類-hvs培訓(xùn)-001視頻監(jiān)控行業(yè)概述

1視頻監(jiān)控行業(yè)概述 ISSUE3.5 浙江宇視科技有限公司，

2引入

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是什么？

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，經(jīng)歷了幾個(gè)階段，各個(gè)階

段系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么?

傳統(tǒng)監(jiān)控面臨哪些應(yīng)用瓶頸，如何解決？

視頻監(jiān)控系統(tǒng)未來的發(fā)展體現(xiàn)怎樣的趨勢？

3學(xué)習(xí)目的

學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：

了解視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)

了解傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢

了解視頻監(jiān)控系統(tǒng)的典型組網(wǎng)及其特點(diǎn)

了解視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需求

4目錄

第一章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見接口

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見線纜

成像技術(shù)基礎(chǔ)

存儲(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)

第二章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程和典型組網(wǎng)

第三章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需求和解決之道5傳輸系統(tǒng)管理控制系統(tǒng)電纜視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

視音頻存儲(chǔ)系統(tǒng)視頻顯示系統(tǒng)控制設(shè)備視音頻采集系統(tǒng)

傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備電視墻視音頻存儲(chǔ)設(shè)備圖像檢索/調(diào)閱控制鍵盤攝像機(jī)

…攝像機(jī)6視音頻采集系統(tǒng)常見設(shè)備模擬/數(shù)字/IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī) 視頻編碼器 拾音器

云臺(tái)麥克風(fēng)分類依據(jù)類別形態(tài)槍式攝像機(jī)半球攝像機(jī)球型攝像機(jī)一體化攝像機(jī)傳感器靶面尺寸1/4、1/3、1/2、2/3、1英寸成像清晰度480電視線540電視線800電視線分辨率/像素4CIF、D1720P、1080P130萬、200萬、300萬、500萬供電模式AC220V/24VDC12VPOE輸出信號(hào)模擬攝像機(jī)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)

7攝像機(jī)的分類

8

模擬攝像機(jī)的原理

結(jié)構(gòu)大致可分為三部分：光

學(xué)系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及

電路系統(tǒng)

攝像頭的主要傳感部件是

CCD芯片或CMOS芯片

CCD攝像機(jī)有單CCD和

3CCD兩種，

3CCD類型的

圖像效果較好

9網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的原理

圖像信號(hào)經(jīng)過鏡頭輸入由圖像傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)

模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)再經(jīng)

過編碼器按照一定編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼壓縮10云臺(tái)

定義：承載攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置

云臺(tái)分類

按轉(zhuǎn)動(dòng)方向：水平云臺(tái)、全方位云臺(tái)

按安裝環(huán)境：室內(nèi)云臺(tái)、室外云臺(tái)

云臺(tái)控制三個(gè)相關(guān)參數(shù)

云臺(tái)控制協(xié)議

硬件地址碼

波特率

常見云臺(tái)控制協(xié)議

PELCO-D

PELCO-P

…

常見接口協(xié)議

RS-485

RS-422

水平云臺(tái)全方位云臺(tái)

11

視頻編碼器

業(yè)界有時(shí)也稱為視頻服務(wù)器

功能：接受模擬視頻信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、視頻編碼后轉(zhuǎn)

換成數(shù)字視頻信號(hào)，然后以數(shù)據(jù)包/幀的形式向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)

送

類型：壓縮和非壓縮，以壓縮類型為主流

接口：網(wǎng)絡(luò)接口為以太電口或光口（以太/SDH），通常

還集成音頻接口和云臺(tái)控制接口

12

視頻傳輸系統(tǒng)常見設(shè)備

同軸電纜

視頻信號(hào)放大器

視頻分配器

光端機(jī)

模擬視頻光端機(jī)

數(shù)字視頻光端機(jī)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

交換機(jī)

路由器

寬帶設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備13管理控制系統(tǒng)常見設(shè)備 矩陣 控制碼分配器/485集線器

控制鍵盤視頻管理服務(wù)器14視頻監(jiān)控模擬矩陣定義：將視頻圖像從任意一個(gè)輸入 通道切換到任意一個(gè)輸出通道的設(shè) 備。矩陣的容量表示：M*N。表示可以 同時(shí)支持M路圖像輸入和N路圖像 輸出。特點(diǎn)： 視頻輸入、輸出信號(hào)都是模擬信號(hào) 系統(tǒng)穩(wěn)定，架構(gòu)成熟 切換控制實(shí)時(shí)性好 本地圖像清晰 視頻矩陣主流廠家之間的云臺(tái)控制 協(xié)議都是私有協(xié)議，互不兼容 視頻信號(hào)經(jīng)矩陣轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)產(chǎn)生衰減

