視頻監(jiān)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)ppt

1、視頻監(jiān)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程目錄視頻監(jiān)控的基本概念監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)展望監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構(gòu)什么是視頻監(jiān)控系統(tǒng) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全技術(shù)防范體系中的一個(gè)重要組成部分，是一種先進(jìn)的且防范能力極強(qiáng)的綜合性系統(tǒng)，它可通過遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備 （鏡頭、云臺(tái)等）直接觀看被監(jiān)視場(chǎng)所的一切情況。 另外隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展與視音頻處理、存儲(chǔ)、智能化等技術(shù)的不斷提高，其功能也是愈來(lái)愈強(qiáng)大，同時(shí)還可以與安全技術(shù)防范系統(tǒng)中的其它系統(tǒng)（如防盜報(bào)警系統(tǒng)）聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，使其防范范圍與能力也更加強(qiáng)大與智能。監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程目錄視頻監(jiān)控的基本概念監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)展望監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構(gòu)模擬信號(hào) 模擬信號(hào)（Analog Signa

2、l）是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號(hào) 模擬信號(hào)電視機(jī)信號(hào)接收器 信號(hào)易受干擾，經(jīng)常出現(xiàn)“雪花”數(shù)字信號(hào) 數(shù)字信號(hào)（Digital signal）是離散時(shí)間信號(hào)（discrete-time signal）的數(shù)字化表示，通?？捎赡M信號(hào)（analog signal）獲得。模擬信號(hào)（analog signal）向數(shù)字信號(hào)（Digital signal）轉(zhuǎn)變 A/D轉(zhuǎn)換視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程全數(shù)字（網(wǎng)絡(luò)數(shù)字）視頻監(jiān)控系統(tǒng)（基于嵌入式視頻服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控） 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控就是將模擬（數(shù)字）視頻信號(hào)通過嵌入式視頻編碼器直接轉(zhuǎn)換成IP數(shù)字信號(hào) ，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸，通過智能化的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)

3、處理。 1全模擬的視頻監(jiān)控系統(tǒng) （CCTV） 系統(tǒng)的視頻、音頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)均為模擬形式。其核心設(shè)備為前端攝像機(jī)與音視頻切換矩陣主機(jī)。 半數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)（DVR） 系統(tǒng)的視頻、音頻信號(hào)的采集、存儲(chǔ)主要為數(shù)字形式，質(zhì)量較高。 DVR （數(shù)字硬盤錄像機(jī)） 是第二代多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的核心產(chǎn)品，有采用PC平臺(tái)和嵌入式DVR兩種流行產(chǎn)品。 23全模擬的視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介傳輸距離有限，通常只有幾百米范圍；模擬信號(hào)受干擾程度大，穩(wěn)定性不夠；系統(tǒng)施工復(fù)雜，維護(hù)麻煩，擴(kuò)展性差；模擬存儲(chǔ)信息量巨大，但容量有限，存儲(chǔ)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且成本高。視頻采用同軸電纜線傳輸；圖像信息傳輸為模擬方式；信息存儲(chǔ)采用模擬方

4、式（磁帶機(jī)等）。缺 點(diǎn)特 點(diǎn)全模擬的視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介半數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介受傳輸介質(zhì)電纜的限制，監(jiān)控范圍仍有限。擴(kuò)展性與靈活性不夠；數(shù)字化程度不夠，遠(yuǎn)程觀看、管理、交流功能有限。傳輸方式依舊采用模擬方式，依靠電纜作為傳輸介質(zhì)。以本地存儲(chǔ)為主要功能，網(wǎng)絡(luò)傳輸功能較弱。圖像顯示為模擬視頻或無(wú)損壓縮視頻，較清晰。圖像存儲(chǔ)為數(shù)字化存儲(chǔ)，存儲(chǔ)能力增強(qiáng)，管理手段較為豐富。多采用MJPEG、MPEG-1、MPEG-2壓縮方式。缺 點(diǎn)特 點(diǎn)半數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介全數(shù)字（網(wǎng)絡(luò)）數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介領(lǐng)先的技術(shù)：采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與先進(jìn)的Mpeg4/H.264編解碼方式。多樣化傳輸：完全突破地域空間限制，支持有

