视频监控基础知识

1、1会计学视频监控基础知识视频监控基础知识牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享u2002年起，本地监控为主，以DVR为核心设备，图像数字化，管理和控制能力弱模拟监控u2008年起，前端数字化，传输网络化，流媒体管理，异构平台对接u未来，全IP，标准化系统，接入多样化，图像数字化，720P成为主流，物联网技术融合,大集成平台下多业务融合u90年代，完全本地化监控；以VCR为核心设备；模拟交换、存储；模拟图像数模监控网络监控平台高清智能综合监控平台视频监控系统发展趋势牛牛文库文档分享采集采集传输传输管理、控制管理、控制电缆电缆控制键盘控制键盘存储存储显示显示 视频矩阵视频矩阵DVR硬盘录像机硬盘录像机云

2、台摄像机云台摄像机固定摄像机固定摄像机显示器显示器 光端机光端机 光端机光端机模拟视频模拟视频模拟控制模拟控制(RS485)光纤光纤图例：图例：这是一个传统监控方案的基本组网，包含视频源、传输、切换和控制、视频显示、视音频存储这五部分功能模块， 采用了模拟的采集、传输和显示系统，其中监控存储部分已经数字化了，多采用DVR（数字硬盘录像机）。牛牛文库文档分享6VCR/DVR光纤视频源视频源传传 输输切换和控制切换和控制电缆控 制 键 盘视频音频存储视频音频存储视频显示视频显示 矩阵前端：每增加一个新的节点，需同时增加线路、光端机、视频分配器、矩阵端口、DVR存储等系统扩容升级困难。系统管理：存在

3、模拟和数字两套架构，规模联网面临标准不一至，异构系统架构复杂，很难实现有效管理。线路：大量线路、转接头，各种模拟、数字设施和集成软件工程实施复杂，后期维护困难。存储：海量存储需要大量DVR，存储空间无法统一管理，检索效率低管理复杂，存储数据缺少保护可靠性低。系统维护：缺乏全系统自动定位手段故障需要依靠人工排查维护复杂。系统融合：标准化差，采用大量私有技术，很难与行业应用集成，业务升级复杂面对规模的扩展和新应用的增加，系统无论在设计、应用、管理、维护等各方面，都越来越复杂，出现了无法逾越的瓶颈牛牛文库文档分享看控本地存全局看 全局控全局存联动分析看控联动全局管模拟监控数模结合联网监控全局应用用

4、一部分“看”和“控”需要从局域走向城域、广域，这是基础的联网需求； 对监控信息的存储和管理需要从物理分散走向系统化，这是联网需求的根本原因； 联网是业务驱动的，代表了监控系统的发展方向。牛牛文库文档分享IP SAN/NVR数字存储代替VCR/DVR存储视频编码数字采集（编码器/ IP CAM）代替模拟采集以标准信令（SIP）代替厂商私有控制协议，并独立为管理平台IP网络代替“光纤光端机/电缆矩阵”以分层、开放、模块化的架构代替模拟、封闭的架构牛牛文库文档分享存储存储编码器编码器解码器解码器管理平台管理平台交换机交换机云台摄像机云台摄像机固定摄像机固定摄像机编码器编码器显示器显示器解码器解码器采

5、集采集传输传输管理、控制管理、控制显示显示客户端客户端交换机交换机模拟视频模拟视频模拟控制模拟控制(RS485)IP网络网络图例：图例：IP-SANIPC牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享v视频监控 利用视频探测手段对目标进行监视、控制和信息记录。v组成一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成。v视频监控系统原理视频监控系统概述控制部分摄像部分传输部分显示与记录牛牛文库文档分享v 视频： 动态图像，是一组图像按时间顺序的连续展示。利用人眼视觉暂留的原理，通过播放一系列的图片，使人眼产生运动的感觉。v 视频的三要素：u空间分辨率（即屏幕上的点数）u颜色分辨率（即每个点的颜色位数）u时间分辨

