掃盲3--監(jiān)控基本術(shù)語介紹 - 副本

1、監(jiān)控基本術(shù)語介紹垂直同步、彩色視頻復(fù)合信號同步、外同步、直流線鎖定和完全同步是攝像機(jī)之間不同的同步方法。完全同步全體鎖定是兩部用于精密的應(yīng)用如廣播攝影棚攝像機(jī)之間完全同步最好的方法。它將同步:水平,垂直,偶數(shù)/奇數(shù)區(qū)域,色彩觸發(fā)頻率和階段。垂直同步是最簡單的方法來同步兩部攝像機(jī),通過垂直驅(qū)動頻率來保證視頻能夠采用老式的切換期或者四分割機(jī)器,在同一個監(jiān)視器上顯示幾個影像源。垂直驅(qū)動信號通常由重復(fù)頻率20/16.7毫秒(50/60赫茲和脈沖13毫秒寬度的脈沖組成。彩色視頻復(fù)合信號同步彩色視頻復(fù)合信號代表視頻和彩色觸發(fā)信號,意味著攝像機(jī)能和外部的復(fù)合彩色視頻信號同步。然而盡管稱作彩色視頻復(fù)合信號同步

2、,實(shí)際上只進(jìn)行水平同步和垂直同步,而沒有色彩觸發(fā)同步。外同步非常類似于彩色視頻復(fù)合信號同步。一個攝像機(jī)能夠同步于另一個攝像機(jī)的視頻信號,一個外同步攝像機(jī)能使用輸入的彩色視頻復(fù)合信號,提取水平和垂直同步信號來做同步。直流線鎖定是一種古老的技術(shù),利用直流50/60赫茲電源線電流來同步攝像機(jī)。因?yàn)橹绷?4伏電源廣泛使用于多數(shù)建筑物防火警報系統(tǒng),由于非常容易獲得。由于老型號的切換器和分割系統(tǒng)沒有數(shù)字記憶功能,要保持穩(wěn)定的影像,攝像機(jī)之間的同步非常必要,直流線鎖定就是攝像機(jī)同步于交流50/60赫茲,彩色信道之間時間的關(guān)聯(lián)和水平/垂直信號沒有約束會導(dǎo)致糟糕的色彩轉(zhuǎn)換(色彩階段設(shè)計(jì),因此所有使用交流線鎖定的

3、用戶不可避免地失去很好的色彩轉(zhuǎn)換。幸運(yùn)的是,現(xiàn)在的分割器和16通道復(fù)合處理器以及硬盤錄象機(jī)都有內(nèi)部記憶體來克服這個問題,不再需要同步信號,因此交流線鎖定可能若干年后會被淘汰掉。無色滾動數(shù)字訊號處理器視頻攝像機(jī)使用在熒光燈下時,只能產(chǎn)生嚴(yán)重色滾動的影像。影像會從白色轉(zhuǎn)變成藍(lán)色、粉紅色再回到白色,如此循環(huán)。這是因?yàn)榻涣麟娫催\(yùn)行在50/60赫茲所引起的問題。白熱燈泡能提供穩(wěn)定的光線,而日光燈的光線由于交流電的強(qiáng)度和色彩以8.3ms的速度在變換而波動。傳統(tǒng)攝像機(jī)計(jì)算出白平衡需要 100150ms(0.10.15,比交流電慢了8.5ms,因此永遠(yuǎn)不能趕上。對當(dāng)前影像通過8次循環(huán)周期才能清楚地產(chǎn)生色滾動。

4、背光補(bǔ)償能提供在非常強(qiáng)的背景光線前面目標(biāo)的理想的曝光,無論主要的目標(biāo)移到中間、上下左右或者熒幕的任一位置。一個不具有超強(qiáng)動態(tài)特色的普通攝像機(jī)只有如1/60秒的快門速度和F2.0的光圈的選擇,然而一個主要目標(biāo)后面的非常亮的背景或一個點(diǎn)光源是不可避免的,攝像機(jī)將取得所有近來光線的平均值并決定曝光的等級,這并不是一個好的方法,因?yàn)楫?dāng)快門速度增加的時候,光圈會被關(guān)閉導(dǎo)致主要目標(biāo)變得太黑而不被看見。為了克服這個問題,一種稱為背光補(bǔ)償?shù)姆椒ㄍㄟ^加權(quán)的區(qū)域理論被廣泛使用在多數(shù)攝像機(jī)上。影像首先被分割成7塊或6個區(qū)域(兩個區(qū)域是重復(fù)的,每個區(qū)域都可以獨(dú)立加權(quán)計(jì)算曝光等級,例如中間部分就可以加到其余區(qū)塊的9倍,

