視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí).doc

目 錄前言1第一章視頻監(jiān)控概述 2 第一節(jié) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程 2 一、模擬視頻監(jiān)控2 二、數(shù)字視頻監(jiān)控3 三、第三代視頻監(jiān)控3 第二節(jié) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成及作用 4 一 、前端采集部分 4 二、傳輸部分4 三、控制記錄部分5 四、顯示部分5第三節(jié) 本章小結(jié) 5 第二章 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備6 第一節(jié) 攝像機(jī)6一、攝像機(jī)的分類(lèi)6二、攝像機(jī)的部分主要參數(shù)7 第二節(jié) 攝像機(jī)的周邊設(shè)備8一、云臺(tái)8二、防護(hù)罩及支架9 第三節(jié) 視頻信號(hào)傳輸 10一、視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)10二、視頻傳輸介質(zhì)11 第四節(jié) 監(jiān)視器 13 第五節(jié) 編解碼器 15一、數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)15二、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器17三、解碼器17 前 言 視頻監(jiān)控是各行業(yè)重點(diǎn)部門(mén)或重要場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的物理基礎(chǔ)，管理部門(mén)可通過(guò)它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像或聲音信息，對(duì)突發(fā)性異常事件的過(guò)程進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)視和記憶，用以提供高效、及時(shí)地指揮和調(diào)度、布置警力、處理案件等 。視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是日常生產(chǎn)生活中和公安監(jiān)控的重要輔助設(shè)備，應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正由模擬化走向數(shù)字化，隨著視頻壓縮技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)的快速的發(fā)展，為視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展提供了更好的平臺(tái)。 在2010年4月30日以及之前的30余天時(shí)間里，各地發(fā)生了5起校園血案，“校園安全”成為公眾熱門(mén)話(huà)題，社會(huì)對(duì)校園安全的重視程度也逐漸升級(jí)。有效的技術(shù)防范手段，強(qiáng)大的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，是有效的避免出現(xiàn)群體事件，抑制學(xué)校災(zāi)害事件的有效手段。積極構(gòu)建現(xiàn)代化的安全技術(shù)防范體系，形成以學(xué)校為主體的集人防、物防和技防于一體的校園治安防控體系，為師生提供了全方位的安全防范保障服務(wù)，是科技防范進(jìn)校園的必然要求。目前，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的綜合網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用正在興起，它將為校園安全建設(shè)與安全防范管理帶來(lái)重要的、完善的解決方案，為預(yù)防事故、安全管理、統(tǒng)一指揮提供有效的圖像證據(jù)。教育行業(yè)由于其網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善毫無(wú)例外的明顯傾向于網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。第1章 視頻監(jiān)控概述第1節(jié) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程 從技術(shù)角度出發(fā)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展可以劃分為第一代模擬視頻監(jiān)控系(CCTV)，到第二代基于“PC+多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)，和第三代完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)。