監(jiān)控基礎(chǔ)知識(shí)

1、視頻監(jiān)控的發(fā)展歷程視頻監(jiān)控的發(fā)展歷程模擬模擬第一代70初-80末模擬信號(hào)處理同軸電纜或光纖矩陣模擬錄像機(jī)鍵盤監(jiān)視器技術(shù)革新架構(gòu)革新理念革新數(shù)字信號(hào)處理DVRPC數(shù)字化存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)字第二代80末-90末網(wǎng)絡(luò)化處理視頻服務(wù)器NVR網(wǎng)絡(luò)化傳輸網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)第三代本世紀(jì)初-智能化處理圖像識(shí)別智能報(bào)警聯(lián)動(dòng)預(yù)見性智能智能未來網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控在教育行業(yè)的應(yīng)用在教育行業(yè)的應(yīng)用2 安全保障安全保障* 平安校園網(wǎng)絡(luò)巡查指揮系統(tǒng)2 教育管理教育管理* 教育考試網(wǎng)上巡查指揮系統(tǒng)2 教學(xué)應(yīng)用教學(xué)應(yīng)用* 遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐網(wǎng)絡(luò)觀摩教學(xué)系統(tǒng)前端設(shè)備一、攝像機(jī)二、鏡頭三、云臺(tái)四、解碼器五、一體化機(jī)芯六、傳感器七、報(bào)警設(shè)備傳輸設(shè)備

2、一、同軸線纜二、網(wǎng)線三、無線網(wǎng)橋四、光纖設(shè)備后端設(shè)備一、服務(wù)器二、磁盤陣列三、鍵盤四、電視墻(監(jiān)視器)視頻采集/壓縮卡硬盤錄像機(jī)PC-DVRE-DVR描述：描述：監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像的生成當(dāng)前主要是指CCD攝像機(jī)。CCD，英文全稱：Charge-coupled Device，中文全稱：電荷耦合元件。稱為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，只是是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 分類：分類：CCD攝像機(jī)大致可分為下列幾大類：依成像色彩劃分

3、依成像色彩劃分 (1)彩色攝像機(jī)：適用于景物細(xì)部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。因有顏色而使信息量增大，信息量一般認(rèn)為是黑白攝像機(jī)的10倍。 (2)黑白攝像機(jī)：是用于光線不足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動(dòng)時(shí)，可選用分辨率通常高于彩色攝像機(jī)的黑白攝像機(jī)。依攝像機(jī)分辨率劃分依攝像機(jī)分辨率劃分(1)影像像素在25萬像素（pixel）左右、彩色分辨率為330線、黑白分辨率400線左右的低檔型。(2)影像像素在25萬38萬之間、彩色分辨率為420線、黑白分辨率在500線上下的中檔型(3)影像在38萬點(diǎn)以上、彩色分辨率大于或等于480線、黑白分辨率，600線以上的高分辨率。依攝像

4、機(jī)亮度靈敏度劃分依攝像機(jī)亮度靈敏度劃分(1)普通型：正常工作所需照度為13 LUX(勒克斯)(2)月光型：正常工作所需照度為0.1 LUX左右(3)星光型：正常工作所需照度為0.01 LUX以下(4)紅外照明型：原則上可以為零照度，采用紅外光源成像。備注：LUX 燭光/米。亦即距離該光源1米處，1平方米面積接受1lm光通量時(shí)的照度。 按攝像元件的按攝像元件的CCDCCD靶面的大小劃分靶面的大小劃分 (1)1in靶面尺寸為寬12.7mmX高9.6mm,對角線16mm(2)2/3in靶面尺寸為寬8.8mmX高6.6mm,對角線11mm(3)1/2in靶面尺寸為寬6.4mmX高4.8mm,對角線8m

5、m(4)1/3in靶面尺寸為寬4.8mmX高3.6mm,對角線6mm(5)1/4in靶面尺寸為寬3.2mmX高2.4mm,對角線4mm 補(bǔ)充說明：CCD尺寸就是是說感光器件的面積大小，感光器件的面積越大，也即CCD/CMOS面積越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。 此外此外CCDCCD攝像機(jī)有攝像機(jī)有PALPAL制和制和NTSCNTSC制之分制之分 PAL制、NTSC制。 中國采用隔行掃描（PAL）制式（黑白為CCIR），標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場，只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標(biāo)準(zhǔn)制式。 描述：鏡頭光學(xué)成像是指通過光學(xué)系統(tǒng)把物像映射到傳感器的靶面上。相當(dāng)于人的眼睛。鏡頭種類繁多從