6、率（即每秒的帧数）牛牛文库文档分享v 帧：一段视频中的每一幅图像称为一帧。根据视觉暂留原理，要使人的视觉产生连续的动态感觉，每秒钟图像的播放帧数要在2430帧频（每秒播放的帧数）。v 扫描方式：传送视频图像时，将每幅图像分解成很多像素，按照一个一个像素、一行一行的方式顺序传送或接收。扫描行数（扫描分辨率）越多，清晰度越高。分隔行扫描和逐行扫描。帧帧逐行扫描奇数场偶数场隔行扫描（PAL）牛牛文库文档分享pal: 25帧/秒 ntsc:30帧/秒TV制式NTSC PALSECAM帧频(Hz)302525行/帧525625625亮度带宽(MHz)4.26.06.0彩色幅载波(MHz)3.584.43

7、4.25声音载波(MHz)4.56.56.5电视制式牛牛文库文档分享D14CIF112CIF1 1/2DCIF3/4 2/3CIF1/2 1/2QCIF1/4 1/4PAL720576704576704288528384352288176144NTSC720480704480704240528320352240176120CIF（commonintermediateformat）通用中间格式牛牛文库文档分享4CIF576(PAL)480(NTSC)CIFQCIF2CIFDCIF528384(PAL)牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享n 码流（BitStream）u将图像压缩后形成的数据u码率（B

8、itRate）bps/Bps对码流进行量化u码率类型：定码率（CBR）、变码率（VBR）u码流类型：视频流、音频流、复合流n 通过码率计算录像文件大小每小时录像文件大小（单位：M字节/小时）码率（Kbps）3600秒81024牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享专业监控摄像机牛牛文库文档分享n 摄像机：将光信号转变为电信号的装置n 镜头：包括定焦镜头或二可变镜头，三可镜头（调焦、调聚、调光圈）n 云台：承载摄像机上下左右移动，分为轻载云台、重载云台n 防护罩。云台镜头摄像机摄像机基本构成牛牛文库文档分享D/A转换器l增益l背光补偿l降噪。A/D转换器CCD信号处理图像传感器模拟视频输出模拟摄像机摄

9、像机原理牛牛文库文档分享枪型摄像机半球摄像机球形摄像机红外摄像机牛牛文库文档分享类别类别特点特点枪机价格便宜，但不具备变焦和旋转功能，只能完成一个角度固定距离的监视、隐蔽性较差；半球型摄像机具有一定的隐蔽性，同时外形小巧、美观，可以吊装在天花板上，弥补了枪机的某些不足； 一体化摄像机内置镜头、可以自动聚焦，对镜头控制方便，安装和调试简单； 红外日夜两用摄像机将摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元综合成为一体的摄像设备，具有夜视距离远、隐蔽性强、性能稳定等优点； 高速球摄像机集一体机化摄像机和云台于一身的设备，另外具有快速跟踪、360水平旋转、无监视盲区和隐私区域遮蔽等特点和功能； 网络摄像机又

10、称IP camera。它可以将图像采集后进行数字处理并加以压缩，通过IP网络将压缩的视频信号送入到服务器侧或客户端侧；在服务器端或客户端侧，通过软件就可以实时查看远端的图像。牛牛文库文档分享类别类别适用性适用性备注备注半球摄像机适用于有吊顶的室内场所，如机房，办公区域，走廊等无需另外配支架，美观，安装简单固定枪式摄像机适用于普通固定监视场景，如走廊、电梯厅、楼梯口、各类入口、银行柜台、地下停车场等。需要配合支架安装快球一体化摄像机适用于室内、室外大范围监控并需要快速相应的场景，如各类建筑大堂、室内外停车场、小区、工厂、平安城市。 集成了摄像机、变焦镜头、云台、解码器、防护罩于一体，只需配合支架

11、完成安装PTZ枪式摄像机适用于大范围的室外监视应用，如铁路、机场、公路、码头等通常是变焦镜头、摄像机、防护罩、云台组装在一起，具有高性能。摄像机适用性牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享DSP芯片/ASIC芯片A/D芯片视频编码压缩A/D芯片DSP芯片/ASIC芯片实时存储实时浏览录像回放CPU硬盘网络PCIBUSMPEG-4/H.264硬压缩软压缩视频采集模数转换视频编码实时浏览硬盘写入 录像回放牛牛文库文档分享继电器输出干接点输入摄像机显示器报警探测器视频输入报警输入VGA/DVICOMPTZ控制口报警输出音频输出网络接口USB风扇电源及开关BNC监示器RS232牛牛文库文档分享手动启停录像动