1、 模擬視頻監(jiān)控 在20世紀(jì)90年代初以前，主要是以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，稱(chēng)為第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)。圖像傳輸用視頻電纜，以模擬信號(hào)傳輸，傳輸距離不能太遠(yuǎn)，適合小范圍內(nèi)的監(jiān)控，獲得的監(jiān)控圖像在控制中心查看。主要設(shè)備包括前段攝像機(jī)后端視頻矩陣、監(jiān)視器、錄像機(jī)等，利用視頻傳輸線(xiàn)將來(lái)自攝像機(jī)的視頻連接到監(jiān)視器上，利用視頻矩陣主機(jī)對(duì)畫(huà)面進(jìn)行分割，采用控制鍵盤(pán)對(duì)圖像進(jìn)行控制等，錄像采用使用磁帶的長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)。傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)有一定的劣勢(shì)：模擬視頻信號(hào)傳輸?shù)木嚯x較短；模擬視頻監(jiān)控范圍比較局限，并且布線(xiàn)工程量大；模擬視頻信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)會(huì)耗費(fèi)大量的存儲(chǔ)介質(zhì)，并且不易保存.2、 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)1、DVR 20世紀(jì)90年代中期，基于PC的多媒體監(jiān)控隨著數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生。系統(tǒng)在遠(yuǎn)端有若干個(gè)攝像機(jī)、各種檢測(cè)和報(bào)警探頭與數(shù)據(jù)設(shè)備，獲取圖像信息，通過(guò)各自的傳輸線(xiàn)路匯接到多媒體監(jiān)控終端上，然后再通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，將這些信息傳到一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控中心。監(jiān)控終端機(jī)可以是一臺(tái)PC機(jī)，也可以是專(zhuān)用的工業(yè)控制機(jī)。 這其實(shí)是半模擬-半數(shù)字的監(jiān)控系統(tǒng)，目前在一些小型的、要求比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)所用的比較廣泛。只是隨著技術(shù)的發(fā)展，工控機(jī)變成了嵌入式的硬盤(pán)錄像機(jī)，該機(jī)性能較好，可無(wú)人值守，還有網(wǎng)絡(luò)功能。2、DVS “模擬-數(shù)字”監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)的延伸DVS.DVS是以視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和視頻綜合管理平臺(tái)為核心的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 。它是基于嵌入式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),DVS把攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。嵌入式視頻編碼器的功能有視頻編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、自動(dòng)控制等，這類(lèi)系統(tǒng)可以直接連入以太網(wǎng)，省掉了各種復(fù)雜的電纜，具有靈活方便、即插即看等特點(diǎn)，使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。3、數(shù)字化視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì) 數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)）上傳輸圖像數(shù)據(jù)，不受距離限制，信號(hào)不易受干擾，可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性。 數(shù)字化視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用，無(wú)須重復(fù)布線(xiàn)。 數(shù)字化存儲(chǔ)成為可能，經(jīng)過(guò)壓縮的視頻數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在磁盤(pán)陣列中或保存在光盤(pán)、U盤(pán)中，查詢(xún)十分簡(jiǎn)便快捷。