数字监控系统基础培训教材

数字监控系统

基础培训数字监控系统基础培训教材第1页网络数字监控基本概念伴随全球数字化建设发展，数字视频和网络技术为远程监控提供了处理方案，也把远程概念从城域扩展到城际、国际、甚至洲际范围。利用IP网络多媒体服务就能够组成远程视频监控系统。这么方式在很大程度上改变了安全防范系统形态，使之从传输介质专用到介质共用(利用各种公共信息网络)。从系统固定设置到系统自主生成，由封闭系统结构到开放系统模式。视频监控系统将成为一个能够无所不到、开放、能够依据各种详细要求自动生成系统，安防系统边界将变得含糊，也变得更为辽阔，它将成为网络视频服务业务一个。数字监控系统基础培训教材第2页传统模拟系统数字监控系统基础培训教材第3页过渡（模转数）模拟摄像机编码器解码器控制中心及存放数字监控系统基础培训教材第4页数字系统交换机/APorPoE交换机管理系统服务器服务器电脑显示

网络摄像机数字监控系统基础培训教材第5页模拟系统与数字系统比较

模拟系统数字系统前端模拟摄像机数字摄像机传输同轴电缆网线中心矩阵虚拟矩阵存放磁带或硬盘录像机NVR或磁盘阵列数字监控系统基础培训教材第6页前端摄像机数字监控系统基础培训教材第7页什么是网络摄像机？网络摄像机也称IP摄像机，是一个摄像机与计算机相合二为一系统。网络摄像机主要部件包含镜头、图像传感器、一个或多个处理器以及存放器。处理器用于图像处理、压缩、视频分析和网络化功效。存放器用于保留网络摄像机固件（计算机程序），支持当地统计视频。

与计算机一样，网络摄像机也有自己IP地址，能够直接连接网络，布署在网络连接任意位置。数字监控系统基础培训教材第8页数字监控系统基础培训教材第9页CCD与CMOSCCD基本概念

汉字译为"电子耦合组件"(ChargedCoupledDevice)，它就像传统相机底片一样，是感应光线电路装置，你能够将它想象成一颗颗微小感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面时，CCD就会产生电流，将感应到内容转换成数码资料储存起来。CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大，搜集到图像就会越清楚。

数字监控系统基础培训教材第10页CCD与CMOSCMOS基本概念

CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor），互补金属氧化物半导体，电压控制一个放大器件。是组成CMOS数字集成电路基本原件。数字监控系统基础培训教材第11页CCD与CMOS同等像素下比较

CCDCMOS成像质量好普通灵敏度高低电源消耗量高低性价比低高数字监控系统基础培训教材第12页百万像素摄像机与高清摄像机

百万像素摄像机：任何摄像机，当其像素数到达100万时，即可称之为百万像素摄像机。高清摄像机：其分辨率为720p或1080p。720和1080这两个数字，代表其纵向分辨率。所以，720p高清摄像机提供分辨率是1280x720(921600像素，不是百万像素)，1080p高清摄像机提供分辨率是1920x1080。高清视频格式也采取了16：9纵横比(相正确，还有5：4和4：3)，而且其视频帧率也是标准60fps、50fps、30fps、或25fps(取自电视标准)。百万像素摄像机不一定是高清摄像机高清摄像机一定是百万像素摄像机。CMOS镜头因为性价比高，大量在高清摄像机中得到应用。数字监控系统基础培训教材第13页视频图像质量625行768列25帧模拟监控系统图像电视线:在水平或垂直方向能够区分扫描线数数字监控系统图像像素:是组成数字图像最小单元,依据模/数转换器所提供数值大小来还原图像色彩和亮度数字监控系统基础培训教材第14页视频图像质量100753550320240640480CIF：352*2884CIF：704*576D1：720*576数字监控系统基础培训教材第15页模拟

正常CIF（352x288）4CIF=（704×576）相当于40万像素网络正常D1（720×576）720P(1280×720)

相当于100万像素1080P(1920×1080)相当于200万像素数字监控系统基础培训教材第16页H.264编码格式

H.264是一个高性能视频编解码技术。当前国际上制订视频编解码技术组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制订标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制订标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264则是由两个组织联合组建联合视频组（JVT）共同制订新数字视频编码标准.H.264比MPEG-4降低41%比H.263降低52%比MPEG-2降低67%数字监控系统基础培训教材第17页传输数字监控系统基础培训教材第18页比较内容数字监控系统模拟监控系统供电提供POE和电源线两种模式传统电源线视频传输网线和光纤同轴电缆和光纤系统组网局域网/城域网/Internet。光纤专线数字监控系统基础培训教材第19页POE供电任何一台摄像机都需要供电才能让它有效工作。网络摄像机除了传统电源线供电外，还提供了POE功效，POE意思是网络供电，它电源是经过网线同时提供。传统模拟摄像机需要独立电源线进行供电，而网络摄像机功耗比较小，经过网线既能实现视频传输，又能同时实现供电功效，降低用户布线成本，从而降低了整个工程总造价数字监控系统基础培训教材第20页POE供电优势：

1、节约电源安装成本

2、增强网络可靠性

3、行业标准兼容性好

4、安全性好

5、易于安装数字监控系统基础培训教材第21页管理中心数字监控系统基础培训教材第22页模拟监控管理中心——矩阵数字监控系统基础培训教材第23页模拟监控管理中心——矩阵优点：操作简单、成本低、容量大、实时性缺点：不能实施网络化管理及远程监控数字监控系统基础培训教材第24页数字管理中心——虚拟矩阵软件服务器数字监控系统基础培训教材第25页数字管理中心——虚拟矩阵优点：能够完全用软件实现、能够任意扩容、灵活配置、能够实现设备分布式设计和布局，方便更加好利用好网络资源。