5、因此一個在畫面中間位置的目標(biāo)可以被看得非常清晰,因?yàn)槠毓庵饕菂⒄罩虚g區(qū)域的光線等級進(jìn)行計(jì)算。然而有一個非常大的缺陷,如果主要目標(biāo)從中閑移動到畫面的上下左右位置,目標(biāo)會變得非常黑,因?yàn)楝F(xiàn)在它不被區(qū)別開來已經(jīng)不被加權(quán)。F表示鏡頭的孔徑,F停止2:1和f3.4毫米表示鏡頭的焦距是3.4毫米。的鏡頭的孔徑能收集人眼一半的光線,f3.4毫米的鏡頭在1/4英寸CCD上有60度的視角,在1/3英寸CCD上有90度視角,非常接近于人眼的視角。人眼的兩只眼睛能包含更大的視角,從人到人一般有150到180的角度,但是請記住,F停止和f焦距只是一個鏡頭的基本參數(shù),并不代表質(zhì)量。超寬動態(tài)是在非常強(qiáng)烈的對比下讓攝像機(jī)

6、看到影像的特色。寬動態(tài)攝像機(jī)比傳統(tǒng)只具有3:1動態(tài)范圍的攝像機(jī)超出了幾十倍。自然光線排列成從120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。當(dāng)攝像機(jī)從室內(nèi)看窗戶外面,室內(nèi)照度為100Lux,而外面風(fēng)景的照度可能是10,000Lux,對比就是10,000/100=100:1。這個對比人眼能很容易地看到,因?yàn)槿搜勰芴幚?000:1的對比度,然而傳統(tǒng)的閉路監(jiān)控攝像機(jī)處理它會有很大的問題,傳統(tǒng)攝像機(jī)只有3:1的對比性能,它只能選擇使用1/60秒的電子快門來取得室內(nèi)目標(biāo)的正確曝光,但是室外的影像會被清除掉(全白;或者換種方法攝像機(jī)選擇1/6000秒取得室外影像完美的曝光,但是室內(nèi)的影像會被清除(全

7、黑。峰值感應(yīng)模式是用通過影像亮點(diǎn)代替整個影像的平均值來決定曝光指數(shù),使用規(guī)則系統(tǒng)的用戶能應(yīng)對最苛刻的要求,如在黑夜抓取一個白點(diǎn)的影像,而且還要看到這個小亮白點(diǎn)的細(xì)節(jié)和色彩。CMOS全稱為ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,中文翻譯為互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒什么差別,主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體,使其在CMOS上共存著帶N(帶電和 P(帶+電級的半導(dǎo)體,這兩個互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。CCD全稱為Charge Coupled Device,中文翻譯為電荷藕合器件。它使用一種高感光度的半

8、導(dǎo)體材料制成,能把光線轉(zhuǎn)變成電荷,然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,數(shù)字信號經(jīng)過壓縮處理經(jīng)USB接口傳到電腦上就形成所采集的圖像。景深的概念:當(dāng)某一物體聚焦清晰時,從該物體前面的某一段距離到其后面的某一段距離內(nèi)的所有景物也都當(dāng)清晰的。焦點(diǎn)相當(dāng)清晰的這段從前到后的距離就叫做景深。景深分為前景深和后景深,后景深大于前景深。景深越深,那么離焦點(diǎn)遠(yuǎn)的景物也能夠清晰,而景深淺,離焦點(diǎn)遠(yuǎn)的景物就模糊。焦距是一個任何的光學(xué)儀器都有的不折不扣的光學(xué)參數(shù)。從光學(xué)原理來講焦距就是從焦點(diǎn)到透鏡中心的距離。對于鏡頭來說,焦距有著非常重要的意義。焦距長短與成像大小成正比,焦距越長成像越大,焦距越短成像越小。

