電視監(jiān)控系統(tǒng)的控制與顯示

1、北京龍騰暢曉培訓學校-專業(yè)弱電安防培訓機構(gòu)電子教案,電視監(jiān)控系統(tǒng) 控制與顯示,歡迎多交流,電視監(jiān)控系統(tǒng)的控制與顯示,主要設備 視頻分配器 畫面分割器 矩陣控制器 硬盤錄像機 視頻放大器 字符時間疊加器 視頻抗干擾器 監(jiān)視器 設備防雷接地,視頻分配器,在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，一般是一路視頻信號對應一臺監(jiān)視器，但是有時需要將一臺攝像機的圖像送給多個管理者查看。如果僅僅用簡單的并聯(lián)方式來分配，則一方面會由于阻抗不匹配造成圖像的嚴重失真，線路不穩(wěn)等問題，另一方面信號的衰減也較大，不能保證圖像的質(zhì)量。 而采用視頻分配器則可以實現(xiàn)阻抗的匹配和視頻信號的增益，使視頻信號可以同時送給多個輸出設備而不受影響。 視頻分

2、配器用于將一路視頻信號變換出多路信號，輸送到多個顯示與控制設備。它可以將一路視頻信號均勻地分配為多路視頻信號，經(jīng)分配器輸出的每一路視頻信號仍保證與輸入的信號格式相同且彼此獨立,視頻分配器,當一路視頻信號要送到多個顯示與記錄設備時，就需要視頻分配器。 分配器與分支器的區(qū)別： 分配器平均分配功率，而分支器則是從傳輸線路中取出一小部分功率提供給用戶，而大部分功率則繼續(xù)向后傳輸,視頻切換器,一、功能 視頻切換器是選擇圖像信號的設備，也就是說，將幾路視頻信號輸入，通過對其控制，選擇其中一路視頻信號輸出。 通過使用視頻切換器，便能達到用少量的監(jiān)視器去監(jiān)視多個監(jiān)控點的目的。 二、切換方式 -手動：想看哪一路

3、就把開關(guān)撥到哪一路 -自動：根據(jù)預設的順序切換視頻信號，切換時間通過旋鈕調(diào)節(jié)，一般在1-35s之間。 三、特點 價格便宜，連接簡單，操作方便 在一個時間段只能查看一路圖像。因此要在一臺監(jiān)視器上同時觀看多個攝像機圖像，就需要用畫面分割器,畫面分割器,為了讓監(jiān)控人員能夠同時看到多個監(jiān)控點的情況，往往采用多畫面分割器將多路圖像同時顯示在一個監(jiān)視器上。這樣，既減少了監(jiān)視器的數(shù)量，又可使監(jiān)控人員一目了然地監(jiān)視各部位的情況。 使用多畫面分割器還可以用一臺錄像機同時錄制多路視頻信號。一些較好的多畫面分割器還具有單路回放功能，能夠選擇同時錄下的多路視頻信號的任意一路在監(jiān)視器上全屏回放。 目前多畫面分割器有與視

4、頻矩陣切換系統(tǒng)相融合的趨勢,畫面分割器,一、應用原理 其基本原理是采用圖像壓縮和數(shù)字化處理方法，將幾個畫面按相同比例壓縮在一個監(jiān)視器屏幕上。 有的還內(nèi)置順序切換器，可將各攝像機輸入的全屏畫面按順序和時間間隔輪流輸出顯示在監(jiān)視器上，間隔時間可調(diào)。 具有報警輸入/輸出接口，數(shù)目與畫面分割數(shù)目相同，可與報警系統(tǒng)聯(lián)動。有報警信號產(chǎn)生時，與警報相關(guān)區(qū)域的場景全屏顯示并自動錄像。用戶可自行設定警報和錄像的持續(xù)時間。 評價多畫面分割器的關(guān)鍵指標是影像處理速度和畫面清晰程度,畫面分割器,二、分類 按畫面分割數(shù)目不同，常見的有4、9、16畫面分割器,矩陣控制器,在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，為了用少量的監(jiān)視器查看多個攝像機

5、的圖像，就需要用到視頻矩陣控制器，也稱為矩陣切換器或矩陣切換主機。 所謂矩陣切換就是可以選擇任意一臺攝像機的圖像在任意一臺指定的監(jiān)視器上輸出顯示。猶如M臺攝像機和N臺監(jiān)視器構(gòu)成的M*N矩陣一般。 切換的控制信號可采用編碼形式。切換的方式可以按預先設定的時間間隔對一組攝像機信號逐個循環(huán)切換；也可以在接到某點的報警信號后，長時間監(jiān)視該區(qū)域的情況。 切換的控制一般要求與云臺、鏡頭的控制同步，即切換到哪一路圖像就控制哪一路設備,矩陣控制器,一、控制主機與視頻切換控制器 在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，控制主機是最核心的設備，通常將系統(tǒng)的控制單元與視頻矩陣切換器集成為一體，簡稱系統(tǒng)主機。 有人稱系統(tǒng)主機為視頻矩陣切換

6、主機，這是不確切的。因為在不同的系統(tǒng)中需求不同，所以會用到視頻矩陣切換主機、音頻矩陣切換主機、視音頻同步矩陣切換主機以及視頻報警聯(lián)動矩陣切換主機等，它們均屬于系統(tǒng)主機的范疇，所以用其中的任何一個籠統(tǒng)的代替系統(tǒng)主機都是不正確的。 原因剖析： 視頻矩陣切換系統(tǒng)是目前電視監(jiān)控系統(tǒng)控制中心最廣泛采用的一種視頻切換設備，其最大優(yōu)點是顯示與切換的靈活性，幾乎達到隨心所欲的地步。它是一個綜合型、多功能的控制系統(tǒng)，起到整個電視監(jiān)控系統(tǒng)控制主機的作用，常常被稱為視頻矩陣切換/控制主機,矩陣控制器,二、視頻矩陣切換主機的作用 -使單臺監(jiān)視器能夠方便地輪換顯示多個攝像機攝取的圖像。 -單個攝像機攝取的圖像可以同時送

