中国电信全球眼技术培训

1、湖北省电信 “全球眼全球眼”技术培训技术培训 2008-122008-12 2 湖北省电信 前端前端PU设备设备 客户客户端端CU设备设备 “全球眼全球眼”在实际建设中的应用在实际建设中的应用 相关问题相关问题FAQ 4 摄像机 云台 视频服务器 网络接入设备 其他相关设备 解码器 报警器 传感器 外罩 湖北省电信 摄像机主要参数及功能介绍 CCD 像素 水平分辨率 信噪比 背光补偿功能 自动增益控制功能 宽动态功能 白平衡功能 6 1 、CCD摄像机的工作方式摄像机的工作方式 CCD是电荷耦合器件的缩写，它是一种半导体成像器 件，具有高灵敏度、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、 抗震动等优点。

2、 被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根 据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在 视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形 成视频信号输出。 视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以 看到与原始图像相同的视频图像。 湖北省电信 品牌品牌: :Sony, Panasonic，Sharp,LG这几种 以Sony公司CCD为例 “SonyCCD”普通CCD “Sony Super-HAD CCD”超高解析 CCD “Sony Ex-View CCD”超高感度 CCD “Sony Exwave CCD”第三代 CCD CCD相关知识介绍 8 CCD的优势在于成像

3、质量好，但是由于制造工艺复杂 ，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下 。 CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低， CCD为提供优异的影像品质，付出代价即是较高的电源消 耗量，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传 输效果。 CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优 于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以 及高整合度的特点。 CCD与与CMOS比较比较 湖北省电信 2、像素 像素就是CCD上光电感应元件的数量，一个感光元件 经过感光，光电信号转换，A/D转换等步骤以后，在输出 的照片上就形成一个点，我们如果把影像放大数倍，会发 现这些连

4、续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成， 这些小方点就是构成影像的最小单位“像素” 。 752(H) x 582(V),也就是所谓44万画素, 500(H) x 582(V) 也就是所谓25万画素, 44万画素,就叫高解,25万就叫低解,普解或中解. 湖北省电信 3、水平分辨率 分辨率是用电视线（简称线TV lines）来 表示的。彩色 摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间，主要有 330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。 分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电路通道的频带宽 度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为 80线。频带越宽，图形越清晰，

5、线数值相对越大。 湖北省电信 4、信噪比 任何电路只要通电后都会产生噪讯,包括元件及线路本身 所产生的,当然噪讯越小,画面看起来会越干净,我们用视频讯号 跟噪讯的比值来表示,那当然越大越好,数学式是20log(V2/V1), V2指视频讯号,V1指噪讯大小,单位是”dB” 湖北省电信 5、背光补偿功能 背光补偿也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄 像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。当引入背光补 偿功能时，摄像机仅对整个视场的一个子区域进行检测，通过 求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。由于子区域 的平均电平很低，AGC放大器会有较高的增益，使输出视频信号 的幅值提高，

6、从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画 面会更加明亮，但其与主体画面的主观亮度差会大大降低，整 个视场的可视性得到改善。 湖北省电信 6、自动增益控制 摄像机输出的视频信号必须达到视频传输规定的标准 电平，即为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准 视频信号，必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行 调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电 平而自动完成的，实现此功能的电路称为自动增益控制功 能电路，简称AGC电路。 湖北省电信 7、宽动态功能 宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像而运 用的一种技术。 当在强光源照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对 亮度较低的区域在图像中

7、同时存在时，摄像机输出的图像 会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光 不足成为黑色，严重影响图像质量。摄像机在同一场景中 对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就 是通常所讲的“动态范围”。 传统的监控摄像机处理它会有很大的问题，传统摄像 机只有3:1的对比性能。而具有宽动态功能的摄像机则可 超出普通摄像机几十倍。 湖北省电信 湖北省电信 、白平衡功能 物体颜色会因投射光线颜色产生改变，在不同光线的 场合下拍摄出的图像会有不同的色温而偏色。例如以钨丝 灯(电灯泡)照明的环境拍出的照片可能偏黄，一般来说， CCD没有办法像人眼一样会自动修正光线的改变。所以通 过白平衡的修正

