备或者建筑物，传导雷在更大的范围内感应雷。直击雷是直接命中设备或者建筑物，传导雷在更大的范围内（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。感应雷在周围传输线路侵入设备。感应雷在周围1000公尺左右范围内发生雷击时，公尺左右范围内发生雷击时，所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。 因此，监控系统防雷需要采用外部防雷和内部防雷两部分：因

24、此，监控系统防雷需要采用外部防雷和内部防雷两部分： 外部防雷包括避雷针、引下线、接地体等等，其主要的功能是为了确外部防雷包括避雷针、引下线、接地体等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电泄放入大保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电泄放入大地。地。Page 27 内部防雷要根据监控系统各个部分分别内部防雷要根据监控系统各个部分分别考虑：考虑： 1、前端设备的防雷：为防止雷电波沿线、前端设备的防雷：为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线上加装合适的避雷器，如电源线（AC220V,AC24V或或DC12V）、视频线、信）、视频线、信号线和云台控制线，可使用三合一防雷器。号线和云台控制线，可使用三合一防雷器。Page 282、传输线路的防雷：视频信号的传输一、传输线路的防雷：视频信号的传输一般由：视频线、光钎、双绞线等传输方式，般由：视频线、光钎、双绞线等传输方式，需要在控制信号线的起始端和结束端加装需要在控制信号线的起始端和结束端加装信号防雷器，视频线起始端和结束端加装信号防雷器，视频线起始端