ABCDEFGH15視音頻存儲(chǔ)系統(tǒng)的常見設(shè)備

VCR

（

Video

Cassette

Recorder，視頻磁帶錄像機(jī)）

DVR

（

Digital

Video

Recorder，數(shù)字硬盤錄像機(jī)）

NVR

（

Network

Video

Recorder，網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)） VCR

DVRNVR16 錄像回放清晰度220線，近似CIF（352*288）錄像時(shí)間長度 SP模式:4.5小時(shí)； LP模式:9小時(shí)； 長延時(shí)錄像機(jī):48/96小時(shí)；容量小，只能存儲(chǔ)一路圖像維護(hù)工作量大

CRT

視頻監(jiān)視器盒式磁帶錄像機(jī)

視音頻存儲(chǔ)設(shè)備—VCRVCR（Video

Cassette

Recorder，視頻磁帶錄像機(jī)）

MIC

攝像機(jī)分辨率分屏器項(xiàng)目類型硬件操作系統(tǒng)業(yè)務(wù)軟件穩(wěn)定性可維護(hù)性第一代工控式工控機(jī)/PC＋圖像采集卡＋硬盤Windows通用視頻處理軟件低低第二代工控式工控機(jī)＋專用圖像壓縮采集卡＋硬盤Windows/Linux通用視頻處理軟件較高較高嵌入式專用電路＋硬盤RTOS/Linux嵌入式軟件高高17嵌入式DVR視音頻存儲(chǔ)設(shè)備—DVRDVR（Digital

Video

Recorder，數(shù)字硬盤錄像機(jī)） PCDVRDVR是視頻監(jiān)控?cái)?shù)字及IP時(shí)代最早的先行者

18可以實(shí)現(xiàn)視頻采集和視頻存儲(chǔ)的分離可在網(wǎng)絡(luò)中任意位置接入設(shè)備可靠性和性能更高設(shè)備和存儲(chǔ)容量可擴(kuò)展性更好設(shè)備的管理更方便目前主流的有兩種類型IP

SANNAS支持多種數(shù)據(jù)可靠性技術(shù)，數(shù)據(jù)安全性更高RAID技術(shù)磁盤熱插拔視音頻存儲(chǔ)設(shè)備－NVR

NVR（Network

Video

Recorder，網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)）IP

SAN類型NAS類型19視頻顯示系統(tǒng)常見設(shè)備 CRT類型 CathodeRayTube，陰極射線管 DLP類型DigitalLightProcessor，數(shù)字光處理器

LCD類型

Liquid

Cristal

Display，液晶顯示器

PDP類型Plasma

Display

Panel，等離子顯示器

20目錄

第一章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見接口

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見線纜

成像技術(shù)基礎(chǔ)

存儲(chǔ)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)

第二章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程和典型組網(wǎng)

第三章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需求和解決之道

21CVBS接口

CVBS

（Composite

Video

Baseband

Signal，復(fù)合視

頻信號(hào)接口）

通常采用BNC或RCA接口進(jìn)行連接

在同一信道中傳輸亮度和色度模擬信號(hào)（不包含音頻信號(hào)）

信號(hào)保真度一般，有亮色串?dāng)_問題

圖像品質(zhì)受線材影響大

22

VGA接口

VGA（Video

Graphics

Array，視頻圖形陣列），又稱為

D-SUB接口

VGA將視頻信號(hào)分解為R、G、B三原色和HV行場信號(hào)進(jìn)行

傳輸，不存在亮色串?dāng)_問題

支持多種圖像分辨率規(guī)格，可以支持1080P信號(hào)

傳輸?shù)男盘?hào)為模擬信號(hào)

是計(jì)算機(jī)顯卡上應(yīng)用最為廣泛的接口類型

23DVI（Digital

Visual

Interface，數(shù)字視頻接口）基于TMDS技術(shù)來傳輸數(shù)字信號(hào)傳輸速度快圖像更清晰傳輸距離可達(dá)30米不支持傳輸音頻信號(hào)有兩種常見的接口:DVI-D、DVI-I應(yīng)用場合:高清設(shè)備顯示，尤其是計(jì)算機(jī)的圖形顯示DVI接口DVI-DDVI-I

24HDMI接口HDMI（High

Definition

Multimedia，高清多媒體接口）基于TMDS技術(shù)傳輸數(shù)字信號(hào)傳輸帶寬高，可同時(shí)傳輸無壓縮音頻和高分辨率視頻信號(hào)在一根線纜上同時(shí)傳輸視音頻信號(hào)，大大簡化布線傳輸距離可達(dá)15米在針腳上和DVI兼容支持HDCP，可避免內(nèi)容非法拷貝應(yīng)用場合:

廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域

25SDI（Serial

Digital

Interface，串行數(shù)字接口）有兩種接口：HD-SDI、SD-SDISD-SDI傳輸率最高可達(dá)270/360MbpsHD-SDI

是一個(gè)廣播級(jí)的高清數(shù)字視頻輸入輸出端口，單

路信號(hào)速率最高可達(dá)

