10.11視頻監(jiān)控技術(shù)教程

安徽省技防從業(yè)人員

培訓(xùn)教程視頻監(jiān)控系統(tǒng)目錄視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點和作用視頻原理視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成攝像機和配套設(shè)備視頻信號的傳輸圖像信號的顯示與記錄設(shè)備視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成模式和控制視頻監(jiān)控系統(tǒng)的評價和技術(shù)指標(biāo)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點和作用

視頻監(jiān)控的特點信息量大—既具有空間分辨能力又有時間分辨能力—空間和時間的分辨均帶有目標(biāo)個體的特征。實時性強—電視技術(shù)產(chǎn)生實時的圖像，可實現(xiàn)對異常情況的最快的響應(yīng)（不用其它手段復(fù)核），又能對反應(yīng)的效果給出最真實、迅速地評價。被動的工作方式—不易被發(fā)現(xiàn)、不干擾其它系統(tǒng)，是一種無侵犯性的方式。易于與其它技術(shù)集成—不產(chǎn)生圖像的系統(tǒng)往往要求與圖像系統(tǒng)集成。

技術(shù)發(fā)展快—技術(shù)、產(chǎn)品的選擇范圍大，配套、標(biāo)準(zhǔn)完備視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點和作用

視頻監(jiān)控在技防系統(tǒng)中作用安全防范體系中不可或缺的重要部分安全防范系統(tǒng)技術(shù)集成的核心安全防范技術(shù)進步的關(guān)鍵和箭頭目前主要還是復(fù)核和取證

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點和作用

視頻監(jiān)控的應(yīng)用特點識別級的圖像分辨－存在、動作（體態(tài)）、相貌圖像的場景忠實性和高保真要求－滿足分析的需要復(fù)雜的環(huán)境條件－各種環(huán)境條件（公開、隱蔽，光照、氣候），特別是非正常條件下均能獲得良好的圖像，主要要解決低照度和大動態(tài)范圍條件下的圖像獲取。連續(xù)的、大容量存儲和查詢式的讀?。鎯橘|(zhì)、網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點和作用視頻監(jiān)控的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GA/T367-2001視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求GB50348-2004安全防范工程技術(shù)規(guī)范DB34/221-2001安全技術(shù)防范工程檢驗規(guī)范GB20815-2006視頻安防監(jiān)控數(shù)字錄像設(shè)備GB/T7401-1987彩色電視圖像質(zhì)量主觀評價GA/T669-2006城市監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)要求GA/T365-2007視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范視頻技術(shù)原理

視頻技術(shù)：將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號進行處理和傳送，再還原為光學(xué)（可視）圖像的技術(shù)。視頻技術(shù)原理

人的視覺特性：有限的（角）分辨和暫存特性。

圖像的分解：現(xiàn)在的各種視頻技術(shù)基本上采用像素的陣列來表示圖像。根據(jù)人的視覺特性，用組成圖像的最小單元（像素）的陣列來表示（分解）圖像，用一系列的單幀圖像，產(chǎn)生活動圖像的效果。

兩種圖像分解方式：復(fù)合視頻廣播信號（CVBS、模擬電視信號）和視頻影像陣列（VGA、數(shù)字視頻信號）

視頻技術(shù)原理圖像的掃描，現(xiàn)行電視圖像的分解是通過電視掃描實現(xiàn)的。掃描這個概念源自傳統(tǒng)電視設(shè)備中的電子束掃描；

行掃描，從左向右（水平方向）的掃描。

場掃描，從上向下（垂直方向）的掃描。行掃描

場掃描t視頻技術(shù)原理

模擬電視系統(tǒng)中將圖像用若干水平線來描述，每條線可理解為由一系列連續(xù)的點組成。這是一幀圖像最基本的表示方法。根據(jù)視覺的分辨能力確定圖像分解的線數(shù)。根據(jù)視覺的暫存特性確定每秒顯示圖像的幀數(shù)。我國現(xiàn)行電視制式為：CCIR625/25、PAL制。規(guī)定每幀圖像分解為625線，每秒有25幀圖像，行頻為15625Hz，幀頻為25Hz。

