视频监控技术基础知识标准版.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,视频监控技术基础,(Chu),知识,第一页，共四十五页。,监控系统的发展历,(Li),程,目,(Mu),录,视频监控的基本概念,监控系统的技术展望,监控系统的基本架构,第二页，共四十五页。,什么是视频,(Pin),监控系统,视频监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种,(Zhong),先进的且防范能力极强的综合性系统，它可通过遥控摄像机及其辅助设备 （镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情况。,另外随着网络的不断发展与视音频处理、存储、智能化等技术的不断提高，其功能也是愈来愈强大，同时还可以与安全技术防范系统中的其它系统（如防盗报警系统）联动运行，使其防范范围与能力也更加强大与智能。,第三页，共四十五页。,监控系统的发,(Fa),展历程,目,(Mu),录,视频监控的基本概念,监控系统的技术展望,监控系统的基本架构,第四页，共四十五页。,模,(Mo),拟信号,模拟信号（,Analog Signal,）是指信息参数在,(Zai),给定范围内表现为连续的信号,第五页，共四十五页。,模拟信号电视机信号接收,(Shou),器,第六页，共四十五页。,信号,(Hao),易受干扰，经常出现“雪花”,第七页，共四十五页。,数字,(Zi),信号,数字信号（,Digital signal,）是离散时间信号（,discrete-time signal,）的数字化表示，通常可由模,(Mo),拟信号（,analog signal,）获得。,第八页，共四十五页。,第九页，共四十五页。,第十页，共四十五页。,模拟信号（,analog signal,）向,(Xiang),数字信号（,Digital signal,）转变,A/D,转换,第十一页，共四十五页视频监,(Jian),控系统的发展历程,全数字（网络数字）视频监控系统（基于嵌入式视频服务器的网络化视频监控）,网络数字视频监控就是将,(Jiang),模拟（数字）视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成,IP,数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理。,1,全模拟的视频监控系统,（,CCTV,）,系统的视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式。其核心设备为前端摄像机与音视频切换矩阵主机。,半数字化视频监控系统（,DVR,）,系统的视频、音频信号的采集、存储主要为数字形式，质量较高。,DVR,（数字硬盘录像机）是第二代多媒体监控系统的核心产品，有采用,PC,平台和嵌入式,DVR,两种流行产品。,2,3,第十二页，共四十五页。,全模拟的视频监,(Jian),控系统简介,传输距离有,(You),限，通常只有,(You),几百米范围；,模拟信号受干扰程度大，稳定性不够；,系统施工复杂，维护麻烦，扩展性差；,模拟存储信息量巨大，但容量有限，存储不仅费时费力，而且成本高。,视频采用同轴电缆线传输；,图像信息传输为模拟方式；,信息存储采用模拟方式（磁带机等）。,缺 点,特 点,第十三页，共四十五页。,全模,(Mo),拟的视频监控系统简介,第十四页，共四十五页。,半数,(Shu),字化视频监控系统简介,受传输介质电缆的限制,(Zhi),，监控范围仍有限。,扩展性与灵活性不够；,数字化程度不够，远程观看、管理、交流功能有限。,传输方式依旧采用模拟方式，依靠电缆作为传输介质。,以本地存储为主要功能，网络传输功能较弱。,图像显示为模拟视频或无损压缩视频，较清晰。,图像存储为数字化存储，存储能力增强，管理手段较为丰富。