12、态触发录像报警事件录像时间表录像外部干接点报警方式外部API报警方式VWD报警方式手动创建标签报警虚拟矩阵视频浏览视频回放牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享模拟摄像机DVSIPC真正实现数字化：IPC本地存储PoE摄像机镜头网卡软件操作系统IPC集视频采集、编码压缩、网络传输等多种功能于一体。视频分析、本地存储等功能将会是IPC的基本配置，不是奢侈品。IPC的未来是高清、智能、标准化。原理：CCDA/DDSP1NET光光图像码流图像码流DSP2CCD网络摄像机工作流程示意图网络摄像机工作流程示意图牛牛文库文档分享 光电转换后仅需一次A/D转换，降低图像质量损失 嵌入式架构，编码压缩信号处理 采用

13、逐行扫描方式，相比模拟摄像机对快速移动物体呈现高质量的图像扫描方式 分辨率不受限制，可实现百万像素甚至更高图像分辨率双向语音内部集成音频功能，语音视频同步牛牛文库文档分享IP摄像机摄像机模拟摄像机模拟摄像机核心技术感光器件、编码算法、压缩芯片、视频分析算法光学镜头及成像器件图像质量实现数百万像素最多接近于40万像素感光性目前照度不能做太低可达到星光级存储介质硬盘为主要存储设备VCR/DVR接线方式网络线电源、视频、控制线成本因素综合成本不高单机成本不高应用场合具有网络接入的各种场合多种类型适应不同场合单机性能部分技术有待加强技术成熟，产品种类丰富应用情况上升趋势增速减缓牛牛文库文档分享枪型摄像

14、机半球摄像机球形摄像机红外摄像机牛牛文库文档分享720P（1280*720） D1（704*576）1080P（1920*1080）标清：是物理分辨率在720P（1280*720）以下的一种视频格式（D1/CIF/DCIF）。常见的是，分辨率在400线及以下的VCD、DVD、电视节目等“标清”视频格式。高清：物理分辨率达到720P（1280*720）以上称为高清（HighDefinition，简称HD）。720P是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描，高清入门级标准。相当于2.5个D1分辨率。全高清：物理分辨率达1920*1080，简称FullHD，分为1080P和1080I。其图像质量可达到

15、或接近35MM宽荧幕电影的水平。1080P的图像分辨率相当于6个D1分辨率。牛牛文库文档分享n 线数优势n 信息量更多n 单位面积监控点密度的下降n 大大提高智能分析算法的精度普通摄象机普通摄象机百万像素百万像素IP摄像机摄像机牛牛文库文档分享D1HDn更清晰的图像细节n更大的覆盖范围牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享存储存储编码器编码器解码器解码器管理平台管理平台交换机交换机云台摄像机云台摄像机固定摄像机

16、固定摄像机编码器编码器显示器显示器解码器解码器采集采集传输传输管理、控制管理、控制显示显示客户端客户端交换机交换机模拟视频模拟视频模拟控制模拟控制(RS485)IP网络网络图例：图例：IP-SANIPC牛牛文库文档分享n 码流（BitStream）u将图像压缩后形成的数据u码率（BitRate）bps/Bps对码流进行量化u码率类型：定码率（CBR）、变码率（VBR）u码流类型：视频流、音频流、复合流n 通过码率计算录像文件大小每小时录像文件大小（单位：M字节/小时）码率（Kbps）3600秒81024牛牛文库文档分享n 摄像机：将光信号转变为电信号的装置n 镜头：包括定焦镜头或二可变镜头，三可镜头（调焦、调聚、调光圈）n 云台：承载摄像机上下左右移动，分为轻载云台、重载云台n 防护罩。云台镜头摄像机摄像机基本构成牛牛文库文档分享继电器输出干接点输入摄像机显示器报警探测器视频输入报警输入VGA/DVICOMPTZ控制口报警输出音频输出网