7、到多臺監(jiān)視器上顯示。 -同時處理多路控制指令，以供多個使用者同時使用系統(tǒng),矩陣控制器,三、矩陣切換主機的連接方式 1、并聯(lián)連接方式 電視監(jiān)控系統(tǒng)中所有的控制設備（矩陣切換主機、操作鍵盤、解碼器等）之間通過一根總線連接，各控制設備之間的數(shù)據(jù)交換都通過這根總線完成。 總線一般采用RS-485接口，常常用于中小型系統(tǒng)。 施工簡單、便于維護和擴展、節(jié)省材料 2、星形連接方式 電視監(jiān)控系統(tǒng)中所有的控制設備（矩陣切換主機、操作鍵盤、解碼器等）之間通過矩陣切換主機相連接，各控制設備之間的數(shù)據(jù)交換都要通過矩陣切換主機進行轉(zhuǎn)發(fā)。 這種連接方式常用于大中型系統(tǒng)。 施工簡單、便于維護和擴展、便于管理,矩陣控制器,四

8、、矩陣切換主機按容量大小分類 1、小規(guī)模矩陣切換主機 即固定容量矩陣切換主機，出廠前矩陣規(guī)模已經(jīng)固定，在以后的使用中不能隨意擴展。常見的有32入16出、16入8出和8入4出等。 體積小，成本低廉。 2、大規(guī)模矩陣切換主機 即可變?nèi)萘烤仃嚽袚Q主機，產(chǎn)品設計時就充分考慮了矩陣規(guī)模的可擴展性。在以后的使用中可根據(jù)需要隨意擴展。常見的有128入32出、1024入64出。 體積較大，成本較貴，系統(tǒng)擴展方便,矩陣控制器,五、矩陣切換主機對前端設備的控制 1、矩陣切換主機直接控制 一般由中心控制室直接撥動某一動作所需的電源開關(guān)，通過電纜向前端設備供電。 特點是簡單、易行。 由于控制電纜較長時，沿線電壓降太大

9、，會使控制失靈，因此只適用于短距離控制，早期的監(jiān)控系統(tǒng)使用的比較多，目前這種直接控制方式，基本被淘汰了。 2、矩陣切換主機間接控制 由中心控制室發(fā)出具有微功率特點（小電流、低電壓）的控制信號到輸出接口，再通過與接口相連的執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動前端設備的動作。常用的是通過繼電器的觸點動作去啟動前端控制設備的動作或云臺控制電機的轉(zhuǎn)動等,矩陣控制器,這種應用方式需要在前端設備附近增加信號放大器或多路繼電器轉(zhuǎn)換開關(guān)。 具體有： -通過解碼器實現(xiàn)對前端設備的控制 控制信號由矩陣切換控制主機經(jīng)由雙絞線等先送到解碼器，經(jīng)解碼器譯碼（確定哪個攝像機執(zhí)行何種操作）后，再經(jīng)固態(tài)繼電器作功率放大，驅(qū)動指定的云臺或鏡頭，完成所

10、需的控制動作。 由于解碼器控制命令傳送協(xié)議的非開放性，造成目前電視監(jiān)控系統(tǒng)的不相兼容，使得不同廠家的矩陣切換控制主機很難與其他廠家的云臺匹配,矩陣控制器,通過協(xié)議接口轉(zhuǎn)換器或萬能解碼器實現(xiàn)對前端設備的控制 目前已經(jīng)出現(xiàn)了方便連接多種控制協(xié)議的轉(zhuǎn)換型裝置，該裝置內(nèi)置了不同廠家的協(xié)議，像PelcoD協(xié)議、松下矩陣協(xié)議WJ-SX550A、IKEGAWA高速球機協(xié)議SN-6800PT等的轉(zhuǎn)換，稱為協(xié)議接口轉(zhuǎn)換器。 Honeywell公司為其矩陣主機VideoBlox開發(fā)的協(xié)議接口轉(zhuǎn)換器PIT可以集成任意具有RS232/485 ASCII字符串控制協(xié)議的設備，能夠兼容眾多廠家的前后端外圍產(chǎn)品，且配置方便

11、、高效，使用簡單、直觀。 萬能解碼器則可以讓各種監(jiān)控主機都能自如地控制各種解碼器及快速智能球機，徹底解決各種主機與快速智能球機和解碼器之間的兼容問題,矩陣控制器,當前矩陣切換控制器的發(fā)展趨勢是集成化和網(wǎng)絡化，是以微處理器為核心的具有視頻切換和攝像前端控制的監(jiān)控系統(tǒng)。 系統(tǒng)核心部分由攝像機控制單元、視頻矩陣切換單元、屏幕顯示以及主CPU單元等構(gòu)成。這些單元通過內(nèi)部以太網(wǎng)連接，可以杜絕控制信號擁塞的發(fā)生。而且單元還具有外部以太網(wǎng)接口，可以連接以太網(wǎng)系統(tǒng)控制器。每路視頻輸入端還具有電纜補償功能，以提供高質(zhì)量的視頻信號，傳輸距離最遠可達1200m,視頻放大器,視頻信號通過同軸電纜長距離傳輸后會造成一定