視頻信號也稱基帶信號由圖像信號和同步信號

（包括色同步信號）兩個部分組成。圖像信號與景物每一點（攝像器件的每一像素）的亮度相對應(yīng)，是圖像的基本信息。視頻信號帶寬

6MHz。

視頻技術(shù)原理

數(shù)字視頻系統(tǒng)直接用像素的陣列來表示單幀圖像。圖像轉(zhuǎn)換時取樣格式確定圖像的精度。在CIF格式下352×288、在4CIF格式下704×576、在D1格式下720×576、手持式移動顯示終端320×240。掃描頻率60赫茲以上在標(biāo)清格式下720×576、在高清格式下1280×720。視頻技術(shù)原理光學(xué)圖像轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號必須經(jīng)過兩個轉(zhuǎn)換：把焦平面光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電圖像—通過鏡頭把三維景物成像于兩維的焦平面。光電轉(zhuǎn)換器件（攝像器件）將其光強（照度）轉(zhuǎn)換為電荷量?？臻g域的電圖像轉(zhuǎn)換為時域的電視信號—通過攝像器的讀出過程（掃描），把空間域信號（電荷量）轉(zhuǎn)換成時間域信號（連續(xù)的電壓信號）。

景物

頭鏡攝像器件空間信號時間域信號視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)三個組成部分（環(huán)節(jié)）

前端設(shè)備－攝像、鏡頭、方位、防護、控制、輔助等。圖像信息的采集（信源），限定系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。

傳輸環(huán)節(jié)－線纜、光發(fā)/收及補償、中繼、調(diào)制、去干擾等。決定系統(tǒng)的范圍，構(gòu)成大系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。系統(tǒng)（中心室）設(shè)備－顯示、存儲、分配、合成、迭加信息、控制（遙控）、遠程傳輸（網(wǎng)絡(luò))等。系統(tǒng)人機交互(觀看、操作)的界面。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模式

視頻監(jiān)控的基本模式：集總式和分布式兩種。也有模擬式、數(shù)字式的說法，但不準(zhǔn)確。

集總式（模擬式）系統(tǒng):經(jīng)典、中小范圍常用的模式?；咎卣魇牵核械膱D像信號都傳送(連接)到一個中心(設(shè)備)點，典型的是視頻矩陣。通過矩陣對圖像信號切換和分配實現(xiàn)各種顯示方式，并將圖像信號傳送至其它需要共享圖像資源的地點。它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的星形結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中的信息流是基帶視頻信號，所以人們認(rèn)為它是模擬系統(tǒng)的代表方式。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模式

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模式

集總式系統(tǒng)的主要特點：

系統(tǒng)（監(jiān)控中心）擁有最完整的資源，同時獲得全部圖像信號。擁有系統(tǒng)最大的帶寬，可充分地實現(xiàn)設(shè)備的技術(shù)能力，得到較高的技術(shù)指標(biāo)。最佳的觀察效果，實時地選擇任何圖像符合人的習(xí)慣。顯示圖像的效果數(shù)字系統(tǒng)還達不到。技術(shù)成熟、產(chǎn)品配套完整，相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)齊備，用戶可有多種選擇。對局域性的系統(tǒng)，模擬的集總式系統(tǒng)仍是獲得高質(zhì)量圖像開銷最低的方式。中心控制設(shè)備是集總式系統(tǒng)的核心，也是系統(tǒng)可靠性的要點，出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致全系統(tǒng)失效；系統(tǒng)的可擴展性差也是它的不足之處。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模式

分布式（數(shù)字式）系統(tǒng):基本特征是圖像資源的分布管理和統(tǒng)一調(diào)用（資源共享）。

以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)成的系統(tǒng)是真正高效（節(jié)省資源）、靈活、充分資源共享的分布式系統(tǒng)，是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展方向，。節(jié)點設(shè)備（視頻服務(wù)器、視頻網(wǎng)關(guān)和數(shù)字錄像設(shè)備等）是系統(tǒng)的核心，既是區(qū)域內(nèi)前端設(shè)備的控制和管理設(shè)備，又是LAN或INTRANET的節(jié)點設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)上的任一節(jié)點都可以得到系統(tǒng)的全部圖像信息，并對其它節(jié)點（區(qū)域內(nèi)）的前端設(shè)備進行功能遙控。系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是星形或環(huán)形。采用網(wǎng)絡(luò)（WEB）攝像機可以構(gòu)成分布式或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，每個前端攝像機都是一個獨立的節(jié)點。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模式

