視頻監(jiān)控基礎(chǔ)知識(shí)

1、高清智高清智 能綜合能綜合 監(jiān)控監(jiān)控 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 監(jiān)控監(jiān)控 數(shù)模數(shù)模 監(jiān)控監(jiān)控 模擬模擬 監(jiān)控監(jiān)控 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì) 90年代，完全本地化監(jiān)控； 以VCR為核心設(shè)備；模擬 交換、存儲(chǔ)；模擬圖像 2002年起，本地 監(jiān)控為主，以DVR 為核心設(shè)備，圖像 數(shù)字化，管理和控 制能力弱 2008年起，前端 數(shù)字化，傳輸網(wǎng)絡(luò) 化，流媒體管理， 異構(gòu)平臺(tái)對(duì)接 未來(lái)，全I(xiàn)P，標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，接入 多樣化，圖像數(shù)字化，720P成為 主流，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合,大集成平 臺(tái)下多業(yè)務(wù)融合 1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 采集采集 傳輸傳輸管理、控制

2、管理、控制 電纜電纜 控制鍵盤(pán)控制鍵盤(pán) 存儲(chǔ)存儲(chǔ) 顯示顯示 視頻矩陣視頻矩陣 DVRDVR 硬盤(pán)錄像機(jī)硬盤(pán)錄像機(jī) 云臺(tái)攝像機(jī)云臺(tái)攝像機(jī) 固定攝像機(jī)固定攝像機(jī) 顯示器顯示器 光端機(jī)光端機(jī) 光端機(jī)光端機(jī) 模擬視頻模擬視頻 模擬控制模擬控制 (RS485)(RS485) 光纖光纖圖例：圖例： 傳統(tǒng)監(jiān)控方案的基本組網(wǎng)，包含視頻源、傳輸、切換和控制、視頻顯示、視音頻存儲(chǔ) 這五部分功能模塊， 采用了模擬的采集、傳輸和顯示系統(tǒng)，其中監(jiān)控存儲(chǔ)部分已經(jīng)數(shù)字化 了，多采用DVR（數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)） 。 2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述IPIP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)存儲(chǔ) 編碼器編碼器 解碼器解碼器

3、 管理平臺(tái)管理平臺(tái) 交換機(jī)交換機(jī) 云臺(tái)攝像機(jī)云臺(tái)攝像機(jī) 固定攝像機(jī)固定攝像機(jī) 編碼器編碼器 顯示器顯示器 解碼器解碼器 采集采集 傳輸傳輸管理、控制管理、控制顯示顯示 客戶端客戶端 交換機(jī)交換機(jī) 模擬視頻模擬視頻 模擬控制模擬控制 (RS485) IP網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)圖例：圖例： IP-SAN IPC 3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述標(biāo)清、高清、全高清概念標(biāo)清、高清、全高清概念 標(biāo)清 物理分辨率在720P（ 1280*720）以下的一種視 頻格式（D1/CIF/DCIF） 。VCD、DVD、電視節(jié)目 等“標(biāo)清”視頻格式。標(biāo) 清圖像需要0.5-1.5M的傳 輸帶寬。 高清 物理分辨率達(dá)到720P （

4、1280*720）以上（ HighDefinition，簡(jiǎn)稱(chēng)HD ）。720P是指視頻的垂 直分辨率為720線逐行掃 描，高清入門(mén)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。相 當(dāng)于2.5個(gè)D1分辨率。高 清圖像單路需要3-5M的 傳輸帶寬。 全高清 物理分辨率達(dá)1920*1080 ，簡(jiǎn)稱(chēng)Full HD，分為 1080P和1080I。其圖像質(zhì) 量可達(dá)到或接近35MM寬 熒幕電影的水平。1080P 的圖像分辨率相當(dāng)于6個(gè) D1分辨率。全高清圖像需 要6-8M的傳輸帶寬。 4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述高清優(yōu)勢(shì)高清優(yōu)勢(shì) 優(yōu)勢(shì)一、更清晰的圖像細(xì)節(jié)優(yōu)勢(shì)一、更清晰的圖像細(xì)節(jié) 優(yōu)勢(shì)二：更大的覆蓋范圍優(yōu)勢(shì)二：更大的覆蓋范圍 作用：大大提

5、高智能分析算法的精度，作用：大大提高智能分析算法的精度， 為業(yè)務(wù)需求部門(mén)管理、決策做好保障。為業(yè)務(wù)需求部門(mén)管理、決策做好保障。 5 附件：附件： 1、傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 2、前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī) 3、前端設(shè)備之解碼器 4、碼流 5、后端設(shè)備之編碼器 以下篇章將按下述幾方面對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹：以下篇章將按下述幾方面對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹： 6 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 1 1、前端設(shè)備：、前端設(shè)備：攝像機(jī)（含網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)）、鏡頭、支架、護(hù)罩云臺(tái)、解碼器、 （拾音器、報(bào)警探測(cè)器）等 2 2、傳輸設(shè)備：、傳輸設(shè)備