5、線、無(wú)線、3G等。數(shù)字化存儲(chǔ)：存儲(chǔ)量大且存儲(chǔ)方式靈活，支持前端存儲(chǔ)與服務(wù)器存儲(chǔ)。智能化監(jiān)控：全數(shù)字化音視頻信息，并支持智能分析與智能處理。綜合性平臺(tái)：統(tǒng)一平臺(tái)、分散監(jiān)控、集中管理、組網(wǎng)靈活，安全可靠。利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，無(wú)需新建系統(tǒng)和增加設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)，只要增加監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備便可擴(kuò)展新的監(jiān)控點(diǎn)。前端設(shè)備即插即用、系統(tǒng)維護(hù)成本極低。系統(tǒng)功能強(qiáng)大、易安裝、易維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)裝上軟件并賦予權(quán)限后就可成為監(jiān)控工作站點(diǎn)。特 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn)全數(shù)字（網(wǎng)絡(luò)）數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程目錄視頻監(jiān)控的基本概念監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)展望監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構(gòu)1、攝像

6、部分：即產(chǎn)生圖像的攝像機(jī)或成像裝置。2、傳輸部分：系統(tǒng)的圖像與音頻信號(hào)通路。3、控制部分：各類控制設(shè)備與系統(tǒng)程序。4、顯示部分：即監(jiān)視器（如監(jiān)控顯示器、電視等）第一種組成方式第二種組成方式1、表現(xiàn)層：它展現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì)，其設(shè)備有電視墻、監(jiān)視器、高音報(bào)警喇叭與自動(dòng)駁接電話等。2、控制層：是整個(gè)系統(tǒng)的核心，通常有模擬控制和數(shù)字控制兩種方式。3、處理層：或稱為音視頻處理層，其設(shè)備有音視頻分配器、放大器、切換器與視頻分割器等。4、傳輸層：相當(dāng)于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的血脈，即各類傳輸介質(zhì)。5、執(zhí)行層：是我們控制指令的命令對(duì)象，如控制云臺(tái)、鏡頭、解碼器。智能球等。6、支撐層：用于后端設(shè)備的支撐，保護(hù)和支撐采集

7、層、執(zhí)行層設(shè)備。如攝像機(jī)支架、防護(hù)罩等。7、采集層：是整個(gè)系統(tǒng)品質(zhì)好壞的關(guān)鍵，它包括鏡頭、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、報(bào)警傳感器等等。 1、攝像部分：即產(chǎn)生圖像的攝像機(jī)或成像裝置。2、傳輸部分：系統(tǒng)的圖像與音頻信號(hào)通路。3、控制部分：各類控制設(shè)備與系統(tǒng)程序。4、顯示部分：即監(jiān)視器（如監(jiān)控顯示器、電視等）第一種組成方式監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程目錄視頻監(jiān)控的基本概念監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)展望監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)展望數(shù)字視頻監(jiān)控模擬視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控321視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展過程視頻監(jiān)控功能對(duì)比監(jiān)控范圍組網(wǎng)難度系統(tǒng)擴(kuò)展性查看方式系統(tǒng)管理保存方式安全性數(shù)字監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控小范圍單獨(dú)組網(wǎng)、復(fù)雜受限傳統(tǒng)監(jiān)控中心手工管理、復(fù)

8、雜磁帶差大范圍復(fù)雜受限特定PC手工管理、復(fù)雜數(shù)字硬盤一般基于internet或跨區(qū)域簡(jiǎn)單多級(jí)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)訪問遠(yuǎn)程管理、簡(jiǎn)單多級(jí)儲(chǔ)存好數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化基于IPV6、3G、4G的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的大監(jiān)控系統(tǒng)。集成化智能化預(yù)防分析：系統(tǒng)由目視解釋轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)解釋是視頻監(jiān)控技術(shù)的飛躍，是安防技術(shù)發(fā)展的必然。智能化視頻監(jiān)控技術(shù)正在向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、智能化的基礎(chǔ)是數(shù)字化。而智能化是“三化”的最高境界。未來(lái)主流系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)主流發(fā)展方向未來(lái)主流技術(shù)發(fā)展方向需要有網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用體系，這樣才能夠構(gòu)建起大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻系統(tǒng)，提供安全方便的服務(wù)；需要有最優(yōu)化的壓縮算法支持高質(zhì)量數(shù)字視頻