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模式

分布式系統(tǒng)的主要特點：

便于分布地控制和存貯，并能集中的管理和統(tǒng)一地資源配置。圖像信息多次傳輸、記錄和處理，不降低質(zhì)量。便于實現(xiàn)遠程監(jiān)控，可以利用公共信息網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的自主生成。對于城域或城際范圍的監(jiān)控是最合理和開銷最低的方式。圖像信息分/集方式的監(jiān)控、存貯，檢索方便，保密性好。系統(tǒng)的可擴展性和可升級性好。

產(chǎn)品尚不完全成熟、接口關(guān)系不統(tǒng)一；缺少基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一、科學(xué)的評價方法；是亟待提高的問題

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的模式

顯然，把兩種基本模式結(jié)合起來，這就是所謂的數(shù)／?；旌戏绞剑媚M方式的實時性、高分辨和局域范圍內(nèi)的低開銷，結(jié)合數(shù)字方式在圖像記錄、遠程傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理方面的優(yōu)勢。針對具體環(huán)境條件，可以更靈活地構(gòu)筑電視監(jiān)控系統(tǒng)。

綜上所述：數(shù)字技術(shù)是電視監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢，但現(xiàn)行電視在許多方面仍有一定的優(yōu)勢。電視系統(tǒng)從經(jīng)典向現(xiàn)代系統(tǒng)過渡將是兩者相結(jié)合、相融合的逐步演變的過程。

攝像機和配套設(shè)備

典型攝像器件攝像機評價和主要技術(shù)指標(biāo)安防攝像機攝像機配套設(shè)備

CCD（電荷耦合器件）MOS電容是CCD的基本單元它具有三種功能：光子光電轉(zhuǎn)換，當(dāng)光輻照時，

電極產(chǎn)生（光）電子。

存貯電荷，電極正電壓電子氧化（絕緣）層形成勢阱可存貯電荷。

P型硅勢阱（耗盡層）轉(zhuǎn)移電荷，由電極電壓

控制實現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。這

MOS電容一過程稱為電荷耦合，器件因此得名。CCD器件已是非常成熟的器件，可靠性高、成本低。目前是監(jiān)控攝像機的主流器件。

攝像器件

攝像機的核心，攝像器件完成兩個轉(zhuǎn)換：通過光電轉(zhuǎn)換材料的物理特征實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換；通過控制線路將空間域信號轉(zhuǎn)變?yōu)闀r間域信號（生成視頻信號）。典型的攝像器件典型的攝像器件

CMOS攝像器件：完成光電轉(zhuǎn)換，并將電荷存貯起來的是光敏二極管（與電容）陣列。與每個單元對應(yīng)的開關(guān)晶體管陣列則完成類似掃描的功能，將存貯的電荷讀出來，形成圖像信號。

水平開關(guān)圖像信號一個像素

垂直開關(guān)攝像機的處理電路攝像機的處理電路的功能是完成把空間域信號（電荷量）轉(zhuǎn)換成時間域信號（連續(xù)的電壓信號）、對視頻電信號進行優(yōu)化處理。以攝像器件為核心設(shè)計的。

攝像器件的外圍電路，在時序信號的控制下產(chǎn)生CCD各驅(qū)動電極的工作電壓（15V）。

同步電路，生成同步信號，并由此產(chǎn)生時序信號。

圖像信號處理電路，預(yù)放后進行圖像信號處理，最后與同步信號復(fù)合，產(chǎn)生視頻信號。視頻信號輸出

CCDAGCγEI

CMOS攝像機的電路與之基本相同，主要差別是時序信號控制電路產(chǎn)生X、Y的尋址控制電壓，控制開關(guān)，讀出光敏單元的電信號。預(yù)放驅(qū)動時序信號發(fā)生電路同步電路視頻通道電源攝像機的處理電路攝像機原理

視頻處理主要是AGC、γ、EI：

自動增益控制(AGC)

根據(jù)進光量（與圖像信號成正比），調(diào)整視頻通道的增益，保持視頻輸出的穩(wěn)定。

γ校正對顯示系統(tǒng)電光轉(zhuǎn)換非線性的補償，是一種預(yù)失真處理。

電子光圈(EI)