9、鏡頭焦距長短與視角大小成反比,焦距越長視角越小,焦距越短視角越大。焦距長短與景深成反比,焦距越長景深越小,焦距越短景深越大。焦距長短與透視感的強(qiáng)弱成反比,焦距越長透視感越弱,焦距越短透視感越強(qiáng)。焦距長短與反差成反比,焦距越長反差越小,焦距越短反差越大。對焦距離越遠(yuǎn)景深越深,對焦距離越近景深越淺。因此在拍攝遠(yuǎn)景時應(yīng)該選擇較大對焦距離的鏡頭,而在拍攝近景時則應(yīng)該使用較小對焦距離的產(chǎn)品。鏡頭對焦距離是用cm(厘米表示的,可謂一目了然。切換器有手動切換、自動切換兩種工作方式,手動方式是想看哪一路就把開關(guān)撥到哪一路;自動方式是讓預(yù)設(shè)的視頻按順序延時切換,切換時間通過一個旋鈕可以調(diào)節(jié),一般在1秒到35秒之

10、間。如果不要求時時刻刻監(jiān)控,可以在監(jiān)控室增設(shè)一臺切換器,把攝像機(jī)輸出信號接到切換器的輸入端,切換器的輸出端接監(jiān)視器,切換器的輸入端分為2、4、6、8、12、16路,輸出端分為單路和雙路,而且還可以同步切換音頻(視型號而定。視頻服務(wù)器是一種對視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、存儲及處理的專用計(jì)算機(jī)設(shè)備,它在視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、Ip視頻會議、廣告插播及視頻節(jié)目點(diǎn)播等方面都有廣泛的應(yīng)用。視頻服務(wù)器采用MJPEG、H.261、H.263、MPEG2、MPEG4等壓縮格式,在符合技術(shù)指標(biāo)的情況下對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼,以滿足存儲和傳輸?shù)囊?。具有多通道輸入輸出、多種視音頻格式接口?？膳鋫銼CSI、FC等網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行組

11、網(wǎng),實(shí)現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)的傳輸和共享。它由視音頻壓縮編碼器、大容量存儲設(shè)備、輸入/輸出通道、網(wǎng)絡(luò)接口、視音頻接口、RS422串行接口、協(xié)議接口、軟件接口、視音頻交叉點(diǎn)矩陣等構(gòu)成,同時,提供外鎖相和視頻處理功能。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是一種結(jié)合傳統(tǒng)攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所產(chǎn)生的新一代攝像機(jī),它可以將影像通過網(wǎng)絡(luò)傳至有網(wǎng)絡(luò)連接端口的另一端,且遠(yuǎn)端的瀏覽者不需用任何專業(yè)軟件,只要標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器(如“Microsoft IE或Netscape即可監(jiān)視其影像。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)置一個嵌入式芯片,采用嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)。攝像機(jī)傳送來的視頻信號數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮,通過網(wǎng)絡(luò)總線傳送到Web服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看W

12、eb服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像,授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)云臺鏡頭的動作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。動態(tài)偵測整個監(jiān)控畫面被分成多個小區(qū)域,用戶可以任意選擇區(qū)其中的區(qū)域,并且可以對選中的監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行1-20級的敏感度設(shè)置。這樣當(dāng)有東西移動時將被攝像機(jī)服務(wù)器檢測到,同時進(jìn)行錄像。通訊接口在安防監(jiān)控系統(tǒng)中的通訊接口主要是對視頻、音頻的輸入輸出來說的。所以通訊接口一般有以下幾種:RS-232、RS-485、通用網(wǎng)絡(luò)接口,可支持PSTN、ISDN以及LAN各種聯(lián)網(wǎng)環(huán)境、具有USB2.0超高速數(shù)據(jù)接口,連接計(jì)算機(jī)對重要圖像資料進(jìn)行備份、可選配具有逐行掃描VGA輸出接口等。監(jiān)視器是監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸出,有了監(jiān)視器我們才能觀

