視頻監(jiān)控培訓資料一(1)課件

視頻監(jiān)控內(nèi)部培訓資料2010.7目錄1、監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展1.1第一代視頻監(jiān)控CCTV1.2第二代基于“PC＋多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)1.3“模擬-數(shù)字”監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)的延伸—DVS1.4數(shù)字化視頻監(jiān)控的優(yōu)點1.5第三代視頻監(jiān)控：完全使用IP技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)IPVS1.6關(guān)于無線監(jiān)控2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成2.1攝像部分2.2傳輸部分2.3控制記錄部分2.4顯示部分2.5模擬監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖2.6模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控2.7數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖2.8模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控對照表2.9模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控成本對比3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計3.1簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)3.2簡單的全方位監(jiān)控系統(tǒng)3.3具有小型主機的監(jiān)控系統(tǒng)3.4具有聲音監(jiān)聽的監(jiān)控系統(tǒng)3.5大中型電視監(jiān)控系統(tǒng)3.6多主機多級電視監(jiān)控系統(tǒng)4、監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展前景1、監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年時間，從最早的模擬監(jiān)控到這些年火熱的數(shù)字監(jiān)控再到方興未艾的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，發(fā)生了翻天覆地變化。在IP技術(shù)逐步統(tǒng)一全球今天，我們有必要重新認識視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷史。從技術(shù)角度出發(fā)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展劃分為第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)，到第二代基于“PC＋多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)，到第三代完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS),以及介于第二代和第三代之間的DVS。1.2第二代基于“PC＋多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)20世紀90年代中期，基于PC的多媒體監(jiān)控隨著數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生。系統(tǒng)在遠端有若干個攝像機、各種檢測和報警探頭與數(shù)據(jù)設(shè)備，獲取圖像信息，通過各自的傳輸線路匯接到多媒體監(jiān)控終端上，然后再通過通信網(wǎng)絡(luò)，將這些信息傳到一個或多個監(jiān)控中心。監(jiān)控終端機可以是一臺PC機，也可以是專用的工業(yè)控制機。這類監(jiān)控系統(tǒng)功能較強，便于現(xiàn)場操作；但穩(wěn)定性不夠好，結(jié)構(gòu)復雜，視頻前端（如CCD等視頻信號的采集、壓縮、通信）較為復雜，可靠性不高；功耗高，費用高；需要有多人值守；同時，軟件的開放性也不好,傳輸距離明顯受限。PC機也需專人管理，特別是在環(huán)境或空間不適宜的監(jiān)控點，這種方式不理想。這其實是半模擬--半數(shù)字的監(jiān)控系統(tǒng)，目前在一些小型的、要求比較簡單的場所用的比較廣泛。只是隨著技術(shù)的發(fā)展，工控機變成了嵌入式的硬盤錄像機，該機性能較好，可無人值守，還有網(wǎng)絡(luò)功能。1.3“模擬-數(shù)字”監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)的延伸—DVS以視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和視頻綜合管理平臺為核心的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)?；谇度胧郊夹g(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)不需處理模擬視頻信號的PC，而是把攝像機輸出的模擬視頻信號通過嵌入式視頻編碼器直接轉(zhuǎn)換成IP數(shù)字信號。