利用CCD的溢出控制功能，通過泄漏掉積累的電荷，改變每場電荷積累的時間，起到相當(dāng)于改變鏡頭光圈的作用。采用數(shù)字處理技術(shù)(DSP)的模擬攝像機，在視頻信號處理時先將模擬信號A/D轉(zhuǎn)換，在數(shù)字方式下進行各種處理，最后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，仍輸出模擬視頻信號。攝像機評價和主要技術(shù)指標(biāo)攝像機的基本評價：功能：AGC、白平衡、EI、背景補償、自動轉(zhuǎn)換等；

性能：主要技術(shù)指標(biāo)，CCD的規(guī)格（成像面、像素、型號）；

與外設(shè)的接口：鏡頭接口、自動光圈輸出、PC接口、適應(yīng)電源等；

環(huán)境適應(yīng)性：對氣候環(huán)境及防護設(shè)備的要求；

其它功能：一體機、自動轉(zhuǎn)換等；

價格：經(jīng)濟的因素也是很重要的。攝像機評價和主要技術(shù)指標(biāo)

攝像機的主要技術(shù)指標(biāo)：

視頻輸出由信號的幅度、極性及輸出阻抗表示，電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)為：1VP-P、正極性、75Ω。通常采用半功率法測量其低頻值。

分辨率（水平）在與圖像高度相同的寬度上可以分辨的黑白相間的線數(shù)，以TVL表示。測量時、要注意圖像（測試卡）的對中、滿屏，由于圖像掃描線是規(guī)定的，一般不表示垂直分辨率。CCD等像素化的器件，其分辨率可以推算出來。

灰度鑒別等級（灰度等級）圖像從最黑到最白之間能夠區(qū)分的亮度等級。測量時一定要同時顯示出各個亮度臺階。信噪比（S/N）圖像信號峰峰值與噪聲信號有效值的比，如下式：S/N=20lg0.7/N。視頻信噪比要用專用儀器來測量。

攝像機評價和主要技術(shù)指標(biāo)

最低可用照度當(dāng)輸出圖像信號幅度降至額定值1/10時的景物照度。這個量是與攝像機配用鏡頭的相對孔徑有關(guān)。在表述測量結(jié)果時，要同時表述。動態(tài)范圍有時域、空域兩個概念，前者可通過自動光圈、EI來表示和測量；后者是安防應(yīng)用最重視的標(biāo)，還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和測量方法，各廠家的解釋也不同。幾何失真掃描非線性造成的圖像失真，像素化器件沒有這個指標(biāo)。彩色還原性彩色機的指標(biāo)，用幅度和相位失真來表示，通常不進行測量。

安防攝像機視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)要求攝像機在各種環(huán)境條件（公開、隱蔽，光照、氣候），特別是非正常條件下均能獲得良好的圖像，主要要解決低照度和大動態(tài)范圍條件下的圖像獲取。從提高攝像器件性能、改便信息獲取方法、人為制造適用環(huán)境等方面對通用攝像機加以改造，形成了具有安全監(jiān)控特點的安防攝像機：

高靈敏度攝像機、黑白/彩色自動轉(zhuǎn)換機、主動紅外攝像機、寬動態(tài)攝像機、遠紅外攝像機、微光攝像機、智能攝像機安防攝像機高靈敏度攝像機

HADCCD(空穴積累CCD)去掉ITCCD像素單元的電極和絕緣層，邊上電極在MOS電容中形成PN空穴,降低了吸收和噪音，靈敏度提高2個數(shù)量級。已廣泛用于

EMCCD(電子倍增CCD)在最后一次電荷轉(zhuǎn)移時，通過加幾十到100V高壓轉(zhuǎn)移電荷產(chǎn)生碰撞電離，靈敏度也提高2個數(shù)量級。

TDCCD(時間延遲CCD)通過增加電荷采集時間提高靈敏度,關(guān)鍵是降低噪聲。通過提高材料純度和數(shù)字降噪技術(shù)實現(xiàn)。目前只能用于低幀率。黑白/彩色自動轉(zhuǎn)換機屬高靈敏度攝像機，所謂自動轉(zhuǎn)換就是在照度低到一定值不能再真實還原彩色時時，自動把濾光片轉(zhuǎn)下來。安防攝像機主動紅外攝像機、最簡便的方式，工作在近紅外段。其實它是主動照明的方式，利用人眼對紅外不覺察，而CCD攝像器件仍有響應(yīng)的特點，實現(xiàn)隱蔽的攝像（0照度）。關(guān)鍵設(shè)備是光源，一是光譜范圍適應(yīng)攝像機的響應(yīng)，0.78~0.9μ又無紅暴。二是照明范圍要與攝像機視場相匹配。攝像機的選擇要注意是否有較好的紅外響應(yīng)。