1485Mbps

主要應(yīng)用：一般用于專業(yè)視頻領(lǐng)域SDI接口

26音頻相關(guān)接口

鳳凰頭接口

MIC接口

BNC接口

RCA接口二線制四線制針腳定義描述針腳定義描述A（+）信號(hào)正TX+發(fā)送正GND信號(hào)地TX-發(fā)送負(fù)B（-）信號(hào)負(fù)GND信號(hào)地RX+接收正RX-接收負(fù)

27

RS-485接口接口定義特點(diǎn)

抗共模干擾（即噪聲干擾）能力強(qiáng)

最大傳輸距離可達(dá)4000英尺（1219米

）

允許連接多達(dá)32/256個(gè)收發(fā)器

半雙工

數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps應(yīng)用場合

云鏡控制等針腳定義描述TX+發(fā)送正TX-發(fā)送負(fù)GND信號(hào)地RX+接收正RX-接收負(fù)

28

RS-422接口接口定義特點(diǎn)

最大傳輸距離可達(dá)4000英尺（1219米

）

最多可連接10個(gè)收發(fā)器

全雙工

數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps應(yīng)用場合

云鏡控制電口特點(diǎn)：RJ45，應(yīng)用廣泛EPON特點(diǎn)：單纖雙向，交換機(jī)連終端設(shè)備SFP特點(diǎn)：雙纖雙向，多用于交換機(jī)互聯(lián)BIDI特點(diǎn)：單纖雙向，交換機(jī)連終端設(shè)備

29常見交換機(jī)接口ST特點(diǎn)：卡接式圓形光纖接頭SC特點(diǎn)：方型光纖接頭LC特點(diǎn)：小方型光纖接頭FC特點(diǎn)：圓形，帶螺紋光纖接頭

30常見光纖接頭

31目錄

第一章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見接口

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見線纜

成像技術(shù)基礎(chǔ)

存儲(chǔ)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)

第二章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程和典型組網(wǎng)

第三章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需求和解決之道32網(wǎng)線 直連網(wǎng)線 交叉網(wǎng)線 Side1586A Side2568B

Side

11234567812345678

Side

2

Side

11234567812345678

Side

2

Side

11=白/橙

2=橙3=白/綠

4=藍(lán)5=白/藍(lán)

6=綠7=白/棕

8=棕

Side

11=白/橙

2=橙3=白/綠

4=藍(lán)5=白/藍(lán)

6=綠7=白/棕

8=棕Side

21=白/橙

2=橙3=白/綠

4=藍(lán)5=白/藍(lán)

6=綠7=白/棕

8=棕

Side

21=白/綠

2=綠3=白/橙

4=藍(lán)5=白/藍(lán)

6=橙7=白/棕

8=棕33

光纖分單模光纖和多模光纖單模光纖

只傳送一種模式的光

單模光纖外觀為黃色

玻璃芯徑一般為8~10μm

工作波長為1310nm/1550nm 光線只沿光纖的內(nèi)芯進(jìn)行傳輸 傳輸頻帶很寬，傳輸距離遠(yuǎn)多模光纖 可傳多個(gè)模式的光 外觀為橘紅色 玻璃芯徑一般為50/62.5μm 工作波長為850nm/1300nm 光線會(huì)沿著光纖的邊緣壁不斷反射 傳輸頻帶比較窄，傳輸距離短

單模光纖多模光纖

34同軸線纜

銅芯

絕緣層

外導(dǎo)體屏蔽層保護(hù)套同軸電纜

基帶寬帶粗纜（RG11）細(xì)纜（RG58）SYV-75-3SYV-75-5SYV-75-7…基帶同軸電纜的阻抗為50歐姆，通常用來傳輸數(shù)字信號(hào)，速率最高可達(dá)10Mbps。粗纜的傳輸距離為500m,

細(xì)纜為180m；寬帶同軸電纜的阻抗為75歐姆，通常用來傳輸有線電視模擬信號(hào)。其帶寬可達(dá)750MHz以上；視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻線采用寬帶同軸電纜。多芯屏蔽線應(yīng)用：云臺(tái)控制線、音頻線RVV線纜應(yīng)用：電源線、信號(hào)線RVVPS線纜應(yīng)用：電源線、信號(hào)線、饋線臘克線應(yīng)用：地感線圈

35其他線纜

36目錄

第一章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見接口

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見線纜

成像技術(shù)基礎(chǔ)

存儲(chǔ)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)

第二章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程和典型組網(wǎng)

第三章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需求和解決之道匹配類型CS攝像機(jī)C型攝像機(jī)至傳感器距離CS鏡頭YESNO12.5mmC鏡頭YES（需加CS-CYES17.5mm

