視頻監(jiān)控技術(shù)原理PPT課件

視頻監(jiān)控技術(shù)原理,杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司趙玉川zhaoyc,提綱,前言安全防范第一章視頻監(jiān)控原理和技術(shù)第二章視頻監(jiān)控主要產(chǎn)品：攝像機(jī)第三章視頻監(jiān)控主要產(chǎn)品：DVR、DVS第四章網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)第五章新一代視頻監(jiān)控產(chǎn)品第六章數(shù)碼監(jiān)控技術(shù)的未來,前言安全防范,第一節(jié)安全防范基本概念第二節(jié)安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)第三節(jié)安全防范產(chǎn)品第四節(jié)安全防范技術(shù)體系第五節(jié)安全技術(shù)防范（工程）系統(tǒng)第六節(jié)安全防范類別,安全防范,安全防范,人防,技防,物防,視頻監(jiān)控,報(bào)警、門禁,其它技術(shù)防范手段,一、安全防范基本概念,安全防范（Security）安全防范是社會(huì)公共安全的一部分安全防范行業(yè)是社會(huì)公共安全行業(yè)的一個(gè)分支以防盜、防劫、防入侵、防破壞為主要內(nèi)容三種基本手段人力防范，實(shí)（物）體防范，技術(shù)防范安全防范技術(shù)用于安全防范工程的專用技術(shù)安全技術(shù)防范,5,三種基本手段-人防、物防、技防,6,利用人們自身的傳感器（眼、耳等）進(jìn)行探測(cè)，發(fā)現(xiàn)妨害或破壞安全的目標(biāo)，作出反應(yīng)；用聲音警告、恐嚇、設(shè)障、武器還擊等手段來延遲或阻止危險(xiǎn)的發(fā)生，在自身力量不足時(shí)還要發(fā)出求援信號(hào)，以期待做出進(jìn)一步的反應(yīng)，制止危險(xiǎn)的發(fā)生或處理已發(fā)生的危險(xiǎn),人力防范,推遲危險(xiǎn)的發(fā)生，為“反應(yīng)”提供足夠的時(shí)間?，F(xiàn)代的實(shí)體防范，已不是單純物質(zhì)屏障的被動(dòng)防范，而是越來越多地采用高科技地手段，一方面使實(shí)體屏障被破壞的可能性變小，增大延遲時(shí)間；另一方面也使實(shí)體屏障本身增加探測(cè)和反應(yīng)的功能,實(shí)體防范,對(duì)人力防范和實(shí)體防范在技術(shù)手段上的補(bǔ)充和加強(qiáng)。它要融入人力防范和實(shí)體防范之中，使人力防范和實(shí)體防范在探測(cè)、延遲、反應(yīng)三個(gè)基本要素中間不斷地增加技術(shù)含量，以不斷提高探測(cè)能力、延遲能力和反應(yīng)能力，使防范手段起到更好的作用，達(dá)到預(yù)期的目的,技術(shù)防范,安全防范技術(shù),物理技術(shù)防范（PhysicalProtection）實(shí)體防范技術(shù)，如建筑物和實(shí)體屏障以及與其匹配的各種實(shí)物設(shè)施、設(shè)備和產(chǎn)品（如門、窗、柜、鎖等）電子防范技術(shù)（ElectronicProtection）應(yīng)用于安全防范的電子、通信、計(jì)算機(jī)與信息處理及其相關(guān)技術(shù)，如：電子報(bào)警技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、出入口控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及其相關(guān)的各種軟件、系統(tǒng)工程等生物統(tǒng)計(jì)學(xué)防范技術(shù)（BiometricProtection）利用人體的生物學(xué)特征進(jìn)行安全技術(shù)防范的一種特殊技術(shù)門類，現(xiàn)在應(yīng)用較廣的有指紋、掌紋、眼紋、聲紋等識(shí)別控制技術(shù)。,7,安全技術(shù)防范,以安全防范技術(shù)為先導(dǎo)，以人力防范為基礎(chǔ)，以技術(shù)防范和實(shí)體防范為手段所建立的一種具有探測(cè)、延遲、反應(yīng)有序結(jié)合的安全防范服務(wù)保障體系。是以預(yù)防損失和預(yù)防犯罪為目的的一項(xiàng)公安業(yè)務(wù)和社會(huì)公共事業(yè)。對(duì)于警察執(zhí)法部門而言，安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)開展安全防范工作的一項(xiàng)公安業(yè)務(wù)；而對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門來說，安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)為社會(huì)公眾提供一種安全服務(wù)的產(chǎn)業(yè),8,二、安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50348-2004安全防范工程技術(shù)規(guī)范GB20815-2006視頻安防監(jiān)控?cái)?shù)字錄像設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA38-2004銀行營(yíng)業(yè)場(chǎng)所風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和防護(hù)級(jí)別的規(guī)定GA308-2004安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則GA/T669-2006城市監(jiān)控報(bào)警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通用技術(shù)要求地方標(biāo)準(zhǔn)DB33/T334-2001安全防范系統(tǒng)行業(yè)管理規(guī)定國(guó)家公安部、國(guó)家教育部、省公安廳等相應(yīng)文件及規(guī)范,9,三、安全防范產(chǎn)品,入侵探測(cè)器防盜（搶）報(bào)警控制器（手動(dòng)）汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)出入口控制設(shè)備防盜保險(xiǎn)柜（箱）機(jī)械防盜鎖（樓宇）對(duì)講（可視）系統(tǒng)防盜安全門防彈復(fù)合玻璃視頻監(jiān)控設(shè)備,10,安防產(chǎn)品管理辦法,生產(chǎn)許可證CCC認(rèn)證體系檢測(cè)中心檢測(cè)報(bào)告,四、安全防范技術(shù)體系,入侵探測(cè)與防盜報(bào)警技術(shù)視頻監(jiān)控技術(shù)出入口目標(biāo)識(shí)別與控制技術(shù)報(bào)警信息傳輸技術(shù)移動(dòng)目標(biāo)反劫、防盜報(bào)警技術(shù)社區(qū)安防與社會(huì)救助應(yīng)急報(bào)警技術(shù)實(shí)體防護(hù)技術(shù)防爆安檢技術(shù)安全防范網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成技術(shù)安全防范工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù),12,五、安全技術(shù)防范（工程）系統(tǒng),入侵報(bào)警系統(tǒng)利用傳感技術(shù)和電子信息技術(shù)探測(cè)并指示非法進(jìn)入或試圖非法進(jìn)入設(shè)防區(qū)域的行為，處理報(bào)警信息，發(fā)出報(bào)警信息的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)利用視頻技術(shù)探測(cè)、監(jiān)視設(shè)防區(qū)域并實(shí)時(shí)顯示、記錄現(xiàn)場(chǎng)圖像的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。