第九章 图像通信系统

1、第九章第九章 图像通信系统图像通信系统 定义：定义： 图像通信图像通信(image communication)(image communication)，又称为可视，又称为可视通信，是指传送和接收图像信息或视觉信息的一种通信，是指传送和接收图像信息或视觉信息的一种通信方式。通信方式。 图像通信发展最终目标为多媒体通信，并且为图像通信发展最终目标为多媒体通信，并且为建立在国际互联网上的多媒体通信。建立在国际互联网上的多媒体通信。 分类分类：信息信息交流交流应用应用内容内容性质性质图像图像通信通信分类分类静止图静止图像通信像通信活动图活动图像通信像通信如传真、电子邮件、如传真、电子邮件、可视图文

2、可视图文、图文电、图文电视视等等如闭路电视、卫如闭路电视、卫星电视、电视电星电视、电视电话、电视会议、话、电视会议、数字电视等数字电视等活动图像通信活动图像通信在屏幕上实时在屏幕上实时传输活动图像传输活动图像交互式交互式 应用应用广播式广播式 应用应用如多点可视电话、如多点可视电话、会议电视、远程医会议电视、远程医疗、教学等疗、教学等如销售演示、知识如销售演示、知识获取获取(图书馆等图书馆等) 、电子新闻等电子新闻等9.1 9.1 静止图像通信方式静止图像通信方式 一、一、传真传真（FAX） ：静止图像传输的通信业务包括传真、电子邮件、图静止图像传输的通信业务包括传真、电子邮件、图文电视、可视

3、图文等文电视、可视图文等 。对静止图像通信主要要求：清晰度高，传输一帧的对静止图像通信主要要求：清晰度高，传输一帧的时间尽可能短，抗干扰能力强，硬件实现容易等。时间尽可能短，抗干扰能力强，硬件实现容易等。传送静止的文字和图像，且能保留真迹的硬拷贝；传送静止的文字和图像，且能保留真迹的硬拷贝；价格低廉，操作方便。价格低廉，操作方便。 传真的主要特点传真的主要特点 发方把需要发送的图像（或文字）横竖分解成发方把需要发送的图像（或文字）横竖分解成若干个小格子（分解成细些就是小点子），按顺序若干个小格子（分解成细些就是小点子），按顺序通过光电变换成电信号调制后在信道上传输，在接通过光电变换成电信号调制

4、后在信道上传输，在接收端一行一行地、一点一点地记录下来，通过记录收端一行一行地、一点一点地记录下来，通过记录变换还原成图像。就可合成与原稿一模一样的图像变换还原成图像。就可合成与原稿一模一样的图像（或文字）。记录变换就是把解调后传真电信号记（或文字）。记录变换就是把解调后传真电信号记录在纸上，需要进行能量形式的变换。录在纸上，需要进行能量形式的变换。一般传真通信可以认为是图像通信的开端。一般传真通信可以认为是图像通信的开端。 传真的原理传真的原理发发 方方 收收 方方 传真传真基本基本原理原理示意示意图图 传真机的分类传真机的分类按某些特殊用途可分为报纸传真机、气象传真机、按某些特殊用途可分为

5、报纸传真机、气象传真机、信函传真机等等。按传送黑白或各种色调来分，可信函传真机等等。按传送黑白或各种色调来分，可分为文件传真机、相片传真机和彩色传真机。分为文件传真机、相片传真机和彩色传真机。 二、图文电视（二、图文电视（Teletext） ： 定义定义图文电视原译为图文电视原译为“电视文字广播电视文字广播”，是一种附属于是一种附属于电视的广播业务。电视的广播业务。是利用现有的电视播出、传输和是利用现有的电视播出、传输和接收系统，把由文字和图像构成的静止画面以数字接收系统，把由文字和图像构成的静止画面以数字数据信号形式在电视图像信号的场消隐期内的指定数据信号形式在电视图像信号的场消隐期内的指定

6、行中输出，在接收端用解码器变换成图像信号显示行中输出，在接收端用解码器变换成图像信号显示在电视机上。在电视机上。 注意，注意，“图文电视图文电视”与与“平时人们收看电视节目时平时人们收看电视节目时，电视屏幕上出现一些文字，电视屏幕上出现一些文字”是不同的两回事。是不同的两回事。 图文电视系统组成图文电视系统组成图文电视播出机图文电视播出机将图文数据信号插入广播电视信号将图文数据信号插入广播电视信号的场逆程中，让这些数据随正常的电视节目一起播的场逆程中，让这些数据随正常的电视节目一起播出。接收端将接收信号直接送具有出。接收端将接收信号直接送具有图文电视图文电视信号解信号解码功能的计算机或电视机或

7、图文电视接收机，则可码功能的计算机或电视机或图文电视接收机，则可获得图文电视数据。获得图文电视数据。图文电视信号的发送系统图文电视信号的发送系统 在原有电视设备基础上附加文字图形节目制作装在原有电视设备基础上附加文字图形节目制作装置、播出装置及文字信号叠加器等设备。由汉字和置、播出装置及文字信号叠加器等设备。由汉字和图形输入盘把信息输入节目制作装置，待播出的文图形输入盘把信息输入节目制作装置，待播出的文字图形信息在播出装置中经一系列设备处理后输出字图形信息在播出装置中经一系列设备处理后输出到文字信号叠加器中，叠加在场消隐行中的规定行到文字信号叠加器中，叠加在场消隐行中的规定行上，与电视信号一起