3、 第三代視頻監(jiān)控第三代視頻監(jiān)控是完全使用IP技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)是攝像機(jī)內(nèi)安裝Web服務(wù)器，并提供以太網(wǎng)接口，攝像機(jī)內(nèi)集成了各種協(xié)議，通過(guò)普通瀏覽器可支持直接訪(fǎng)問(wèn)攝像機(jī)。這些攝像機(jī)生成JPEG或MPEG-4數(shù)據(jù)文件，可供任何經(jīng)授權(quán)客戶(hù)機(jī)從網(wǎng)絡(luò)中任何位置訪(fǎng)問(wèn)、監(jiān)視等。更具高科技含量的是可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸，用戶(hù)可以通過(guò)筆記本、手機(jī)、PDA等無(wú)線(xiàn)終端隨處查看視頻。1第2節(jié) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成及作用視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)部分、傳輸部分、控制記錄以及顯示部分四大塊組成，其系統(tǒng)組成如圖所示。在每一部分中，又含有更加具體的設(shè)備或部件。圖1.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成一 、前端采集部分在視頻監(jiān)控前端是由攝像機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)畫(huà)面進(jìn)行采集，攝像部分是監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛”。在被監(jiān)視場(chǎng)所面積較大時(shí)，在攝像機(jī)上加裝變焦距鏡頭，使攝像機(jī)所能觀(guān)察的距離更遠(yuǎn)、更清楚；還可把攝像機(jī)安裝在云臺(tái)上，可以使云臺(tái)帶動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng);為了防塵、防雨、抗高低溫、抗腐蝕等，對(duì)攝像機(jī)及其鏡頭還應(yīng)加裝專(zhuān)門(mén)的防護(hù)罩，甚至對(duì)云臺(tái)也要有相應(yīng)的防護(hù)措施。攝像機(jī)有黑白、彩色之分。按攝像機(jī)外形來(lái)分有半球、普通槍機(jī)、球機(jī)等，球機(jī)有勻速球、高速球和智能高速球等，也還有集成了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。2二、傳輸部分 目前，在監(jiān)控系統(tǒng)中用的傳輸介質(zhì)是同軸電纜、雙絞線(xiàn)、光纖等。同軸電纜直接傳輸模擬信號(hào),其優(yōu)點(diǎn)是：短距離傳輸圖像信號(hào)損失小，造價(jià)低廉,系統(tǒng)穩(wěn)定。缺點(diǎn)是：傳輸距離短，300米以上無(wú)法保證圖像質(zhì)量；一路視頻信號(hào)需布一根電纜，傳輸控制信號(hào)需另布電纜；其布線(xiàn)量大、維護(hù)困難、可擴(kuò)展性差，適合小系統(tǒng)。雙絞線(xiàn)一般是指網(wǎng)線(xiàn)，其抗干擾能力遠(yuǎn)比同軸電纜好，而且通過(guò)對(duì)視頻信號(hào)的處理，其傳輸?shù)膱D像信號(hào)也比同軸電纜清晰，同一根網(wǎng)線(xiàn)相互之間不會(huì)發(fā)生干擾。其優(yōu)點(diǎn)是：布線(xiàn)簡(jiǎn)易、成本低廉、抗干憂(yōu)性能強(qiáng)。其缺點(diǎn)包括：只能解決1Km以?xún)?nèi)監(jiān)控圖像傳輸，不適合應(yīng)用在大中型監(jiān)控中；雙絞線(xiàn)質(zhì)地脆弱抗老化能力差，不適于野外傳輸。光纜代替同軸電纜、雙絞線(xiàn)進(jìn)行視頻信號(hào)的傳輸，給電視監(jiān)控系統(tǒng)增加了高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠辛l件。3、 控制與記錄部分控制與記錄部分負(fù)責(zé)對(duì)攝像機(jī)及其輔助部件（如鏡頭、云臺(tái)）的控制，并對(duì)圖像、聲音信號(hào)的進(jìn)行記錄。目前DVR的技術(shù)很成熟，它可以記錄圖像和聲音，還可以進(jìn)行畫(huà)面分割切換、控制前端云臺(tái)等功能。 采集到的視頻數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在磁盤(pán)陣列中，記錄時(shí)間可以更長(zhǎng)。4、 顯示部分顯示部分一般由幾臺(tái)或多臺(tái)監(jiān)視器組成，目前液晶監(jiān)視器正逐步取代傳統(tǒng)的CRT監(jiān)視器，在攝像機(jī)數(shù)量不是很多，要求不是很高的情況下，一般直接將監(jiān)視器接在硬盤(pán)錄像機(jī)上即可。專(zhuān)用監(jiān)視器價(jià)格較貴，也可用普通電視機(jī)替代，但電視機(jī)不適宜24小時(shí)開(kāi)機(jī)。