出入口控制系統(tǒng)利用自定義符和/或模式識(shí)別技術(shù)對(duì)出入口目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別并控制出入口執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟閉的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)電子巡查系統(tǒng)停車庫(kù)（場(chǎng)）管理系統(tǒng)防爆安全檢查系統(tǒng)安全管理系統(tǒng)（集成以上系統(tǒng)的平臺(tái)）,13,六、安全防范類別,高風(fēng)險(xiǎn)對(duì)象的安全防范工程金融機(jī)構(gòu)文博機(jī)構(gòu)民航、車站、碼頭重要物資存儲(chǔ)庫(kù)重要內(nèi)保單位（如電力、電信）普通風(fēng)險(xiǎn)對(duì)象的安全防范工程通用型公共建筑住宅小區(qū),14,第一章視頻監(jiān)控原理和技術(shù),第一節(jié)視頻監(jiān)控定義第二節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成第三節(jié)從模擬到數(shù)字第四節(jié)基本概念第五節(jié)編碼和壓縮原理及技術(shù)第六節(jié)視頻監(jiān)控中分辨率、碼率的選擇,視頻監(jiān)控基本定義,視頻監(jiān)控的定義利用視頻技術(shù)探測(cè)、監(jiān)視設(shè)防區(qū)域，實(shí)時(shí)顯示、記錄現(xiàn)場(chǎng)圖像，檢索和顯示歷史圖像的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全技術(shù)防范的一個(gè)子系統(tǒng)視頻監(jiān)控技術(shù)是安全防范技術(shù)的一部分,16,監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能,主要功能,監(jiān)視,控制,管理,功能要求,實(shí)時(shí)，清晰,報(bào)警及時(shí)、云鏡操作靈活,存儲(chǔ)、檢索、回放、認(rèn)證、維護(hù)等,業(yè)務(wù)對(duì)象,視頻源,控制信令,用戶命令,第一章視頻監(jiān)控原理和技術(shù),第一節(jié)視頻監(jiān)控定義第二節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成第三節(jié)從模擬到數(shù)字第四節(jié)基本概念第五節(jié)編碼和壓縮原理及技術(shù)第六節(jié)視頻監(jiān)控中分辨率、碼率的選擇,視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本組成,前端各種類型的攝像機(jī)及其附屬設(shè)備編碼設(shè)備傳輸光端機(jī)路由器和交換機(jī)同軸電纜、光纖后端顯示、記錄、控制、管理設(shè)備采用獨(dú)立的視頻中心控制臺(tái)或監(jiān)控報(bào)警中心控制臺(tái),19,第一章視頻監(jiān)控原理和技術(shù),第一節(jié)視頻監(jiān)控定義第二節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成第三節(jié)從模擬到數(shù)字第四節(jié)基本概念第五節(jié)編碼和壓縮原理及技術(shù)第六節(jié)視頻監(jiān)控中分辨率、碼率的選擇,視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展,CCTV系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),CCTV：閉路電視系統(tǒng)技術(shù)：主要是電視技術(shù)組成：攝像機(jī)、監(jiān)視器、錄像機(jī)、畫面分割器等功能：監(jiān)視（監(jiān)聽）、錄像、回放等線纜：視頻電纜（75歐同軸阻抗1.0Vp-p電平傳輸約500m）,畫面分割器,CCTV系統(tǒng)結(jié)構(gòu),技術(shù)：電視技術(shù)、控制技術(shù)組成：矩陣、攝像機(jī)、云臺(tái)、監(jiān)視器、錄像機(jī)等功能：監(jiān)視（監(jiān)聽）、控制、錄像、回放線纜：視頻電纜、485控制線（一對(duì)多終端匹配電阻120歐，傳輸約1200m）主要應(yīng)用：規(guī)模較大的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如金融、樓宇等,模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng),光纖,前端,傳輸,操作,電纜,控制鍵盤,長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī),顯示,矩陣,數(shù)字視頻監(jiān)控的基本結(jié)構(gòu),技術(shù)：主要是視頻編解碼技術(shù)、嵌入式技術(shù)組成：硬盤錄像機(jī)、攝像機(jī)、監(jiān)視器等功能：監(jiān)視（監(jiān)聽）、控制、錄像、回放、對(duì)講等線纜：視頻電纜、485控制線主要應(yīng)用：金融、樓宇、小區(qū)等,模擬與數(shù)字監(jiān)控的比較,模擬監(jiān)控組建跨區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)成本高昂、實(shí)現(xiàn)難度大追加監(jiān)控點(diǎn)難度較高圖像存儲(chǔ)成本高、長(zhǎng)期保存圖像質(zhì)量下降嚴(yán)重不支持錄像與檢索雙工操作數(shù)字監(jiān)控可通過網(wǎng)絡(luò)組建低成本跨區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)一機(jī)多路，使用大容量硬盤可長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)期保存信號(hào)不失真采用智能檢索，檢索與錄像可同時(shí)進(jìn)行循環(huán)錄像方式，節(jié)約人力,第一章視頻監(jiān)控原理和技術(shù),第一節(jié)視頻監(jiān)控定義第二節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成第三節(jié)從模擬到數(shù)字第四節(jié)基本概念第五節(jié)編碼和壓縮原理及技術(shù)第六節(jié)視頻監(jiān)控中分辨率、碼率的選擇,圖像、視頻和碼流,圖像（Image）視頻（Video）時(shí)間上連續(xù)的圖像組成視頻：ImageVideo視頻中的某一幅圖像稱為一幀（Frame）幀率（FrameRate）FPS每秒的幀數(shù)碼流（BitStream）將圖像壓縮后形成的數(shù)據(jù)碼率（BitRate）bps/Bps對(duì)碼流進(jìn)行量化碼率類型：定碼率（CBR）、變碼率（VBR）碼流類型：視頻流、音頻流、復(fù)合流,基本概念圖像,像素（Pixel）分辨率（Resolution）水平：Width垂直：Height,線數(shù)（TVL）分辨力水平垂直,掃描方式,逐行掃描(Progressive),隔行掃描(Interlacing）,視頻制式,PAL（PhaseAlternatingLine）：供電頻率為50Hz、場(chǎng)頻為每秒50場(chǎng)、幀頻為每秒25幀、掃描線為625行圖像彩色誤差較小，與黑白電視的兼容也好中國(guó)、德國(guó)NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）：供電頻率為60Hz，場(chǎng)頻為每秒60場(chǎng)，幀頻為每秒30幀，掃描線為525行美國(guó)、日本SECAM（SequentielCouleurAMemoire）：按順序傳送彩色與存儲(chǔ)俄羅斯、法國(guó)、埃及,分辨率,分辨率,制式,分辨率,4CIF,576(PAL)480(NTSC),704(PAL/NTSC),CIF,QCIF,2CIF,DCIF528384(PAL),第一章視頻監(jiān)控原理和技術(shù),第一節(jié)視頻監(jiān)控定義第二節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成第三節(jié)從模擬到數(shù)字第四節(jié)基本概念第五節(jié)編碼和壓縮原理及技術(shù)第六節(jié)視頻監(jiān)控中分辨率、碼率的選擇,數(shù)碼監(jiān)控的基礎(chǔ)技術(shù)：編碼和壓縮,采集,編碼,壓縮,為什么要壓縮？,一幅CIF分辨率的圖像，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)量是(RGB)：一幀：3522883字節(jié)304128字節(jié)（不包括文件頭大?。