,多采用,MJPEG,、,MPEG-1,、,MPEG-2,压缩方式。,缺 点,特 点,第十五页，共四十五页。,半数字化,(Hua),视频监控系统简介,第十六页，共四十五页。,全数字（网络）数字视频监,(Jian),控系统简介,领先的技术：,采用嵌入式系统设计与先进的,Mpeg4/H.264,编解码方式。,多样化传输：,完全,(Quan),突破地域空间限制，支持有线、无线、,3G,等。,数字化存储：,存储量大且存储方式灵活，支持前端存储与服务器存储。,智能化监控：,全数字化音视频信息，并支持智能分析与智能处理。,综合性平台：,统一平台、分散监控、集中管理、组网灵活，安全可靠。,利用现有网络资源，无需新建系统和增加设备便可实现高效的远程监控。,系统扩展能力强，只要增加监控点设备便可扩展新的监控点。,前端设备即插即用、系统维护成本极低。,系统功能强大、易安装、易维护。,网络中的任何一台计算机装上软件并赋予权限后就可成为监控工作站点。,特 点,优 点,第十七页，共四十五页。,全数字（网络）数字视频监控系,(Xi),统简介,第十八页，共四十五页。,监控系统的发展历,(Li),程,目,(Mu),录,视频监控的基本概念,监控系统的技术展望,监控系统的基本架构,第十九页，共四十五页。,视频监控系统的,(De),基本架构,1,、摄像部分：,即产生图像的摄像机或成像装置。,2,、传输部分：,系统的图像与音频信号,(Hao),通路。,3,、控制部分：,各类控制设备与系统程序。,4,、显示部分：,即监视器（如监控显示器、电视等）,第一种组成方式,第二种组成方式,1,、表现层：,它展现了整个系统的品质，其设备有电视墙、监视器、高音报警喇叭与自动驳接电话等。,2,、控制层：,是整个系统的核心，通常有模拟控制和数字控制两种方式。,3,、处理层：,或称为音视频处理层，其设备有音视频分配器、放大器、切换器与视频分割器等。,4,、传输层：,相当于视频监控系统的血脉，即各类传输介质。,5,、执行层：,是我们控制指令的命令对象，如控制云台、镜头、解码器。智能球等。,6,、支撑层：,用于后端设备的支撑，保护和支撑采集层、执行层设备。如摄像机支架、防护罩等。,7,、,采集层：,是整个系统品质好坏的关键，它包括镜头、监控摄像机、报警传感器等等。,第二十页，共四十五页。,1,、摄像部分：,即产生图像的摄像机或成像装置。,2,、传输部分：,系统的图像与音频信号通路。,3,、控制部分：,各类控制设备与系统程,(Cheng),序。,4,、显示部分：,即监视器（如监控显示器、电视等）,第,(Di),一种组成方式,第二十一页，共四十五页。,监控系统,(Tong),的发展历程,目,(Mu),录,视频监控的基本概念,监控系统的技术展望,监控系统的基本架构,第二十二页，共四十五页。,监控系统,(Tong),的技术展望,数字视频监控,模拟视频监控,网络视频监控,3,2,1,视频监控系统的技,(Ji),术发展过程,视频监控,功能对比,监控范围,组网难度,系统扩展性,查看方式,系统管理,保存方式,安全性,数字监控,网络监控,小范围,单独组网、复杂,受限,传统监控中心,手工管理、复杂,磁带,差,大范围,复杂,受限,特定,PC,手工管理、复杂,数字硬盘,一般,基于,internet,或跨区域,简单,多级扩展,网络随时访问,远程管理、简单,多级储存,好,第二十三页，共四十五页。,数字化、网络化,基于,IPV6,、,3G,、,4G,的数字化、网络化的大监控系统。,集成化,智能化预防分析：系统由目视解释转变为自动解释是视频监控技术的飞跃，是安防技术发展的必然。,智能化,视频监控技术正在向着数字化、网络化、智能化的方向发展，网络化、智能化的基础是数字化。而智能化是,“,三化,”,的最高境界。,未来主流,系统应用发,(Fa),展趋势,第二十四页，共四十五页。