8、发送到发射机发射出去。上，与电视信号一起发送到发射机发射出去。 图文电视信号的接收图文电视信号的接收 接收信号源可来自接收信号源可来自于卫星接收系统、于卫星接收系统、当地有线电视或开当地有线电视或开路广播电视。路广播电视。模式一：模式一：接收信号经接收信号经图文电视接收卡获取图文电视接收卡获取图文数据信号后，交图文数据信号后，交PC机供用户浏览与存贮，也可将图文数据信号传至机供用户浏览与存贮，也可将图文数据信号传至小型局域网，存贮于服务器中，供终端用户浏览。小型局域网，存贮于服务器中，供终端用户浏览。模式二：模式二：接收信号由接收信号由专门的图文电视附加专门的图文电视附加器接收处理后，传至器接

9、收处理后，传至普通的彩电显示，或普通的彩电显示，或将接收信号直接传至将接收信号直接传至专用图文接收机显示。专用图文接收机显示。接收模式二与接收模式一相比接收模式二与接收模式一相比的缺点：的缺点： 一是彩电和图文接收机均无交互功能，只能是被一是彩电和图文接收机均无交互功能，只能是被动地接收显示，超链接浏览等功能将无法实现；动地接收显示，超链接浏览等功能将无法实现； 二是普通彩电的分辩率较低，图文清晰度远不如二是普通彩电的分辩率较低，图文清晰度远不如PC机。机。 图文电视的应用图文电视的应用目前全国有目前全国有30多家电视台，例如中央电视台第多家电视台，例如中央电视台第1、2、4套节目，中国教育电

10、视台第套节目，中国教育电视台第1、2套节目，以及四套节目，以及四川、浙江、山东、河南等省市电视台都先后播出图川、浙江、山东、河南等省市电视台都先后播出图文电视信息。播出内容涉及新闻、金融、经贸、实文电视信息。播出内容涉及新闻、金融、经贸、实时股市、电子报纸、远程教育、科技知识、出版读时股市、电子报纸、远程教育、科技知识、出版读物等。其中实时股市的应用面最广。物等。其中实时股市的应用面最广。三、可视图文（三、可视图文（Videotex） ：可视图文是近年来发展起来的一种新的电信增值业务。可视图文是近年来发展起来的一种新的电信增值业务。 定义定义 可视图文是一个公用的、开放的交互型信息服可视图文是

11、一个公用的、开放的交互型信息服务系统。是利用已存在的两个公用电信网务系统。是利用已存在的两个公用电信网公用公用电话交换网和公用分组交换数据网开展业务，利用电话交换网和公用分组交换数据网开展业务，利用公用分组交换数据网将分布在各地的数据库联接起公用分组交换数据网将分布在各地的数据库联接起来，通过接在公用电话交换网上的可视图文用户终来，通过接在公用电话交换网上的可视图文用户终端将数据库信息提供给用户，为广大用户提供内容端将数据库信息提供给用户，为广大用户提供内容广泛的信息服务，实现全社会的信息资源共享。广泛的信息服务，实现全社会的信息资源共享。 可视图文与图文电视的比较：可视图文与图文电视的比较：

12、 可视图文系统由终端（如电视接收机）、电话网可视图文系统由终端（如电视接收机）、电话网和远端数据库构成。其使用方式是：用户通过电话网和远端数据库构成。其使用方式是：用户通过电话网对远端数据库进行检索，检索结果则在终端显示；用对远端数据库进行检索，检索结果则在终端显示；用户通过与远端数据库的交互对话，使检索层层深入，户通过与远端数据库的交互对话，使检索层层深入，直至达到检索的最终目的。直至达到检索的最终目的。 图文电视系统是图文电视系统是只需把信息库中的信息（如天气只需把信息库中的信息（如天气预报、金融信息等）插入到电视信号的各个场消隐位预报、金融信息等）插入到电视信号的各个场消隐位置上发射出去

13、，在接收机中利用附加解码器把各个场置上发射出去，在接收机中利用附加解码器把各个场消隐位置上信息取出，并显示在电视屏特定位置上。消隐位置上信息取出，并显示在电视屏特定位置上。 可视图文是交互式的和双向的，可视图文的用户可视图文是交互式的和双向的，可视图文的用户可以选择接收内容。在可视图文中用户所选择的信息可以选择接收内容。在可视图文中用户所选择的信息内容是通过用户终端的键盘随意选取的，无需等待。内容是通过用户终端的键盘随意选取的，无需等待。 图文电视是广播式的和单向的。图文电视系统播图文电视是广播式的和单向的。图文电视系统播出什么，用户只能收看什么，不能选择其内容。出什么，用户只能收看什么，不能

14、选择其内容。 可视图文业务：可视图文业务： 检索型业务：如检索新闻、气象、金融、交通、检索型业务：如检索新闻、气象、金融、交通、法律、文化、艺术、体育等信息。法律、文化、艺术、体育等信息。 交易型业务：如：证券交易型业务：如：证券/期货交易；订票、购物、期货交易；订票、购物、预定客房等等。预定客房等等。 计算机处理型业务：如各种科学和工程计算等。计算机处理型业务：如各种科学和工程计算等。 信息检索者信息检索者 ：检索可视图文信息库，应具备：购买：检索可视图文信息库，应具备：购买或租一台可视图文专用终端；或购买一块可视图文卡或租一台可视图文专用终端；或购买一块可视图文卡，插入自己的，插入自己的P