13、看前端送過來的圖像。監(jiān)視器分彩色、黑白兩種,尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等,常用的是14英寸。監(jiān)視器也有分辨率,同攝像機(jī)一樣用線數(shù)表示,實(shí)際使用時一般要求監(jiān)視器線數(shù)要與攝像機(jī)匹配。另外,有些監(jiān)視器還有音頻輸入、S-video輸入、RGB分量輸入等,除了音頻輸入監(jiān)控系統(tǒng)用到外,其余功能大部分用于圖像處理工作,在此不作介紹。視頻放大器當(dāng)視頻傳輸距離比較遠(yuǎn)時,最好采用線徑較粗的視頻線,同時可以在線路內(nèi)增加視頻放大器增強(qiáng)信號強(qiáng)度達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸目的。視頻放大器可以增強(qiáng)視頻的亮度、色度和同步信號,但線路內(nèi)干擾信號也會被放大。另外,回路中不能串接太多視頻放大器,否則會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,導(dǎo)致圖

14、像失真。云臺就是兩個交流電組成的安裝平臺,可以水平和垂直的運(yùn)動。按使用環(huán)境分為室內(nèi)型和室外型,主要區(qū)別是室外型密封性能好,防水、防塵,負(fù)載大。裝方式分為側(cè)裝和吊裝,就是把云臺是安裝在天花板上還是安裝在墻壁上。外形分為普通型和球型,球型云臺是把云臺安置在一個半球形、球形防護(hù)罩中,除了防止灰塵干擾圖像外,還隱蔽、美觀、快速。嵌入式系統(tǒng)是指操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之中。簡單的說就是系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與系統(tǒng)的硬件一體化,類似與BIOS的工作方式。具有軟件代碼小,高度自動化,響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。特別適合于要求實(shí)時的和多任務(wù)的體系。全雙工:同一時刻既可發(fā)又可收。全雙工要求:收與發(fā)各有單獨(dú)的信道、可

15、用于實(shí)現(xiàn)兩個站之間通訊及星型網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)、不可用于總線網(wǎng)。半雙工:同一時刻不可能既發(fā)又收,收發(fā)是時分的。半雙工要求:收發(fā)可共用同一信道,可用于各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)絡(luò)最常用于總線網(wǎng)、半雙工數(shù)據(jù)速率理論上是全雙工的一半。方向幕簾紅外探測器一般是采用雙向脈沖記數(shù)的工作方式,即A方向到B方向報警,B方向到A方向不報警。具有入侵方向識別能力,用戶從內(nèi)到外進(jìn)入警戒區(qū),不會觸發(fā)報警,在一定時間內(nèi)返回不會引發(fā)報警,只有非法入侵者從外界侵入才會觸發(fā)報警,極大的方便了用戶在設(shè)防的警戒區(qū)域內(nèi)活動,同時又不觸發(fā)報警系統(tǒng)。自動高速跟蹤快球是集光學(xué)、電子、機(jī)械、信息處理和網(wǎng)絡(luò)于一體,由攝像頭、動力傳動、運(yùn)動控制裝置,基于高速

16、并行處理的圖像分析、識別、壓縮和通信等部分組成。具有視頻攝像、位置控制、方位和鏡頭預(yù)置、運(yùn)動目標(biāo)檢測、識別和跟蹤、火焰及煙霧檢測報警等功能。當(dāng)運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)入球形攝像機(jī)的視場范圍內(nèi),利用高速DSP芯片在前一幀圖像和現(xiàn)在的圖像進(jìn)行差分計(jì)算,當(dāng)達(dá)到某個特定數(shù)值,判定一幀中的某個特定部分為移動物體,然后球機(jī)自發(fā)出指令給球機(jī)云臺,如此循環(huán)往復(fù),從而控制球形攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動物體的連續(xù)跟蹤而不需要人的操作,也不需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持。線鎖定同步(LINE LOCK是一種利用交流電源來鎖定攝像機(jī)場同步脈沖的一種同步方式。當(dāng)圖像出現(xiàn)因交流電源造成的網(wǎng)波干擾時,將此開關(guān)撥到線鎖定同步(LL的位置,就可消除交流電源的干