6、：視頻線、電源線、信號(hào)線、控制線、光端機(jī)、雙絞線收發(fā)器、無(wú) 線收發(fā)器等 3 3、后端設(shè)備：、后端設(shè)備： 視頻放大器、視頻分配器 模擬設(shè)備模擬設(shè)備 畫(huà)面處理器、云鏡控制器 矩陣、監(jiān)視器、錄像機(jī) 數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī) 數(shù)字設(shè)備數(shù)字設(shè)備 嵌入式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī) 網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)） 7 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī) 1 1、攝像機(jī)、攝像機(jī)：將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置 2 2、鏡頭、鏡頭： 包括定焦鏡頭或二可變鏡頭，三可鏡頭（調(diào)焦、調(diào)聚、調(diào)光圈） 3 3、云臺(tái)、云臺(tái)： 承載攝像機(jī)上下左右移動(dòng)，分為輕載云臺(tái)、重載云臺(tái) 4 4、防護(hù)罩、防護(hù)罩 攝像機(jī)基本構(gòu)成 云

7、臺(tái) 鏡頭 攝像機(jī) 8 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī) 攝像機(jī)總類(lèi)及用途 內(nèi)置云臺(tái)、解碼器 防護(hù)罩、支架； 水平：0-360 ； 垂直：0-90； 可帶紅外； 用途：大門(mén)入口、廣用途：大門(mén)入口、廣 場(chǎng)等場(chǎng)等 4 4、球形攝像機(jī)、球形攝像機(jī) （勻速、中速、（勻速、中速、 高速）高速） 1 1、半球攝像機(jī)、半球攝像機(jī)2 2、槍式攝像機(jī)、槍式攝像機(jī) 3 3、一體化攝像機(jī)、一體化攝像機(jī) 一般含鏡頭、防 護(hù)罩； 手調(diào)方向； 一般不能用自動(dòng) 光圈鏡頭； 可帶紅外； 用途：電梯、辦用途：電梯、辦 公室等公室等 還需配鏡頭、防護(hù) 罩、支架等； 如要轉(zhuǎn)動(dòng)還需配云 臺(tái)和解碼

8、器； 可帶紅外； 用途：走廊、圍墻用途：走廊、圍墻 等等 還需配防護(hù)罩、 支架等； 如要轉(zhuǎn)動(dòng)還需配 云臺(tái)和解碼器； 可帶紅外； 用途：走廊、圍用途：走廊、圍 墻等墻等 9 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī) 攝像機(jī)常用技術(shù)參數(shù) 1 1、CCDCCD尺寸及像素?cái)?shù)尺寸及像素?cái)?shù) （ CCD是電荷耦合器（Charge Couple Device)的簡(jiǎn)稱(chēng)，其主要作用是感應(yīng)電荷、 儲(chǔ)存電荷及轉(zhuǎn)移電荷。） CCD尺寸是指CCD圖像傳感器感光面的對(duì)角線尺寸。像素?cái)?shù)是指攝像機(jī)CCD傳 感器的最大像素?cái)?shù)（如352*288，30萬(wàn)像素等）。 CCD尺寸 1英寸靶面尺寸為寬12.

9、7mm*高9.6mm，對(duì)角線16mm 2/3英寸靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm，對(duì)角線11mm 1/2英寸靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm，對(duì)角線8mm 1/3英寸靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm，對(duì)角線6mm 1/4英寸靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm，對(duì)角線4mm 目前采用的芯片以1/3和1/4為主； CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場(chǎng)角的大小和圖像的清晰度。10 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī) 2 2、分辨率、分辨率 分辨率是指攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間的條紋時(shí)，在監(jiān)視器（應(yīng) 比攝像機(jī)的分辨率高）上能夠看

10、到的最多線數(shù)，單位為T(mén)VL；分辨率與CCD 和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的 頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為80線。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對(duì)越大。 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，在監(jiān)視器上觀察的圖像效果，是與整個(gè)系統(tǒng)有關(guān)的綜合結(jié)果。 鏡頭的性能，傳輸通路包括其他中轉(zhuǎn)設(shè)備的影響，監(jiān)視器（電視機(jī)）的好壞， 都將對(duì)最后顯示的圖像效果起作用。 攝像機(jī)常用技術(shù)參數(shù) 11 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī) D14CIF 11 2CIF 1 1/2 DCIF 3/4 2/3 CIF 1/2 1/2 QCIF 1/4 1/4 PAL (西歐、 中國(guó)）