黑“人眼特性、橙：CCD響應(yīng)、紅：LED光譜普通鏡頭有吸收和色差現(xiàn)象，就會使紅外光的圖像變得模糊。實際使用時，應(yīng)采用寬光譜鏡頭，或在從可見光轉(zhuǎn)到紅外攝像時進行自動的調(diào)節(jié)安防攝像機寬動態(tài)攝像機寬動態(tài)范圍是安防攝像機的突出特點，指對光照變化的適應(yīng)，有時間域和空間域兩種變化?？臻g域的光照變化通常采用背光抑制技術(shù)，通過攝使一幅圖像中觀察對象與背景之間具有不同的增益（視頻通道的放大量），從而均衡畫面的亮度。大多攝像機通過OSD進行多區(qū)的設(shè)置，但作用有限。

雙掃描，所謂雙掃描就是雙快門（曝光）技術(shù)，對一幅圖像產(chǎn)生一個高曝光圖像，以獲得低照度區(qū)的圖像細節(jié)；和一個低曝光的圖像，以獲得到高照度區(qū)的圖像細節(jié)。然后、通過圖像處理形成一個均衡的圖像，從而極大的提高動態(tài)范圍。

多重取樣技術(shù)，它采用新型的DPS器件，對圖像的每個像素進行分別的處理，決定它的曝光量，使全圖像亮度均衡。

這些技術(shù)的實質(zhì)是進行圖像直方圖（亮度密度分布）的變換，使其符合人眼的最佳視覺特性。安防攝像機智能攝像機

臉部檢測攝像機

3D攝像機虛擬PTZ和自動跟蹤

攝像機配套設(shè)備電視系統(tǒng)前端設(shè)備的核心是攝像機。所有配套設(shè)備都是為保證攝像機能獲得最佳的圖像。其中鏡頭將景物成像在焦平面（攝像器件的成像面）是攝像光電轉(zhuǎn)換的前題，因此、也是攝像機最重要的外圍設(shè)備。

鏡頭,由一組透鏡和光闌組成的光學(xué)器件。它與攝像機配合實現(xiàn)三項基本功能：

成像控制進光量確定應(yīng)用方式鏡頭的基本參數(shù):

焦距光圈范圍（相對孔徑）

成像面尺寸接口規(guī)格鏡頭的分類主要有：

普通鏡頭、自動光圈鏡頭、變焦距鏡頭普通鏡頭、高分辨鏡頭普通鏡頭、紫外、紅外鏡頭

攝像機配套設(shè)備

視場角的計算，鏡頭視場角的參數(shù)表示鏡頭本身視場的范圍，與攝像器件配合后，電視圖像的視場角還與攝像器件成像面的尺寸有關(guān)，顯然有兩個視場角：水平視場角、垂直視場角。景物成像的大小的計算與視場角的計算方法相同（比例三角形）。景物像高：h=Df/L

物鏡頭像（成像面）

DHhLfW

水平視場角：α水平=2tg-1(W/2f)

垂直視場角：α垂直=2tg-1(H/2f)CCD規(guī)格WH2/3“8.86.61/2”6.44.81/3”4.83.61/4”3.22.4攝像機配套設(shè)備云臺可在水平及垂直兩個方向上旋轉(zhuǎn)的攝像機底座一體機目前關(guān)于一體機還沒有明確的定義，都是習(xí)慣的叫法。主要通過攝像機與外設(shè)的組合（廠家完成）而成。

攝像機與鏡頭組合

攝、鏡一體，大變倍鏡頭是特點；

攝像機與防護組合

主要是球型外殼的攝像機；

攝像、鏡頭、防護、方位的組合主要是指各種帶方位調(diào)整的球機，有些還包括內(nèi)置解碼驅(qū)動器。是功能最完整、真正意義的一體機。

網(wǎng)絡(luò)攝像機

內(nèi)置編碼器、網(wǎng)卡，可以直接進行網(wǎng)絡(luò)連接，也可認(rèn)為是一種一體機。

視頻信號的傳輸

安防系統(tǒng)需傳輸信號是視頻信號（攝像機輸出的模擬視頻信號或變換壓縮后的數(shù)字信號）和控制信號。模擬視頻信號是帶寬為6MHz的單極性模擬信號，由圖像信號和同步信號兩個部分組成。數(shù)字視頻信號是寬帶數(shù)據(jù)信號?？刂菩盘枮檎瓗?shù)據(jù)信號。

圖像信號的傳輸要求

保證信號幅度和信噪比,無頻率失真,無相位失真.