┮幻耄?04128字節(jié)25幀/秒7603200字節(jié)/秒7.25MB/秒一小時(shí)：7.25M/秒3600秒/小時(shí)25.5GB/小時(shí)一天：25.5GB/小時(shí)24小時(shí)612GB/天,壓縮的基本原理,安防監(jiān)控中的視頻數(shù)據(jù)有極強(qiáng)的相關(guān)性，有大量的冗余信息壓縮技術(shù)就是將數(shù)據(jù)中的冗余信息去掉,壓縮的基本原理,冗余信息,去除冗余信息,壓縮標(biāo)準(zhǔn),ChronologicalProgressionofITUandMPEGStandard,監(jiān)控中壓縮標(biāo)準(zhǔn)的選擇,監(jiān)控中主要采用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等幾種視頻編碼技術(shù)對(duì)于最終用戶而言，最為關(guān)心的主要有：清晰度、存儲(chǔ)量（帶寬）、穩(wěn)定性還有價(jià)格。采用不同的壓縮技術(shù)，將很大程度影響以上幾大要素,M-JPEG,MJPEG（MotionJPEG）壓縮技術(shù)，主要是基于靜態(tài)視頻壓縮發(fā)展起來的技術(shù)，它的主要特點(diǎn)是基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化，只單獨(dú)對(duì)某一幀進(jìn)行壓縮MJPEG壓縮技術(shù)可以獲取清晰度很高的視頻圖像，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整幀率、分辨率但由于沒有考慮到幀間變化，造成大量冗余信息被重復(fù)存儲(chǔ)，因此單幀視頻的占用空間較大，目前流行的MJPEG技術(shù)最好的也只能做到3K字節(jié)/幀，通常要820K,MPEG-2,MPEG-2被稱為“21世紀(jì)的電視標(biāo)準(zhǔn)”，它在MPEG-1的基礎(chǔ)上作了許多重要的擴(kuò)展和改進(jìn)。主要針對(duì)存儲(chǔ)媒體、數(shù)字電視、高清晰等應(yīng)用領(lǐng)域。MPEG-2視頻相對(duì)MPEG-1提升了分辨率，滿足了用戶高清晰的要求，但由于壓縮性能沒有多少提高，使得存儲(chǔ)容量還是太大，也不適合網(wǎng)絡(luò)傳輸,MPEG-4,MPEG-4的制定初衷主要針對(duì)視頻會(huì)議、可視電話超低比特率壓縮的需求。應(yīng)用范圍包括實(shí)時(shí)視聽通信、多媒體通信、遠(yuǎn)地監(jiān)測(cè)/監(jiān)視、VOD、家庭購(gòu)物/娛樂等MPEG-4與前面提到的JPEG、MPEG-1/2有很大的不同，它為多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼提供更為廣闊的平臺(tái)，它定義的是一種格式、一種框架，而不是具體算法，它希望建立一種更自由的通信與開發(fā)環(huán)境MPEG-4視頻壓縮算法相對(duì)于MPEG-1/2在低比特率壓縮上有著顯著提高，在CIF、4CIF情況下，無論從清晰度還是從存儲(chǔ)量上都比MPEG1具有更大的優(yōu)勢(shì)，也更適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。MPEG-4由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，使得MPEG-4難以完全實(shí)現(xiàn)并且兼容，很難在視頻會(huì)議、可視電話等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。對(duì)于中國(guó)企業(yè)來說還要面臨高昂的專利費(fèi)，目前規(guī)定：每臺(tái)解碼設(shè)備需要交給MPEG-LA0.25美元每臺(tái)設(shè)備還需要按時(shí)間交費(fèi)(4美分/天=1.2美元/月=14.4美元/年）,H.264,在ISO/IEC中的正式名稱為：MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)；在ITU-T中的名稱:H.264H264集中了以往標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，并吸收了以往標(biāo)準(zhǔn)制定中積累的經(jīng)驗(yàn),采用簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì),使它比MPEG4更容易推廣H.264創(chuàng)造性多參考幀、多塊類型、整數(shù)變換、幀內(nèi)預(yù)測(cè)等新的壓縮技術(shù)，使用了更精細(xì)的分象素運(yùn)動(dòng)矢量（1/4、1/8)和新的環(huán)路濾波器，使壓縮性能大大提高H.264主要有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：高效壓縮：與H.263+和MPEG4SP相比，最高減小50%比特率延時(shí)約束方面有很好的柔韌性容錯(cuò)能力編/解碼的復(fù)雜性可伸縮性解碼全部細(xì)節(jié)：沒有不匹配（MPG-4采用浮點(diǎn)運(yùn)算，進(jìn)行整形變換時(shí)高質(zhì)量應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)友善,第一章視頻監(jiān)控原理和技術(shù),第一節(jié)視頻監(jiān)控定義第二節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成第三節(jié)從模擬到數(shù)字第四節(jié)基本概念第五節(jié)編碼和壓縮原理及技術(shù)第六節(jié)視頻監(jiān)控中分辨率、碼率的選擇,分辨率的選擇,目前監(jiān)控行業(yè)中主要使用以下分辨率：QCIF、CIF、DCIF、4CIFQCIF主要用于窄帶環(huán)境，如手機(jī)監(jiān)控；CIF是監(jiān)控行業(yè)的主流分辨率，它的優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)量較低、圖像質(zhì)量較好，能在普通寬帶網(wǎng)絡(luò)中傳輸，價(jià)格也相對(duì)低廉。缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量不能滿足高清晰的要求。4CIF是標(biāo)清分辨率，它的優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰。缺點(diǎn)是存儲(chǔ)量高，帶寬要求很高，價(jià)格也較高DCIF圖像清晰度介于CIF與4CIF之間，是兼顧清晰度和存儲(chǔ)成本的過渡選擇下一代高清數(shù)碼監(jiān)控的分辨率選擇：720p、960p下一代超高清數(shù)碼監(jiān)控的分辨率選擇：UXGA、1080p,352288,352288,704576,704576,碼率的選擇,不同分辨率對(duì)應(yīng)不同的碼率范圍，通常而言，碼率與圖像質(zhì)量成正比關(guān)系如果碼率小于該范圍，則圖像質(zhì)量較差如果碼率大于該范圍，則顯得浪費(fèi),25fps,通過碼率計(jì)算錄像文件大小,每小時(shí)錄像文件大?。