17、擾。自動增益控制攝像機(jī)輸出的視頻信號必須達(dá)到電視傳輸規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電平,即,為了能在不同的景物照度條件下都能輸出的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號,必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種增益調(diào)節(jié)通常都是通過檢測視頻信號的平均電平而自動完成的,實(shí)現(xiàn)此功能的電路稱為自動增益控制電路,簡稱AGC電路。具有AGC功能的攝像機(jī),在低照度時的靈敏度會有所提高,但此時的噪點(diǎn)也會比較明顯。這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。音源就是聲音的源頭,沒有音源,用音響系統(tǒng)還原聲音也就無從談起。音源有兩層含義,一是指記錄聲音的載體,只有先把聲音記錄在某種載體上,才談得上用音響設(shè)備把載體上的聲音還原出來,這些載體是音響系統(tǒng)中聲音的來

18、源,所以叫音源。音源的另一層含義,是指播放音源載體的設(shè)備。時間上連續(xù)、而且幅度隨時間連續(xù)變化的訊號稱為模擬訊號(例如聲波就是模擬訊號,音響系統(tǒng)中傳輸?shù)碾娏?、電壓訊號也是模擬訊號,記錄和處理模擬訊號的音源就是模擬音源,例如磁帶/卡座、LP/LP唱機(jī)。模擬音源記錄和處理的訊號是聲音(準(zhǔn)確地說應(yīng)該是從聲音轉(zhuǎn)換而來的電訊號的本來面目,可以直接用傳統(tǒng)的放大器放大,處理起來方便直接;數(shù)碼音源記錄、處理的都是0和1排列組合形成的抽象二進(jìn)制數(shù)據(jù)流,非常不直觀。聲波是模擬的,不能直接為數(shù)碼音源使用,必然通過轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)為數(shù)字訊號,才能記錄在數(shù)碼音源載體上。播放時,數(shù)碼音源設(shè)備讀出的數(shù)據(jù)不能直接由傳統(tǒng)的放大器放大,

19、必須先轉(zhuǎn)換為模擬訊號才行。可見,數(shù)碼音源訊號處理過程要復(fù)雜得多。但數(shù)碼音源優(yōu)點(diǎn)很突出:信噪比和動態(tài)范圍遠(yuǎn)勝模擬音源,訊號經(jīng)多次復(fù)制和多個傳輸環(huán)節(jié)后質(zhì)量不下降,這一點(diǎn)模擬音源無論如何也辦不到。AVS是中國自主制定的音視頻編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。AVS工作組成立于2002年6月,當(dāng)年8月開始了第一次的工作會議。經(jīng)過7次AVS正式工作會議和3次視頻組附加會議,經(jīng)歷一年半的時間,審議了182個提案,先后采納了41項(xiàng)提案,2003年12月19日AVS視頻部分終于定稿。AVS-視頻當(dāng)中具有特征性的核心技術(shù)包括:8x8整數(shù)變換、量化、幀內(nèi)預(yù)測、1/4精度像素插值、特殊的幀間預(yù)測運(yùn)動補(bǔ)償、二維熵編碼、去塊效應(yīng)環(huán)內(nèi)濾波等

20、。目前的AVS-視頻技術(shù)可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)清晰度(CCIR 601或相當(dāng)清晰度、低清晰度(CIF、SIF等不同格式視頻的壓縮。實(shí)時編解技術(shù)是指硬盤錄像機(jī)能實(shí)時將采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加工,轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-1或MPEG-2格式的圖像文件,直接存儲到硬盤,中間不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的積壓和丟失;這主要是與電腦刻錄相對比的,電腦刻錄時,先將原始數(shù)據(jù)采集好,然后再對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-1或MPEG-2格式的圖像文件。實(shí)時編解碼技術(shù)要求整個系統(tǒng)的速度足夠快,否則,則只能通過降低圖像的質(zhì)量,降低數(shù)據(jù)量來達(dá)到要求。超級HAD圖像傳感器內(nèi)置應(yīng)用"SuperHole AccumulationDiode(HAD"電子畫質(zhì)提升技術(shù)的CCD影像感應(yīng)器,提高CCD的感應(yīng)性能及加強(qiáng)數(shù)碼信號處理功能,有效地于拍攝影像時降噪及減低不必要的干擾,令畫面更清晰明麗,色彩層次更分明,對現(xiàn)場光源不足或拍攝夜景時效果尤其顯著。白平衡,即Whi