9、的應(yīng)用需要對(duì)不同用戶和行業(yè)提供個(gè)性化的產(chǎn)品和服務(wù)，這樣才能夠進(jìn)一步滿足市場(chǎng)不斷發(fā)展的需要。需要有完整的系統(tǒng)體系，與各系統(tǒng)更好的兼容，以及各智能化功能一體化。監(jiān)控系統(tǒng)之?dāng)z像部分目錄視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)分類按攝像機(jī)形狀分：槍機(jī)、球機(jī)、針孔機(jī)按感光芯片分：CCD攝像機(jī)、CMOS攝像機(jī)按輸出圖像信號(hào)格式劃分:模擬攝像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)按成像色彩劃分：彩色、黑白按分辨率劃分：330TVL、420TVL、480TVL、540TVL、650TVL按感光元件靶面大小劃分：1inch、2/3inch、1/2inch、1/3inch、1/4inch視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)簡(jiǎn)介在監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)又稱攝像頭，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，攝像機(jī)應(yīng)該是攝像

10、頭和鏡頭的總稱。攝像機(jī)一般安裝在現(xiàn)場(chǎng)，它包括攝像頭、鏡頭、防護(hù)罩、支架和電動(dòng)云臺(tái)。它的作用是對(duì)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行攝像并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。攝像機(jī)主要由兩大部份組成：CCD/CMOSDSP（即：圖像傳感器數(shù)字信號(hào)處理）。CCD/CMOS簡(jiǎn)介CCD與CMOS相比：其主要優(yōu)勢(shì)在于靈敏度高、分辨率優(yōu)、噪聲比低；CMOS與CCD相比：則有成本低、功耗小等特點(diǎn)。 CCD與CMOS是當(dāng)前被普遍采用的兩種圖像傳感器，其都是將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào),其主要的差異是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送方式不同。 CMOS，即“互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體”互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconducto

11、r )，傳感器中每個(gè)象素都會(huì)鄰接一個(gè)放大器及A/D轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。電荷耦合器件(Charge Coupled Device )，傳感器中每一行中每一個(gè)象素的電荷數(shù)據(jù)都會(huì)依次傳送到下一個(gè)象素中，由最底端部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進(jìn)行放大輸出。CCD簡(jiǎn)介：CMOS簡(jiǎn)介：CCD與CMOS比較分辨率靈敏度信噪比集成度功耗成本CCD優(yōu)優(yōu)優(yōu)CMOS優(yōu)優(yōu)優(yōu)CCD/CMOS簡(jiǎn)介SONY CCDSHARP CCD松下 CCDCCD辨識(shí)DSP簡(jiǎn)介 DSP，即數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing)，其主要是通過專用的集成電路芯片，利用數(shù)字信號(hào)處理理論,在

12、芯片上運(yùn)行目標(biāo)程序,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的某種處理。SONY：SS-1, SS-11,SS-11X,SS-HQ1, SS-2；SHARP：D4,D5松下以D5為主；日立(某臺(tái)資大廠用的)；臺(tái)灣A-NOVA ；韓國(guó)NEXTCHIP 。主要品牌：常見DSP方案SONY方案： SS-1（2163）: SS-11（3141/2）: SS-HQ1（3172）: SS-11X（4103）:SHARP方案：D4（38603）、D5松下：D5（673276）其它廠家：Nextchip、A-NOVA視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)分辨率一般線數(shù)來(lái)表示，代表清晰度。像素構(gòu)成影像最小單位（Pixel）。最低照度測(cè)量攝像感光度