▎挝唬篗字節(jié)/小時(shí)）碼率（Kbps）3600秒81024,1字節(jié)8bit,1M1024K,分辨率、圖像質(zhì)量與碼流關(guān)系圖,Bitrate（kbps）,第二章視頻監(jiān)控的主要產(chǎn)品：攝像機(jī),第一節(jié)攝像機(jī)基本概念第二節(jié)圖像傳感器第三節(jié)攝像機(jī)的分類第四節(jié)攝像機(jī)的關(guān)鍵指標(biāo)第五節(jié)鏡頭知識(shí),攝像機(jī)基本概念,組成：主要由鏡頭、影像傳感器（CCD/CMOS）、ISP(ImageSignalProcessor)及相關(guān)電路組成工作原理：被攝物體經(jīng)鏡頭成像在影像傳感器表面，形成微弱電荷并積累，在相關(guān)電路控制下，積累電荷逐點(diǎn)移出，經(jīng)過濾波、放大后輸入DSP進(jìn)行處理，最后形成視頻信號(hào)（CVBS）輸出,第二章視頻監(jiān)控的主要產(chǎn)品：攝像機(jī),第一節(jié)攝像機(jī)基本概念第二節(jié)圖像傳感器第三節(jié)攝像機(jī)的分類第四節(jié)攝像機(jī)的關(guān)鍵指標(biāo)第五節(jié)鏡頭知識(shí),第二節(jié)圖像傳感器,傳感器分類CCD的誕生CCD的結(jié)構(gòu)和工作原理CCD的種類CCD的技術(shù)指標(biāo)CMOS的結(jié)構(gòu)CCDvsCMOS,圖像傳感器分類,CCD（ChargedCoupledDevice）電荷耦合器件優(yōu)點(diǎn)：靈敏度，信噪比，成像質(zhì)量缺點(diǎn)：成本、動(dòng)態(tài)范圍、功耗、制造加工代表廠家：SONY、Sharp、Panasonic、富士、Philips、KodaCMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體優(yōu)點(diǎn)：成本、動(dòng)態(tài)范圍、功耗缺點(diǎn)：靈敏度、信噪比、成像質(zhì)量代表廠家：Aptina(Micron)、OmniVision、PixelCam,CCD的誕生,1969AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室WillardBoyle&GeorgeE.Smith,第一臺(tái)數(shù)碼相機(jī),1975年，柯達(dá)應(yīng)用電子研究中心，StevenJ.Sasson,CCD結(jié)構(gòu),CCD結(jié)構(gòu)感光二極管（Photodiode）并行信號(hào)寄存器（ShiftRegister）用于暫時(shí)存儲(chǔ)感光后產(chǎn)生的電荷串行信號(hào)寄存器（TransferRegister）用于暫時(shí)存儲(chǔ)并行寄存器的電荷并轉(zhuǎn)移放大信號(hào)放大器用于放大微弱的電信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,CCD結(jié)構(gòu)（圖示）,CCD工作原理（圖示）,彩色成像原理,CCD種類,按照傳輸方式全幀（FullFrame）隔行傳輸式（InterlineTransfer）逐行傳輸式（FullTransfer）按照采光方式前照式后照式按照控溫方式普通CCDCoolCCD超級(jí)CCD（SuperCCD）,CCD種類傳輸方式,全幀（FullFrame）-感光元件產(chǎn)生電信號(hào)-電荷轉(zhuǎn)移到串行寄存器-放大、數(shù)摸轉(zhuǎn)換、數(shù)字信息動(dòng)態(tài)范圍寬信噪比高分辨率高成像速度慢必須借助機(jī)械快門控制曝光量,CCD種類傳輸方式,隔行傳輸式（InterlineTransfer）-感光元件產(chǎn)生電信號(hào)-電荷轉(zhuǎn)移到并行寄存器-電荷從并行寄存器轉(zhuǎn)移到串行寄存器-串行寄存器將電信號(hào)轉(zhuǎn)到模擬寄存器-放大、數(shù)摸轉(zhuǎn)換、數(shù)字信息快速-曝光和數(shù)據(jù)讀出可同時(shí)進(jìn)行可采用軟件控制的電子快門工作動(dòng)態(tài)范圍小,CCD種類傳輸方式,全傳（FullTransfer）-綜合FullFrame和InterlineTransfer特點(diǎn)，在器件上劃分感光區(qū)和寄存區(qū)-曝光和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移可以同時(shí)進(jìn)行保證單位像素上的感光面積保證了拍攝速度,CCD種類采光方式,前照式光從正面照射芯片形成電荷背照式光從背面通過并直接進(jìn)入二極管光子效率可達(dá)到80%,CCD種類控溫方式,CoolCCD-消除熱或暗電流產(chǎn)生的噪音-噪音低，圖像質(zhì)量高-靈敏度高，感光效果佳-幾何失真度小-解析度穩(wěn)定，補(bǔ)償效果佳-耐震動(dòng)，不易受點(diǎn)磁場(chǎng)干擾附：普通CCD曝光超過10秒，發(fā)熱；-20度攝像頭可拍攝5分鐘圖像；-40度攝像頭拍攝時(shí)間可超過1小時(shí),超級(jí)CCD,超級(jí)CCD（SupperCCD）-幾何形狀的改變，增加光電二極管的面積，像素利用率提高33%-更接近Microlens形狀，提高有效面積增加光吸收率-排列結(jié)構(gòu)更適合人眼對(duì)分辨率的要求（分辨率提高60%）,CCD技術(shù)指標(biāo),CCD數(shù)字化量子效率CCD像素指標(biāo)填充因子井深動(dòng)力學(xué)范圍CCD像素合并CCD系統(tǒng)增益,CCD系統(tǒng)讀出噪音CCD暗電流信噪比CCD平場(chǎng)校正,CCD數(shù)字化,數(shù)字化（Digitization）-模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)運(yùn)用2進(jìn)制運(yùn)算法則來將CCD采集的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)12bit=4096；14bit=16384；16bit=65536應(yīng)用軟件將運(yùn)用一定的運(yùn)算法則來決定最適合顯示器灰度級(jí)別的數(shù)據(jù),CCD量子效率,量子效率（QuantumEfficiency）-陰極發(fā)射出的光電子數(shù)量與入射光光子的數(shù)量比，用以表述CCD在不同波長(zhǎng)下的響應(yīng)值,在同一波長(zhǎng)下QE值越高CCD品質(zhì)越好CCD對(duì)于不同波長(zhǎng)的光的響應(yīng)時(shí)間的敏感度不同背照式CCD比前照式CCD有更好的量子效率多數(shù)衡量QE高低是在425nm波長(zhǎng),CCD像素指標(biāo)-填充因子,填充因子（FillFactor）-CCD實(shí)際感光面積占像素面積的比值,理想值-100%實(shí)際值-30%（隔行傳輸式CCD）通過微型鏡頭（Microlenses）改善（但微型鏡頭的應(yīng)用會(huì)影響紫外光的檢測(cè)）填充因子是影響靈敏度的一個(gè)因數(shù),CCD像素指標(biāo)-井深,井深（WellCapacity）-像素可堆積電荷的多少,多數(shù)CCD可堆積85K個(gè)電荷高品質(zhì)的CCD可堆積350K個(gè)電荷影響靈敏度的一個(gè)因數(shù)衡量動(dòng)力學(xué)范圍的一個(gè)因素,動(dòng)力學(xué)范圍,動(dòng)力學(xué)范圍（DynamicRange）-描述從CCD像素值中可以得到多少數(shù)量的灰度級(jí)別的一個(gè)術(shù)語-用來表示飽和電壓（最大輸出級(jí)別）與攝像頭隨機(jī)噪音的比率（Itisexpressedastheratiooffullsaturationvoltage(maximumoutputlevel)tothetotalRMSnoiseofthecameraoutput.)-動(dòng)力學(xué)范圍并不總是和數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)一致,動(dòng)力學(xué)范圍,CCD像素合并,像素合并（Binning）-將相臨的像素所堆積的電荷進(jìn)行合并并當(dāng)作一個(gè)單一的像素輸出信號(hào)-提高靈敏度（2x2bin提高4倍靈敏度）-降低分辨率（2x2bin降低一半的分辨率）,CCD系統(tǒng)增益,系統(tǒng)增益（SystemGain）-傳感器中電荷輸出量與輸入量之比，相當(dāng)于傳統(tǒng)相機(jī)的感光度（ISO)-提高增益將會(huì)造成數(shù)字噪音的增加-低增益可以最小化噪音得到最佳分辨率，但是將損失井深，從而損失靈敏度-系統(tǒng)中最優(yōu)化的增益值根據(jù)平衡數(shù)字化計(jì)數(shù)、井深和數(shù)字化噪音最佳值來進(jìn)行設(shè)置,CCD系統(tǒng)讀出噪音,讀出噪音（ReadoutNoise）產(chǎn)生噪音的因素-不能保證在電荷從CCD轉(zhuǎn)移出來并數(shù)字化的時(shí)候有一個(gè)好的重復(fù)性，導(dǎo)致相同像素中相同電荷數(shù)量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)得不到相同的結(jié)果-傳感器及電路產(chǎn)生的隨機(jī)電荷與像素中有效電荷一起被數(shù)字化-數(shù)模轉(zhuǎn)換線圈將會(huì)分散一部分有意義的轉(zhuǎn)換值降低系統(tǒng)噪音的方法-采用CoolCCD-減小系統(tǒng)增益,CCD暗電流,暗電流（DarkCurrent,DarkCount）-CCD在一定溫度下每個(gè)像素在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