6、焦距上分，有短焦、中焦、長焦和變焦鏡頭；從視場角大小分，有廣角、標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)攝鏡頭；從結(jié)構(gòu)上分，有固定光圈定焦、手動(dòng)光圈定焦、自動(dòng)光圈定焦、手動(dòng)光圈變焦、自動(dòng)光圈變焦等鏡頭；從鏡頭透鏡性質(zhì)分，還可分為球面和非球面鏡頭；從安裝方式上分，分為C接口和CS接口。鏡頭（mm） 可視角度（度） 最佳距離2.8120 5 3.6 90 8 6 60 10 8 45 15 12 30 20 16 25 30以上值為大概值以上值為大概值附注：目前我們工作中碰到的主要是對鏡頭焦距與景深、角度的選擇，參考下表：清晰度清晰度清晰度數(shù)是衡量攝像機(jī)優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)，它指的是當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時(shí)，在監(jiān)視器

7、（應(yīng)比攝像機(jī)的分辨率高）上能夠看到的最多線數(shù)。當(dāng)超過這一線數(shù)時(shí)，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相間的線條。最低照度最低照度最低照度是最低照度是當(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。 是指在較低光照度的條件下仍然可以攝取清晰圖像的攝像機(jī) 信噪比信噪比信噪比也是攝像機(jī)的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。當(dāng)攝像機(jī)攝取較亮場景時(shí)，監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面中的干擾噪點(diǎn)；而當(dāng)攝像機(jī)攝取較暗的場景時(shí)，監(jiān)視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者此時(shí)很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點(diǎn)。干擾噪點(diǎn)的強(qiáng)弱（也即干擾噪點(diǎn)對畫面的影響程度）與攝像機(jī)信噪比指

8、標(biāo)的好壞有直接關(guān)系，即攝像機(jī)的信噪比越高，干擾噪點(diǎn)對畫面的影響就越小。自動(dòng)增益控制（自動(dòng)增益控制（AGC） AGCAutomatic Gain Control的縮寫。所有攝象機(jī)都有一個(gè)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，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）電路去探測視頻信號(hào)的電平，適時(shí)地開關(guān)AGC，從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動(dòng)態(tài)范圍，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)度來獲得清晰的圖像。具有AGC功能的攝像機(jī)，在低照度時(shí)的靈敏

9、度會(huì)有所提高，但此時(shí)的噪點(diǎn)也會(huì)比較明顯。這是由于信號(hào)和噪聲被同時(shí)放大的緣故。背景光補(bǔ)償（背景光補(bǔ)償（BLC） BLCBackLight Compesation的縮寫，也稱作逆光補(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)畫面主體黑暗的缺陷。電子快門（電子快門（ES）電子快門的英文全稱為ElectronicShutter，是對比照相機(jī)的機(jī)械快門功能提出一個(gè)術(shù)語，它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時(shí)間。 白平衡（白平衡（White Balance)只用于彩色攝象機(jī)，其用途是實(shí)現(xiàn)攝象機(jī)圖像能精確反映景物狀況，有手動(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡兩種方式。自動(dòng)光圈驅(qū)動(dòng)方式自動(dòng)光圈驅(qū)動(dòng)方式一是Video

10、Driver，另一種是DC Driver。Video Driver鏡頭是將光圈馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電路板安裝于鏡頭內(nèi)，利用攝像機(jī)輸出圖像信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路板，再由驅(qū)動(dòng)電路板來改變光圈馬達(dá)，使光圈變化，成本與施工都比較貴。DC Driver鏡頭是配合部分?jǐn)z像機(jī)制造商，將原先安裝于鏡頭中的驅(qū)動(dòng)電路板轉(zhuǎn)至攝像機(jī)中，因此鏡頭不需要驅(qū)動(dòng)電路板，直接由攝像機(jī)輸出DC電流來改變光圈馬達(dá)，使光圈產(chǎn)生變化，由于接頭固定，成本較低，施工也較為容易。目前一體化攝像機(jī)市場上兩種都有使用。智能球機(jī)的功能智能球機(jī)的功能由于智能球機(jī)是多個(gè)前端設(shè)備的組合，因此需要具備這些設(shè)備的必需功能。一般來說，作為高端產(chǎn)品的智能球機(jī)應(yīng)具有較高的攝像清晰