控制信號的傳輸要求

準(zhǔn)確

傳輸介質(zhì)傳輸方式特點適用范圍

基帶傳輸設(shè)備簡單、經(jīng)濟、可靠、近距離、加補償可達同軸電纜易受干擾。2km。調(diào)幅、調(diào)頻抗干擾好、可多路、較復(fù)雜。公共天線、電纜電視?；鶐鬏斊胶鈧鬏?、抗干擾性強、近距離、可利用電話線。雙絞線圖像質(zhì)量差。（電話線）數(shù)字編碼傳送靜止、準(zhǔn)實時圖像、抗干報警系統(tǒng)、可視電話。擾性強、也可傳輸基帶信號?？衫镁W(wǎng)線。

基帶傳輸IM直接調(diào)制、圖像質(zhì)量好、應(yīng)用電視、特別是大型系光纖傳輸抗電磁干擾好。統(tǒng)。

PCM頻分多路（FDM）干線傳輸。

WDM波分多路、雙向傳輸。微波調(diào)頻靈活、可靠、易受干擾和臨時性、移動監(jiān)控。建筑遮擋。光波調(diào)幅

網(wǎng)絡(luò)數(shù)字編碼實時性、連續(xù)性要求不高時遠程傳輸、系統(tǒng)自主生成、

TCP/IP可保證基本質(zhì)量。臨時性監(jiān)控。

視頻信號的傳輸圖像信號的顯示與記錄設(shè)備顯示器概述平板顯示器顯示器主要技術(shù)指標(biāo)視頻圖像記錄方式數(shù)字視頻壓縮簡介數(shù)字視頻記錄設(shè)備的評價顯示器概述

圖像顯示在目視解釋系統(tǒng)中是圖像系統(tǒng)的最后環(huán)節(jié)。對圖像質(zhì)量有很大的影響。圖像顯示與圖像生成是完全相反的過程，技術(shù)上是相對（掃描、同步）、相逆（解碼、電/光轉(zhuǎn)換）的。圖像顯示技術(shù)在一段時期內(nèi)相當(dāng)經(jīng)典，顯像管占主導(dǎo)地位。近年來平板顯示和投影發(fā)展很快，顯示設(shè)備逐漸像素化。專用監(jiān)視器與普通電視機的目標(biāo)不同、應(yīng)用方向不同，但電視機的價格、可靠性是有優(yōu)勢的，能滿足大多數(shù)應(yīng)用。利用CRT顯示數(shù)字視頻信息應(yīng)用很多，VGA是基本的顯示格式。平板顯示器

各種平面顯示設(shè)備發(fā)展很快，大有取代CRT的趨勢。它們是像素化設(shè)備，易于與數(shù)字視頻接口，屏幕尺寸大、無幾何失真，觀看效果好，越來越普及。主要有：

液晶顯示器（LCD）等離子體顯示器（PDP）

背投影機平板顯示器

液晶顯示原理：由LCD后面一組日光燈管發(fā)光，經(jīng)一組菱鏡片與背光模塊，將光源均勻地傳送到前方依照所接收的圖像信號，液晶層內(nèi)的液晶分子會作相對應(yīng)的排列，決定光線通過（偏振）或阻隔，因此形成圖像。

LCD顯示器的不足：主要是響應(yīng)時間，是指像素由亮轉(zhuǎn)暗再由暗轉(zhuǎn)亮所需的時間。一般LCD需要25ms以上，對高速率圖像的顯示會有出現(xiàn)拖尾。再一個就是可視視角較小，一般LCD視角為60度左右，而其它平面顯示器可達180度。等離子體顯示器（PDP）