15、C机组成一个通用可视图文终端机组成一个通用可视图文终端 ；一；一条电话线；办理使用可视图文登记手续。条电话线；办理使用可视图文登记手续。 使用可视图文用户的分类使用可视图文用户的分类 信息源提供者：信息源用户通过提供信息资源与信息源提供者：信息源用户通过提供信息资源与邮电部门一起经营信息服务。信息源用户把自己的邮电部门一起经营信息服务。信息源用户把自己的数据库接入可视图文系统，需做：按可视图文技术数据库接入可视图文系统，需做：按可视图文技术要求修改数据库，使其符合可视图文标准；通过分要求修改数据库，使其符合可视图文标准；通过分组网把数据库接入可视图文系统。组网把数据库接入可视图文系统。 9.2

16、 9.2 活动图像通信方式活动图像通信方式 活动图象通信方式典型的有：电缆电视、卫星电视、活动图象通信方式典型的有：电缆电视、卫星电视、会议电视、可视电话、数字电视等。会议电视、可视电话、数字电视等。一、会议电视一、会议电视 ： 又称视频会议，是用通信线路把两地或多个地又称视频会议，是用通信线路把两地或多个地点的会议室连接起来，以电视方式召开会议，能实点的会议室连接起来，以电视方式召开会议，能实时传送图像、声音和文件等的一种图像通信方式。时传送图像、声音和文件等的一种图像通信方式。两地之间的会议电视，称为点对点会议电视，多个两地之间的会议电视，称为点对点会议电视，多个地点间的会议电视，称为多点

17、式会议电视地点间的会议电视，称为多点式会议电视。 会议电视的定义会议电视的定义 会议电视的主要特征会议电视的主要特征 q 会议电视是可视化的、实时会议电视是可视化的、实时的、双工的、交互的，是一种以的、双工的、交互的，是一种以视觉为主的通信业务。视觉为主的通信业务。q 会议电视以会议的形式实现会议电视以会议的形式实现了在不同地理位置上人们的交流，包括在网络上的了在不同地理位置上人们的交流，包括在网络上的一点对一点、一点对多点、多点对多点的视频、音一点对一点、一点对多点、多点对多点的视频、音频、文本数据、图文数据等的多媒体的综合处理及频、文本数据、图文数据等的多媒体的综合处理及在同一信息网络中统

18、一实时传输。在同一信息网络中统一实时传输。 会议电视又有人形象称为会议电视又有人形象称为“荧光屏上的讨论会荧光屏上的讨论会”。 20 20世纪世纪6060年代开始，世界发达国家开始研究模拟会议电视系统年代开始，世界发达国家开始研究模拟会议电视系统，并逐渐商用化。，并逐渐商用化。 2020世纪世纪70 70 年代末期，在压缩编码技术推动下，会议电视由模年代末期，在压缩编码技术推动下，会议电视由模拟系统转向数字系统。拟系统转向数字系统。 2020世纪世纪8080年代初期，国外研制出年代初期，国外研制出2Mb/s2Mb/s彩色数字会议电视系统彩色数字会议电视系统，日本和美国形成了非标准的国内会议电视

19、网。，日本和美国形成了非标准的国内会议电视网。 8080年代中期，大规模集成电路技术飞速发展，图像编码技术取年代中期，大规模集成电路技术飞速发展，图像编码技术取得突破，网络通信费用降低，为会议电视走向实用提供了良好的得突破，网络通信费用降低，为会议电视走向实用提供了良好的发展条件。发展条件。 8080年代末期年代末期CCITTCCITT制定了制定了H.320H.320系列标准，统一了编码算法，解系列标准，统一了编码算法，解决了设备间的互通问题。决了设备间的互通问题。 9090年代以来，年代以来，H.320H.320标准取得广泛应用，随着标准取得广泛应用，随着IPIP网的发展，基网的发展，基于于

20、IPIP的的H.323H.323标准的会议电视系统也得以实现。标准的会议电视系统也得以实现。 会议电视的发展会议电视的发展 会议电视的主要类型会议电视的主要类型 分类方法很多，基于不同的出发点可以把会议电分类方法很多，基于不同的出发点可以把会议电视分为不同类型：视分为不同类型： 按会场数量按会场数量点到点会议电视系统：仅两个会场点到点会议电视系统：仅两个会场多点会议电视系统：不少于多点会议电视系统：不少于3个会场，采用星形个会场，采用星形网络拓扑结构，配有会议电视多点控制器网络拓扑结构，配有会议电视多点控制器按传输信道按传输信道 地面会议电视系统地面会议电视系统卫星会议电视系统卫星会议电视系统

21、混合型会议电视系统混合型会议电视系统 按会议电视终端按会议电视终端会议室型会议电视系统：使用标准的会议室型会议电视系统：使用标准的H.320终端终端，通信速率一般在，通信速率一般在384kb/s以上以上桌面型会议电视桌面型会议电视系统：使用系统：使用H.320或或.323终端，终端，可利用现有的计算机网络，具有广泛的应用前景可利用现有的计算机网络，具有广泛的应用前景可视电话型会议电视系统：可视电话型会议电视系统：使用使用H.324H.324终端，通终端，通信速率一般在信速率一般在64kb/s64kb/s以内，在模拟或数字电话线以内，在模拟或数字电话线上传输上传输按有无独立的按有无独立的MCU（