37鏡頭接口

38

鏡頭尺寸

以鏡頭sensor尺寸分類

攝像機(jī)鏡頭規(guī)格應(yīng)視攝像機(jī)的sensor尺寸而定，兩者應(yīng)相對(duì)應(yīng)。

如果鏡頭尺寸與攝像機(jī)sensor尺寸不一致時(shí)，盡量選擇比攝像機(jī)靶面尺寸

大的鏡頭，如1/2.5英寸的CCD攝像機(jī)，應(yīng)選擇1/2英寸鏡頭，

不能選擇１

／３英寸。

鏡頭靶面

sensor靶面

39鏡頭視野與焦距的關(guān)系

焦距越小，視野越廣，是廣角鏡頭；焦距越大，視野越小，是遠(yuǎn)攝鏡頭規(guī)格1/4〞1/3〞1/2.5〞1/2〞2/3〞1〞w3.64.88.1286.48.812.7h2.73.66.0964.86.69.6

40選擇合適焦距的鏡頭

鏡頭選擇計(jì)算公式；（僅供參考）公式1：F

=W

D

/

M公式2：F

=

h

D

/H說明：F：鏡頭焦距D：被攝物體距鏡頭的距離M：被攝物體需攝取的寬度H：被攝物體需攝取的高度W：CCD靶面的寬度h

:

CCD靶面的高度附：CCD靶面規(guī)格尺寸（單位;mm）各種天氣下自然光照明照度估計(jì)值直射陽光100，000～130，000lx強(qiáng)日光下（非陽光直射）10，000～20，000lx陰天1，000lx工作場所內(nèi)（白天）200～400lx非常陰暗的白天100lx黃昏（拂曉）10lx入夜1lx滿月0.1lx弦月0.01lx沒有月亮的晴朗夜空0.001lx沒有月亮的多云夜空0.0001lx

41照度

照度定義

照度(Luminosity)指物體被照亮的程度，采用單位面積所接受的光通量來表示，

表示單位為勒克斯(Lux,lx)

，即

lm/m2

。

1

勒克斯等于

1

流明(lumen,lm)的光

通量均勻分布于

1㎡

面積上的光照度。照度是以垂直面所接受的光通量為標(biāo)準(zhǔn)，

若傾斜照射則照度下降。下表為各種天氣下的照度值：

42亮度

亮度定義

理論上可見光譜都可用紅、綠和藍(lán)

(RGB)

三色光按不同比例和強(qiáng)度的混合來表

示。

顏色C＝R(紅色的百分比)＋G(綠色的百分比)＋

B(藍(lán)色的百分比)RGB模型稱為

相加混色模型，用于光照、視頻和顯示器。例如，顯示器通過紅、綠和藍(lán)熒光粉

發(fā)射光線產(chǎn)生彩色。

RGB可以轉(zhuǎn)換成YPbPr計(jì)算公式如下：

Y

=

0.299

R

+

0.587G

+

0.114

B

Pb

=

-

0.1687R

-

0.3313G

+

0.5B

+

128

Pr

=

0.5

R

-

0.4187G

-

0.0813

B

+

128

其中，Y代表亮度，Pb/Pr代表色差。

43色溫

色溫定義

光源的顏色常用色溫這一概念來表示。光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻

射光色相同時(shí)，黑體的溫度稱為該光源的色溫。在黑體輻射中，隨著溫度不同，

光的顏色各不相同，黑體呈現(xiàn)由紅——橙紅——黃——黃白——白——藍(lán)白的漸

變過程。某個(gè)光源所發(fā)射的光的顏色，看起來與黑體在某一個(gè)溫度下所發(fā)射的光

顏色相同時(shí)，黑體的這個(gè)溫度稱為該光源的色溫?！昂隗w”的溫度越高，光譜中

藍(lán)色的成份則越多，而紅色的成份則越少。例如，白熾燈的光色是暖白色，其色

溫表示為2700K，而日光色熒光燈的色溫表示方法則是6000K。

44對(duì)比度

對(duì)比度定義對(duì)比度指的是一幅圖像中明暗區(qū)域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級(jí)的測量，差異范圍越大代表對(duì)比越大，差異范圍越小代表對(duì)比越小。

45飽和度

飽和度定義飽和度是指彩色光所呈現(xiàn)顏色的深淺或純潔程度。對(duì)于同一色調(diào)的彩色光，其飽和度越高，顏色就越深，或越純；而飽和度越小，顏色就越淺，或純度越低。高飽和度的彩色光可因摻入白光而降低純度或變淺，變成低飽和度的色光。100%飽和度的色光就代表完全沒有混入白光的純色光。

46銳度

銳度定義銳度用來表示圖像邊緣的對(duì)比度，一種更加明確的定義是銳度是亮度對(duì)于空間的導(dǎo)數(shù)幅度。由于人類視覺系統(tǒng)的特性，高銳度的圖像看起來更加清晰，但是實(shí)際上銳度的增加并沒有提高真正的分辨率。