12、的衰減，尤其是信號中的高頻分量的衰減尤為嚴重。因此當進行長距離視頻信號傳輸時，必須經(jīng)過中間放大。而視頻放大器就是這樣一種器件。 視頻放大器與普通放大器的區(qū)別主要在于帶寬不同。理論上講，視頻信號的頻率范圍為0-6MHz，實際的視頻放大器的帶寬可達100Hz-1MHz，且通帶平坦。 視頻放大器可以增強視頻的亮度、色度和同步信號，克服用同軸電纜遠程傳輸視頻信號時造成的信號衰減。但線路內(nèi)的干擾信號也被放大了，因此，一條回路中不能串接太多的視頻放大器,視頻放大器,另外，由于在長距離傳輸時，視頻信號的高頻充分損耗最大，因此在對視頻信號進行均勻放大時，還要特別對其高頻部分進行補償。否則監(jiān)視器上的圖像輪廓會模

13、糊不清。 再者，前面介紹的視頻分配器除了可提供多路獨立的視頻輸出外，兼具有視頻信號放大功能，因此也稱為視頻分配放大器。 視頻分配放大器以獨立和隔離的互補晶體管或由獨立的視頻放大器集成電路提供4-6路獨立的75歐負載能力，視頻輸入和輸出均采用BNC端子,錄像機（Video Recorder,VCR）是電視監(jiān)控系統(tǒng)中的記錄和重放裝置。它要求記錄時間要長，目前電視監(jiān)控系統(tǒng)中的專用錄像機可連續(xù)錄24-960h。此外，還要求錄像機具有遙控功能，可以進行遠距離操作，或在電視監(jiān)控系統(tǒng)中用控制信號自動操作錄像機。 錄像機內(nèi)設有字符發(fā)生器，可在圖像上打上日期時間等信息，還可以顯示攝像機與報警器的編號與報警方式。

14、使用自動錄像周期設定功能可對一周內(nèi)每天的錄像模式進行設定。 當收到報警信號后，錄像機會自動進入錄像狀態(tài)；無報警情況下，恢復正常錄像模式。錄像機還有一個鎖定鍵，用以防止非法操作,錄像機,錄像機主要有如下類型： 一、磁帶錄像機 磁帶錄像機（VTR：Video Tape Recorder）是一種利用電磁變換原理，以磁帶作為存儲媒質(zhì)，以剩磁的形式在磁帶上記錄與重放電視信號的設備。它通過磁頭把經(jīng)過處理的圖像信號和聲音信號（電信號）以剩磁的形式記錄在磁帶上，重放時通過磁頭拾取磁帶上的剩磁信號的變化，將其轉(zhuǎn)換成相應的電信號，利用顯像器件和揚聲器重現(xiàn)圖像和聲音。 二、數(shù)字式錄像機 與數(shù)字攝像機匹配，圖像質(zhì)量高

15、，聲音質(zhì)量可與CD相當；最新推出的數(shù)字式光盤錄像機，可將圖像記錄在光盤上，還可進行快速檢索,錄像機,二、數(shù)字式錄像機 數(shù)字錄像機可消除復制時圖像質(zhì)量的降低，并可直接進入計算機和由計算機控制的數(shù)字化設備。目前，數(shù)字錄像機可分為非壓縮格式和壓縮格式兩大類。記錄載體可分為硬盤和光盤，常用的記錄載體是硬盤,錄像機,三、實時錄像機（Event VCR） 這類錄像機平時不錄像，當有報警觸發(fā)時才開始錄像，一定時間后自動終止。缺點是警報啟動后有大約0.5-1s的延時。 可以編制自動錄像程序，選擇錄像速度和時間，也可疊加日期時間，還可設置錄像帶到頭后是自動停止還是倒帶重放。 目前電視監(jiān)控系統(tǒng)中最常用的錄像機是民

16、用錄像機和長延時錄像機。操作簡單，錄像帶也容易購買和保存,錄像機概述,數(shù)字硬盤錄像機(Digital Video Recorder, DVR)是將視頻圖像以數(shù)字方式記錄保存在硬磁盤中的數(shù)碼錄像機。 DVR除了能記錄視頻圖像外，還能在一個屏幕上以多畫面方式實時顯示多個視頻輸入圖像，集圖像的記錄、分割、顯示功能于一體。在記錄視頻圖像的同時，還能對已記錄的圖像作回放顯示或備份，成為一機多工系統(tǒng)。 由于數(shù)字硬盤錄像機以數(shù)字方式記錄視頻圖像，因此需對圖像采用各種壓縮方式進行數(shù)字化處理，而在回放時則需要解壓縮。 這種數(shù)字化圖像既是實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的一大進步，又因其能通過網(wǎng)絡進行圖像的遠程傳輸而帶來眾多的

17、優(yōu)越性，故而非常符合未來信息網(wǎng)絡化的發(fā)展方向,數(shù)字硬盤錄像機,隨著數(shù)字化進步的浪潮不斷深入人心，DVR已經(jīng)成為新世紀數(shù)字化安防的新寵兒，DVR應用已經(jīng)從最初的金融領(lǐng)域發(fā)展到交通、公安、環(huán)境、智能建筑、廣場、機房、考場等等各種應用場所，只要是想利用圖像和聲音進行監(jiān)控的場所就會想到DVR系統(tǒng)。DVR已經(jīng)成為視頻監(jiān)控領(lǐng)域一個炙手可熱的產(chǎn)品，成為當前安防產(chǎn)品中的一個亮點。 DVR發(fā)展至今，各廠家針對安防行業(yè)的切實需要以及不同場所特殊應用所提出的技術(shù)改進及解決方案可謂百花齊放，從M-JPEG、MPEG-2到熱門的MPEG-4、H.264壓縮技術(shù)，從軟壓縮到硬壓縮，視頻路數(shù)的不斷增加（4、9、16、32等