11、25幀/ 秒，625行/幀 720 576 704 576 704 288 528 384 352 288 176 144 NTSC (美國(guó)、 日本）30幀/ 秒，525行/幀 720 480 704 480 704 240 528 320 352 240 176 120 分辨率分辨率 制制 式式 CIF（common intermediate format）通用中間格式 各種分辨率比較 12 4CIF 576(PAL) 480(NTSC) CIF QCIF 2CIF DCIFDCIF 528528384(PAL)384(PAL) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī)前端設(shè)

12、備之?dāng)z像機(jī) 各種分辨率比較 13 各種圖像分辨率介紹 QCIF(176 x144) CIF（common intermediate format）通用中間格式 352 x 288 （PAL NTSC） 10 萬(wàn)像素，主流分辨率 2CIF 704 x 288 20萬(wàn)像素 4CIF 704 x 576 40萬(wàn)像素 DCIF 528384 20萬(wàn)像素（double CIF） D1 720 x 576 (PAL) 40萬(wàn)像素 VGA (Video Graphics Array) 640 x 480 QVGA 320 x 240 720P 1080 x 720 130萬(wàn)像素 1080P 1920 x 1

13、080 200萬(wàn)像素 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī) 14 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī)前端設(shè)備之?dāng)z像機(jī) 攝像機(jī)常用技術(shù)參數(shù) 3、最低照度 最低照度指的是當(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，單位為L(zhǎng)ux；是CCD對(duì)環(huán)境光線的敏感程 度，或者說(shuō)是CCD正常成像時(shí)所需要的最暗光線。 (光照度：即勒克司度（LUX） ，表示被攝主體表面單位受到的光通量。1LUX相當(dāng)于1流明/平方米，即被攝主體每 平方米受距離一米，發(fā)光強(qiáng)度為1燭光的光源垂直照射的光通量。) 15 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基

14、礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)前端設(shè)備之解碼器前端設(shè)備之解碼器 解碼器是用來(lái)將主控設(shè)備傳來(lái)的控制信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)云臺(tái)、鏡頭工作的設(shè)備。 解碼器安裝在攝像機(jī)旁，每臺(tái)需要控制的攝像機(jī)均需安裝一個(gè)解碼器，每個(gè)解碼器有一 個(gè)特定的地址碼，就象每臺(tái)電腦有一個(gè)IP地址一樣，主控設(shè)備根據(jù)解碼器的地址碼對(duì)相應(yīng)的 攝像機(jī)發(fā)送控制信號(hào)。 解碼器均為485協(xié)議碼，從主機(jī)到解碼器要求采用屏蔽雙絞線，一條線上可以串接多個(gè) 解碼器，總長(zhǎng)度不超過(guò)1200米（視現(xiàn)場(chǎng)情況而定）。如果解碼器數(shù)量太多，需要增加一些輔 助設(shè)備，如增加控制碼分配器或在最后一臺(tái)解碼器上并聯(lián)一個(gè)匹配電阻。 1、安裝解碼器時(shí)，須先將解碼器輸出電壓設(shè)置成與云臺(tái)的工作

15、 電壓相匹配的值。 2、將解碼器的協(xié)議、波特率、地址碼設(shè)置成與主機(jī)相匹配的值。 3、將485控制線連接到解碼器上，注意A/+、B/-線不能接反。 4、將云臺(tái)、鏡頭控制線正確接至解碼器。 5、原則上多個(gè)解碼器的連接采用串接方法。 16 碼流（碼流（Bit StreamBit Stream） 將圖像壓縮后形成的數(shù)據(jù) 碼率（碼率（Bit RateBit Rate）bps/Bps 對(duì)碼流進(jìn)行量化 碼率類(lèi)型：碼率類(lèi)型：定碼率（CBR）、變碼率（VBR） 碼流類(lèi)型碼流類(lèi)型: :視頻流、音頻流、復(fù)合流 通過(guò)碼率計(jì)算錄像文件通過(guò)碼率計(jì)算錄像文件大?。捍笮。?每小時(shí)錄像文件大?。▎挝唬篗字節(jié)/小時(shí)）碼率（Kbps）3600秒81024 通常計(jì)算硬盤(pán)錄像機(jī)的錄像的硬盤(pán)容量為通常計(jì)算硬盤(pán)錄像機(jī)的錄像的硬盤(pán)容量為: : 用CIF分辨率180MB250MB/小時(shí)，通常按照200MB/小時(shí)計(jì)算； 用D1的分辨率每小時(shí)錄像需要的硬盤(pán)容量為720MB1000MB/小時(shí)，通常按照 500MB/小時(shí)計(jì)算。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)碼流碼流 17 視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)后端設(shè)備之編碼器后端設(shè)備之編碼器 DVR:數(shù)字視頻錄像機(jī)（硬盤(pán)錄像機(jī)）digital video recorder，始于20世 紀(jì)90年代末，是數(shù)字視頻監(jiān)控時(shí)代標(biāo)志性產(chǎn)品 功能：模擬視音頻的數(shù)字化、