上圖右圖IPC銳度處理不夠，導(dǎo)致看到的樹葉模糊一片，左圖銳度控制較好。

47白平衡

白平衡定義白平衡是針對(duì)不同色溫條件下，通過調(diào)整攝像機(jī)內(nèi)部的色彩電路使拍攝出來的影像抵消偏色，更接近人眼的視覺習(xí)慣。白平衡可以簡單地理解為在任意色溫條件下，攝像機(jī)鏡頭所拍攝的標(biāo)準(zhǔn)白色經(jīng)過電路的調(diào)整，使之成像后仍然為白色。這是一種經(jīng)常出現(xiàn)的情況，但不是全部，白平衡其實(shí)是通過攝像機(jī)內(nèi)部的電路調(diào)整（改變藍(lán)、綠、紅三個(gè)CCD電平的平衡關(guān)系）使反射到鏡頭里的光線都呈現(xiàn)為消色。如果以偏紅的色光來調(diào)整白平衡，那么該色光的影像就為消色，而其他色彩的景物就會(huì)偏藍(lán)（補(bǔ)色關(guān)系）。

48快門&光圈快門定義ES～Electronic

Shutter的縮寫，是對(duì)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/CMOS圖像傳感器的感光時(shí)間。由于CCD/CMOS感光的實(shí)質(zhì)是信號(hào)電荷的積累，則感光時(shí)間越長，信號(hào)電荷的積累時(shí)間就越長，輸出信號(hào)電流的幅值也就越大。通過調(diào)整光生信號(hào)電荷的積累時(shí)間（即調(diào)整時(shí)鐘脈沖的寬度），即可實(shí)現(xiàn)控制CCD/CMOS感光時(shí)間的功能。常見的電子快門時(shí)間為1/50～1/10000s。光圈定義光圈英文名稱為Aperture，用來控制透過鏡頭進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面的光量，是鏡頭的一個(gè)極其重要的指標(biāo)參數(shù)，通常在鏡頭內(nèi)。它的大小決定著通過鏡頭進(jìn)入感光元件的光線的多少。表達(dá)光圈大小我們是用F值，其中，F(xiàn)=鏡頭的焦距/鏡頭的有效口徑的直徑。

49背光補(bǔ)償

背光補(bǔ)償定義

背光補(bǔ)償功能可以有效補(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，當(dāng)

啟用背光補(bǔ)償功能時(shí)，攝像機(jī)會(huì)對(duì)某區(qū)域的信號(hào)電平進(jìn)行檢測，當(dāng)該區(qū)域平均電

平很低時(shí)，攝像機(jī)自動(dòng)調(diào)整AGC（自動(dòng)增益控制）電路的工作點(diǎn)，AGC放大器

會(huì)產(chǎn)生較高的增益，使輸出視頻信號(hào)的幅值提高，從而使輸出的主體畫面明朗，

此時(shí)的背景畫面會(huì)更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會(huì)大大降低，整個(gè)視

場的可視性得到改善。

50寬動(dòng)態(tài)

寬動(dòng)態(tài)定義

什么叫寬動(dòng)態(tài)？簡單地說寬動(dòng)態(tài)就是場景中特別亮的部位和特別暗的部位同時(shí)都

能看得特別清楚。寬動(dòng)態(tài)范圍(Wide

Dynamic

Range)是圖像能分辨最亮的亮度

信號(hào)值與能分辨的最暗的亮光信號(hào)值的比值。寬動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)方式以“倍數(shù)”或

“dB”來表示。

51紅外

紅外定義

LED紅外燈產(chǎn)品分為有紅暴和無紅暴兩類：

有紅暴產(chǎn)品使用波長為850nm的紅外LED發(fā)射管，工作狀態(tài)下會(huì)發(fā)出暗紅色的光；

無紅暴產(chǎn)品使用波長為940nm的紅外LED發(fā)射管，工作狀態(tài)下紅外燈表面沒有任何

光亮，因此更隱蔽。

52光敏電阻

光敏電阻定義

光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)

弱而改變的電阻；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光

敏電阻一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換

為電的變化）

。

光敏電阻53掃描、場、幀逐行掃描 隔行掃描(左圖是奇數(shù)場，右圖是偶數(shù)場) 1幀=？場

PALNTSCQCIF176*144176*120CIF352*288352*2402CIF704*288704*2404CIF704*576704*480HalfD1352*576352*480FullD1720*576720*480720P1280*720（逐行掃描）1080I1920*1080（隔行掃描）1080P1920*1080（逐行掃描）

54

圖像分辨率

分辨率：指畫面的解析度，即圖像

由多少像素構(gòu)成；

分辨率通常以“X*Y”形式表現(xiàn)，

其中“X”表示屏幕上水平方向的像

素?cái)?shù)，

“Y”表示垂直方向的像素

數(shù)；

圖像分辨率越大，越能表現(xiàn)豐富的

細(xì)節(jié)，圖像也就越清晰；

高清分辨率沒有制式的區(qū)別，長寬

比為16:9。

思考題：在相同的傳輸帶寬下，圖像分辨率與清晰度的關(guān)系？

55視頻制式

PAL（Phase

Alternating

Line，逐行倒像）色度信號(hào)調(diào)制為逐行倒像正交平衡調(diào)幅制對(duì)相位失真不敏感，圖像彩色誤差較小兼容彩色、黑白電視德國、英國、新加坡、中國大陸及香港、澳大利亞、新西蘭等國家采用規(guī)格