18、），系統(tǒng)的網(wǎng)絡功能等，令人眼花撩亂。DVR產(chǎn)品隨著各種不同的應用環(huán)境，開發(fā)出不同系列的產(chǎn)品.市面上各種品牌、型號繁多，功能特性各異DVR，但總的來說，按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為兩大類：基于PC架構(gòu)的PC式 DVR和脫離PC架構(gòu)的嵌入式DVR,數(shù)字硬盤錄像機,二、DVR的功能特性 1、實現(xiàn)了模擬節(jié)目的數(shù)字化高保真存儲 能將廣播和收集的模擬視音頻節(jié)目以數(shù)字化方式錄制和存儲，一次錄制，反復播放，質(zhì)量不會有任何下降。 2、功能齊全的輸入/輸出接口 提供了天線/電視電纜、AV端子、S端子輸入接口、 S端子輸出接口。可錄制幾乎所有電視節(jié)目和其他播放機、攝像機輸出的信號?？煞奖愕嘏c其他視聽設備連接。 3、多種可選的

19、圖像錄制等級 對同一個節(jié)目，提供了中、高、低三檔錄制等級，高檔錄制時，圖像質(zhì)量接近于DVD。 4、大容量、長時間節(jié)目存儲，可擴展性強。 5、先進的時移（Time Shifting）功能 當不得不中斷電視節(jié)目的收看時，只需按下Time Shifting鍵，后面的節(jié)目就會自動保存，事后觀看時不會有任何停頓感,數(shù)字硬盤錄像機,二、DVR的功能特性 6、預約錄制/播放節(jié)目功能 用戶可以自由設定開始錄制/播放節(jié)目的起始時刻、時間長度等。通過對預約節(jié)目單的編輯組合，可以系統(tǒng)化地錄制各種間斷性的電視節(jié)目，包括電視連續(xù)劇。 7、強大的網(wǎng)絡信息家電中心 用戶通過網(wǎng)絡通信接口，使用DVR量身定做的網(wǎng)絡瀏覽器，配備

20、相應的網(wǎng)絡資源即可享用豐富的網(wǎng)絡在線信息。 8、便捷實用的已錄制節(jié)目管理方法 用戶可以按錄制時間、節(jié)目種類等方式對已錄制節(jié)目進行組織和分類，隨意在喜好的位置設置書簽。 9、隨心所欲的播放方式 由于硬盤快速、隨機存儲的特點，使得在欣賞錄制好的和正在錄制的節(jié)目時，都可以用比當前DVD播放機更多樣、更靈活的方式進行特技播放?？焖俨シ艜r，圖像更加平滑；慢速播放時具有更高的細節(jié)分辨率,數(shù)字硬盤錄像機,三、DVR的主要技術(shù)指標 1、采用的圖像壓縮標準 壓縮方式是DVR的核心技術(shù)，它在很大程度上決定著圖像的質(zhì)量、壓縮比、傳輸效率和傳輸速度等性能，因而是評價DVR性能優(yōu)劣的重要環(huán)節(jié)。 隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，相

21、繼推出了多種壓縮編碼標準。目前常用的有JPEG/M-JPEG、H.261/H.263、H.264和MPEG等標準。其中，H.264和MPEG4代表了人類在視頻編解碼方面的最新成果，是圖像壓縮方面發(fā)展的方向和重點。 特別是H.264近期將會逐漸取代MPEG4，因為采用前者，其占用的帶寬和需要的存儲量比后者下降50%左右。 但也有人認為，在DVR硬盤容量問題得到解決后，人們關(guān)注的焦點將是圖像的畫質(zhì)。因此，不僅M-JPEG和小波壓縮仍會被使用，而且圖像質(zhì)量最好的MPEG2也將得到更多應用。此外結(jié)合M-JPEG和MPEG4二者優(yōu)勢的雙碼流壓縮方式被認為是較理想的方案,數(shù)字硬盤錄像機,三、DVR的主要技

22、術(shù)指標 2、圖像質(zhì)量 圖像質(zhì)量是評價DVR質(zhì)量的核心問題。模擬的視頻圖像信號輸入到DVR中變成數(shù)字信號后，經(jīng)過壓縮、存儲、解壓縮，其轉(zhuǎn)換的優(yōu)劣及轉(zhuǎn)換的速度，可以從圖像的清晰度、灰度、色彩還原、實時性等多個方面加以評價，其中圖像的清晰度是最重要的指標。 它DVR的清晰度可以分為顯示清晰度、錄像清晰度和回放的清晰度。 達到800600像素以上的高品質(zhì)畫面、同時能對每路的清晰度可做動態(tài)分配將是DVR的主要目標之一。 3、可同時輸入攝像機的路數(shù) 一般多為4、8、16路，已有24路或更多路數(shù)的產(chǎn)品，超大路數(shù)的嵌入式DVR 將會成為未來市場的領(lǐng)銜產(chǎn)品,數(shù)字硬盤錄像機,三、DVR的主要技術(shù)指標 4、圖像回放

