圖像視頻監(jiān)控

1、圖像通信基本概念2022年5月2日17時45分2l圖像監(jiān)控系統(tǒng)基本結構l視頻信號及其數(shù)字化l圖像壓縮編碼的基本原理l圖像壓縮編碼標準簡介l有關通信的幾個基本概念l數(shù)字圖像通信系統(tǒng)l監(jiān)控系統(tǒng)中的其它信號2022年5月2日17時45分3視頻切換器攝像機一體化攝像機E1圖像編碼器管理服務器視頻服務器以太網(wǎng)交換機終端1終端2終端3網(wǎng)橋網(wǎng)橋終端nE1云臺鏡頭控制器報警探頭燈光控制器各種燈具網(wǎng)絡型編碼器2022年5月2日17時45分4報警控制器報警探頭管理服務器視頻服務器以太網(wǎng)交換機終端1終端2終端3網(wǎng)橋網(wǎng)橋終端nE1網(wǎng)絡型編碼器一體化攝像機E1圖像編碼器(分割)單路控制解碼器攝像機各種燈具報警探頭202

2、2年5月2日17時45分52022年5月2日17時45分6l終端設備 H.323終端/H.320終端 桌面終端（基于計算機）/會議室終端（獨立）lMCU（多點控制器） H.320系統(tǒng)的MCU：多路信道接入 H.323系統(tǒng)的MCU：常用1至多個以太網(wǎng)接口l網(wǎng)關gateway ：用于H.320系統(tǒng)與H.323的系統(tǒng)互聯(lián)l網(wǎng)閘gatekeeper ：實現(xiàn)H.323系統(tǒng)中對會議的管理2022年5月2日17時45分7編解碼終端 編碼終端 解碼終端 網(wǎng)絡會議電視控制器 硬件編解碼 硬件編碼、軟件解碼 解碼終端 以太網(wǎng)獨立方式PC機桌面2022年5月2日17時45分8l電視信號：對圖像進行隔行掃描，是模擬信

3、號l信號格式：我國 采用PAL D/K，l 625行（576有效行）, 25幀/秒l采樣方式：先解碼為 Y(亮度), U、V(色差）l數(shù)據(jù)量：576*704*3*8 *25 =243Mbitsl縮減后：352*288*2*8 *25 =40.5Mbits (4:2:2采樣）2022年5月2日17時45分9l基于余弦變換的圖像壓縮 圖像分塊：16*16或8*8 去除空間冗余度：余弦變換(DCT) 去除時間冗余度：幀間運動預測，在以前（或以后）的圖像上找相似的分塊，只編碼它們間的差別 利用視覺特性：對邊緣處的細節(jié)不敏感，量化后去掉高頻成份l基于小波變換的圖像壓縮 將整幅圖像分解成許多不同尺度的小波

4、基函數(shù)2022年5月2日17時45分10l其它MPEG標準 MPEG-7多媒體內(nèi)容描述接口 MPEG-21多媒體框架:框架中內(nèi)容可以編碼、描述、存儲、傳送、保護、交易、消費等，目的是為多媒體用戶提供透明有效的電子交易和使用環(huán)境2022年5月2日17時45分11lJPEG：靜止圖像壓縮標準，MJPEGJPEG圖像序列 只對單幅圖像進行編碼，沒有利用時間冗余度（幀間信息） 采用DCT和圖像分塊 圖像壓縮率低，不利于傳輸和存儲 適用于視頻制作非線性編輯 常見于早期的或低成本的監(jiān)控系統(tǒng)lJPEG2000：采用小波變換的靜止圖像壓縮標準 壓縮率明顯高于JPEG，即相同比特數(shù)時圖像質量高于JPEG 沒有方

5、塊效應2022年5月2日17時45分12lH.261：會議電視圖像壓縮標準(p*64k) 在JPEG基礎上增加了運動預測，利用了幀間相關性 提高了圖像壓縮率 適用于較高帶寬的會議電視系統(tǒng)（128kbps) 采用CIF（352*288）圖像分辨率 通常數(shù)據(jù)率384kbps時有較好圖像質量2022年5月2日17時45分13lH.263:低碼率的圖像壓縮標準 在H.261的基礎上，進一步提高壓縮比 增加了雙向運動預測等特性 可支持4CIF(704*576)、16CIF圖像分辨率 用于基于普通電話線的可視電話（QCIF） 用于會議電視系統(tǒng)，常用CIF分辨率lH.263V2(H.263+):是對H.26

6、3的進一步改進，壓縮率提高，算法也更復雜lH.26L 是ITU與MPEG合作的一個協(xié)議，是對MPEG4和H.263V2的改進l通常數(shù)據(jù)率小于128kbps或384kbps2022年5月2日17時45分14lMPEG1：運動圖像壓縮編碼標準 采用了前向預測（P幀）和雙向預測（B幀）技術 增加了幀內(nèi)編碼幀（I幀），便于視頻檢索 廣泛用于VCD和圖像存貯 支持CIF分辨率 含音頻壓縮標準 標準數(shù)據(jù)率在1.5Mbps2022年5月2日17時45分15lMPEG2：運動圖像壓縮編碼標準 在MPEG1的基礎上進行了優(yōu)化和改進，增強了運動預測等性能 支持高分辨率（D1，Half D1,HDTV等) 廣泛用于