電荷數(shù)-暗噪音大約為暗電流的平方根,CCD系統(tǒng)信噪比,信噪比（SignaltoNoiseRatio）-衡量信號(hào)及噪音的關(guān)系-表征檢測(cè)的限度（靈敏度）,噪音常常表現(xiàn)在電子元件傳輸或接收信號(hào)的時(shí)候,CCD平場(chǎng)校正,平場(chǎng)校正（Flat-FieldCorrection）-用增益（gain）和補(bǔ)償（offset）對(duì)個(gè)別的像素給予額外的休整兩種表征CCD傳感器輸出誤差方式：-固定圖案噪音（FPN，F(xiàn)ixedPatternNoise）-圖像不均一響應(yīng)（PRNU，PhotoResponseNonUniformity）,CMOS,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS，ComplementaryMetalOxideSemiconductor）核心元件：感光二極管（Photodiode）同一像點(diǎn)當(dāng)中包含放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（一個(gè)感光二極管和三顆晶體管）開口率底（開口率：有效感光區(qū)與整個(gè)感光元件面積比值）靈敏度低、噪聲明顯數(shù)模轉(zhuǎn)換無法保證嚴(yán)格一致,CCDvs.CMOS,CCD接口,接口（CameraInterface）-CameraLink：在ChannelLink基礎(chǔ)上開發(fā)，可進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸-FireWire及IEEE1394：蘋果電腦公司開發(fā)，最初用于電腦外部設(shè)備的連接-USB：高速、熱插拔接口，最初用在電腦外部設(shè)備的連接-GigabitEthernet：高速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議允許數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，該接口技術(shù)目前正在發(fā)展當(dāng)中,CCD接口,C-MountF-Mount(GelDoc,ChemiDoc,ChemiDocXRS)(VersaDoc)AdvantagesDisadvantagesAdvantagesDisadvantages,Lowerf/stopavailableFasterimagingLessexpensiveIncreaseperceivedsensitivity,Asf/stopdecreases,sphericalaberrationsincrease,FewsphericalaberrationsOpticallysuperior,MoreexpensiveLowerthef/stop=greaterexpense,CCD執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),CCD執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)CCIR（ConsultativeCommitteeforInternationalRadio歐洲標(biāo)準(zhǔn)RS170（EIA）-美洲標(biāo)準(zhǔn),第二章視頻監(jiān)控的主要產(chǎn)品：攝像機(jī),第一節(jié)攝像機(jī)基本概念第二節(jié)圖像傳感器第三節(jié)攝像機(jī)的分類第四節(jié)攝像機(jī)的關(guān)鍵指標(biāo)第五節(jié)鏡頭知識(shí),攝像機(jī)的分類,按圖像色彩分：彩色（Color）（彩色自動(dòng)轉(zhuǎn)黑白）、黑白（B/W）；按傳感器分：CCD、CMOS按分辨率分：超高解、高解、低解按靈敏度（最低照度）分：普通型、月光型、星光型、紅外照明型按傳感器大小分：1、2/3、1/2、1/3、1/4；按供電電源分：直流12V、交流24V、交流220V；按同步方式分：內(nèi)同步、外同步按鏡頭接口分：C卡口、CS卡口、M12。按攝像機(jī)結(jié)構(gòu)分：槍機(jī)、半球、迷你、針孔、飛碟、防暴、一體型按輸出信號(hào)類型分：模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（ITU656）按特殊功能分：寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)、強(qiáng)光抑制,第二章視頻監(jiān)控的主要產(chǎn)品：攝像機(jī),第一節(jié)攝像機(jī)基本概念第二節(jié)圖像傳感器第三節(jié)攝像機(jī)的分類第四節(jié)攝像機(jī)的關(guān)鍵指標(biāo)第五節(jié)鏡頭知識(shí),攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo),傳感器類型分辨力（解析度）最低照度信噪比（S/N）自動(dòng)增益控制（AGC）白平衡（WB）同步方式電子快門（ES）其它,攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)傳感器,傳感器類型：CCD、CMOS傳感器（靶面）尺寸：1/2”，6.44.8mm，對(duì)角線8mm；1/3”，4.83.6mm，對(duì)角線6mm；1/4”，3.22.4mm，對(duì)角線4mm。有效像素例如：1/3”SONYSuperHADCCD有效像素規(guī)格有：500（水平）582（垂直），PAL制式752（水平）582（垂直），PAL制式,攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)分辨力,標(biāo)示攝像機(jī)清晰度的參數(shù)，通常用水平電視線（TVL）來表示現(xiàn)階段常見的分辨力參數(shù)有420TVL或以下，低解480530TVL，高解540TVL以上，超高解,攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)最低照度,標(biāo)示攝像機(jī)能夠正常輸出圖像的最低照度值，有時(shí)被稱為“靈敏度”，單位：Lux攝像機(jī)的最低照度參數(shù)通常由三部分組成，例如：以攝像機(jī)正常工作照度范圍劃分：普通型：13Lux月光型：0.1Lux左右星光型：0.01Lux以下紅外型：0Lux，采用紅外照明,彩色0.1LuxF1.2,色彩模式（彩色/黑白）。同一支攝像機(jī)在彩色或黑白模式下，其照度參數(shù)不相同,照度參數(shù)，表示攝像機(jī)在正常輸出圖像時(shí)，到達(dá)傳感器的最小光照強(qiáng)度,光圈值。表示該照度參數(shù)是在鏡頭設(shè)定于何種光圈值條件下取得的。,附：提升攝像機(jī)照度的幾種方法,鏡頭采用F值較小的鏡頭濾光片采用雙濾光片（ICR）傳感器提升傳感器的開口率（填充因子）采用大尺寸的傳感器采用多傳感器ISP（ImageSignalProcessor）工作于黑白模式下提升AGC水平采用低速電子快門（幀積累）,攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)信噪比,標(biāo)示攝像機(jī)輸出信號(hào)中的信號(hào)與噪聲之比，用S/N表示，單位為dB計(jì)算公式：S/N=20log(VS/VN)信噪比性能直接決定了攝像機(jī)在低照度條件下的輸出圖像質(zhì)量質(zhì)量（噪點(diǎn)）,攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)自動(dòng)增益,AGC（AutoGainControl）將來自CCD的信號(hào)放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即增益，并自動(dòng)根據(jù)信號(hào)電平調(diào)整增益幅度優(yōu)點(diǎn)是提升了攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，缺點(diǎn)是將噪聲一同放大,AGC打開,AGC關(guān)閉,攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)白平衡,用于彩色攝像機(jī)，確保在不同色溫環(huán)境下正確表示色彩分為手動(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡兩種手動(dòng)白平衡自動(dòng)白平衡自動(dòng)控制白平衡（AWB，AutoWhiteBalance）自動(dòng)跟蹤白平衡（ATB，AutoTrackingWhiteBalance）,日光燈色溫標(biāo)準(zhǔn)色溫鎢絲燈色溫,攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)同步方式,攝像機(jī)必須依靠一個(gè)同步信號(hào)來協(xié)調(diào)各信號(hào)處理模塊的運(yùn)作；分為內(nèi)同步、電源同步和外同步三種內(nèi)同步（INT）采用攝像機(jī)內(nèi)部晶振產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)作為同步信號(hào)；電源同步（LL，LineLocked）采用交流電源作為同步信號(hào)（零線同步）外同步（EXT）利用外部信號(hào)發(fā)生器作為同步信號(hào)源，如：彩色復(fù)合視頻或黑色突發(fā)信號(hào)（VBS）、黑白復(fù)合視頻或復(fù)合同步信號(hào)（VS）、復(fù)用垂直驅(qū)動(dòng)信號(hào)（VD2）和復(fù)合視頻輸出信號(hào),矩陣同步出錯(cuò),攝像機(jī)同步出錯(cuò),攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)電子快門,ES（ElectronicShuttle），攝像機(jī)通過控制傳感器的感光時(shí)間實(shí)現(xiàn)快門功能，通常為1/501/100000秒可調(diào)AES（AutoElectronicShuttle）自動(dòng)電子快門模式，根據(jù)環(huán)境照度高低（進(jìn)光量大?。┳詣?dòng)調(diào)整電子快門時(shí)間，確保輸出圖像亮度恒定,AES關(guān)閉,AES打開,攝像機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)其它關(guān)鍵指標(biāo),背光補(bǔ)償（BLC）寬動(dòng)態(tài)（WD）日夜轉(zhuǎn)換（D/N）強(qiáng)光抑制,背光補(bǔ)償,攝像機(jī)通過整個(gè)視場(chǎng)的亮度平均值來確定AGC水平，如前景、后景亮度差異較大時(shí)，將導(dǎo)致前景曝光不足攝像機(jī)開啟背光補(bǔ)償功能，僅針對(duì)視場(chǎng)中的某一個(gè)子區(qū)域來確定其AGC水平，確保前景正常曝光，但會(huì)導(dǎo)致背景過曝,寬動(dòng)態(tài),采用特殊的CCD和DSP電路，針對(duì)畫面中較亮的區(qū)域和較暗的區(qū)域分別曝光，并將兩個(gè)畫面合成在一起形成一幅前景和后景均正常的圖像,日夜轉(zhuǎn)換D/N,在夜間或照度較低的場(chǎng)景下，攝像機(jī)從彩色模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換為黑白模式，可有效提高攝像機(jī)的低照度性能,白天（彩色）模式,夜間（黑白）模式0.008Lux/F1.2,日夜轉(zhuǎn)換D/N（續(xù)）,兩種日夜轉(zhuǎn)換模式普通日夜型采用固定式的雙峰濾色片，同時(shí)通過可見光和紅外光ICR日夜型采用機(jī)械式紅外濾色片，白天濾掉紅外光確保圖像效果；夜晚則移去紅外濾色片，確保全光譜光線均可進(jìn)入CCD,普通日夜型,ICR日夜型,強(qiáng)光抑制,對(duì)畫面中的強(qiáng)光源進(jìn)行抑制，以獲得周邊圖像信息,第二章視頻監(jiān)控的主要產(chǎn)品：攝像機(jī),第一節(jié)攝像機(jī)基本概念第二節(jié)圖像傳感器第三節(jié)攝像機(jī)的分類第四節(jié)攝像機(jī)的關(guān)鍵指標(biāo)第五節(jié)鏡頭知識(shí),鏡頭種類,手動(dòng)光圈鏡頭（MF）,手動(dòng)變焦鏡頭（VR）,DCVedio自動(dòng)光圈鏡頭（AI）,BoardLens(PineHole),固定光圈鏡頭(FF),電動(dòng)鏡頭(ZoomLens),鏡頭分類,按焦距定焦鏡頭變焦鏡頭變倍鏡頭廣角鏡頭按光圈固定光圈鏡頭手動(dòng)光圈鏡頭自動(dòng)光圈鏡頭DDVD,按特殊功能FA鏡頭（工業(yè)級(jí)）百萬像素鏡頭IR鏡頭針孔鏡頭,鏡頭的關(guān)鍵指標(biāo),像面尺寸F值（光圈值）焦距接口類型CSC,第三章視頻監(jiān)控主要產(chǎn)品：DVR、DVS,第一節(jié)PC式硬盤錄像機(jī)（PC-DVR）第二節(jié)嵌入式硬盤錄像機(jī)（DVR）第三節(jié)DVR的關(guān)鍵技術(shù)第四節(jié)嵌入式視頻服務(wù)器（DVS）,PC式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成,兼容/工控PC機(jī)+視頻采集或壓縮卡+普通/較可靠的操作平臺(tái)+應(yīng)用軟件,PC式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)特點(diǎn),PC平臺(tái)在數(shù)字視頻技術(shù)發(fā)展的早期階段成為首選的載體PC-DVR的核心要素是視音頻壓縮（采集）板卡，它決定了整套系統(tǒng)的技術(shù)體系架構(gòu)及性能PC式DVR具有兼容性好，軟件開發(fā)周期短，易擴(kuò)展、易操作，一機(jī)多用等特點(diǎn)PC式DVR中影響整套系統(tǒng)穩(wěn)定性的環(huán)節(jié)較多，例如主板、顯卡、壓縮卡、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等等,視頻卡分類,視頻采集卡/軟壓卡視頻壓縮卡/硬壓卡,第三章視頻監(jiān)控主要產(chǎn)品：DVR、DVS,第一節(jié)PC式硬盤錄像機(jī)（PC-DVR）第二節(jié)嵌入式硬盤錄像機(jī)（DVR）第三節(jié)DVR的關(guān)鍵技術(shù)第四節(jié)嵌入式視頻服務(wù)器（DVS）,DVR,DVR：DigitalVideoRecoder數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)功能：模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼存儲(chǔ)、檢索及回放（VOD）連接CVBS系統(tǒng)及IP系統(tǒng)提供控制界面,什么是嵌入式？,從應(yīng)用的角度，IEEE（國(guó)際電子和工程師協(xié)會(huì)）給嵌入式系統(tǒng)下過一個(gè)定義，即嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置。嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制、交通管理、信息家電、環(huán)境監(jiān)測(cè)、航空航天、軍事等方面均有廣泛的應(yīng)用，美國(guó)火星車上的探測(cè)器是嵌入式技術(shù)在高端領(lǐng)域的典型例子目前國(guó)內(nèi)有一個(gè)比較認(rèn)同的定義就是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)比較通俗的解釋是，嵌入式就是按需訂制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其所有構(gòu)成部件（軟件和硬件）都是圍繞著一個(gè)核心目標(biāo)而設(shè)計(jì),嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),嵌入式DVR軟件結(jié)構(gòu),OperationSystem,HardwareIndependentSoftware,Applications,TCP/IP,MemoryManagement,Libraries,microKernel,FileSystem,HardwareAbstractionLayer,ATADriver,FlashDriver,USBDriver,A/VDriver,SerialDriver,EthernetDriver,OtherDrivers,Hardware,IOSubsystem,錄像,監(jiān)控應(yīng)用軟件,網(wǎng)絡(luò),硬件層,硬件抽象層,操作系統(tǒng)層,應(yīng)用層,PC-DVR與嵌入式DVR的比較,PC式DVR（PC-DVR）在處理性能和功能方面有優(yōu)勢(shì)，適于小規(guī)模應(yīng)用嵌入式DVR（E-DVR）優(yōu)勢(shì)主要在可靠性方面，性能隨著IC技