23、的顯示速度 在某些場合有實時性要求，如銀行、收銀臺等，一般8路為200幀/s，16路為400幀/s，24路為600幀/s。 而在普通場合則不必過分強調(diào)實時性，6.5-12.5幀/s 即可滿足保安、大廳、小區(qū)、賓館、商場等場合，而且網(wǎng)絡傳輸效果更好，硬盤消耗少，存儲時間更長。 5、可記錄圖像的時間 一般記錄5-7天足夠了，現(xiàn)在單個硬盤容量已達500GB以上，所以很好實現(xiàn)。 6、穩(wěn)定性 穩(wěn)定工作對DVR而言是至關(guān)重要的，也是當前DVR最主要的問題。對基于PC機的DVR，影響其穩(wěn)定性的主要因素有,數(shù)字硬盤錄像機,三、DVR的主要技術(shù)指標 - PC機。工控機要優(yōu)于兼容機。 -操作平臺。采用成熟的操作系

24、統(tǒng)穩(wěn)定性高。 -應用軟件。在設計中也要考慮穩(wěn)定性問題。 -硬件壓縮與軟件壓縮。前者優(yōu)于后者。 -視頻采集的結(jié)構(gòu)。單卡方式優(yōu)于多卡方式。 總之要采取足夠的措施來保證穩(wěn)定性，解決DVR穩(wěn)定性的根本出路在于選用一體化嵌入式的DVR，但目前這種嵌入式的DVR具有4路以上的機型還很少見，而且在網(wǎng)絡功能、視音頻同步方面的功能也不太令人滿意。 另外，一些DVR產(chǎn)品由于無法保證系統(tǒng)長時間連續(xù)運行而采用硬件看門狗功能具有防死機重啟電路，可維持DVR穩(wěn)定運行，雖然在啟動期間無法錄像，對安全上是一個漏洞，但作為權(quán)宜的應急措施還是可以的,數(shù)字硬盤錄像機,三、DVR的主要技術(shù)指標 7、本身具有的或可控制的圖像切換能力

25、目前的DVR從功能上來講，還是以錄為主，以控為輔，因此它實際上只是數(shù)字式監(jiān)控的雛形。不過已經(jīng)出現(xiàn)了同時具備數(shù)字視頻服務器DVS和帶矩陣切換DVX功能的產(chǎn)品。 8、聯(lián)網(wǎng)性能 這取決于該DVR是以圖像記錄為主還是以圖像傳輸或遠程監(jiān)控為主，要在圖像記錄和傳輸特性這對矛盾中掌握好平衡。 DVR從理論上來講，都可以聯(lián)網(wǎng)，特別是采用局域網(wǎng)傳輸時均表現(xiàn)良好，但許多產(chǎn)品在使用ISDN、DDN、xDSL等公網(wǎng)傳輸時卻表現(xiàn)出連通性差、實時性差、寬帶無法隨時保證，只能傳送多分割圖像畫面而不能傳送單一大圖像畫面的問題。 未來DVR可能會與IP聯(lián)網(wǎng)更加緊密結(jié)合而變成NVR( Network Video Recorder

26、)。 9、性能價格比,數(shù)字硬盤錄像機,四、硬盤錄像卡 硬盤錄像系統(tǒng)常常利用硬盤錄像卡來實現(xiàn)視頻的數(shù)據(jù)變換和壓縮，目前市面上流行的硬盤錄像卡主要有軟壓縮硬盤錄像卡和硬壓縮硬盤錄像卡兩大類。 1、軟壓縮硬盤錄像卡 主要為一個由若干個圖像采集芯片為核心，配合外圍電路與元件，完成圖像采集功能的電路板產(chǎn)品。 軟壓縮硬盤錄像卡的圖像采集功能通過圖像采集芯片完成，而圖像壓縮則通過軟件完成。 這種產(chǎn)品由于開發(fā)難度大，市面上的品種不多，主要有加拿大的PIC2000、深圳以太公司的ETHER8000系列、韓國的PICASO和KODICOM等。只要使用恰當，軟件性能和穩(wěn)定性都比較好,數(shù)字硬盤錄像機,四、硬盤錄像卡

27、2、硬壓縮硬盤錄像卡 其圖像采集和圖像壓縮都通過板卡上的芯片來實現(xiàn)。 它與軟壓縮硬盤錄像卡的區(qū)別主要就是將圖像壓縮軟件算法也寫入了硬件板卡上的DSP芯片中，讓DSP代替CPU去運算，減輕了CPU的負擔。 由于硬壓縮很少用CPU資源，因此大多數(shù)硬壓縮都采用高分辨率顯示，大比特流壓縮，圖像清晰度高。但也帶來了新的問題：數(shù)據(jù)量太大，故硬盤消耗大，錄像保存時間短，同時也給網(wǎng)絡傳輸帶來很大壓力，不適合多路遠程監(jiān)控。 另外圖像壓縮DSP芯片由于設計上的局限，發(fā)熱量大，最高達80，如果插入4塊卡，在沒有良好散熱條件的夏天特別容易死機,數(shù)字硬盤錄像機,四、硬盤錄像卡 2、硬壓縮硬盤錄像卡 硬壓縮還有一個缺陷就

28、是硬件成本太高，價格降不下來，甚至有的卡沒有先進的加密技術(shù)而采用昂貴的USB加密狗完成加密。反映出來產(chǎn)品技術(shù)含量不高的特點。 由于價格昂貴，主要用于高端場所，難以推廣到小區(qū)、賓館等中低端場所。 3、應用選型 -如果DVR的電腦主機CPU頻率低，監(jiān)控路數(shù)多，實時性要求高，而且硬盤空間又特別大，可考慮采用硬壓縮錄像卡。 -如果監(jiān)控路數(shù)在8路以下，則軟壓縮完全可以代替硬壓縮。 -需要多路遠程監(jiān)控時，可選擇接近實時的MPEG-4壓縮格式的軟壓縮產(chǎn)品，這類產(chǎn)品不僅網(wǎng)絡效果好，而且實時性不錯,數(shù)字硬盤錄像機,這種架構(gòu)的DVR以傳統(tǒng)的PC機為基本硬件，以Win98、Win2000、WinXP（也有少量的使用