-

每秒25幀;

-

電視掃描線為625線;

-

奇場在前，偶場在后;

NTSC（National

Television

System

Committee，國家電視系統(tǒng)委員會(huì)

）NTSC為正交平衡調(diào)幅制色度信號(hào)調(diào)制包括了平衡調(diào)制和正交調(diào)制兩種兼容彩色、黑白電視相位容易失真、色彩不太穩(wěn)定美國、加拿大、大部分美洲國家、臺(tái)灣、日本、韓國、菲律賓等國家和地區(qū)采

用

規(guī)格

-

每秒30幀;

-

電視掃描線為525線;

-

偶場在前，奇場在后;

56碼率

碼率就是數(shù)據(jù)傳輸時(shí)單位時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)位數(shù),一般我們

用的單位是kbps。針對(duì)多媒體系統(tǒng)，碼率指的是媒體流

傳輸時(shí)單位時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。

在多媒體系統(tǒng)中，存在兩種碼率模式：CBR和VBR。×＝

57CBR&VBR

CBR（Constants

Bit

Rate，恒定比特率）：表示視頻或音頻媒體流的比特

率在單位時(shí)間內(nèi)（通常為1S）不發(fā)生變化；

VBR（Variable

Bit

Rate，可變比特率）：與

CBR

相對(duì)，比特率是變化的；

CBR適合于流式媒體的實(shí)時(shí)傳送場合，VBR適合于把媒體內(nèi)容保存成文件進(jìn)

行本地播放的場合。

CBR

VBR

CBR和VBR兩者哪一個(gè)的帶寬利用率高？

58目錄

第一章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見接口

視頻監(jiān)控系統(tǒng)線纜

成像技術(shù)基礎(chǔ)

存儲(chǔ)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)

第二章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程和典型組網(wǎng)

第三章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需求和解決之道59

IP

SAN存儲(chǔ)架構(gòu)

IP

SAN（IP

Storage

AreaNetwork，存儲(chǔ)局域網(wǎng)）

將存儲(chǔ)系統(tǒng)、服務(wù)器和客戶端都

通過網(wǎng)絡(luò)相互連接

以網(wǎng)絡(luò)為中心

基于以太網(wǎng)搭建存儲(chǔ)架構(gòu)

優(yōu)點(diǎn)：

設(shè)備整合

性能優(yōu)越

數(shù)據(jù)集中，易管理

高擴(kuò)展性和高可用性 適用于存儲(chǔ)量大的塊級(jí)應(yīng)用

存儲(chǔ)WindowsUNIX

or

Windows

NT

客戶端

LAN

應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)專用局域網(wǎng)

NT

server應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)存儲(chǔ)

NAS存儲(chǔ)架構(gòu)

NAS（Network

Attached

Storage，網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)）

NAS存儲(chǔ)服務(wù)器掛接在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)

中，應(yīng)用主機(jī)通過IP網(wǎng)絡(luò)訪問NAS

以數(shù)據(jù)為中心的存儲(chǔ)形態(tài)

通過NFS或CIFS對(duì)外提供文件級(jí)

訪問服務(wù)；

優(yōu)點(diǎn)：

不占用應(yīng)用服務(wù)器資源

廣泛支持操作系統(tǒng)及應(yīng)用

擴(kuò)展較容易 即插即用，安裝簡單方便缺點(diǎn)： 相比SAN架構(gòu)，存取速度慢 不適合存儲(chǔ)量大的塊級(jí)應(yīng)用 數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬

Windows

NT

服務(wù)器

60UNIX

服務(wù)器NAS

存儲(chǔ)NFSCIFSLANUNIX

客戶端Windows

NT

客戶端

61iSCSI技術(shù)

iSCSI：Internet

小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（iSCSI：Internet

Small

Computer

System

Interface）

iSCSI是一種基于TCP/IP的協(xié)議，用來建立和管理IP存儲(chǔ)設(shè)備、主

機(jī)和客戶機(jī)等之間的互相連接，并創(chuàng)建存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）

iSCSI技術(shù)優(yōu)勢：

硬件成本低

操作簡單，維護(hù)方便

擴(kuò)充性強(qiáng)

帶寬和性能不斷提升

62SAS接口

SAS是新一代的SCSI技術(shù)，和現(xiàn)在流行的Serial

ATA(SATA)硬盤

相同，都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，并通過縮短連結(jié)