对图像进行智能分析缺点：成本较高、实时性不如模拟矩阵、传输效果取决于编码模块和网络传输模块数字监控系统基础培训教材第26页智能分析数字监控系统基础培训教材第27页（1）周界警戒及入侵检测：在复杂天气环境中（比如雨雪、大雾、大风等）准确侦测和识别单个物体或多个物体运动情况并进行运动轨迹跟踪，包含运动方向、运动特征等；

（2）物品被盗或移动检测；当监控场景中物体被盗和移动，算法将自动检测这种动作，惯用于珍贵物品和关键设备监控。

（3）遗留、遗弃物品检测：当一个物体（如箱子、包裹、车辆、人物等）在敏感区域停留时间过长，或超出了预定义时间长度就产生报警。经典应用场景包含机场、火车站、地铁站等。

（4）流量统计：统计穿越入口或指定区域人或物体数量。比如为业主计算某天光临其店铺用户数量；

（5）拥挤检测；识他人群整体运动特征，包含速度、方向等等，用以防止形成拥塞，或者及时发觉异常情况。经典应用场景包含超级市场、火车站等人员聚集地方；

智能分析应用数字监控系统基础培训教材第28页

（6）PTZ跟踪；侦测到移动物体之后，依据物体运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体，在物体超出该摄像机监控范围之后，自动通知物体所在区域摄像机继续进行追踪；

（7）焰火检测：依据发生火情过程中烟火表现出时-空特征进行烟火实时检测；

（8）人体行为分析：在目标检测分类基础上，利用人体各种行为特征对其所进行各种行为描述和分析，提取哪些危险和有潜在危险行为，如打斗、抢夺和突然倒地等行为；

（9）人脸识别：自动检测和识他人物脸部特征，并经过与数据库档案进行比较来识别或验证人物身份；

（10）车辆识别：识别车辆形状、颜色、车牌号码等特征，并反馈给监控者。这类应用能够用在被盗车辆追踪等场景中。智能分析应用数字监控系统基础培训教材第29页车辆统计：在停车场进出口车牌专用摄像机上设置经过计数功效，可对天天进出停车场车辆数量进行统计

静止停车

方向管制数字监控系统基础培训教材第30页非法入侵管制：系统可实现对周界区域划分虚拟警戒线，当可疑人员非法跨越警戒线时，系统自动报警通知相关值班监控人员。可疑人员报警:对于停留在停车场超出指定时间人员进行报警并提醒，经过这一功效，当有些人长时间停留在车辆旁边时能够及时通知监控人员，前往察看防止偷车，破坏车辆事件发生

数字监控系统基础培训教材第31页移动物体：识别指定区域内被移动目标，背景改变识别数字监控系统基础培训教材第32页存储数字监控系统基础培训教材第33页码流概念

码流是指视频文件在单位时间内使用数据流量，也叫码率，是视频编码中画面质量控制中最主要部分。一样分辨率下，视频文件码流越大，压缩比就越小，画面质量就越高。

数字监控系统基础培训教材第34页双码流概念

普通情况下，视频分辨率越大，视频码率也越大，图像也越清楚，但与此成正比，视频码流在网络传输中所占用带宽也越大，视频解码显示时占用系统资源也越多。所以在视频监控所采取视频分辨率越来越高时，现有互联网络极难承载码率过大视频流，现有计算机对高分辨率视频进行多路解码时也有性能瓶颈。为了处理这一难题，“双码流”概念应运而生。双码流，顾名思义，将同一视频源编出两路码流，这两路码流能够是同一分辨率，也能够是不一样分辨率。

数字监控系统基础培训教材第35页双码流概念

IP低码流IP存放阵列电视墙视频编码器模拟摄像机高码流数字监控系统基础培训教材第36页存放容量计算

数字监控系统基础培训教材第37页传统模拟监控存放设备硬盘录像机

经过视频分配器，将模拟信号一分为二，一路进矩阵，一路进硬盘录像机进行存放。数字监控系统基础培训教材第38页数字监控存放设备直连式存放(DAS)

是直接将DAS存放设备连接到服务器后端，用于扩展应用服务器存放容量。其扩展成本最低、物理连接简单，不过也存在存放资源归属于某一台或几台服务器、资源利用率低、后续扩展性差等问题。DAS较适合用于存放系统结构简单且相对固定应用场景，比如某一存放空间要求稳定服务器扩展其存放空间。数字监控系统基础培训教材第39页视频存放架构DAS结构（SCSI连接方式）数字监控系统基础培训教材第40页存放区域网络(SAN)

是一个经过网络方式连接存放设备和应用服务器存放构架，这个网络专用于主机(如监控系统中编码设备或录像管理服务器)和存放设备之间访问。当有数据存取需求时，数据能够经过存放区域网络在主机和后台存放设备之间高速传输。其含有存放资源集中管理、扩展便利、数据块级传输效率高、兼容性高等特点。因为SAN系统将存放设备存放空间当成物理硬盘交由主机管理，存放传输网络可靠性程度、主机文件系统不一样，对存放系统可靠性影响极大。SAN存放方案，因为其技术领先特征，适合用于构建大型存放系统，为大规模数据存放、应用服务。数字监控系统基础培训教材第41页视频存放架构IPSAN数字监控系统基础培训教材第42页视频存放架构iSCSI直连技术数字监控系统基础培训教材第43页ONVIF协议

数字监控系统基础培训教材第44页ONVIF，全称OpenNetworkVideoInterfaceForum，即开放性网络视频接口论坛，由Axis、Bosch和Sony三家企业联合推出，是全球影响力最大网络视频监控行业