嵌入式視頻編碼器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動控制等強大功能，直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理，這類系統(tǒng)可以直接連入以太網(wǎng)，省掉了各種復雜的電纜，具有方便靈活、即插即看等特點，使得監(jiān)控范圍達到前所未有的廣度。除了編碼器外，還有嵌入式解碼器、控制器、錄像服務(wù)器等獨立的硬件模塊，它們可單獨安裝，不同廠家設(shè)備可實現(xiàn)互連。DVS目前比較主流的監(jiān)控系統(tǒng)，性能優(yōu)于第一代和DVR，比第三代有價格優(yōu)勢，技術(shù)也相對成熟，雖然某些時候施工布線會比較復雜，但總體來說瑕不掩瑜。1.4數(shù)字化視頻監(jiān)控的優(yōu)點數(shù)字視頻監(jiān)控的優(yōu)點是克服了模擬閉路電視監(jiān)控的局限性：（1）數(shù)字化視頻可以在計算機網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)）上傳輸圖像數(shù)據(jù)，不受距離限制，信號不易受干擾，可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性；（2）數(shù)字視頻可利用計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)帶寬可復用，無須重復布線；（3）數(shù)字化存儲成為可能，經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)可存儲在磁盤陣列中或保存在光盤、U盤中，查詢十分簡便快捷；（4）不需要龐大的布線工作，減少了施工量。1.6關(guān)于無線監(jiān)控無線監(jiān)控比較常用的有：模擬微波視頻傳輸，數(shù)字微波視頻傳輸，無線網(wǎng)橋，或者用電信和移動的通訊網(wǎng)絡(luò)CDMA，TD-SCDMA（這種方式價格昂貴，而且圖像不實時，每秒也就幾貞圖像，延時大概有10幾秒鐘，圖像大小大概也就352*288），前面兩種方式是目前比較常用的。模擬微波傳輸就是把視頻信號直接調(diào)制在微波的信道上（微波發(fā)射機，HD-630），通過天線（HD-1300LXB）發(fā)射出去，監(jiān)控中心通過天線接收微波信號，然后再通過微波接收機（RECORD8200）解調(diào)出原來的視頻信號。如果需要控制云臺鏡頭，就在監(jiān)控中心加相應的指令控制發(fā)射機（HD-2050），監(jiān)控前端配置相應的指令接收機（HD-2060），這種監(jiān)控方式圖像非常清晰，沒有延時，沒有壓縮損耗，造價便宜，施工安裝調(diào)試簡單，適合一般監(jiān)控點不是很多，需要中繼也不多的情況下使用。數(shù)字微波傳輸就是先把視頻編碼壓縮(HD-6001D)，然后通過數(shù)字微波(HD-9500)信道調(diào)制，再通過天線發(fā)射出去，接收端則相反，天線接收信號，微波解擴，視頻解壓縮，最后還原模擬的視頻信號，也可微波解擴后通過電腦安裝相應的解碼軟件，用電腦軟解壓視頻，而且電腦還支持錄像，回放，管理，云鏡控制，報警控制等功能；這種監(jiān)控方式圖像有720*576和352*288的分辨率選擇，前者造價更高，視頻有0.2-0.8秒左右的延時，造價根據(jù)實際情況差別很大，但也有一些模擬微波不可比的優(yōu)點，如監(jiān)控點比較多，環(huán)境比較復雜，需要加中繼的情況多，監(jiān)控點比較集中它可集中傳輸多路視頻，抗干擾能力比模擬的要好一點，等等...優(yōu)點，適合監(jiān)控點比較多，需要中繼也多的情況下使用。2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成典型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備和后端設(shè)備這兩大部分組成，其中后端設(shè)備可進一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。前、后端設(shè)備有多種構(gòu)成方式，它們之間的聯(lián)系（也可稱作傳輸系統(tǒng)）可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實現(xiàn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機部分（有時還有拾音器）、傳輸部分、控制記錄以及顯示部分四大塊組成。在每一部分中，又含有更加具體的設(shè)備或部件。2.1攝像部分攝像機基礎(chǔ)知識介紹（1）攝像機有黑白、彩色之分，后來隨著技術(shù)的日益成熟，慢慢有了彩色轉(zhuǎn)黑白、紅外一體機等。（2）按攝像機外形來分有半球、普通槍機、一體機、球機、云臺、煙感、針孔、飛碟等，球機有勻速球、高速球和智能高速球等。還有集成了網(wǎng)路協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)攝像機。（3）有定焦和變焦之分（4）攝像機的清晰度用電視線TVL表示。常見的有420TVL、480TVL、520TVL、580TVL等.高清監(jiān)控攝像機已經(jīng)達到1080P。420TVL相當于25萬像素，480TVL相當于38萬像素以上。（5）視頻監(jiān)控屬于弱電行業(yè)，所以攝像機以及配套產(chǎn)品（云臺、視頻服務(wù)器）的電源一般選用12V、24V（機房設(shè)備除外）。2.3控制記錄部分控制部分是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心?？偪刂婆_中主要的功能有：視頻信號放大與分配、圖像信號的較正與補償、圖像信號的切換、圖像信號（或包括聲音信號）的記錄、攝像機及其輔助部件（如鏡頭、云臺、防護罩等）的控制（遙控）等等。硬盤錄像機DVR：PC式和嵌入式