術(shù)的進(jìn)步而不斷提升；適于各種規(guī)模的應(yīng)用,第三章視頻監(jiān)控主要產(chǎn)品：DVR、DVS,第一節(jié)PC式硬盤錄像機(jī)（PC-DVR）第二節(jié)嵌入式硬盤錄像機(jī)（DVR）第三節(jié)DVR的關(guān)鍵技術(shù)第四節(jié)嵌入式視頻服務(wù)器（DVS）,DVR的關(guān)鍵技術(shù),視頻編碼技術(shù)硬盤記錄技術(shù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)應(yīng)用技術(shù),關(guān)鍵技術(shù)之一：視頻編碼技術(shù),幾種編碼技術(shù)的效率對(duì)比,關(guān)鍵技術(shù)之一：視頻編碼技術(shù)（續(xù)）,任何視頻編碼的效率都是與視頻源有關(guān)的，針對(duì)不同的視頻源，視頻編碼效率是不一樣的現(xiàn)有的視頻編碼算法，不是很適合數(shù)碼監(jiān)控中的視頻編碼，需要對(duì)現(xiàn)有的視頻編碼算法進(jìn)行重新組合和/或改進(jìn)解碼圖像質(zhì)量與視頻輸入源的圖像質(zhì)量（信噪比等）以及視頻編碼算法有極大的相關(guān)性為提高視頻輸入源的圖像質(zhì)量，解決方案是：選擇高質(zhì)量的前端圖像輸入設(shè)備增加DVR視頻圖像的自適應(yīng)處理功能,關(guān)鍵技術(shù)之二：硬盤記錄技術(shù),硬盤錄像機(jī)這樣快速普及，主要原因是管理和使用方便，如無需人工對(duì)硬盤進(jìn)行管理（不存在象磁帶那樣堆放的負(fù)擔(dān)）、可快速檢索、提供人性化的回放操作等目前硬盤是為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的，用于硬盤錄像還存在一些問題：記錄數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性、錯(cuò)誤恢復(fù)能力、硬盤的使用壽命等，DVR專用硬盤的問世一定程度上改善了這一狀況，但還有很大的提升空間在硬盤管理上還需要做很多工作，目前已使用的硬盤休眠技術(shù)、磁盤預(yù)分配技術(shù)、凍結(jié)保護(hù)技術(shù)、低尋道技術(shù)、硬盤故障預(yù)警和報(bào)警等，還需要做更多的工作,DVR的存儲(chǔ)管理技術(shù),磁盤管理技術(shù)硬盤休眠技術(shù)SMART技術(shù),文件管理技術(shù)磁盤空間預(yù)分配雙分區(qū)表低尋道技術(shù)分區(qū)表凍結(jié)保護(hù)索引幀重疊技術(shù),關(guān)鍵技術(shù)之二：硬盤記錄技術(shù)（續(xù)）,普通硬盤與DVR專用硬盤的差別,關(guān)鍵技術(shù)之三：網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),有效傳輸：目前的IPv4技術(shù)，是為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的，用于流媒體的傳輸，在有效和實(shí)時(shí)上有些勉強(qiáng)，需要RTP/RTCP協(xié)議，給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救協(xié)議支持：各領(lǐng)域的監(jiān)控業(yè)務(wù)要求不同，需采用不同的傳輸協(xié)議，如TCP、UDP、點(diǎn)播、多播、SIP等等網(wǎng)管功能：對(duì)于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，端設(shè)備的在線保活及業(yè)務(wù)功能實(shí)施狀態(tài)的信息傳遞已成為必須具備的功能網(wǎng)絡(luò)電視技術(shù)可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中，但不能照搬。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)電視的需求特點(diǎn)鮮明，容易出標(biāo)準(zhǔn)，而網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的需求復(fù)雜，規(guī)模大小不一，所以宜選擇符合監(jiān)控業(yè)務(wù)要求的相關(guān)技術(shù)，如實(shí)時(shí)控制切換技術(shù)、QoS、各安防子系統(tǒng)的集成技術(shù)，具有安防特點(diǎn)的視頻內(nèi)容管理與分發(fā)技術(shù)等等,關(guān)鍵技術(shù)之三：網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)（續(xù)）,端到端時(shí)延主要包括IP鏈路上的傳輸時(shí)延、DVR編碼時(shí)間、終端解碼時(shí)間以及接入時(shí)間等，在網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，由于緩沖區(qū)的調(diào)度也會(huì)產(chǎn)生延時(shí)，后者甚至比前者還嚴(yán)重，需要仔細(xì)的調(diào)度時(shí)延指標(biāo)應(yīng)包括傳輸時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、丟包率等參數(shù)公安部669標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)要求如下：,關(guān)鍵技術(shù)之四：應(yīng)用技術(shù),個(gè)性化應(yīng)用技術(shù)平臺(tái)技術(shù)智能監(jiān)控技術(shù),個(gè)性化應(yīng)用技術(shù),移動(dòng)偵測(cè)字符疊加報(bào)警聯(lián)動(dòng)同步回放電子放大,DVR主要解決的問題,模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼存儲(chǔ)、檢索及回放（VOD）連接CVBS系統(tǒng)及IP系統(tǒng)提供控制介面,第三章視頻監(jiān)控主要產(chǎn)品：DVR、DVS,第一節(jié)PC式硬盤錄像機(jī)（PC-DVR）第二節(jié)嵌入式硬盤錄像機(jī)（DVR）第三節(jié)DVR的關(guān)鍵技術(shù)第四節(jié)嵌入式視頻服務(wù)器（DVS）,嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器（DVS）系統(tǒng)結(jié)構(gòu),DVS主要解決的問題,前端模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼連接CVBS系統(tǒng)及IP系統(tǒng)盡可能縮短CVBS傳輸距離提供緩存,第四章網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)第二節(jié)幾種典型的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢(shì),網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù),技術(shù)：視頻編解碼技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、TCP/IP技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)、流媒體技術(shù)組成：網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、電視墻功能：圖像與聲音調(diào)度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、用戶管理、視頻流管理與傳輸?shù)鹊葌鬏敚阂曨l線、雙絞線、光纜（傳輸?shù)氖且曨l數(shù)字信號(hào)）,137,典型的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控,模擬接入方式的模數(shù)混合型系統(tǒng),139,全數(shù)字聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控示意圖,140,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展趨勢(shì),這是一個(gè)數(shù)字取代模擬的階段。