第三節(jié) 本章小結(jié) 本章主要介紹了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程：從模擬視頻監(jiān)控系(CCTV)，到數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)和第三代完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。也簡(jiǎn)單介紹了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成即前端采集部分,傳輸部分、顯示控制部分。第2章 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備第1節(jié) 攝像機(jī) 在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像頭是最前端、最基礎(chǔ)、投資數(shù)量最大的一個(gè)產(chǎn)品，也是最關(guān)鍵設(shè)備，它負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行攝像并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再進(jìn)一步用于傳輸，其質(zhì)量直接影響視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體應(yīng)用，同時(shí)還關(guān)系到工程造價(jià)。 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱(chēng)，實(shí)際上，攝像頭與鏡頭大部分是分開(kāi)購(gòu)買(mǎi)的，所以每個(gè)用戶(hù)需要的鏡頭都是依據(jù)實(shí)際情況而定的。4一、攝像機(jī)的分類(lèi)攝像機(jī)可以根據(jù)不同的劃分方式，可以分類(lèi)如下： 槍機(jī) 按外形分 球機(jī) 紅外一體機(jī) 按傳感器類(lèi)型分：CCD攝像機(jī)、CMOS攝像機(jī) 按功能分：普通型攝像機(jī)、日夜型攝像機(jī)、紅外攝像機(jī) 按清晰度分： 標(biāo)清攝像機(jī)、高清攝像機(jī) 按傳輸方式分： 模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)二、攝像機(jī)的部分主要參數(shù)1、 鏡頭 鏡頭是攝像機(jī)的眼睛，為了適應(yīng)不同的監(jiān)控環(huán)境和要求，需要配置不同規(guī)格的鏡頭。比如在室內(nèi)的重點(diǎn)監(jiān)視，要進(jìn)行清晰且大視場(chǎng)角度的圖像捕捉，得配置廣角鏡頭；在室外的停車(chē)場(chǎng)，既要看到停車(chē)場(chǎng)全貌，又要能看到汽車(chē)的細(xì)部，這時(shí)候需要廣角和變焦鏡頭。2、清晰度 清晰度是由攝像器件像素大小決定的，攝像器件的像素越多，得到的圖像越清晰，清晰度越高，說(shuō)明攝像機(jī)檔次越高。3、最低照度 最低照度是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值。最低照度越小，攝像機(jī)檔次越高。4、自動(dòng)增益控制（AGC） AGC（Automatic Gain Control）即自動(dòng)增益控制的縮寫(xiě)。所有攝象機(jī)都有一個(gè)將來(lái)自 電耦合器件CCD（Charge coupled Device）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，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過(guò)載，使視頻信號(hào)畸變。為此，需利用攝象機(jī)的自動(dòng)增益控制（AGC）電路去探測(cè)視頻信號(hào)的電平，適時(shí)地開(kāi)關(guān)AGC，從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，即在低照度時(shí)自動(dòng)增加攝象機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)獲得清晰的圖像。5、背光補(bǔ)償（BLC） 也稱(chēng)作逆光補(bǔ)償或逆光補(bǔ)正，它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時(shí)畫(huà)面主體黑暗的缺陷。當(dāng)引入背光補(bǔ)償功能時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來(lái)確定AGC電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會(huì)有較高的增益，使輸出視頻信號(hào)的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫(huà)面明朗。此時(shí)的背景畫(huà)面會(huì)更加明亮，但其與主體畫(huà)面的主觀(guān)亮度差會(huì)大大降低，整個(gè)視場(chǎng)的可視性得到改善。