29、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機是一種通用的平臺，PC機的硬件更新?lián)Q代速度快，因而PC式 DVR的產(chǎn)品性能提升較容易，同時軟件修正、升級也比較方便。 一、 PC式 DVR的分類 1、工控機PC DVR 工控機PC DVR采用工控機箱，可以抵抗工業(yè)環(huán)境的惡劣和干擾。采用CPU工業(yè)集成卡和工業(yè)底板，可以支持較多的視音頻通道數(shù)以及更多的IDE硬盤。當然其價格也是一般的商用PC的兩三倍。 它常應用于各種重要場合和需要通道數(shù)較多的情況,PC式硬盤錄像機,一、 PC式 DVR的分類 2、商用機PC DVR 商用機PC DVR一般也采用工控機箱，用以提

30、高系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，視音頻路數(shù)較少的也有使用普通商用PC機箱的。它采用通用的PC主板，及各種板卡來滿足系統(tǒng)的要求。其價格便宜，對環(huán)境的適應性好。 它常應用于各種一般場合，其圖像通道數(shù)一般少于24路。 3、服務器PC DVR 服務器PC DVR采用服務器的機箱和主板等，其系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性也比前兩者有很大的提高。常常具有UPS不間斷電源和海量的磁盤存儲陣列，支持硬盤熱拔插功能。它可以長期24小時7天的連續(xù)不間斷運行。 它常應用于監(jiān)控通道數(shù)量大，監(jiān)控要求非常高的特殊應用部門,PC式硬盤錄像機,PC硬盤錄像機應用原理圖,二、 PC式 DVR的優(yōu)點 -存儲空間較大，容易擴展硬盤，適宜長時間錄像 -良好的

31、人機接口和文件管理功能，通過鼠標、鍵盤可以很好地實現(xiàn)功能操作 -軟、硬件升級比較容易，產(chǎn)品更新快 -一般故障都可通過更換部件進行維修，整機不會報廢，相對降低了對系統(tǒng)的二次投資,PC式硬盤錄像機,三、 PC DVR產(chǎn)品的問題 -穩(wěn)定性差。DVR軟件與PC硬件、WINDOWS操作系統(tǒng)不兼容以及WINDOWS自身的不完善，很容易造成系統(tǒng)死機。 -PC DVR產(chǎn)品操作及維護需要有一定的技術(shù)基礎(chǔ)，而操作系統(tǒng)有時還會“沖掉”一些系統(tǒng)配置及軟件，使維護工作難度大。 -PC DVR的數(shù)據(jù)存儲及操作系統(tǒng)均在硬盤中，無論如何加密，均可以從PC底層進入系統(tǒng)，對已記錄圖像文件進行刪改。如果PC的硬盤零件發(fā)生了故障，整

32、個硬盤甚至系統(tǒng)均要癱瘓，因此數(shù)據(jù)的可靠性下降。 -WINDDOWS操作系統(tǒng)抗入侵能力非常差，一旦操作系統(tǒng)遭到破壞（病毒入侵等），整個PC DVR會受到嚴重影響，甚至系統(tǒng)崩潰。 -PC DVR板卡均是大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，質(zhì)量可以保證，但在組裝為DVR產(chǎn)品時卻很難做到規(guī)范化批量生產(chǎn)，所以整機質(zhì)量也難以確保。 -PC機各類配件的發(fā)展非?？?，1-2年原有產(chǎn)品就會淘汰，這對只有長期使用才能體現(xiàn)性價比優(yōu)勢的DVR產(chǎn)品來說，維護費用較高，同時PC板卡均不是生產(chǎn)DVR產(chǎn)品的廠家自已設計生產(chǎn)，對其產(chǎn)品長期進行維修的保障可靠度較低,PC式硬盤錄像機,嵌入式DVR就是基于嵌入式處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)，

33、它采用專用的圖像處理芯片和多媒體控制芯片，對圖像進行壓縮和回放，而嵌入式操作系統(tǒng)主要完成對整機的控制和管理。 嵌入式DVR沒有PC式 DVR那么多的模塊和多余的軟件功能，在設計制造時對軟、硬件的穩(wěn)定性進行了針對性的規(guī)劃，因此產(chǎn)品品質(zhì)比較穩(wěn)定，不會有死機問題出現(xiàn)，而且在視音頻壓縮碼流的儲存速度、分辨率及畫質(zhì)上都有較大改善。 嵌入式DVR系統(tǒng)建立在一體化的硬件結(jié)構(gòu)上，整個視音頻的壓縮、顯示、網(wǎng)絡等功能全部可通過一塊單板來實現(xiàn)，極大地提高了整個系統(tǒng)硬件的可靠性和穩(wěn)定性,嵌入式硬盤錄像機,嵌入式硬盤錄像機簡單應用原理圖,基于嵌入式網(wǎng)絡硬盤錄像機的網(wǎng)絡監(jiān)控示意圖,一、系統(tǒng)配置 嵌入式DVR使用標準的多P