線改善內(nèi)部空間

SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接口，改善存儲(chǔ)系統(tǒng)的效

能、可用性和擴(kuò)充性，提供與串行ATA(Serial

ATA，縮寫為SATA)

硬盤的兼容性。

技術(shù)優(yōu)勢降低了磁盤陣列的成本串行接口讓傳輸性能提高更好的擴(kuò)展性與兼容性安裝簡單RAID0數(shù)據(jù)條帶化，無校驗(yàn)RAID1數(shù)據(jù)鏡像，無校驗(yàn)RAID5數(shù)據(jù)條帶化，校驗(yàn)信息分布式存放RAID10RAID0和RAID1的結(jié)合，同時(shí)提供數(shù)據(jù)條帶化和鏡像RAID50先做RAID5，后做RAID0，能有效提高RAID5的性能

63RAID定義

RAID（Redundant

Array

of

Independent

Disks，獨(dú)立冗余磁盤

陣列）：將多個(gè)獨(dú)立的物理硬盤按照不同的方式組合起來，形成一

個(gè)虛擬的硬盤

組成RAID陣列的不同方式稱為RAID級(jí)別

不同的RAID級(jí)別

不同的存儲(chǔ)性能

不同的數(shù)據(jù)可靠性

不同的存儲(chǔ)成本

常用RAID級(jí)別

64RAID

0RAID

0（Striped

Disk

Array

without

Fault

Tolerance，無容錯(cuò)條帶硬盤陣列）；數(shù)據(jù)以條帶形式均勻分布在各個(gè)硬盤中

D0

D1

D2

D3

D4D5D6D7D8

D9D10D11物理磁盤0物理磁盤1物理磁盤2物理磁盤3條帶0條帶1條帶2D0D4D8

D3

D7D11

D2

D6D10D1D5D9…..65RAID

1D0

D1

D2

D3物理磁盤0D0

D1

D2

D3物理磁盤1RAID

1（Mirror

或Mirroring，鏡像）；數(shù)據(jù)同時(shí)一致寫到主硬盤和鏡像硬盤。

D0

D1 D2 D3 ….

66RAID

5RAID

5（striping

with

parity，帶奇偶校驗(yàn)的條帶）；RAID

5采用獨(dú)立存取的陣列方式，校驗(yàn)信息被均勻的分散到陣列的各個(gè)磁盤上。常用專用熱備盤（Dedicated

Spare）或全局熱備盤（Global

Spare）

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9D10D11

D0

D3

D6

P3物理磁盤0

P0

D5

D8

D11物理磁盤3

D2

P1

D7

D10物理磁盤2

D1

D4

P2

D9物理磁盤1…..條帶0條帶1條帶2條帶3可靠性控制器智能功能成本JBOD較低無無低RAID較高有有高

67JBOD定義

JBOD（Just

a

Bunch

Of

Disks，磁盤簇）是在一個(gè)底板上安裝

的帶有多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)設(shè)備

通常又稱為Span

在邏輯上把幾個(gè)物理磁盤一個(gè)接一個(gè)串聯(lián)到一起，從而提供一個(gè)大

的邏輯磁盤。JBOD上的數(shù)據(jù)簡單的從第一個(gè)磁盤開始存儲(chǔ)，

當(dāng)?shù)?/p>

一個(gè)磁盤的存儲(chǔ)空間用完后，

再依次從后面的磁盤開始存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

存取性能完全等同于對(duì)單一磁盤的存取操作

不提供數(shù)據(jù)安全保障

存儲(chǔ)容量等于組成JBOD的所有磁盤的容量的總和

68思考題常用RAID級(jí)別中：

哪種RAID級(jí)別性能最好？

哪種RAID級(jí)別冗余程度最高？

相同容量有冗余的情況下，哪種RAID級(jí)別需要

的磁盤數(shù)最少？

69

媒體流存儲(chǔ)所需存儲(chǔ)容量計(jì)算

全網(wǎng)視頻所需存儲(chǔ)容量為各單路視頻所需存儲(chǔ)容量之和

單路媒體流所需存儲(chǔ)容量公式

存儲(chǔ)容量（單位為GB）

=碼率（單位為Mbps）*3600*存儲(chǔ)計(jì)劃

時(shí)長（單位為小時(shí)）*CBR系數(shù)/（8*1024）

存儲(chǔ)計(jì)劃時(shí)長（單位為小時(shí)）=錄像保留期內(nèi)的錄像總時(shí)長

CBR系數(shù)為1.08

例子：一路視頻的碼率為2Mbps，該視頻每天存儲(chǔ)時(shí)間為

8:00-12:00,13:30-18:30,錄像保留期為15天，求所需存儲(chǔ)

容量？

錄像保留期內(nèi)的錄像總時(shí)長=9*15=135小時(shí)