,未来主,(Zhu),流发展方向,未来主流技术,发展方向,需要有网络化的应用体系，这样才能够构建起大规模的网络数字视频系统，提供安全方便的服务；,需要有最优化的压缩算法支持高质量数字视频的应用,需要对不同用户和行业提供个性化的产品和服务，这样才能够进一步满足市场不断发展的需要。,需要有完整的系统体系，与各系统更好的兼容，以及各智能化功能一体化。,第二十五页，共四十五页。,监控,(Kong),系统之摄像部分,目,(Mu),录,第二十六页，共四十五页。,视频监控摄像机,(Ji),分类,按摄像机形状分：枪机、球机、针孔机,按感光芯片分：,CCD,摄像机、,CMOS,摄像机,按输出图像信号格式划分,:,模拟,(Ni),摄像机、数字摄像机,按成像色彩划分：彩色、黑白,按分辨率划分：,330TVL,、,420TVL,、,480TVL,、,540TVL,、,650TVL,按感光元件靶面大小划分：,1inch,、,2/3inch,、,1/2inch,、,1/3inch,、,1/4inch,第二十七页，共四十五页。,视频监控摄像机简,(Jian),介,在监控系统中，摄像机又称摄像头，严格来说，摄像机应该是摄像头和镜头的总称。,摄像机一般安装在现场，它包括摄像头、镜头、防护罩、支架和电动云台。它的作用是对监视区域进行,(Xing),摄像并将其转换成电信号。,摄像机主要由两大部份组成：,CCD/CMOS,DSP,（即：图像传感器数字信号处理）。,第二十八页，共四十五页。,CCD/CMOS,简,(Jian),介,CCD,与Yu),CMOS,相比：其主要优势在于灵敏度高、分辨率优、噪声比低；,CMOS,与,CCD,相比：则有成本低、功耗小等特点。,CCD,与,CMOS,是当前被普遍采用的两种图像传感器，其都是将图像转换为数字数据信号,其主要的差异是数字数据传送方式不同。,CMOS,，即“互补金属氧化物半导体”互补性氧化金属半导体,(Complementary Metal Oxide Semiconductor),，传感器中每个象素都会邻接一个放大器及,A/D,转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。,电荷耦合器件,(Charge Coupled Device),，传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出。,CCD,简介：,CMOS,简介：,第二十九页，共四十五页。,CCD,与,(Yu),CMOS,比较,分辨率,灵敏度,信噪比,集成度,功耗,成本,CCD,优,优,优,CMOS,优,优,优,CCD/CMOS,简,(Jian),介,第三十页，共四十五页。,SONY CCD,SHARP CCD,松,(Song),下,CCD,CCD,辨,(Bian),识,第三十一页，共四十五页。,DSP,简,(Jian),介,DSP,，即数字信号处理,(Digital Signal Processing),，其主要是通过专用的集成电,(Dian),路芯片，利用数字信号处理理论,在芯片上运行目标程序,从而实现对信号的某种处理。,SONY,：,SS-1,SS-11,SS-11X,SS-HQ1,SS-2,；,SHARP,：,D4,D5,松下以,D5,为主；日立,(,某台资大厂用的,),；台湾,A-NOVA,；,韩国,NEXTCHIP,。,主要品牌：,第三十二页，共四十五页。,常见,DSP,方,(Fang),案,SONY,方案：,SS-1,（,2163,）,:,SS-11,（,3141/2,）,:,SS-HQ1,（,3172,）,:,SS-11X,（,4103,）,:,SHARP,方案：,D4,（,38603,）、,D5,松,(Song),下：,D5,（,673276,）,其它厂家：,Nextchip,、,A-NOVA,第三十三页，共四十五页。,视频监控摄像机的主要,(Yao),技术指标,分辨,(Bian),率,一般线数来表示，代表清晰度。