34、CI插槽工業(yè)控制主板，采用模塊化設計，控制板主要有： 1、主控模塊 負責系統(tǒng)各單板的管理控制并提供與用戶的交互控制接口，是整個系統(tǒng)的核心。 2、視音頻編碼模塊 -4路實時視音頻編碼：實現(xiàn)4路視頻實時編碼和4路音頻編碼，25幀/s/路。 - -單路實時視音頻編碼：實現(xiàn)單路視頻實時編碼和單路音頻編碼，25幀/s/路。 3、IDE硬件接口模塊 實現(xiàn)對硬盤的管理和控制，可同時掛接4-8個IDE硬盤，硬盤容量不限。通過擴展IDE硬件接口數(shù)還可掛接 更多,嵌入式硬盤錄像機,一、系統(tǒng)配置 4、以太網(wǎng)接口模塊 實現(xiàn)10Mb/s/100Mb/s的以太網(wǎng)接口。 5、E1/V.35接口卡 實現(xiàn)E1和V.35兩種接口

35、。 6、ISDN通信接口卡 提供1-4個ISDN BRI通信接口，可使1-4條基本速率的ISDN線路，用于傳輸系統(tǒng)信號，包括視頻流、音頻流及數(shù)據(jù)信號。 嵌入式DVR的技術(shù)門檻和資金門檻都比較高，小型公司因沒有低層嵌入開發(fā)能力，通常只能采用國外一些低檔方案，但受原方案限制而導致靈活性不夠，無法滿足用戶多樣化需求。有的系統(tǒng)沒有網(wǎng)絡功能，有的雖然有卻功能不強,嵌入式硬盤錄像機,二、嵌入式DVR優(yōu)點 1、易使用，無需PC操作技能。 嵌入式DVR的操作一般通過面板按鍵或遙控器進行。2、系統(tǒng)穩(wěn)定性高，軟件容錯能力強，無需專人管理。 嵌入式DVR采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，將視頻監(jiān)視、壓縮、存儲、網(wǎng)絡傳輸

36、等功能集中在一個體積較小的設備內(nèi)，實時性、穩(wěn)定性和可靠性大大提高，無需專人管理，適用于無人值守的環(huán)境。 2、軟件固化于Flash/EPROM中，不可修改，可靠性高 PC式DVR的軟件一般都安裝在硬盤上，系統(tǒng)的異常關(guān)機就可能導致文件被破壞或丟失，重者還可造成系統(tǒng)崩潰。而嵌入式DVR不存在這種可能，故而可靠性相對較高,嵌入式硬盤錄像機,二、嵌入式DVR優(yōu)點 3、系統(tǒng)開關(guān)機速度快。 PC式DVR采用的桌面操作系統(tǒng)由于內(nèi)核較大，需要較長的開關(guān)機時間。 而嵌入式DVR采用內(nèi)核可裁剪的嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，其內(nèi)核最小的只有幾十KB,整個系統(tǒng)的內(nèi)核加載以及設備初始化可在短短幾秒內(nèi)完成，同時無需對系統(tǒng)文件

37、進行保護，關(guān)機可在1-2s內(nèi)完成。 4、軟硬件成本較低。 嵌入式DVR采用一體化硬件結(jié)構(gòu)，無需PC式DVR那樣購買顯卡、內(nèi)存等外部設備，硬件成本低；而其軟件采用專用的嵌入式操作系統(tǒng)，用戶也無需支付該部分費用。 5、機械尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單緊湊,嵌入式硬盤錄像機,三、嵌入式DVR難點 嵌入式DVR的軟硬件設計難度都較高，主要表現(xiàn)在： -硬盤管理 硬盤記錄數(shù)據(jù)的有效性、可快速檢索、錯誤恢復能力、硬盤的使用壽命（無論是嵌入式還是PC式DVR，目前硬盤管理問題沒有得到有效解決） -網(wǎng)絡傳輸 硬盤錄像機：網(wǎng)絡管理；視頻：網(wǎng)絡傳輸 -視頻編解碼 視頻編解碼及其輔助功能的實現(xiàn),嵌入式硬盤錄像機,四、嵌入式DV

38、R現(xiàn)狀 1、國內(nèi)品牌為主 -不同的技術(shù)要求和標準 -客戶定制化服務的要求越來越高 -及時的技術(shù)支持和售后服務 2、廠商越來越多，競爭非常激烈 3、產(chǎn)品正逐步走向成熟,嵌入式硬盤錄像機,五、嵌入式DVR發(fā)展趨勢 -更廣的應用領(lǐng)域 -更高的幀率、分辨率 -更低的碼率 -更豐富的功能 -更強的主機性能，支持更多通道 -更高的可靠性 -更強的網(wǎng)絡性能 -與基于PC機的DVR長期共存,嵌入式硬盤錄像機,視頻抗干擾器,一、用途 用于監(jiān)控圖像傳輸過程中受到 各種強烈電磁信號和電波信號（如 電機、馬達等大功率電機電器的啟 停等）的干擾的抑制和消除。解決 圖像抖動、扭曲、網(wǎng)紋、顯示質(zhì)量差等問題（有效抵抗交 流電

39、源干擾以及接地不平衡干擾和電機干擾），保證在惡 劣環(huán)境中圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量穩(wěn)定可靠，并可增長傳輸距離（ 可達1km以上,視頻抗干擾器,二、工作原理 視頻抗干擾器工作原理 首先，視頻抗干擾器在工作時是直接接在攝像機的輸出（或確定無干擾的視頻信號）上，將視頻信號由傳統(tǒng)的基帶傳輸0-6.5MHz向上移頻，使帶寬達到12MHz，從而避開常受干擾的低頻段，由于其低頻部分被移到干擾頻率之外，所以可以從根本上消除以上各種低頻干擾的影響。 其次，視頻抗干擾器對視頻信號具有一定的放大作用，從而提高信噪比，同時也可以使信號的有效傳輸距離延長。 第三，視頻抗干擾器的中心降噪器設計了阻抗均衡電路，阻抗均衡電路和前端移頻放