基于氣體放電的顯示：在有一定壓強的某種氣體的容器內(nèi)置兩個電極，加一定電壓時就會產(chǎn)生放電。陽極區(qū)會有紫外光發(fā)出，用來激發(fā)（熒光粉）發(fā)光，形成等離子體顯示屏。實際屏由三塊薄的平板玻璃組成，中間一塊稱為孔板上面有矩陣形式的小孔，孔板緊夾在兩側(cè)的玻璃板中間。小孔被抽成真空，裝入一定壓強的氖和氮的混合氣體，兩側(cè)玻璃的外表面鍍有平行透明的導(dǎo)電電極，兩組電極相垂直，且正好蓋在小孔上面。每個小孔與兩邊的電極一起構(gòu)成一個放電單元。等離子體顯示器（PDP）兩組平行電極中垂直的電極條確定放電單元(像元)的X方向位置，水平電極條確定像元的y方向的位置．在一對選定的電極加上一定的交變電壓，相應(yīng)的小孔(像元)就會產(chǎn)生放電而發(fā)出光來。

PDP大屏型薄、體小、重輕、大視角、無Ｘ射線輻射、無幾何畸變、高亮度、高對比度、亮度均勻、彩色逼真，適應(yīng)數(shù)字圖像顯示。

背投影技術(shù)、投影機利用反射原理將影像放大投影到電視屏幕上。背投影技術(shù)從以往CRT三槍背投影，演進到目前三種數(shù)字投影方式：

DLP(DigitalLightProcessing)數(shù)字光源處理器；

LCOS(LiquidCrystalOnSilicon)硅液晶顯示面板，硅芯片加上液晶的技術(shù)；

LCD為高溫多晶硅的制造技術(shù)。

DLP投影機的概念，新的投影技術(shù)，打破了液晶投影的壟斷局面，DLP技術(shù)的核心就是用DMD（DigitalMicromirrorDevice）數(shù)字微鏡裝置（TI專門生產(chǎn)）來替代投影機中普通的成像器件。

比傳統(tǒng)的模擬投影機有更高的亮度，是組成超大顯示屏的最好選擇。

背投影機

DMD（DigitalMicromirrorDevice）數(shù)字微鏡裝置（TI專門生產(chǎn)開發(fā)的一種特殊半導(dǎo)體元件），一個DMD芯片中含有許多微小的正方形反射鏡片，這些鏡片中的每一片微鏡（16×16μm

）都代表一個像素，鏡片與鏡片之間按照行列的方式緊密排列的，并由相應(yīng)的存儲器控制在開或關(guān)的兩種狀態(tài)下切換轉(zhuǎn)動，從而控制光的反射。DMD作為光學(xué)成像器件，來調(diào)制投影機中的視頻信號，驅(qū)動DMD光學(xué)系統(tǒng)，通過投影透鏡來完成數(shù)字投影顯示的。它的光學(xué)成像部分總的光效率高達60%左右，比傳統(tǒng)的模擬投影機有更高的亮度。根據(jù)DLP投影機中DMD數(shù)字微鏡的片數(shù)，分為單片、二片和三片機。背投影機顯示器主要技術(shù)指標(biāo)

水平分辨沿水平方向分辨圖像細節(jié)的能力。主要與視頻通道的帶寬有關(guān)（1M=80TVL）。亮度鑒別等級從最黑到最白之間能夠區(qū)分的亮度等級。光柵的幾何失真圖像的幾何失真（空間位置的失真）主要由掃描系統(tǒng)的缺陷所致，與熒光屏非平面也有關(guān)系（像素化、平面顯示沒有這個失真）。同步范圍保持圖像穩(wěn)定的同步頻率范圍。是監(jiān)視器的重要指標(biāo)。

彩色還原性用主觀評價方法，觀察標(biāo)準(zhǔn)彩條信號的顯示效果。視頻圖像記錄設(shè)備

視頻信號記錄設(shè)備的出現(xiàn)是電視技術(shù)發(fā)展的重要階段，擴大了應(yīng)用，極大提高了圖像信息的價值。磁帶錄像機是電視技術(shù)重大的發(fā)明，使電視真正成為第三媒體。同時、在各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用和普及，特別在家用方面取得了巨大的市場效益。

DVR（數(shù)字視頻記錄設(shè)備）是以數(shù)字視頻技術(shù)為基礎(chǔ)的、以磁盤為介質(zhì)的記錄方式。在安全領(lǐng)域最先得到認(rèn)可和應(yīng)用。成為安全技術(shù)很有特色的產(chǎn)品。利用FLASH和DRAM進行圖像信號的存貯是許多視頻處理技術(shù)的必要條件，如圖像合成、切換、處理、識別等。數(shù)字視頻記錄設(shè)備DVR