,像素,构成影像最小单位（,Pixel,）。,最低照度,测量摄像感光度的一种方法（,Lux,）。,信噪比,信号电压与噪声电压的比值（,dB,），越高越好。,扫描制式,有,PAL,制和,NTSC,制之分。,电源,交流有,220V,、,110V,、,24V,，直流为,12V,或,9V,。,镜头连接方式,有,C,和,CS,方式，其主要在于感光距离不同。,第三十四页，共四十五页。,视频监控摄像机,(Ji),的主要功能指标,AWB,自,(Zi),动白平衡,AGC,自动增益。,ELC,电子光圈控制，即电子快门。,ALC,自动光圈控制。,BLC,背光补偿。,MIRROR,镜像功能。,第三十五页，共四十五页。,镜头是摄像机中必不可少的部件，镜头与,CCD,配合，可以将远距离目标成像在,(Zai),摄像机的,CCD,靶面上。,按焦距可,(Ke),分为,短焦距镜头；,中焦距镜头；,长焦距镜头；,变焦距镜头。,按视场大小可分为,以结构可分为,广角镜头；,标准镜头；,远摄镜头。,固定光圈定焦镜头；,手动光圈定焦镜头；,自动光圈定焦镜头；,手动变焦镜头；,自动光圈电动变焦镜头；,电动三可变镜头。,视频监控摄像机镜头简介,补充知识：,所有,CCD-,芯片都属于模拟元件，但当图像数据进入计算机时却是数字信号。如果数据是在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个摄像头就是模拟摄像头。而数字摄像头则是在摄像头内部完成数字化的，这样可以减少图像的噪音。,第三十六页，共四十五页。,与镜头相,(Xiang),关的几个术语,焦,(Jiao),距,/,变焦,焦距指镜头中心到焦点的距离（,mm,）,/,焦距可调,长焦镜头,光学变焦能力较强的镜头，一般都在,10,倍以上。,视场,/,视场角,成像范围,/,视场边缘与镜头后节点所形成的夹角。,光圈,/,快门,控制曝光大小的装置（,f,）,/,控制曝光时间的装置。,光圈系数好比控制曝光量的尺度，,f,值越小则通光量越大。,第三十七页，共四十五页。,视频监控摄,(She),像机云台简介,根据回转特点可分为：,水平旋转云台：水平,0,350,度，,全方位,旋转,云台：水平,0,350,度，垂直,35,度,/45,度,/75,度。,根据旋转速度可分为：,恒速云台：水平转速,3,10,度,/s,，垂直,转速,4,度,/s,。,变速云台：水平转速,0,32,度,/s,，垂直转速,0,16,度,/s,。,高速云台：水平转速,200,度,/s,以上，垂直转速,120,度,/s,。,根据使用环境可分为：,室内用,云台,与室外用云台。,水平及,(Ji),垂直转动角度的大小可通过限位开关进行调整。,云台是承载摄像机进行水平和垂直转动的装置。其内装有两个电动机，一个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动。目前常见有交流,24V,和,220V,两种。,摄像机云台,第三十八页，共四十五页。,视频监控摄像机防,(Fang),护罩简介,防护罩是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。其一般分可为两类：,1,、通用型防护罩：,按安装环境可分为室内用防护罩与室外用防护罩。,按行政可分为枪式、球形、坡形防护罩等。,2,、特殊用途防护罩：,一般为全天候防护罩，具有,高安全度,、高防尘、防爆等功能。有些还安装有可控制的雨刷。还有些甚至,(Zhi),有降温、加温功能内有安装半导体元件，可自动加温与降温，并且功耗较小）。,第三十九页，共四十五页。,视频监控摄像机,(Ji),支架与云台支架,由于,(Yu),承重要求高，所以云台支架一般均为金属结构，且尺寸也比摄像机支架大。考虑到云台自身已具有方向调节功能，因此，云台支架一般不再有方向调节的功能。,摄像机支架是用于固定摄像机的部件，根据应用环境的不同，其形状也各异。