40、大裝置進行阻抗均衡，從而有效解決傳輸線路的質(zhì)量問題引起的干擾,視頻抗干擾器,三、接線圖,字符時間疊加器,一、概念 字符疊加器的全稱是視頻字符疊加器，也稱視頻字符發(fā)生器。是一種在視頻電子信號中疊加字符信息，使得電視圖像中疊加有字符或漢字圖形的設備。如：顯示日期時間、位置、有關(guān)數(shù)據(jù)。時間、日期及字符疊加器是一種在電視監(jiān)控系統(tǒng)中廣泛應用的設備，它可以將時間日期信息及攝像機標識信息（通常是攝像機所攝取的畫面的地理位置）混入視頻信號中，因而用戶在監(jiān)視器的屏幕上不僅可以看到攝像機的畫面，還可以看到疊加在畫面上的時間日期信息及攝像機標識字符，這些字符經(jīng)視頻設備記錄后可以與圖像內(nèi)容一起保存起來，為日后的復查提

41、供極大的方便,字符時間疊加器,二、特點 通過使用字符疊加器，可在屏幕的指定位置疊加各種圖形和各種字體。用戶可通過PC運行配套軟件，通過RS232串口對圖形字符進行設定。當圖像發(fā)生變化時，疊加的圖形/字符能夠保持穩(wěn)定、清晰、無跳動現(xiàn)象；并采用白底黑邊方式使圖形或字符突出顯示，不受強光或白屏影響。該設備適合與各種品牌的視頻設備相匹配,監(jiān)視器,監(jiān)視器是電視監(jiān)控系統(tǒng)中心的必要設備，用于顯示由各監(jiān)視點攝像機傳來的圖像信息。對于只有1-15個監(jiān)視點的小型電視監(jiān)控系統(tǒng)，可采用一個監(jiān)視器（配以4x4畫面分割器）；對于有數(shù)十個監(jiān)視點的大中型系統(tǒng)，則可考慮多個或幾十個監(jiān)視器構(gòu)成電視墻。 一、監(jiān)視器的分類 -按色彩

42、分：黑白、彩色 -按音頻分：帶音頻、不帶音頻 -按使用場合分：專用、收/監(jiān)兩用 -按顯示技術(shù)分：顯像管式CRT、投影式、液晶LCD、等離子PDP -按屏幕尺寸分：9、14、17、18、20、21、25、29、34in等 -按性能和質(zhì)量級別分：廣播級、專業(yè)級、普通級,監(jiān)視器,廣播級監(jiān)視器性能最好，視頻帶寬達10MHz以上，分辨率800線以上，一般用于電視臺等場合；其次是專業(yè)級監(jiān)視器，視頻帶寬在10MHz以下，分辨率600線左右，一般用于演示、編導等行業(yè)；電視監(jiān)控系統(tǒng)一般采用普通級監(jiān)視器，分辨率在250-400線左右。 二、黑白監(jiān)視器 黑白監(jiān)視器通過黑白顯像管顯示圖像，顯像管的功能與CCD正好相反

43、： CCD將物體成像變成電信號，經(jīng)電路處理成為視頻信號；而顯像管則將視頻信號轉(zhuǎn)變成圖像并顯示在屏幕上。黑白監(jiān)視器一般可分為 -精密型：視頻帶寬大于10MHz，分辨率大于800線 -標準型：視頻帶寬小于10MHz，分辨率600線左右 -收/監(jiān)兩用型：分辨率在250-400線，具有電視接收功能，便于攜帶,監(jiān)視器,三、彩色監(jiān)視器 彩色監(jiān)視器包含了黑白監(jiān)視器的所有功能，同時又增加了彩色信息部分，也可分為:精密型、標準型和收/監(jiān)兩用型。 四、液晶監(jiān)視器 液晶監(jiān)視器使用LCD作為顯示器件，采用薄膜晶體(TFT)工藝。其自身顯示方式為數(shù)字方式，但通常都設有兩種類型模擬接口：一種為模擬VGA接口，可將計算機輸

44、出的模擬信號在其內(nèi)部經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；另一種為復合視頻信號接口，將輸入的模擬視頻信號經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換后形成數(shù)字信號。 對于同一尺寸的LCD來講，其顯示器的像素是固定的，如15in LCD顯示器的像素為1024x68， 17in LCD顯示器的像素為1280 x1024,監(jiān)視器,四、液晶監(jiān)視器 LCD顯示器件中每個像素只有兩種狀態(tài)：“開”或“關(guān)”，只有當屏幕上的信息變化時才改變其狀態(tài)，因此它對刷新頻率要求不高，觀看時也不會感覺到像CRT顯示器那樣的閃動現(xiàn)象。 液晶顯示器的主要缺點是視角窄，最佳觀看角度是正面。在側(cè)面觀看時，圖像會變暗、色彩可能漂移。 五、監(jiān)視器墻 由于多個監(jiān)視器集中布放，看上去像一面墻，故而得名。 實際應用中，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模、用戶要求等的不同，形成的監(jiān)視墻的功能也不完全相同。 常規(guī)應用中，通常都是監(jiān)視器墻中的每個監(jiān)視器對應一路圖像顯示，因而可以同時監(jiān)視通過矩陣主機輸出的多路圖像。通過機柜將多臺監(jiān)視器組成“墻”的