改善效果如圖2.1所示。圖2.1使用背光補(bǔ)償后的效果6、電子快門(mén)（ES）ES（ElectronicShutter）即電子快門(mén)的縮寫(xiě)，是對(duì)比照相機(jī)的機(jī)械快門(mén)功能提出一個(gè)術(shù)語(yǔ)，它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時(shí)間。根據(jù)人眼的視覺(jué)暫留特性，為了確?？吹降膱D像是連續(xù)的，實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榄h(huán)境中光線(xiàn)可能會(huì)很強(qiáng)，這個(gè)時(shí)候可能會(huì)需要控制進(jìn)光量，就需要控制快門(mén)速度，速度越快時(shí)，光線(xiàn)能夠進(jìn)入的時(shí)間就越少，進(jìn)光量就越少，相對(duì)來(lái)說(shuō)，圖像就會(huì)顯得比較暗，反之快門(mén)速度越慢，圖像就會(huì)越亮。第二節(jié) 攝像機(jī)的周邊設(shè)備一、云臺(tái) 攝像機(jī)的云臺(tái)是兩個(gè)交流電機(jī)組成的安裝平臺(tái)，可以水平或者垂直的運(yùn)動(dòng)，可以通過(guò)控制系統(tǒng)在遠(yuǎn)程控制其轉(zhuǎn)動(dòng)以及移動(dòng)的方向的。云臺(tái)有如下分類(lèi)： 按安裝環(huán)境分為室內(nèi)和室外型，主要區(qū)別是室外云臺(tái)密封性能好，能夠防水、防塵，且負(fù)載大。 按安裝方式劃分為吊裝和側(cè)裝，吊裝云臺(tái)是安裝在天花板側(cè)裝云臺(tái)是安裝在墻壁上。 按照承載重量分為輕載云臺(tái)、中載云臺(tái)和重載云臺(tái)。二、支架及護(hù)罩1、支架普通支架有短的、長(zhǎng)的、直的、彎的，根據(jù)不同的要求選擇不同的型號(hào)。室外支架主要考慮負(fù)載能力是否合乎要求，再有就是安裝位置，很多室外攝像機(jī)安裝位置特殊，有的安裝在電線(xiàn)桿上，有的安裝在鐵架上。制作支架的材料有塑料、金屬鍍鉻、壓鑄。支架多種多樣，依使用環(huán)境不同和結(jié)構(gòu)不同，主要有以下類(lèi)型： 天花板頂基支架，一端固定在天花板上，另一端為可調(diào)節(jié)方向的球形旋轉(zhuǎn)頭或可調(diào)傾斜度平臺(tái)，以便攝象機(jī)對(duì)準(zhǔn)不同的方位。有直管圓柱形和形之分。 墻壁安裝型支架，一端固定在墻壁上，其垂直平面用于安裝攝象機(jī)或云臺(tái)，對(duì)于無(wú)云臺(tái)的攝象機(jī)系統(tǒng)，其攝象機(jī)可以直接固定在支架上，也可以固定在支架上的球形旋轉(zhuǎn)接頭或可調(diào)傾斜平臺(tái)上。 墻用支架加上安裝連板可構(gòu)成墻角支架，墻角支架加上圓柱安裝連板，可將其安裝在圓柱桿上。2、 防護(hù)罩防護(hù)罩主要分為室內(nèi)和室外兩種，功能主要是防塵、防破壞。防護(hù)罩能保證雨水不進(jìn)入防護(hù)罩內(nèi)部侵蝕攝像機(jī)。有的室外防護(hù)罩還帶有排風(fēng)扇、加熱板、雨刮器，可以更好的保護(hù)設(shè)備。攝象機(jī)防護(hù)罩的選擇，首先是要包容所使用的攝象機(jī)加鏡頭，并留有適當(dāng)?shù)母挥嗫臻g，其次是依據(jù)使用環(huán)境選擇適合的防護(hù)罩類(lèi)型，在此基礎(chǔ)上，將包括防護(hù)罩及云臺(tái)在內(nèi)的整個(gè)攝像前端之重量累計(jì)，選擇具有相應(yīng)承重值的支架。還要看整體結(jié)構(gòu)，安裝孔越少越利于防水，再看內(nèi)部線(xiàn)路是否便于聯(lián)接，最后還要考慮外觀(guān)、重量、安裝座等等。防護(hù)罩的材料主要有鋁質(zhì)、合金、擠壓成型、不銹鋼等。為了更好的保護(hù)攝像機(jī)，在室內(nèi)或者室外安裝時(shí)，都盡可能安裝防護(hù)罩，需要對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，需安裝云臺(tái)。根據(jù)不同的安裝位置會(huì)選擇不同的支架。其安裝效果示意圖如圖2.2所示。圖2.2 帶防護(hù)罩、云臺(tái)和支架的攝像機(jī)第4節(jié) 視頻信號(hào)傳輸一、視頻信號(hào)壓縮標(biāo)準(zhǔn) 目前比較流行的基于MPEG-4或H.264的標(biāo)準(zhǔn)，圖像數(shù)據(jù)壓縮之后通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。下面介紹兩種常見(jiàn)的視頻壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：1、MPEGMPEG（Moving Pictures Experts Group）即“動(dòng)態(tài)圖象專(zhuān)家組”的英文縮寫(xiě) ，MPEG1技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于VCD，而MPEG2標(biāo)準(zhǔn)則用于廣播電視和DVD等，而MPEG4于1999年初正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它是一個(gè)適用于低傳輸速率應(yīng)用的方案。