,摄像机支架一般均为小型支架，一般有注塑型及金属型，可直接固定摄像机，也可通过防护罩固定摄像机，所有的摄像机支架都具有万向调节功能，这样便可以将摄像机的镜头准确地对向被摄现场。,摄像机,支架,云台,支架,第四十页，共四十五页。,视频监控,(Kong),摄像机,高速球,什么是高速球？,高速球是摄像机的一个类别之一，它是集成镜头、云台、普通摄像机等功能的一体化摄像机，其外形类似球形，而且转动速度比较快，故称之为高速球或快球。,高速球是一种智能化摄像机，全名叫高速智能化球型摄像机，,是监控系统最复杂和综合表现效果,(Guo),最好的,其制造复杂、价格昂贵,能够适应高密度、最复杂的监控场合。,高速球的分类：,根据外径尺寸可分为：,7,寸球、,9,寸球等；根据机芯类别可分为：变速球、恒速球（匀速球）；根据电机转速可分为：高速球、中速球、低速球；根据安装方式可分为：壁挂式、吊顶式、室内吸顶式；根据使用环境可分为：室内、室外。根据监控方式可分为：普通球机和智能跟踪球机。,补充知识：一体化摄像机,对于一体化摄像机，一直以来都有几种不同的理解，有指半球型一体机、快速球型一体机、结合云台的一体化摄像机和镜头内建的一体机。严格说，快速球型、半球型摄像机与一般的一体机不是一个概念，但所用摄像机技术是一样的，因而一般也会将其归为一体化的范畴。现在通常所说的一体化摄像机应专指镜头内建、可自动聚焦的一体化摄像机。,第四十一页，共四十五页。,视频监控摄像机,智能,(Neng),跟踪高速球,什么是智能跟踪高速球？,智能自动跟踪球机就是利用高速,-DSP,芯片对图象,(Xiang),进行差分计算，可自动识别视觉范围内物体运动的方向，并自动控制云台对移动物体进行追踪。（普通的智能球机只能单纯地侦测是否有人闯入，并不能判断闯入者的动向）。,智能自动跟踪球的使用方法与高速球类似。智能自动跟踪功能集成在球机内部，启用该功能仅需要简单地通过矩阵，控制键盘或者,DVR-,系统直接调用功能预置位。,智能自动跟踪球除了具备智能高速球的全部功能之外，在球机的智能化设计方面更进了一步。主要应用某些重要无人值守的地方。,第四十二页，共四十五页。,用简单的公,(Gong),式可表示为：,IP Camera=,单路,DVS+Camera,什么是网络摄像机？,网络摄像机,-IP Camera,）是在模拟摄像机（,Camera,）的基础上集成了视频压缩和网络传输处理模块,-(DVS),，兼具模拟摄像机和视频服务器的技术特点。,网络摄像机内置数字化压缩控制器和基于,Web,的操作系统,支持远程,(Cheng),IE,访问及语音对讲、报警输入、继电器输出、移动侦测、视频输出和,SD,卡本地存储等功能。,视频监控摄像机,网络摄像机,网络摄像机的类型：,从外部结构来看，网络摄像机同样可分为半球型、枪式、室外防水型、红外夜视型、高速球等等。,第四十三页，共四十五页。,THANKYOU,第四十四页，共四十五页。,内容,(Rong),总结,视频监控技术基础知识。智能化监控：全数字化音视频信息，并支持智能分析与智能处理。系统扩展能力强，只要增加监控点设备便可扩展新的监控点。3、控制部分：各类控制设备与系统程序。3、控制部分：各类控制设备与系统程序。2、控制层：是整个系统的核心，通常有模拟控制和数字控制两种方式,(Shi),。SHARP：D4,D5松下以D5为主。如果数据是在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个摄像头就是模拟摄像头。焦距指镜头中心到焦点的距离（mm）/焦距可调。视场/视场角。水平旋转云台：水平0350度，。视频监控摄像机高速球。根据监控方式,(Shi),可分为：普通球机和智能跟踪球机。视频监控摄像机智能跟踪高速球。智能自动跟踪球的使用方法与高速球类似。用简单的公式,(Shi),可表示为：IP Camera=单路DVS+Camera。THANKYOU,第四十五页，共四十五页。,