（1）PC型硬盤錄像機實質(zhì)上就是一部專用工業(yè)計算機，利用專門的軟件和硬件集視頻捕捉、數(shù)據(jù)處理及記錄、自動警報于一身。操作系統(tǒng)一般采用WINDOWS系列。不足之處是其操作系統(tǒng)基于WINDOWS運行，不能長時間連續(xù)工作，必須隔時重啟，且維護較為困難。（2）嵌入式硬盤錄像機可用面板、遙控、鼠標來操作，操作系統(tǒng)采用自行研發(fā)的操作系統(tǒng)。優(yōu)點是操作簡便，穩(wěn)定，能長時間連續(xù)工作。2.4顯示部分顯示部分一般由幾臺或多臺監(jiān)視器（或帶視頻輸入的普通電視機）組成。它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。也可采用矩陣+監(jiān)視器的方式來組建電視墻。一個監(jiān)視器顯示多個圖像，可切割顯示或循環(huán)顯示。目前采用的有等離子電視，液晶電視，背投，LED屏、DLP拼接屏等。2.5模擬監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖2.7數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖2.8模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控對照表模擬監(jiān)控方案數(shù)字監(jiān)控方案功能器材線纜器材線纜視頻采集硬盤錄像機從點到監(jiān)控室距離等長線纜視頻服務(wù)器