它采用基于對(duì)象的編碼理念，即在編碼時(shí)將一幅景物分成若干在時(shí)間和空間上相互聯(lián)系的視頻音頻對(duì)象，分別編碼后，再經(jīng)過(guò)復(fù)用傳輸?shù)浇邮斩?，然后再?duì)不同的對(duì)象分別解碼，從而組合成所需要的視頻和音頻。這樣既方便我們對(duì)不同的對(duì)象采用不同的編碼方法和表示方法，可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種對(duì)象的操作及編輯，并且又有利于不同數(shù)據(jù)類(lèi)型間的融合。MPEG4技術(shù)的編碼對(duì)象就是運(yùn)動(dòng)圖像中的音頻和視頻，我們稱(chēng)為“AV對(duì)象”，而持續(xù)的AV對(duì)象疊加在一起就形成了AV場(chǎng)景。52、H.264H.264是在MPEG-4技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來(lái)的，H.264的壓縮比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.52倍。H.264標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)是：與其它現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比，在相同的帶寬下提供更加優(yōu)秀的圖象質(zhì)量。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：在帶寬較低的情況下提供高質(zhì)量。 H.264能夠在不同的環(huán)境使用不同的傳輸和播放速率，提供了更多的錯(cuò)誤處理工具，能夠更好的控制甚至杜絕丟包和誤碼。6 2、 傳輸介質(zhì) 監(jiān)控系統(tǒng)中，信號(hào)的傳輸是整個(gè)系統(tǒng)非常重要的一環(huán)，需要傳輸?shù)男盘?hào)主要有兩個(gè)，一個(gè)是視頻信號(hào)，一個(gè)是控制信號(hào)。其中視頻信號(hào)的是從前端的攝像機(jī)傳向控制中心;而控制信號(hào)則是從控制中心流向前端的攝像機(jī)(包括云臺(tái)等受控對(duì)象）。目前，在監(jiān)控系統(tǒng)中用的傳輸介質(zhì)是同軸電纜、雙絞線(xiàn)、光纖等方式，對(duì)于不同場(chǎng)合、不同的傳輸距離，需要選擇不同的傳輸介質(zhì)。61、同軸電纜傳輸 視頻基帶信號(hào)也就是通常講的視頻信號(hào)，它的帶寬是0-6MHZ，一般來(lái)講，信號(hào)頻率越高，衰減越大，一般設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮保證高頻信號(hào)的幅度就能滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，一般來(lái)講，75-3電纜可以傳輸 150米、75-5電纜可以傳輸300米、75-7電纜可以傳輸500米，對(duì)于傳輸更遠(yuǎn)距離，可以采用視頻放大器等設(shè)備，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和補(bǔ)償，可以傳輸2-3公里。2、雙絞線(xiàn)傳輸 雙絞線(xiàn)在這里一般指的是超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)，該傳輸介質(zhì)與使用同軸電纜相比，其優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯： 布線(xiàn)方便，線(xiàn)纜利用率高。一根普通超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)，內(nèi)有4對(duì)雙絞線(xiàn)，可以同時(shí)都用來(lái)傳輸視頻信號(hào)，一共可以傳輸四路，且信號(hào)間干擾較小，而且網(wǎng)線(xiàn)比同軸電纜更好鋪設(shè)。 價(jià)格便宜，性?xún)r(jià)比高。普通超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)的價(jià)格相當(dāng)與75-3視頻線(xiàn)，室外防水超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)的價(jià)格相當(dāng)與75-5視頻線(xiàn)，但網(wǎng)線(xiàn)卻能夠在同一時(shí)間傳輸多路信號(hào)。 傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸效果好。 抗干擾能力強(qiáng)。