22、多点控制器）（多点控制器） 集中型会议电视系统：必有集中型会议电视系统：必有MCU分散型会议电视系统：没有分散型会议电视系统：没有MCU混合型会议电视系统混合型会议电视系统 按不同的网络特点按不同的网络特点H.320H.320系统：基于系统：基于p p64kb/s64kb/s的数字式传输网络的数字式传输网络，典型的应用环境为，典型的应用环境为N-ISDNN-ISDN网络、网络、DDNDDN网络以及由网络以及由数字专线组成的专网数字专线组成的专网H.310H.310系统、系统、H.321H.321系统：基于系统：基于ATMATM网络环境网络环境H.322H.322系统：基于保证质量的系统：基于保

23、证质量的LANLAN上的系统，除上的系统，除了网络物理接口不一样之外，它与了网络物理接口不一样之外，它与H.320H.320系统使用系统使用相同的协议相同的协议H.323H.323系统：基于系统：基于IPIP分组网络分组网络H.324H.324系统：基于普通电话线，常用于可视电话系统：基于普通电话线，常用于可视电话系统系统q 基于窄带基于窄带ISDN的会议电视系统的会议电视系统(H.320) 基于窄带的基于窄带的ISDN的会议电视系统符合的会议电视系统符合ITU-T的的H.320 建议。是目前使用较多的电视会议系统。其使建议。是目前使用较多的电视会议系统。其使用带宽为用带宽为N64kbps(N

24、取取130)，视频编码采用，视频编码采用H.261建议建议 ，图像格式主要采用，图像格式主要采用CIF格式，语音编码格式，语音编码采用采用ITU-T的的G.711、G.722或者或者G.728 。该类型产品。该类型产品可以利用数字传输网、可以利用数字传输网、DDN、ISDN等网络。等网络。q 基于基于PSTN的会议电视系统的会议电视系统(H.324) 基于基于PSTN的会议电视系统符合的会议电视系统符合ITU-T的的H.324建建议，提供了在议，提供了在64k带宽下的可视电话的规范，其视频带宽下的可视电话的规范，其视频编解码采用编解码采用H.263建议建议(或或H.263建议建议)，音频压缩则

25、，音频压缩则采用采用ITU-T的的G.723.1建议，其码率为建议，其码率为5.3kbps或或6.4kbps。该类型产品。该类型产品利用普通的公众电话网。q 基于基于IP网络的会议电视系统网络的会议电视系统(H.323 v2) 基于基于IP网络的会议电视系统符合网络的会议电视系统符合ITU-T的的H.323 v2建议，采用建议，采用LAN或或Internet作为通信网络。基于作为通信网络。基于H.323 v2系统采用计算机作为其承载，可和其它媒系统采用计算机作为其承载，可和其它媒体在计算机中进行混合，正成为会议电视的主流。体在计算机中进行混合，正成为会议电视的主流。q 基于基于ATM网络的会议

26、电视系统网络的会议电视系统(H.321) 基于基于ATM网络的会议电视系统符合网络的会议电视系统符合ITU-T的的H.321建议，采用建议，采用ATM网络作为通信网络。网络作为通信网络。可以传送可以传送任意速率的宽带信号，可传输话音、数据、图像和任意速率的宽带信号，可传输话音、数据、图像和视频业务。使用该技术的最大特点是有视频业务。使用该技术的最大特点是有QoS保证，保证， 在在H.323 v2建议中，采用的图像编解码格式有建议中，采用的图像编解码格式有H.261、H.263、H263。其中。其中H.263和和H.263更适更适合合IP网络应用网络应用。音频编码格式必须兼容。音频编码格式必须兼

27、容G.711语音编语音编码，另外也可以选择使用码，另外也可以选择使用G.722、G.723.1，G.728，G.729或或MPEG-1的语音编码标准。的语音编码标准。 会议电视系统的组成会议电视系统的组成 会议电视的终端设备会议电视的终端设备 会议电视的服务器会议电视的服务器多点控制器多点控制器MCU 会议电视的传输信道会议电视的传输信道是将视频、音频、数据和是将视频、音频、数据和信令等各种数字信号组合信令等各种数字信号组合为为641920 kbit/s数字码流数字码流，变为与用户，变为与用户/网路接口相网路接口相兼容的信号格式兼容的信号格式q 视频输入输出设备视频输入输出设备q 音频输入输出

28、设备音频输入输出设备 会议电视的视频控制切换方式会议电视的视频控制切换方式q 语音控制的视频切换方式语音控制的视频切换方式 通过连续监视与会者的相对话音电平，通过连续监视与会者的相对话音电平，MCUMCU确定确定谁是候补发言者。当某一与会成员的话音电平在规定谁是候补发言者。当某一与会成员的话音电平在规定的用户可选择时间内变得连续高于当前发言者时，的用户可选择时间内变得连续高于当前发言者时，MCUMCU自动把高频源切换到该候选人，于是该候选人变自动把高频源切换到该候选人，于是该候选人变成发言者。这时成发言者。这时新发言者看上一新发言者看上一发言者的形象，发言者的形象，其它各会场的与其它各会场的与