13、的一種方法（Lux）。信噪比信號(hào)電壓與噪聲電壓的比值（dB），越高越好。掃描制式有PAL制和NTSC制之分。電源交流有220V、110V、24V，直流為12V 或9V。鏡頭連接方式有C和CS方式，其主要在于感光距離不同。視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的主要功能指標(biāo)AWB自動(dòng)白平衡AGC自動(dòng)增益。ELC電子光圈控制，即電子快門。ALC自動(dòng)光圈控制。BLC背光補(bǔ)償。MIRROR鏡像功能。 鏡頭是攝像機(jī)中必不可少的部件，鏡頭與CCD配合，可以將遠(yuǎn)距離目標(biāo)成像在攝像機(jī)的CCD靶面上。按焦距可分為短焦距鏡頭；中焦距鏡頭；長(zhǎng)焦距鏡頭；變焦距鏡頭 。按視場(chǎng)大小可分為以結(jié)構(gòu)可分為廣角鏡頭；標(biāo)準(zhǔn)鏡頭；遠(yuǎn)攝鏡頭。固定光圈定焦鏡頭

14、；手動(dòng)光圈定焦鏡頭；自動(dòng)光圈定焦鏡頭；手動(dòng)變焦鏡頭；自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭；電動(dòng)三可變鏡頭。視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭簡(jiǎn)介補(bǔ)充知識(shí)： 所有CCD-芯片都屬于模擬元件，但當(dāng)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)卻是數(shù)字信號(hào)。如果數(shù)據(jù)是在攝像頭、采集卡兩部分完成數(shù)字化的，這個(gè)攝像頭就是模擬攝像頭。而數(shù)字?jǐn)z像頭則是在攝像頭內(nèi)部完成數(shù)字化的，這樣可以減少圖像的噪音。與鏡頭相關(guān)的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)焦距/變焦焦距指鏡頭中心到焦點(diǎn)的距離（mm）/焦距可調(diào) 長(zhǎng)焦鏡頭光學(xué)變焦能力較強(qiáng)的鏡頭，一般都在10倍以上。視場(chǎng)/視場(chǎng)角成像范圍/視場(chǎng)邊緣與鏡頭后節(jié)點(diǎn)所形成的夾角。光圈/快門控制曝光大小的裝置（f）/控制曝光時(shí)間的裝置。光圈系數(shù)好比控制曝光量的尺度

15、，f值越小則通光量越大。 視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)云臺(tái)簡(jiǎn)介根據(jù)回轉(zhuǎn)特點(diǎn)可分為：水平旋轉(zhuǎn)云臺(tái)：水平0350度，全方位旋轉(zhuǎn)云臺(tái)：水平0350度，垂直35度/45度/75度。根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度可分為：恒速云臺(tái)：水平轉(zhuǎn)速310度/s，垂直轉(zhuǎn)速4度/s。變速云臺(tái)：水平轉(zhuǎn)速032度/s，垂直轉(zhuǎn)速016度/s。高速云臺(tái)：水平轉(zhuǎn)速200度/s以上，垂直轉(zhuǎn)速120度/s。根據(jù)使用環(huán)境可分為：室內(nèi)用云臺(tái)與室外用云臺(tái)。水平及垂直轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小可通過限位開關(guān)進(jìn)行調(diào)整。 云臺(tái)是承載攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。其內(nèi)裝有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，一個(gè)負(fù)責(zé)水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)負(fù)責(zé)垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。目前常見有交流24V和220V兩種。 攝像機(jī)云臺(tái)視頻監(jiān)