7、DVD、DVB、DVR等 通常數(shù)據(jù)率在4-15Mbps2022年5月2日17時45分16lMPEG4:一種新的運動圖像壓縮標準 主要特點是基于內(nèi)容的圖像壓縮，可用于視頻交互游戲 有較高的圖像壓縮率,200kbps時已有較好的圖像質量，400kbps時圖像質量與MPEG1相當 目前一般采用與H.263相似的圖像壓縮方法 常用于網(wǎng)上視頻傳輸lH.26L/JVT2022年5月2日17時45分17l串行通信-如RS232，RS485，USB，以太網(wǎng)等l并行通信-如打印機口，ISA、PCI接口l同步通信-如DDN，E1等l異步通信-如RS232，RS422，RS485等l差分通信-如RS485,視頻差分

8、等,一般用雙絞線作介質l調制與解調lE1/G.703lISDN(綜合服務數(shù)字網(wǎng)，基本速率2B+D，基群速率30B+D)2022年5月2日17時45分18lInternet 通信協(xié)議: IP:Internet 協(xié)議(IP地址) UDP:用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 TCP:傳輸控制協(xié)議lTCP/IP體系結構l局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）lIP Unicast(單播)lIP Multicast(組播或多播）lIP Broadcast(廣播）應用TCP/UDPIP數(shù)據(jù)鏈路2022年5月2日17時45分19l網(wǎng)絡線(常用5類線, 是非屏蔽雙絞線,用RJ45連接器, 千兆網(wǎng)用超5類或6類線)l

9、集線器(HUB):星形拓撲結構連接網(wǎng)絡結點的網(wǎng)絡設,一般10/100M，無管理HUB,工作在物理層l交換式HUB交換機，工作在數(shù)據(jù)鏈路層,利用MAC地址進行交換l路由式交換機三層交換，基于協(xié)議,虛擬局域網(wǎng)(V L A N )l網(wǎng)橋：將一個L A N 段與另一L A N 段連接起來的網(wǎng)絡設備，具有學習、過濾和轉發(fā)功能，與協(xié)議無關。l路由器：有網(wǎng)橋的功能，如學習、過濾和轉發(fā)等。能尋找最優(yōu)路徑，進行網(wǎng)絡隔離，組播。路由信息協(xié)議（RIP）。2022年5月2日17時45分20l數(shù)字圖像壓縮編碼l數(shù)字音頻壓縮編碼l數(shù)據(jù)復合，包括其它控制等數(shù)據(jù)l糾錯編碼（常用BCH，TCP用CRC校驗）l通信接口（E1 G

10、.703,以太網(wǎng)IEEE802.3，ISDN，普通電話線)l解碼端是以上的逆過程，還要增加顯示接口和顯示設備2022年5月2日17時45分21l控制信號（下行）l報警信號（上行）l應答信號（雙向）l其它設備信息（上行）2022年5月2日17時45分22l設計方面的問題 硬件方面(設計一般要求)l時序配合、電平配合、阻抗匹配、抗干擾、電源功率l接地、布局、布線、濾波、接口要求l芯片性能必須能滿足要求 軟件方面(設計一般要求)l實現(xiàn)方法和手段、內(nèi)存分配、多個進程或線程的沖突、邊界條件、死鎖l軟件優(yōu)化、模塊劃分、設計規(guī)范（注釋、變量定義等） 強調可靠性和實時性，力求簡單，降低成本2022年5月2日1

11、7時45分23l軟件安裝 設備驅動程序、主板補丁 版本的一致性l設備安裝 機殼地、信號地、一點接地 屏蔽、互聯(lián)、距離l設備配置和設置 設備自恢復、參數(shù)設置 地址設置 系統(tǒng)配置l關機重開、試用2022年5月2日17時45分242022年5月2日17時45分25l產(chǎn)品命名規(guī)則l圖像編解碼器適用于以太網(wǎng)、E1/G.703、電話線等編碼方式：MJPEG、H.261、H.263、MPEG1、MPEG2、MPEG4、Wavelet嵌入式處理器和RTOS（VxWorks)或單片機或PC機加Windows2022年5月2日17時45分26l圖像監(jiān)控終端（圖像監(jiān)控終端（WINDOWSWINDOWS）l視頻服務器

12、視頻服務器IPIP網(wǎng)與網(wǎng)與E1E1信道互聯(lián)信道互聯(lián)工控機，工控機，WindowsWindows嵌入式處理器，嵌入式處理器，RTOSRTOSl管理服務器管理服務器工控機，工控機，WindowsWindows嵌入式處理器，嵌入式處理器，RTOSRTOSl網(wǎng)絡會議電視控制器網(wǎng)絡會議電視控制器l會議電視終端會議電視終端2022年5月2日17時45分27l視頻切換控制器完成視頻切換、報警接收、警笛控制等功能l云臺鏡頭控制器(多路,單路解碼器)l控制鍵盤l一體化快速球型攝像機一體化快速球型攝像機( (跟蹤型跟蹤型) )l紅外測溫攝像機紅外測溫攝像機l無線攝像設備無線攝像設備l神采神采1 1號、號、2 2號圖像編解碼卡號圖像編解碼卡2022年5月2日17時45分28l以太網(wǎng)網(wǎng)橋以太網(wǎng)網(wǎng)橋E1/G.703,E1/G.703,復接型復接型V.35V.35SDSLSDSLDDNDDNl數(shù)字錄像機(網(wǎng)絡輸入,視頻輸入)l視頻切換矩陣控制攝像機的普通云臺和普通鏡頭 l燈光控制器l報警控制器(16,32路)l升降機lIP可視電話2022年5月2日17時45分29199719981999200020012