29、会者看新发言者的形象。会者看新发言者的形象。 q 演讲者控制模式演讲者控制模式 在这种模式下，视频的控制切在这种模式下，视频的控制切换由演讲者人工选择。并且演讲者换由演讲者人工选择。并且演讲者看到的是其自己选择的图像，其他看到的是其自己选择的图像，其他各会场看到的是演讲者。各会场看到的是演讲者。 q 主席控制模式主席控制模式 与语音控制方式类似的方法选择发言者，与语音控制方式类似的方法选择发言者，视频视频的控制切换由的控制切换由主席人工选择。一旦某成员被主席选主席人工选择。一旦某成员被主席选中，他就一直保留主要视频源位置直到主席指定别中，他就一直保留主要视频源位置直到主席指定别人。人。并且并且

30、MCUMCU把该主要发言者的视频信号广播送到其把该主要发言者的视频信号广播送到其它各会场，而该主要发言者则看上一主要发言者。它各会场，而该主要发言者则看上一主要发言者。 会议电视系统的应用会议电视系统的应用会议电视应用已涉及政府行会议电视应用已涉及政府行政会议、商业领域、紧急救政会议、商业领域、紧急救援、远程教育、军事部门和援、远程教育、军事部门和办公自动化等诸领域。办公自动化等诸领域。 网络监控应用网络监控应用远程医疗应用远程医疗应用商业领域商业领域二、可视电话二、可视电话 ： 可视电话的定义可视电话的定义 指两个不同地方的个人或群体，通过传输线路指两个不同地方的个人或群体，通过传输线路及多

31、媒体设备，将声音、影像资料互传，达到即时及多媒体设备，将声音、影像资料互传，达到即时且互动的沟通，以完成通话目的的系统设备。且互动的沟通，以完成通话目的的系统设备。 可视电话的分类可视电话的分类按照传输信道来分主要有三种类型：按照传输信道来分主要有三种类型：q 在模拟电话网在模拟电话网PSTNPSTN的可视电话的可视电话q 在在ISDNISDN的可视电话的可视电话q 在在IPIP网上工作的可视电话网上工作的可视电话q 在模拟电话网在模拟电话网PSTNPSTN的可视电话的可视电话一部一部PSTN可视电话终端使用时只可视电话终端使用时只需支付普通电话的费用。缺点是需支付普通电话的费用。缺点是效果还

32、不够理想，帧速率为效果还不够理想，帧速率为1015帧帧/s，传输静态图像还可以，传输静态图像还可以，但传输动态图像时图像边界会模但传输动态图像时图像边界会模糊，同时出现马赛克现象。糊，同时出现马赛克现象。q 在在ISDNISDN网的可视电话网的可视电话ISDNISDN可视电话使用的标准是可视电话使用的标准是ITU-TH.320ITU-TH.320，采用帧同，采用帧同步技术，实时传输，图像显示帧速率可达步技术，实时传输，图像显示帧速率可达15-2515-25帧帧/s/s（CIFCIF格式）或格式）或25253030帧帧/s/s（QCIFQCIF格式），延时小，格式），延时小，利用利用5.65.6

33、英寸彩色显示屏，具有英寸彩色显示屏，具有960960240240的分辨率、的分辨率、采用采用2B1Q技术，在现有模拟技术，在现有模拟线路上进行线路上进行2BD的数据传的数据传输，其中输，其中B信道为信道为64kbit/s速速率的承载信道，率的承载信道，D信道为信道为16kbit/s速率的信令信道。速率的信令信道。q 在在IPIP网的可视电话网的可视电话以以PC机为依托，用户只机为依托，用户只需支付上网费用，应用需支付上网费用，应用IP协议和标准实现实时的音协议和标准实现实时的音频及视频业务，如频及视频业务，如IP语音、语音、可视图文、电子邮件等。可视图文、电子邮件等。优点是通信费用较低，已优点

34、是通信费用较低，已广泛普及。广泛普及。按照显示图像来分主要有两种类型：按照显示图像来分主要有两种类型：q 在模拟通信网上传输静态图像的在模拟通信网上传输静态图像的可视电话可视电话 在荧光屏上显示图像是静止的，图像信号和话在荧光屏上显示图像是静止的，图像信号和话音信号利用现有模拟电话系统交替传送，即传送图音信号利用现有模拟电话系统交替传送，即传送图像时不能通话。可视电话设备像普通电话一样接入像时不能通话。可视电话设备像普通电话一样接入公用电话网使用。公用电话网使用。q 在模拟或数字通信网上传送动态图像的在模拟或数字通信网上传送动态图像的电视电话电视电话 在荧光屏上显示图像是活动的，用户可看到对在

35、荧光屏上显示图像是活动的，用户可看到对方的微笑或说话的形象。其图像信号需先进行数字方的微笑或说话的形象。其图像信号需先进行数字化，再采用频带压缩技术，对数字图像信号进行化，再采用频带压缩技术，对数字图像信号进行“压缩压缩”，使所占频带变窄，然后接入数字网上传输，使所占频带变窄，然后接入数字网上传输。 可视电话的组成可视电话的组成 语音处理部分：电话、语音编码器等语音处理部分：电话、语音编码器等 图像输入部分：光导摄像管图像输入部分：光导摄像管CCD摄像器摄像器 图像输出部分：电视机图像输出部分：电视机监视器监视器液晶屏液晶屏 图像信号处理部分：专用控制器图像信号处理部分：专用控制器 实现可视电