11、度、自動(dòng)電子快門、自動(dòng)白平衡、電子與數(shù)碼變焦、自動(dòng)光圈與自動(dòng)聚焦、水平連續(xù)旋轉(zhuǎn)、高轉(zhuǎn)速、預(yù)置位等功能。智能球機(jī)還根據(jù)使用環(huán)境的不同而具備多項(xiàng)輔助功能以滿足不同的氣候條件，如內(nèi)置風(fēng)扇、加熱器等。智能球機(jī)的優(yōu)勢智能球機(jī)的優(yōu)勢相對與傳統(tǒng)的攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、解碼器組合，智能球機(jī)安裝結(jié)構(gòu)簡單，所需連接的線纜數(shù)量少，幾乎不需要調(diào)試的特點(diǎn)降低了安裝難度，減少故障發(fā)生率；其外觀精美，體積小巧便于隱蔽監(jiān)視，并且不影響現(xiàn)場美觀程度；快速旋轉(zhuǎn)能力更能準(zhǔn)確快速追蹤目標(biāo)；造價(jià)相對低廉等。描述描述傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的

12、信息傳遞給其他裝置 輸出信號(hào)：輸出信號(hào)：高低電平、電壓值、485串口常接觸：常接觸：紅外傳感器、煙感、火感、溫濕度、門磁描述描述對輸出信號(hào)進(jìn)行控制常接設(shè)備：常接設(shè)備：警燈、警號(hào)警燈、警號(hào)傳輸距離傳輸距離75-3可以傳200米，75-5的可以傳500米，75-7的可以傳700米（以上數(shù)據(jù)為概值，具體應(yīng)用時(shí)與線材質(zhì)量、現(xiàn)場環(huán)境、接頭質(zhì)量都會(huì)影響。）視頻同軸電纜視頻同軸電纜英文簡稱SYV,常有的有75-7，75-5，75-3，75-1等型號(hào)，特性阻抗都是75歐姆，以適應(yīng)不同的傳輸距離。是以非對稱基帶方式傳輸視頻信號(hào)的主要介質(zhì)。描述：描述：雙絞線采用了一對互相絕緣的金屬導(dǎo)線互相絞合的方式來抵御一部分外

13、界電磁波干擾。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可以降低信號(hào)干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消。 最常用的五類線：最常用的五類線：該類電纜增加了繞線密度，外套一種高質(zhì)量的絕緣材料，傳輸率為100MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率為10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于100BASE-T和10BASE-T網(wǎng)絡(luò)。傳輸距離傳輸距離:100M(不是絕對值，質(zhì)量差的網(wǎng)線在50-60M)描述：描述：網(wǎng)橋（Bridge）又叫橋接器，它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互連的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。網(wǎng)橋有在不同網(wǎng)段之間再生信號(hào)的功能，它可以有效地聯(lián)接兩個(gè)LAN（局域網(wǎng)），使本地通信限制在本網(wǎng)段

14、內(nèi)，并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信號(hào)至另一網(wǎng)段。 無線網(wǎng)橋是使用無線（微波）進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備。根據(jù)協(xié)議不同：根據(jù)協(xié)議不同：無線網(wǎng)橋又可以分為2.4GHz頻段的802.11b或802.11g以及采用5.8GHz頻段的802.11a無線網(wǎng)橋。根據(jù)工作模式不同：根據(jù)工作模式不同：無線網(wǎng)橋有三種工作方式，點(diǎn)對點(diǎn)，點(diǎn)對多點(diǎn)，中繼連接點(diǎn)對點(diǎn)，點(diǎn)對多點(diǎn)，中繼連接 注意無線網(wǎng)橋和天線的區(qū)別注意無線網(wǎng)橋和天線的區(qū)別無線無線AP（Access Point）即無線接入點(diǎn)，它是用于無線網(wǎng)絡(luò)的無線交換機(jī)，也是無線網(wǎng)絡(luò)的核心。 光纖收發(fā)器光纖收發(fā)器光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號(hào)和長距離的光信號(hào)進(jìn)行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換