8、，它会按目前画像中图像特质，立即调整 整个图像红绿蓝三色的强度，以修正外部光线所造成的误 差。有些摄像机除了设计自动白平衡或特定色温白平衡功 能外，也提供手动白平衡调整 17 前端前端PU设备设备 客户端客户端CU设备设备 “全球眼全球眼”在实际建设中的应用在实际建设中的应用 相关疑问相关疑问FAQ 18 一、相关设备介绍一、相关设备介绍 、视频解码器 、MOC控制中心 、专业电视墙 、PC 客户端 19 、视频解码器 ZTE ZVX10 S906 ZXV10 S906 监控解码器是专门用于网络视频监控 的视音频解码设备，和中兴MOC监控软件配合实现监控 中心的电视墙显示功能。该设备采用业界成

9、熟可靠的 DSP方案，结合扩展灵活、超强性能的Linux操作系统， 优化的H.264视频算法，使图像监控、图像切换更加方 便快捷。 20 功能特性功能特性 支持 H.264视频解码和G系列音频解码，支持多通道解码输出 支持轮巡解码、支持VCR操作 支持字幕叠加 支持音频通道单独打开、关闭 支持DHCP、固定IP多种接入方式 支持远程管理、远程升级 视频特性视频特性 视频压缩标准：H.264 视频制式：PAL 视频分辨率：704*576（D1），352*288（CIF） 解码能力： 2路D1分辨率或6路CIF分辨率解码输出 解码帧频：1-25帧/秒 音频特性音频特性 音频压缩标准：G系列 解码能

10、力：6路音频解码输出 网络接入网络接入 DHCP 固定IP 协议标准协议标准 HTML、TCP/IP、HTTP、RTSP、RTP、RTCP、DHCP 21 物理接口物理接口 视频接口：6路CVBS视频输出，BNC接口 音频接口：6路非平衡线路音频输出，BNC接口 通讯接口：1路以太网10/100 Base-TX，RJ45接口 设备管理设备管理 远程配置 远程升级 物理尺寸物理尺寸 240mm（宽）*145mm（深）*45mm（高） 电气特性电气特性 工作电源：外部电源适配器 输入：100V-240V，50Hz-60Hz 输出电压：12V DC 功耗：10W 环境要求环境要求 工作温度：-10C

11、-+55 C 工作湿度：10-90 22 中兴MOC可控制多台ZXV10 S906，每台设备最多输出6 路CIF（或2路D1）模拟图像到电视墙，因此，MOC配合多 台S906以及电视墙设备（通常由多台监视器组成），可以 实现电视墙显示，以及各块监视屏最终显示图像的灵活控 制。 、ZTE MOC 23 24 25 26 27 前端前端PU设备设备 客户客户端端CU设备设备 “全球眼全球眼”在实际建设中的应用在实际建设中的应用 相关疑问相关疑问FAQ 28 一、视频监控系统的存储方式一、视频监控系统的存储方式 二、视频分析二、视频分析IVSIVS技术介绍技术介绍 三、视频压缩软硬件介绍三、视频压缩

12、软硬件介绍 湖北省电信 当今监控系统的存储基本都是以数字化形式来完成，针对不同规 模、不同类型的监控系统，有以下几种存储方式： 小型监控硬盘录像机存储 中大型监控磁盘阵列存储、IP-SAN和FC-SAN存储 DAS、NAS和SAN是目前主流的存储技术。 DAS是直连式存储，存储设备直接和服务器连接，接口为IDE或者SCSI； NAS是网络附加存储，采用网络技术，通过交换机连接存储系统，接口 为TCP/IP； SAN是存储区网络，采用FC(光纤通道)，将存储系统网络化，接口为FC( 光纤通道)。 、视频监控系统的存储方式 30 DAS(直连式存储)介绍 DAS是以服务器为中心的存储结构，就是将存

13、储设备直 接连在服务器上（大多SCSI接口），然后服务器连接在网 络上，网络上任何客户端要访问某存储设备上的资源必须 经过服务器。由于连接在各个节点服务器上的存储设备是 独立的，因此整个网络上的存储设备其实是分散、独立而 无法共享的。 DAS存储方式是以服务器为中心的，所有的数据流必须 经过服务器转发，因此服务器的负担比较重，也是整个系 统的瓶颈。服务器的CPU、内存及I/O均影响DAS的性能。 31 NAS(网络附加存储)介绍 NAS是以数据为中心的存储结构，是一种完全脱离服 务器就可直接上网的存储设备，NAS把任务优化的存储设 备直接连接到网络上，用户可直接通过网络共享NAS设备 中的数据