36、话解决关键问题有：实现可视电话解决关键问题有： q 最好使用现成的普通电话线，目前电话线质量已最好使用现成的普通电话线，目前电话线质量已有很大改善，先进传输技术可较快传送数据；有很大改善，先进传输技术可较快传送数据；q 采用压缩和解压缩技术为在普通电话线上传送活采用压缩和解压缩技术为在普通电话线上传送活动图像；动图像；q 价格应被普通百姓接受，现在世界上越来越多公价格应被普通百姓接受，现在世界上越来越多公司开发用于可视电话的专用芯片，用芯片做出的可司开发用于可视电话的专用芯片，用芯片做出的可视电话整机价格已进入普通百姓可接受范围，随可视电话整机价格已进入普通百姓可接受范围，随可视电话普及，价格

37、会进一步下降。视电话普及，价格会进一步下降。q 应有统一的工业标准。有了全世界厂商可共同遵应有统一的工业标准。有了全世界厂商可共同遵守标准，使各厂商生产的可视电话可以互联。守标准，使各厂商生产的可视电话可以互联。 三、远程图像通信系统三、远程图像通信系统远程图像通信系统集成了计算机技术、通信技术、远程图像通信系统集成了计算机技术、通信技术、图像解压缩技术、图像识别技术、图像采集技术、图像解压缩技术、图像识别技术、图像采集技术、数据采集等诸多学科的技术，广泛应用于是由生产数据采集等诸多学科的技术，广泛应用于是由生产、医疗、储运、公路交费系统、森林防火、水源监、医疗、储运、公路交费系统、森林防火、

38、水源监视、城市安防等领域中。视、城市安防等领域中。 远程监控系统远程监控系统 q 概述概述q远程监控系统以计算机为中心，以数字图像处理技术为远程监控系统以计算机为中心，以数字图像处理技术为基础，利用图像数据压缩的国际标准，综合利用图像传感基础，利用图像数据压缩的国际标准，综合利用图像传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术进行监控的器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术进行监控的系统系统q 发展发展q2020世纪世纪9090年代初及以前，主要是以模拟设备为主的模拟年代初及以前，主要是以模拟设备为主的模拟远程监控系统远程监控系统q2020世纪世纪9090年代中后期，特别是最近几年，随着网络

39、带宽年代中后期，特别是最近几年，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的提高，以及图像信息处理、计算机处理能力和存储容量的提高，以及图像信息处理技术的发展，进入了全数字化网络图像监控系统，如网络技术的发展，进入了全数字化网络图像监控系统，如网络视频监控系统，其中有基于视频监控系统，其中有基于MPEG-1MPEG-1、MPEG-2MPEG-2、MPEG-4MPEG-4、H.264H.264等的网络视频服务器。等的网络视频服务器。q 基本组成基本组成远程监控系统主要由远端的图像采集、图像传输、图像切远程监控系统主要由远端的图像采集、图像传输、图像切换、图像再现和系统监控等组成。换、图像再现和系统监

40、控等组成。图像图像采集采集图像图像传输传输图像图像切换切换图像图像再现再现解码解码驱动驱动中心中心控制控制编码编码遥控遥控q特点特点q采用数字体制，便于存储和传输采用数字体制，便于存储和传输q支持网络视频会议，在网络上的超级用户可以着急多媒支持网络视频会议，在网络上的超级用户可以着急多媒体图像远程监控系统的部分或全部工作站终端参加现场电体图像远程监控系统的部分或全部工作站终端参加现场电视会议视会议q通过局域网或广域网，相距遥远的监控中心和分中心的通过局域网或广域网，相距遥远的监控中心和分中心的用户可协同进行监控和管理，拥有授权的用户在多媒体监用户可协同进行监控和管理，拥有授权的用户在多媒体监控

41、系统的任何一个工作站上都可进行集中式的监控和管理控系统的任何一个工作站上都可进行集中式的监控和管理q多媒体图像监控系统的用户只要在人机界面上敲击设备多媒体图像监控系统的用户只要在人机界面上敲击设备图标就可完成相应设备所有控制功能，操作简单、方便、图标就可完成相应设备所有控制功能，操作简单、方便、快捷快捷q能对恢复图像进行放大、增强、滤波与编辑能对恢复图像进行放大、增强、滤波与编辑 多媒体图像远程监控系统多媒体图像远程监控系统 用户终端监控画面用户终端监控画面q监狱劳教行业监狱劳教行业监控系统举例监控系统举例q实现方案实现方案q监控中心配置的数字硬盘录像监控主机、视频管理服务器都接监控中心配置的

42、数字硬盘录像监控主机、视频管理服务器都接到视频监控专门的交换机上。公安网和监控中心的视频交换机到视频监控专门的交换机上。公安网和监控中心的视频交换机通过视频管理服务器进行隔离处理。采用网络流媒体转发软件通过视频管理服务器进行隔离处理。采用网络流媒体转发软件来实现跨网监控。监控中心通过监控主机将视音频数据包解压来实现跨网监控。监控中心通过监控主机将视音频数据包解压缩出来实现实时监控。缩出来实现实时监控。q工作人员可通过键盘鼠标，对云台的上、下、左、右的动作进工作人员可通过键盘鼠标，对云台的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍、预置的操作等。行控制及对镜头进行调焦变倍、预置的操作等。q