16、控?cái)z像機(jī)防護(hù)罩簡(jiǎn)介 防護(hù)罩是使攝像機(jī)在有灰塵、雨水、高低溫等情況下正常使用的防護(hù)裝置。其一般分可為兩類：1、通用型防護(hù)罩： 按安裝環(huán)境可分為室內(nèi)用防護(hù)罩與室外用防護(hù)罩。 按行政可分為槍式、球形、坡形防護(hù)罩等。2、特殊用途防護(hù)罩： 一般為全天候防護(hù)罩，具有高安全度、高防塵、防爆等功能。有些還安裝有可控制的雨刷。還有些甚至有降溫、加溫功能（內(nèi)有安裝半導(dǎo)體元件，可自動(dòng)加溫與降溫，并且功耗較小）。 視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)支架與云臺(tái)支架 由于承重要求高，所以云臺(tái)支架一般均為金屬結(jié)構(gòu)，且尺寸也比攝像機(jī)支架大。考慮到云臺(tái)自身已具有方向調(diào)節(jié)功能，因此，云臺(tái)支架一般不再有方向調(diào)節(jié)的功能。 攝像機(jī)支架是用于固定攝像機(jī)的部

17、件，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，其形狀也各異。 攝像機(jī)支架一般均為小型支架，一般有注塑型及金屬型，可直接固定攝像機(jī)，也可通過防護(hù)罩固定攝像機(jī)，所有的攝像機(jī)支架都具有萬(wàn)向調(diào)節(jié)功能，這樣便可以將攝像機(jī)的鏡頭準(zhǔn)確地對(duì)向被攝現(xiàn)場(chǎng)。 攝像機(jī)支架云臺(tái)支架視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)高速球什么是高速球？ 高速球是攝像機(jī)的一個(gè)類別之一，它是集成鏡頭、云臺(tái)、普通攝像機(jī)等功能的一體化攝像機(jī)，其外形類似球形，而且轉(zhuǎn)動(dòng)速度比較快，故稱之為高速球或快球。 高速球是一種智能化攝像機(jī)，全名叫高速智能化球型攝像機(jī)，是監(jiān)控系統(tǒng)最復(fù)雜和綜合表現(xiàn)效果最好的,其制造復(fù)雜、價(jià)格昂貴,能夠適應(yīng)高密度、最復(fù)雜的監(jiān)控場(chǎng)合。 高速球的分類： 根據(jù)外徑尺寸可分為：7

18、寸球、9寸球等； 根據(jù)機(jī)芯類別可分為：變速球、恒速球（勻速球）； 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速可分為：高速球、中速球、低速球； 根據(jù)安裝方式可分為：壁掛式、吊頂式、室內(nèi)吸頂式； 根據(jù)使用環(huán)境可分為：室內(nèi)、室外。 根據(jù)監(jiān)控方式可分為：普通球機(jī)和智能跟蹤球機(jī)。補(bǔ)充知識(shí)：一體化攝像機(jī) 對(duì)于一體化攝像機(jī)，一直以來(lái)都有幾種不同的理解，有指半球型一體機(jī)、快速球型一體機(jī)、結(jié)合云臺(tái)的一體化攝像機(jī)和鏡頭內(nèi)建的一體機(jī)。嚴(yán)格說(shuō)，快速球型、半球型攝像機(jī)與一般的一體機(jī)不是一個(gè)概念，但所用攝像機(jī)技術(shù)是一樣的，因而一般也會(huì)將其歸為一體化的范疇?，F(xiàn)在通常所說(shuō)的一體化攝像機(jī)應(yīng)專指鏡頭內(nèi)建、可自動(dòng)聚焦的一體化攝像機(jī)。 視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)智能跟蹤高速球什么是智能跟蹤高速球？ 智能自動(dòng)跟蹤球機(jī)就是利用高速-DSP芯片對(duì)圖象進(jìn)行差分計(jì)算，可自動(dòng)識(shí)別視覺范圍內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的方向，并自動(dòng)控制云臺(tái)對(duì)移動(dòng)物體進(jìn)行追蹤。（普通的智能球機(jī)只能單純地偵測(cè)是否有人闖入，并不能判斷闖入者的動(dòng)向）。 智能自動(dòng)跟蹤球的使用方法與高速球類似。智能自動(dòng)跟蹤功能集成在球機(jī)內(nèi)部，啟用該功能僅需要簡(jiǎn)單地通過矩陣，控制鍵盤或者DVR-系統(tǒng)直接調(diào)用功能預(yù)置位。 智能自動(dòng)跟蹤球除了具備智能高速球的全部功能之外，在球機(jī)的智能化