雙絞線(xiàn)傳輸采用差分傳輸方法，其抗干擾能力大于同軸電纜。雙絞線(xiàn)雖然具有以上優(yōu)點(diǎn)，但是在使用中也應(yīng)當(dāng)注意一些問(wèn)題： 一般選用國(guó)產(chǎn)超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)，每根網(wǎng)線(xiàn)內(nèi)有8芯，每芯的直流電阻值應(yīng)小于15歐/100米。 室外布線(xiàn)，盡可以選用室外阻水網(wǎng)線(xiàn)，雖然價(jià)格高了些，但可靠性可以保證。 對(duì)于干擾特強(qiáng)的地方，如電廠(chǎng)、變電站等地方，建議選用屏蔽網(wǎng)線(xiàn)，或在普通網(wǎng)線(xiàn)外套金屬管。73、光纖傳輸 用光纜代替同軸電纜、雙絞線(xiàn)進(jìn)行視頻信號(hào)的傳輸，給電視監(jiān)控系統(tǒng)增加了高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠辛l件。先進(jìn)的傳輸手段、穩(wěn)定的性能、較高的可靠性和多功能的信息交換網(wǎng)絡(luò)還可為以后的信息高速公路奠定良好的基礎(chǔ)。其傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)：傳輸距離長(zhǎng)，現(xiàn)在單模光纖每公里衰減可做到0.2dB0.4dB以下，是同軸電纜每公里損耗的1% 。傳輸容量大，通過(guò)一根光纖可傳輸幾十路以上的信號(hào)。如果采用多芯光纜，則容量成倍增長(zhǎng)。這樣，用幾根光纖就完全可以滿(mǎn)足相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)傳輸容量的要求。傳輸質(zhì)量高，由于光纖傳輸不像同軸電纜那樣需要相當(dāng)多的中繼放大器，因而沒(méi)有噪聲和非線(xiàn)性失真疊加。加上光纖系統(tǒng)的抗干擾性能強(qiáng)，基本上不受外界溫度變化的影響，從而保證了傳輸信號(hào)的質(zhì)量?？垢蓴_性能好，光纖傳輸不受電磁干擾，適合應(yīng)用于有強(qiáng)電磁干擾和電磁輻射的環(huán)境中。 目前常用的光纖按模式分有兩大類(lèi)：多模光纖和單模光纖。多模光纖用于視頻圖像傳輸時(shí)，只能滿(mǎn)足最遠(yuǎn)35km左右的傳輸距離，并且對(duì)視頻光端機(jī)的帶寬(針對(duì)模擬調(diào)制)和傳輸速率(針對(duì)數(shù)字式)有較大的限制，一般適用于短距、小容量、簡(jiǎn)單應(yīng)用的場(chǎng)合。單模光纖由于有著優(yōu)異的特性和低廉的價(jià)格已經(jīng)成為當(dāng)前光通信傳輸?shù)闹髁?，但其設(shè)備價(jià)格比多模光端機(jī)高。8 第五節(jié) 監(jiān)視器 監(jiān)視器作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的終端顯示部分，發(fā)揮著重要的作用，把圖像最大限度真實(shí)地顯示出來(lái)，以供監(jiān)控人員作為工作依據(jù)，它的好壞直接影響到整個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)的效果。監(jiān)視器的發(fā)展經(jīng)歷了黑白到彩色，從普通到不閃爍，從CRT（陰極射線(xiàn)管）到LCD（液晶）的發(fā)展過(guò)程，每個(gè)過(guò)程都發(fā)生了很大的飛躍。從黑白到彩色，使得監(jiān)控的單調(diào)圖像邁向了逼真的世界；從普通到不閃爍，給監(jiān)控工作人員帶來(lái)了健康。1、CRT監(jiān)視器 普通的50HZ系列產(chǎn)品、有不同尺寸的屏幕：14英吋、15英吋、25英吋等. 普通的監(jiān)視器如圖2.3所示，其圖像分辨率低，層次不分明，色彩不鮮艷，還原出來(lái)的圖像就不那么真實(shí)逼真。其主要的缺點(diǎn)是圖像閃爍，尤其是組成屏幕墻時(shí)顯得更為嚴(yán)重，長(zhǎng)時(shí)間地觀(guān)看會(huì)造成眼睛的疲勞和影響注意力，造成漏情。 圖2.3 CRT監(jiān)視器2、液晶系列 由于液晶具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)和越來(lái)越低的價(jià)格，液晶監(jiān)視器越來(lái)越多地在監(jiān)控系統(tǒng)使用，液晶監(jiān)視器如圖2.4所示。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)液晶監(jiān)視器主要有以下分類(lèi)及特點(diǎn)： 按尺寸分包括小型、中型和大型三種：小型一般包括17”19”20”；中型包括：22”26”32”，37”，40”，42”，46”；大型包括：52”，55”，70”，82”等更大尺寸。 除了按尺寸分類(lèi)外，還有根據(jù)采用的液晶屏的特點(diǎn)分為：普通和高亮；普通和高分辨率。 液晶監(jiān)視器增加了DVI（數(shù)字視頻接口），滿(mǎn)足了前端數(shù)字視頻信號(hào)的傳輸應(yīng)用。