43、数字硬盘录像机监控主机具有多路视频实时监控、实时报警管数字硬盘录像机监控主机具有多路视频实时监控、实时报警管理，可以通过视频监控主机及时了解监狱里面的实时情况。另理，可以通过视频监控主机及时了解监狱里面的实时情况。另外数字硬盘录像机监控主机具有数字矩阵功能，可以将监控主外数字硬盘录像机监控主机具有数字矩阵功能，可以将监控主机上监控的摄像机以多画面方式输出到电视墙上，可以对多画机上监控的摄像机以多画面方式输出到电视墙上，可以对多画面的图像进行设置和顺序。面的图像进行设置和顺序。q配置字符叠加功能，可将字符及时钟、图标、图像等信息叠加配置字符叠加功能，可将字符及时钟、图标、图像等信息叠加到视频图像

44、，用来指明摄像机号、监视器号，地点名称。到视频图像，用来指明摄像机号、监视器号，地点名称。q系统常用的主要设备系统常用的主要设备视频监控主机视频监控主机视频解码监控主机视频解码监控主机数字硬盘录像监控主机数字硬盘录像监控主机网络视频服务器网络视频服务器摄像机摄像机云台机、云台防护罩云台机、云台防护罩针孔镜头针孔镜头q彩色监视器彩色监视器q画面分割器画面分割器q传输器传输器q矩阵控制系统和主控键盘矩阵控制系统和主控键盘q解码器解码器q现场报警灯光控制单元现场报警灯光控制单元q红外对射器红外对射器q无线网图像监控系统结构无线网图像监控系统结构 在不方便铺设在不方便铺设IPIP网络和局域网络和局域网

45、络、铺设网络不方便或造网络、铺设网络不方便或造价昂贵的地方，可以通过无价昂贵的地方，可以通过无线接入网络将多台网络视频线接入网络将多台网络视频服务器联网，组成图像报警服务器联网，组成图像报警和现场监控网络。每台网络和现场监控网络。每台网络视频服务器通过无线接入点视频服务器通过无线接入点设备接入设备接入IEE802.11bIEE802.11b无线无线接入网，通过网络提供的接入网，通过网络提供的11M11M速率，可以将现场的报速率，可以将现场的报警或监控图像传送给任意监警或监控图像传送给任意监测点或监测中心。测点或监测中心。q多媒体图像远程监控系统的发展趋势智能视频监控多媒体图像远程监控系统的发展

46、趋势智能视频监控q图像远程监控系统的弱点图像远程监控系统的弱点图像监控系统与设备在功能和性能上虽取得了长足的进步图像监控系统与设备在功能和性能上虽取得了长足的进步, , 但但仍存在不足仍存在不足, , 例如人类作为使用者自身在生理上的弱点、图像例如人类作为使用者自身在生理上的弱点、图像监控系统设置以及设备在性能和功能上的局限性。这些不足使监控系统设置以及设备在性能和功能上的局限性。这些不足使各种图像监控系统都不同程度地存在报警准确度不高、误漏报各种图像监控系统都不同程度地存在报警准确度不高、误漏报情况时有发生、报警响应慢等缺陷情况时有发生、报警响应慢等缺陷, , 从而影响系统效益。从而影响系统

47、效益。q智能视频智能视频智能视频（智能视频（IVIV，IntelligentVideoIntelligentVideo）源自计算机视觉技术。计）源自计算机视觉技术。计算机视觉技术是人工智能研究的分支之一，它能够在图像及图算机视觉技术是人工智能研究的分支之一，它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，从而使计算能够通过数字图像处理像描述之间建立映射关系，从而使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。而视频监控中所提到的智能和分析来理解视频画面中的内容。而视频监控中所提到的智能视频技术主要指的是：视频技术主要指的是：“自动的分析和抽取视频源中的关键信自动的分析和抽取视频源中的关键信息。

48、息。” 智能化图像技术运用电脑强大的处理数据能力智能化图像技术运用电脑强大的处理数据能力, , 对图像画面中对图像画面中的大量信息进行极速分析的大量信息进行极速分析, , 去掉不需要的信息去掉不需要的信息, , 为监控者留下为监控者留下有用的重要信息。有用的重要信息。q24x724x7全天候可靠监控：彻底改变以往完全由安全工作人员对全天候可靠监控：彻底改变以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式，通过嵌入在前端设备（网络摄监控画面进行监视和分析的模式，通过嵌入在前端设备（网络摄像机或视频服务器）中的智能视频模块对所监控的画面进行不间像机或视频服务器）中的智能视频模块对所监控的画面进

49、行不间断分析。断分析。q大大提高报警精确度：前端设备集成强大的图像处理能力，并大大提高报警精确度：前端设备集成强大的图像处理能力，并运行高级智能算法，使用户可以更加精确的定义安全威胁的特征运行高级智能算法，使用户可以更加精确的定义安全威胁的特征，有效降低误报和漏报现象，减少无用数据量。，有效降低误报和漏报现象，减少无用数据量。q 大大提高响应速度：识别可疑活动（例如有人在公共场所遗大大提高响应速度：识别可疑活动（例如有人在公共场所遗留了可疑物体，或者有人在敏感区域停留的时间过长），在安全留了可疑物体，或者有人在敏感区域停留的时间过长），在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面以提前

50、做好威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面以提前做好准备，还可以使用户更加确切的定义在特定的安全威胁出现时应准备，还可以使用户更加确切的定义在特定的安全威胁出现时应当采取的动作，并由监控系统本身来确保危机处理步骤能够按照当采取的动作，并由监控系统本身来确保危机处理步骤能够按照预定的计划精确执行，有效防止在混乱中由于人为因素而造成的预定的计划精确执行，有效防止在混乱中由于人为因素而造成的延误。延误。 q 有效扩展视频资源的用途有效扩展视频资源的用途q智能视频的优势智能视频的优势q智能化图像资源用途智能化图像资源用途q高级图像移动侦测高级图像移动侦测: : 在恶劣的天气环境中准备的侦测与辨