攝像機與視頻服務(wù)器距離等長線纜

音頻采集從點到監(jiān)控室距離等長線纜

拾音器與視頻服務(wù)器距離等長線纜

云臺控制從點到監(jiān)控室距離等長線纜

云臺與視頻服務(wù)器距離等長線纜

電視墻顯示矩陣、矩陣控制器

需要視頻線數(shù)字視頻矩陣(解碼平臺)軟件完成視頻錄制硬盤錄像機從矩陣至硬盤錄像機距離等長線纜

中心控制臺（主要由軟件完成）無需線纜音頻錄制硬盤錄像機從矩陣至硬盤錄像機距離等長線纜現(xiàn)場開關(guān)控制從矩陣至監(jiān)控點距離等長線纜2.9模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控的成本對比從上表中看出,使用傳統(tǒng)方案,每一個監(jiān)控點必須都有專門的線纜鋪設(shè)至中心,包括音頻線、視頻線、控制線,如果某學校有100個監(jiān)控點,都要報警上傳、開關(guān)量下傳、語音對講(雙向)、視頻監(jiān)看、云臺控制,那么將會有6*100條線纜拉入中心,不論施工還是維護都是很大問題。使用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方案,每一個監(jiān)控點只需在現(xiàn)場使用很短的線纜連接(以2米計算),所有數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器,網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器接入學校主干網(wǎng)絡(luò),進入中心后實際只是一根網(wǎng)線。假設(shè)某學校有100個監(jiān)控點,假設(shè)每個監(jiān)控點到中心的距離為200米,那么傳統(tǒng)方案將使用6*100*200=120000米的線纜;而視頻服務(wù)器接入主干網(wǎng)絡(luò)將使用5*2(前端設(shè)備與視頻服務(wù)器的連接線)*100+10(視頻服務(wù)器與主干網(wǎng)絡(luò)的連接線)*100=2000米的線纜。假設(shè)主干網(wǎng)絡(luò)不存在,可以給他做個校園網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控是兩個系統(tǒng)。如果重新布線也就增加20000米。由此得出結(jié)論,傳統(tǒng)方案與網(wǎng)絡(luò)方案線材的成本比為12:13.1簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)最簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)就是在監(jiān)視現(xiàn)場安置定點攝像機（攝像機配接定焦鏡頭），通過同軸電纜將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)視器。例如，在小型工廠的大門口安置一臺攝像機，并通過同軸電纜將視頻信號傳送到廠辦公室內(nèi)的監(jiān)視器（或電視機）上，管理人員就可以看到哪些人上班遲到或早退，離廠時是否攜帶了廠內(nèi)的物品。若是再配置一臺硬盤錄像機，還可以把監(jiān)視的畫面記錄下來，供日后檢索查證.這種簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)適用于多種應用場合。以某著名外企總部為例，該總部曾多次丟失高檔筆記本電腦，后來在其各樓層的所有12個出口都安裝了定點攝像機，并配備了硬盤錄像機，有效地杜絕了上述失盜現(xiàn)象。某招待所也是采用了這種簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)。這是在1-6層客房通道的兩端各安裝一臺定點攝像機，加上大門口、門廳、后門、停車場等4個監(jiān)視點共計16臺攝像機，再配置一臺硬盤錄像機便構(gòu)成了完整的監(jiān)控系統(tǒng)。3.2簡單的全方位監(jiān)控系統(tǒng)全方位監(jiān)控系統(tǒng)是將前述定點監(jiān)控系統(tǒng)中的定焦鏡頭換成電動變焦鏡頭，并增加可上下左右運動的全方位云臺，使每個攝像機可以進行上下左右的掃視，其所配鏡頭的焦距也可在一定范圍內(nèi)變化（放大縮?。?。很顯然，云臺及電動鏡頭的動作需要由系統(tǒng)主機配合的解碼器來控制。最簡單的全方位監(jiān)控系統(tǒng)與最簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)相比，在前端增加了一個全方位云臺及電動變焦鏡頭，通過監(jiān)控主機控制，另外從前端到控制室還需多布設(shè)一條控制線纜。以某小型制衣廠的監(jiān)控系統(tǒng)為例，在其制衣車間安裝了兩臺全方位攝像機，在廠長辦公室內(nèi)配置了硬盤錄像機，當廠長需要了解車間情況時，只需通過主機選定某一臺攝像機的畫面，并通過操作控制使攝像機對整個監(jiān)控現(xiàn)場進行掃視，也可以對某個局部進行定點監(jiān)視。在實際應用中，并不一定使每一個監(jiān)視點都按全方位來配置，通常僅是在整個監(jiān)控系統(tǒng)中的某幾個特殊的監(jiān)視點才配備全方位設(shè)備。例如，在前述的某招待所的定點監(jiān)控系統(tǒng)中，也可考慮將監(jiān)視停車場情況的定點攝像機改為全方位攝像機（更換電動變焦鏡頭并增加全方位云臺），再在控制室內(nèi)增加一臺控制器，這樣就可以把對停車場的監(jiān)視范圍擴大了，既可以對整個停車場進行掃視，也可以對某個局部進行監(jiān)視。特別是當推進鏡頭時，還可以看清車牌號碼。3.3具有小型主機的監(jiān)控系統(tǒng)一般來說，使用系統(tǒng)主機會增加整個監(jiān)控系統(tǒng)的造價，這是因為系統(tǒng)主機的造價要比普通監(jiān)視器高，而與之配套的前端解碼器的價格也高。但從布線考慮，各解碼器與系統(tǒng)主機之間是采用總線方式連接的，因此系統(tǒng)中線纜的數(shù)量不多（只需要一根兩芯通信電纜）。另外，集成式的系統(tǒng)主機大都有報警探測器接口，可以方便地將防盜報警系統(tǒng)與電視監(jiān)控系統(tǒng)整合于一體。當有探測器報警時，該主機還可自動地將主監(jiān)視器畫面切換到發(fā)生警情的現(xiàn)場攝像機所拍攝的畫面。3.5大中型電視監(jiān)控系統(tǒng)大中型電視監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視點數(shù)增多，除了包含有大量的全方位監(jiān)視點外，還常常與防盜報警系統(tǒng)集成為一體。由于匯集在中心控制室的視音頻信號多，往往需要多種視音頻設(shè)備進行組合，很多系統(tǒng)還需要多個分控制中心（或分控點），因此系統(tǒng)相對龐大。從原理上說，大中型電視監(jiān)控系統(tǒng)與前述的中小型電視監(jiān)控系統(tǒng)是一樣的。這里所謂的“大中型”可有兩層含義：一是指系統(tǒng)的規(guī)模大，如前端攝像機的數(shù)量及中心控制端設(shè)備的數(shù)量都很多，中心控制室的場面也很龐大，往往還要有一面龐大的電視墻，能同時顯示出大小不等的十幾個甚至幾十個實時監(jiān)控現(xiàn)場的畫面，另外還在很多相關(guān)部門設(shè)有分控系統(tǒng)，有時還會與防盜報警系統(tǒng)或門禁刷卡系統(tǒng)聯(lián)動；二是系統(tǒng)的復雜程度高，作業(yè)難度大，傳輸條件惡劣，使得十幾個點的監(jiān)控