存儲(chǔ)容量=2*3600*135*1.08/（8*1024）=128.15（GB）磁盤類型有效容量（GB）1TBSATA9302TBSATA18603TBSATA2790RAID等級(jí)有效磁盤數(shù)RAID等級(jí)有效磁盤數(shù)JBOD物理磁盤數(shù)（不計(jì)熱備盤）RAID1物理磁盤數(shù)*0.5（不計(jì)熱備盤）RAID0物理磁盤數(shù)（不計(jì)熱備盤）RAID5物理磁盤數(shù)-1（不計(jì)熱備盤）

70

存儲(chǔ)設(shè)備有效存儲(chǔ)容量計(jì)算

存儲(chǔ)設(shè)備有效容量計(jì)算公式

存儲(chǔ)容量（單位為GB）=有效磁盤數(shù)*單磁盤有效容量（單位為GB）

有效磁盤數(shù)

單磁盤有效容量

例子：一臺(tái)IP

SAN陣列，磁盤滿配（16塊），采用RAID

5等級(jí)，規(guī)

劃熱備盤一塊，磁盤類型為1T，求IP

SAN陣列的有效容量？

有效磁盤數(shù)=14

單磁盤有效容量=930（GB）

IP

SAN陣列的有效容量=14*930/1024=12.715（TB）

71目錄

第一章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

第二章

視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展歷程和典型組網(wǎng)

第三章

傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需求和解決之道72 非聯(lián)網(wǎng)時(shí)代： 模擬監(jiān)控

第一代：模數(shù)混合監(jiān)控

第二代：IP流媒體監(jiān)控

第三代：IP

全交換監(jiān)控模擬攝像機(jī)模擬光端機(jī)模擬矩陣模擬磁帶錄像DVR/DVS數(shù)字矩陣本地?cái)?shù)字存儲(chǔ)編解碼器IP

攝像機(jī)NVR網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)流媒體服務(wù)器NGN

通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)NVR/

IP

SAN

網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)IP

通訊融合智能管理視頻內(nèi)容智能分析

199970-90’s20072004

IP總體趨勢：IP化的趨勢

視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷史20122010……

73聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控解決方案的兩種典型拓?fù)?/p>

單域監(jiān)控

可以分級(jí)部署存儲(chǔ)和媒體處理資源

單域內(nèi)可以存在邏輯資源的任意組

合

多域監(jiān)控

有多個(gè)信令服務(wù)器，每個(gè)服

務(wù)器下的資源可以自治

可以有統(tǒng)一的信令服務(wù)器協(xié)

調(diào)同步多個(gè)認(rèn)證服務(wù)器的數(shù)

據(jù)，單域或跨域內(nèi)可以存在

邏輯資源的任意組合視頻管理服務(wù)器物理域（全域）用戶n存儲(chǔ)存儲(chǔ)邏輯域用戶

IPC邏輯域用戶

IPC

邏輯域1邏輯域

…多域監(jiān)控模型單

域

監(jiān)

控

模

型

74

第一代監(jiān)控-模數(shù)結(jié)合監(jiān)控適用的領(lǐng)域：規(guī)模較小，對(duì)圖像質(zhì)量和延時(shí)要求高的場合，存儲(chǔ)要求較低。

75第二代監(jiān)控-IP流媒體監(jiān)控DVRDVS/IPCDVR電視墻顯示服

務(wù)器

流媒體服務(wù)

器群適用的領(lǐng)域：大型聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場合,前端以DVR/IPC為主，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化向IP化轉(zhuǎn)移，中心采用流媒體平臺(tái)為核心，實(shí)現(xiàn)媒體分發(fā)管理。一般為不同廠商異構(gòu)系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)化較差，大規(guī)模組網(wǎng)可靠性一般。PC客戶端

顯示專業(yè)存儲(chǔ)控制服務(wù)器

76第三代監(jiān)控-IP全交換監(jiān)控存儲(chǔ)編碼器管理服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器交換機(jī)云臺(tái)攝像機(jī)IP攝像機(jī)

解碼器顯示器解碼器采集傳輸管理、控制顯示客戶端交換機(jī)模擬視頻模擬控制

(RS485)IP網(wǎng)絡(luò)圖例：

NVR網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)

IP-SAN可分布式部署IP

SAN/NVR數(shù)字存儲(chǔ)

代替VCR/DVR存儲(chǔ)視頻編碼數(shù)字采集（編碼器/

IP

攝像機(jī)）代替模擬采集以標(biāo)準(zhǔn)信令（SIP）代替廠商私有

控制協(xié)議，并獨(dú)立為管理平臺(tái)

IP網(wǎng)絡(luò)代替“光纖＋光端機(jī)/電纜＋矩陣+

流媒體服務(wù)器”以分層、開放、模塊化的架構(gòu)代

替模擬、封閉的架構(gòu)

77目錄

第一章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

第二章

視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展歷程和典型組網(wǎng)

第三章

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需求和解決之道78視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展推動(dòng)力視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展

推動(dòng)力用戶本質(zhì)業(yè)

務(wù)需求