51、别在恶劣的天气环境中准备的侦测与辨别单个物体或多个物体的移动情况单个物体或多个物体的移动情况, , 包括移动轨迹、移动速度等包括移动轨迹、移动速度等q物体跟踪物体跟踪: : 侦测到移动物体之后侦测到移动物体之后, ,根据物体的运动情况根据物体的运动情况, , 自动自动发送控制指令发送控制指令, , 使摄像机能够自动跟踪物体使摄像机能够自动跟踪物体, , 在物体超出该摄在物体超出该摄像机监控区域之后像机监控区域之后, , 自动通知物体所在范围的摄像机继续进行自动通知物体所在范围的摄像机继续进行跟踪跟踪; ;q人员面貌辨别人员面貌辨别: : 自动辨别人员的面貌特点自动辨别人员的面貌特点, , 并通

52、过与数据库并通过与数据库资料进行比较来辨别或测验人物的身份资料进行比较来辨别或测验人物的身份; ;q车辆辨别车辆辨别: : 辨别汽车的外形、颜色、车牌号码等特征辨别汽车的外形、颜色、车牌号码等特征, , 并发并发送给值班人员。该应用在被盗汽车跟踪等情形中使用较多送给值班人员。该应用在被盗汽车跟踪等情形中使用较多; ;q非法停留非法停留: : 当一个目标当一个目标( ( 如动物、汽车、人员等如动物、汽车、人员等) ) 在敏感区在敏感区域停留的时间过长域停留的时间过长, , 或超过了预定义的时间长度就产生报警。或超过了预定义的时间长度就产生报警。较多的应用地点包括汽车站、飞机场、地铁等较多的应用地

53、点包括汽车站、飞机场、地铁等; ;q人数计量人数计量: : 计量穿越入口或指定区域的人或物体的数量。例计量穿越入口或指定区域的人或物体的数量。例如为商店老板计量某天进出其商店的顾客数目如为商店老板计量某天进出其商店的顾客数目; ;q人流控制人流控制: : 辨别人流的大体运动特点辨别人流的大体运动特点, , 包括地点、方向等包括地点、方向等, , 从而避免造成拥塞从而避免造成拥塞, , 或者及时发现异常情况。较多的应用地点或者及时发现异常情况。较多的应用地点包括超级市场、火车站等人员聚集的地方包括超级市场、火车站等人员聚集的地方; ;q集中控制集中控制: : 计算顾客在某商品前面停留的时间。可以

54、用来评计算顾客在某商品前面停留的时间。可以用来评估新产品或促销策略的吸引程度估新产品或促销策略的吸引程度, , 也可以用来计量为顾客提供也可以用来计量为顾客提供服务所需的时间服务所需的时间; ;q交通流量控制交通流量控制: : 用于在高速公路或环线公路上监视交通情况用于在高速公路或环线公路上监视交通情况, , 比如计算经过的汽车数、平均速度、是否有非法停靠、是否比如计算经过的汽车数、平均速度、是否有非法停靠、是否有故障汽车等。有故障汽车等。q智能化图像资源用途智能化图像资源用途q国外智能视频市场概况国外智能视频市场概况q从市场的需求情况来看，智能视频监控系统正在越来越多的引从市场的需求情况来看

55、，智能视频监控系统正在越来越多的引起人们的关注，需求量处于不断上升的过程当中。从总体上看，起人们的关注，需求量处于不断上升的过程当中。从总体上看，国外的智能视频应用市场正在从国外的智能视频应用市场正在从“概念验证概念验证”阶段向阶段向“规模应用规模应用”阶段转化，智能视频已经慢慢开始形成为一个产业。阶段转化，智能视频已经慢慢开始形成为一个产业。q在智能视频应用的概念模型出现后不久，一些国外的公司就已在智能视频应用的概念模型出现后不久，一些国外的公司就已经开始着手研发相关的软硬件产品。例如，网络视频市场的全球经开始着手研发相关的软硬件产品。例如，网络视频市场的全球领导厂商瑞典领导厂商瑞典Axis

56、Axis网络通讯有限公司，已经推出其智能视频产网络通讯有限公司，已经推出其智能视频产品，其中包括品，其中包括AXIS242SIVAXIS242SIV视频服务器和视频服务器和AXIS IVM 120AXIS IVM 120人数统人数统计智能视频应用模块。计智能视频应用模块。AXIS 242S IVAXIS 242S IV集成了专用集成了专用DSPDSP芯片（芯片（TI TI DM 642DM 642），具备强大的图像处理能力，并可支持第三方应用软），具备强大的图像处理能力，并可支持第三方应用软件模块的运行和开发，件模块的运行和开发，AxisAxis还计划在不久的将来推出更多智能还计划在不久的将来推出更多智能视频应用模块，包括车牌号识别、非法滞留等等。视频应用模块，包括车牌号识别、非法滞留等等。 q国外智能视频市场概况国外智能视频市场概况q与国外相比，国内的智能视频市场还有很大的差距，目前与国外相比，国内的智能视频市场还有很大的差距，目前基本上还处于空白状态。一般在监控系统中提到的基本上还处于空白状态。一般在监控系统中提到的“智能视智能视频监控频监控”实际上还