15、單元按光纖性質(zhì)分類單模光纖收發(fā)器：傳輸距離20公里至120公里多模光纖收發(fā)器：傳輸距離2公里到5公里 視頻光端機(jī)視頻光端機(jī)傳輸視頻為主及其他數(shù)據(jù),音頻,開關(guān)量,以太網(wǎng)電話等信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備, 本質(zhì)是:光電轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備;放在光纜的兩端,一收一發(fā),顧名思義光端機(jī); 廣義上講,基于光纖網(wǎng)絡(luò)用于傳輸信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備都可以稱為光端機(jī).系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求攝像機(jī)數(shù)攝像機(jī)數(shù)量量服務(wù)器服務(wù)器客戶端客戶端服務(wù)器服務(wù)器數(shù)數(shù)建議硬件配置建議硬件配置建議硬件配置建議硬件配置 硬盤硬盤(G)帶寬帶寬(M)CPURAMGraphicsCPURAMGraphics(GHZ)(GB)(M)(G

16、HZ)(GB)(M)10750100Dual Core2.01256Dual Core2.012561 120750 x21000Dual Core3.02512Dual Core2.025121 130750 x31000Dual 2quad2512Dual 2quad25121 150750 x41000Dual2 Extreme4768Dual2 Extreme45121 1100Disk array磁盤磁盤陣列陣列1000Dual2 Extreme41024Dual2 Extreme45121 1200Disk array磁盤磁盤陣列陣列1000Dual2 Extreme41024Du

17、al2 Extreme45122 2300Disk array磁盤磁盤陣列陣列1000Dual2 Extreme41024Dual2 Extreme45123 3補(bǔ)充說明：補(bǔ)充說明：IP-SAN： 磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列（Disk Array）是由一個(gè)獨(dú)立的總控制器來控制多個(gè)硬盤的相互連接，使多個(gè)硬盤的讀寫同步，減少錯(cuò)誤，增加效率和可靠度的技術(shù)。廉價(jià)冗余磁盤陣列廉價(jià)冗余磁盤陣列 簡稱RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID），其原理是利用數(shù)組方式來作磁盤組，配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計(jì)，提升數(shù)據(jù)的安全性。描述：描述：為方便監(jiān)控人員更直觀的控制云

18、鏡及切換視頻的設(shè)備描述：描述：電視墻是由多個(gè)影像（監(jiān)視器、顯示器、投影儀）單元拼接而成的一種超大屏幕電視墻體 監(jiān)視器與電視的區(qū)別：監(jiān)視器與電視的區(qū)別：1、圖像清晰度 2、色彩還原度 3、整機(jī)穩(wěn)定度 補(bǔ)充說明：補(bǔ)充說明：解碼器解碼器/解碼卡：解碼卡：將網(wǎng)絡(luò)傳輸回來的數(shù)字信號(hào)解碼還原成模擬信號(hào)的設(shè)備矩陣：矩陣：是用來切換各種信號(hào)的輸入輸出。 有模擬矩陣、數(shù)字矩陣。視頻采集卡視頻采集卡是將模擬攝像機(jī)輸出等其它的眾多信號(hào)的視頻信號(hào)等輸出的視頻數(shù)據(jù)或者視頻音頻的混合數(shù)據(jù)輸入電腦，并轉(zhuǎn)換成電腦可辨別的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 視頻壓縮卡視頻壓縮卡是把模擬信號(hào)或是數(shù)字信號(hào)通解碼編碼按一定算法把信號(hào)壓縮處理到硬盤里 分類：分類：1、按路數(shù)來區(qū)分(1/2/4/8)2、按算法來區(qū)分(M-JPEG、Mpeg2、Mpeg4、H.264、AVS)3、按壓縮方式來區(qū)分(軟壓、硬壓軟壓、硬壓)描述