數(shù)字視頻記錄設(shè)備（DVR）：以磁盤為介質(zhì)記錄壓縮視頻信號。主要應(yīng)用于安全領(lǐng)域，不同于廣播電視中的數(shù)字視頻記錄設(shè)備。圖像壓縮技術(shù)是DVR的核心。通常DVR如下分類：

機型操作系統(tǒng)壓縮方式功能網(wǎng)絡(luò)功能基于PCWINMPG畫面組合ADSL、

LINUXH.26X遙控DDN、單機RTOSJPEG視頻探測IP/TCP

各機型無本質(zhì)差別，無優(yōu)劣之分，適用于不同要求。歐美分類為：服務(wù)器型、客戶機型、編解碼器型。主要是依設(shè)備的功能、容量和存貯能力來。

DVR對于中小系統(tǒng)可以作為系統(tǒng)的控制設(shè)備，集畫面組合、記錄、遙控及探測為一體。在分布式系統(tǒng)中可作為節(jié)點設(shè)備，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。數(shù)字視頻壓縮簡介壓縮編碼技術(shù)是數(shù)字視頻的關(guān)鍵，是多個學(xué)科（電視、計算機、通信）共同追求的目標(biāo)。從1952年貝爾實驗室（CUTLER）DPCM研究開始，視頻壓縮編碼技術(shù)已經(jīng)有50年的歷史。視頻信息存在冗余是壓縮技術(shù)的前題。逐漸形成的三大經(jīng)典技術(shù)（變換編碼、預(yù)測編碼、熵編碼）就是消除視頻信息的空域冗余、時域冗余和統(tǒng)計冗余（表達冗余）?；谶@些技術(shù)，逐漸形成了以塊為單元的預(yù)測加變換的混合編碼架構(gòu)。目前，所有的編碼標(biāo)準(zhǔn)都是基于這個架構(gòu)。它們的發(fā)展規(guī)律是：以更高算法復(fù)雜度（計算復(fù)雜性）來換取編碼（壓縮）效率的提高。數(shù)字視頻壓縮簡介

壓縮方法（標(biāo)準(zhǔn)）主要有三個系列：

JPEG（專家組）：ISO/IEC10918針對靜止圖像、不規(guī)定分辨率，DCT、線性Q、熵編碼。M-JPEG、幀間處理、4:2:2、20倍壓縮。JPEG-2000、15444-1超壓縮功能（100）、無損與有損碼流層進解碼、層進傳輸、碼流任意調(diào)用處理、安全保護。

MPEG（專家組）：MPEG111172針對VCD、CD-ROM、4:1:1、26倍、0.5-1b/p、1.2Mbps。MPEG2、13818針對DVD、HDTV、P、B幀、MC自適應(yīng)量化，4:2:2、3-10Mbps。MPEG4、多媒體、高壓縮比、5-64kbps。不規(guī)定編碼、規(guī)定工具、通過工具組合形成算法和層級AVO的概念、基于目標(biāo)的編碼、靜止目標(biāo)采用小波算法。H.26X系列、ITU標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定介質(zhì)數(shù)據(jù)率，其它要素與上相同。數(shù)字視頻壓縮簡介SVAC(安全防范監(jiān)控數(shù)字視音頻編解碼)標(biāo)準(zhǔn)由公安部和原信息產(chǎn)業(yè)部共同領(lǐng)導(dǎo)，歸口

TC100，專門針對安防監(jiān)控制訂的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)2010年8月16日國家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會審查批準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)大量借用了H.264的內(nèi)容，但特別針對安防監(jiān)控的要求和特點，解決了壓縮解壓后保留機器進行智能分析所需的視音頻特征以及安防的專門需要：高保真、全語音、小延遲、信息疊加、加密、專用信息嵌入……數(shù)字視頻記錄設(shè)備的評價

DVR的評價分為基本型、專業(yè)型、綜合型三類，Ｂ、Ａ兩級。主要功能和參數(shù)有：功能記錄、回放全雙工，報警聯(lián)動，圖像檢索，權(quán)限管理，數(shù)據(jù)保密，日志功能，疊加圖像標(biāo)識信息和時間，視音頻同步，外圍設(shè)備控制；圖像多畫面顯示，視頻入侵檢測，系統(tǒng)控制，系統(tǒng)（故障）自檢，故障報警，網(wǎng)絡(luò)傳輸、分控與報警予錄，區(qū)域遮擋；