實(shí)際上，這個(gè)階段從90年代就已經(jīng)開始了。但直到2000年金融行業(yè)進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)字化改造，才得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。這個(gè)階段奠定了數(shù)碼監(jiān)控持續(xù)向前發(fā)展的技術(shù)和市場(chǎng)基礎(chǔ)。,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，掀起了新一輪監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化的改革浪潮。在這個(gè)階段中，DVR、DVS成為主流的產(chǎn)品形態(tài)。聯(lián)網(wǎng)成為基本需求。視頻監(jiān)控管理平臺(tái)軟件應(yīng)用越發(fā)廣泛，IP監(jiān)控初露端倪。,聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控不斷深化發(fā)展以及需求的不斷提升，以IP攝像機(jī)、高清、智能為基本元素的開放式IP監(jiān)控架構(gòu)被越來越多地提及。如何滿足客戶的個(gè)性化需求成為設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者首要考慮的問題,第五章新一代視頻監(jiān)控產(chǎn)品,第一節(jié)IP攝像機(jī)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（NVR）第三節(jié)混合型網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（HDVR）第四節(jié)磁盤存儲(chǔ)陣列,第一代IP攝像機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),第一代IP攝像機(jī)包括視頻采集模塊和編碼模塊，二者通過模擬信號(hào)接口（CVBS）相連本質(zhì)上是將模擬攝像機(jī)與視頻編碼器進(jìn)行捆綁，主要解決聯(lián)網(wǎng)的問題CVBS系統(tǒng)成為實(shí)現(xiàn)更高分辨率的瓶頸最大分辨率為4CIF/D1，最大幀率為25/30fps,第二代IP攝像機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),第二代IP攝像機(jī)包括視頻采集模塊和編碼模塊，二者通過數(shù)字接口（ITU656）相連真正全數(shù)字化，主要解決清晰度的問題，同時(shí)前端智能化應(yīng)用成為可能傳感器像素密度成為實(shí)現(xiàn)更高分辨率的瓶頸可實(shí)現(xiàn)100萬像素以上分辨率、25fps以上幀率,第三代IP攝像機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),第三代IP攝像機(jī)將視頻處理和編碼進(jìn)行整合實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的視頻處理和高效的視頻分析（智能）功能DSP的性能決定了攝像機(jī)的整體性能更注重前端智能化，高分辨率已經(jīng)不是唯一追求的目標(biāo),第三代IP攝像機(jī)的關(guān)注重點(diǎn),強(qiáng)調(diào)技術(shù)的整合與業(yè)務(wù)的融合視頻處理技術(shù)、視音頻編碼技術(shù)、智能技術(shù)管理、傳輸、控制、識(shí)別更高的技術(shù)門檻，將對(duì)IP-C市場(chǎng)格局產(chǎn)生影響在性能和成本之間取得平衡,IP攝像機(jī)與智能技術(shù)結(jié)合的案例,IP攝像機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),清晰度,整體性能,ASIC,第三代IPC技術(shù)的整合,第二代IPC解決清晰度的問題,第一代IPC解決聯(lián)網(wǎng)的問題,網(wǎng)絡(luò)、高清、智能,IP攝像機(jī)的關(guān)鍵技術(shù),視頻處理技術(shù)視頻編碼技術(shù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),IPC關(guān)鍵技術(shù)之一：視頻處理技術(shù),模擬攝像機(jī)技術(shù)傳感器類型分辨力（解析度）最低照度信噪比（S/N）自動(dòng)增益控制（AGC）白平衡（WB）同步方式電子快門（ES）背光補(bǔ)償（BLC）寬動(dòng)態(tài)（WD）日夜轉(zhuǎn)換（D/N）強(qiáng)光抑制,圖像增強(qiáng)技術(shù)降噪去抖動(dòng)GAMMA校正圖像均衡,IPC關(guān)鍵技術(shù)之二：視頻編碼技術(shù),視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的選擇依據(jù),IPC關(guān)鍵技術(shù)之三：網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),有效傳輸：目前的IPv4是為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的，用于流媒體的傳輸，在有效和實(shí)時(shí)上有些勉強(qiáng)，需要RTP/RTCP協(xié)議給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救協(xié)議支持：各領(lǐng)域的監(jiān)控業(yè)務(wù)要求不同，需采用不同的傳輸協(xié)議，如TCP、UDP、點(diǎn)播、多播、SIP等等網(wǎng)管功能：對(duì)于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，端設(shè)備的在線保活及業(yè)務(wù)功能實(shí)施狀態(tài)的信息傳遞已成為必須具備的功能,IP攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì),支持百萬像素以上的高清開放式的IP系統(tǒng)，降低總體擁有成本（TCO）安裝成本低，設(shè)備管理可達(dá)通道級(jí)兼顧未來對(duì)智能應(yīng)用的需要,第五章新一代視頻監(jiān)控產(chǎn)品,第一節(jié)IP攝像機(jī)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（NVR）第三節(jié)混合型網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（HDVR）第四節(jié)磁盤存儲(chǔ)陣列,網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（NVR）,NVR是NetVideoRecorder的縮寫,其主要功能是對(duì)網(wǎng)絡(luò)音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)和檢索NVR也分為PC-NVR和嵌入式NVR兩種主要工作原理：,采集+編碼,傳輸,存儲(chǔ),第五章新一代視頻監(jiān)控產(chǎn)品,第一節(jié)IP攝像機(jī)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（NVR）第三節(jié)混合型網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（HDVR）第四節(jié)磁盤存儲(chǔ)陣列,混合型網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)（H-DVR）,H-DVR（HybridDVR）混合型DVR或復(fù)合DVR；可同時(shí)接入模擬攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)H-DVR=DVR+NVR,H-DVR的關(guān)鍵技術(shù),視音頻編、解碼技術(shù)存儲(chǔ)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)應(yīng)用技術(shù),H-DVR的存儲(chǔ)技術(shù),來源于DVR主要包括空間預(yù)分配技術(shù)硬盤休眠技術(shù)硬盤分組技術(shù)硬盤冗余技術(shù)vs.RAID