還有的液晶監(jiān)視器將DVI接口升級(jí)為HDMI（高清晰度多媒體接口），HDMI接口的特點(diǎn)傳輸距離遠(yuǎn)，速度更快，支持更高帶寬的數(shù)字信號(hào)傳輸。 超薄超輕設(shè)計(jì)，使用方便、美觀(guān)、能耗低、無(wú)輻射、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展液晶屏的使用壽命可達(dá)6萬(wàn)小時(shí)以上。圖2.4 液晶監(jiān)視器3、大屏幕拼接系統(tǒng) 目前采用的大屏幕拼接墻主要有LCD（液晶）、DLP（背投）、PDP（等離子）三種，已經(jīng)成為各種大型集中監(jiān)控指揮中心的大面積、高清晰、多畫(huà)面的大型終端顯示系統(tǒng)，如圖2.5所示。9三種拼接系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點(diǎn)： LCD液晶拼接系統(tǒng)具有高清、高亮、高色域；可任意選擇拼接組合；維護(hù)成本極低，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)；堅(jiān)固，美觀(guān)和很薄的墻體設(shè)計(jì)；靈活多變的拼接顯示功能；不會(huì)灼傷。其主要缺點(diǎn)是有拼接縫。 DLP背投拼接系統(tǒng)：顯示單元尺寸有多種可選，有50寸、60寸、67寸、80寸、84寸；拼接縫為0.5MM,在較遠(yuǎn)距離時(shí)看不出拼縫，可認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫拼接；屏幕不會(huì)灼傷；智能數(shù)字色彩調(diào)整；智能數(shù)字亮度調(diào)整；防塵/散熱技術(shù)等特點(diǎn)。其主要的缺點(diǎn)是亮度低，色彩飽和度差，箱體厚，燈泡壽命短，維護(hù)使用成本高。 PDP等離子拼接亮度和對(duì)比度很好，圖像的色彩飽和度很高，拼接縫一般為5MM，比液晶拼接的要小得多，拼接墻可以做得很薄。但是，等離子拼接墻最大的缺點(diǎn)是面板灼傷嚴(yán)重，尤其是在長(zhǎng)時(shí)間顯示靜止圖像的情況下，面板會(huì)被留下明顯的圖像。另一個(gè)缺點(diǎn)是屏幕壽命僅有5000-10000小時(shí)。9圖2.5 無(wú)縫液晶大屏幕第六節(jié) 編解碼器一、數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī) Digital Video Recorder（硬盤(pán)錄像機(jī)），即數(shù)字視頻錄像機(jī)如圖2.6所示，采用硬盤(pán)錄像，故常常被稱(chēng)為硬盤(pán)錄像機(jī)，也被稱(chēng)為DVR。DVR采用的是數(shù)字記錄技術(shù)，在圖像處理、圖像儲(chǔ)存、檢索、備份、以及網(wǎng)絡(luò)傳遞、遠(yuǎn)程控制等方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于模擬監(jiān)控設(shè)備，DVR代表了電視監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，是目前市面上電視監(jiān)控系統(tǒng)的首選產(chǎn)品。目前市面上主流的DVR采用的壓縮技術(shù)有MPEG-2、MPEG-4、H.264、M-JPEG，而MPEG-4、H.264是國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的壓縮方式；從攝像機(jī)輸入路數(shù)上分為1路、2路、4路、6路、9路、12路、16路、32路等；總的來(lái)說(shuō)，按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為兩大類(lèi)：基于PC架構(gòu)的PC式DVR和脫離PC架構(gòu)的嵌入式DVR。在這里講講PC式DVR和嵌入式DVR。1、 PC式硬盤(pán)錄像機(jī)（DVR）這種架構(gòu)的DVR以傳統(tǒng)的PC機(jī)為基本硬件，以Win98、Win2000、WinXP、Vista、Linux為基本軟件，配備圖像采集或圖像采集壓縮卡，編制軟件成為一套完整的系統(tǒng)。PC機(jī)是一種通用的平臺(tái)，PC機(jī)的硬件更新?lián)Q代速度快，因而PC式DVR的產(chǎn)品性能提升較容易，同時(shí)軟件修正、升級(jí)也比較方便。PC式DVR各種功能的實(shí)現(xiàn)都依靠各種板卡來(lái)完成，比如視音頻壓縮卡、網(wǎng)卡、聲卡、顯卡等，這種插卡式的系統(tǒng)在系統(tǒng)裝配、維修、運(yùn)輸中很容易出現(xiàn)不可靠的問(wèn)題，不能用于工業(yè)控制領(lǐng)域，只適合于對(duì)可靠性要求不高的商用辦公環(huán)境。2、嵌入式硬盤(pán)錄像機(jī)（EM-DVR）嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，有計(jì)算機(jī)功能