14、，解决了DAS中存储对服务器的依赖及服务器的 瓶颈问题。 32 33 SAN介绍 SAN是一种以网络为中心的存储结构，不同于普通以 太网，是位于服务器后端，为连接服务器、磁盘阵列、带 库等存储设备而建立的高性能网络。 SAN以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构 ，通过具有高传输速率的光通道(或者ISCSI)的直接连接 ，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换， 并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。 34 35 、什么是IVS IVS 是目前对视频分析技术最通俗的称呼，有的厂家 叫它CA（内容分析），是利用计算机的人工智能技术， 从视频信息中提取相关信息并按照事先设置

15、的规则触发 报警. 一般有两种计算方法： 背景减除方法 时间差分方法 、视频分析、视频分析IVSIVS技术介绍技术介绍 36 、背景减除方法 背景减除方法是利用当前图像和背景图像的差分（ SAD）来检测出运动区域的一种方法。可以提供比较完整 的运动目标特征数据。精确度和灵敏度比较高，具有良好 的性能表现。 湖北省电信 行为分析应用行为分析应用 可疑行为的侦查 游荡，奔跑 自定义的侦查模式 38 、时间差分方法 时间差分就是高级的VMD,又称相邻帧差法，就是利用 视频图像特征，从连续得到的视频流中提取所需要的动态 目标信息。时间差分方实质就是利用相邻帧图像相减来提 取前景目标移动的信息。此方法不

16、能完全提取所有相关特 征像素点，在运动实体内部可能产生空洞，智能检测出目 标的边缘。 湖北省电信 禁区保护； 闯入侦查； 目标对像的跟踪； 宽敞场面的目标移动方向侦查； 行为分析应用行为分析应用 40 压缩方式是DVR的核心技术，压缩方式很大程度上决 定着图像的质量、压缩比、传输效率、传输速度等性能， 它是评价DVR性能优劣的重要一环。 随着多媒体技术的 发展，相继推出了许多压缩编码标准，目前主要有 JPEG/M-JPEG、H.261/H.263和MPEG等标准。 现在广泛使用的是H.264和MPEG4！ .1.1、视频处理软件解决方案、视频处理软件解决方案 41 MPEG-4是为通信设备在网

17、络实时传输视音频信号而制定的低速率、高 压缩比的视音频编码标准。 MPEG-4标准是面向对像的压缩方式，不是像 MPEG-1和MPEG-2那样简单地将图像分为一些像块，而是根据图像的内容 ，其中的对像（物体、人物、背景）分离出来，分别进行帧内、帧间编 码，并允许在不同的对像之间灵活分配码率，对重要的对像分配较多的 字节，对次要的对像分配较少的字节，从而大大提高了压缩比，在较低 的码率下获得较好的效果 MPEG-4有三个方面的优势： 具有很好的兼容性； MPEG-4比其他算法提供更好的压缩比，最高达200：1； MPEG-4在提供高压缩比的同时，对数据的损失很小。 所以，MPEG-4的应用能大幅

18、度的降低录像存储容量，获得较高的录像 清晰度，特别适用于长时间实时录像的需求，同时具备在低带宽上优良 的网络传输能力。 42 H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的 MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：joint video team）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是 ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。 H.264和以前的标准一样，也是DPCM加变换编码的混合 编码模式。但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多 的选项，获得比H.263+好得多的压缩性能；加强了对各种 信道的适应能力，采用“网络友好”的结

19、构和语法，有利 于对误码和丢包的处理；应用目标范围较宽，以满足不同 速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求 43 总结优点： 从单个画面清晰度比较，MPEG4有优势； 从动作连贯性上的清晰度，H.264有优势！ 44 视频信号的处理转化除了软件算法上的支持，更重要 的还需要有硬件支持。 DSP和ASIC是DVR（DVS）技术中常用的两种硬件 方案，因两者采用不同的技术，所以各有优点。 DSP(数字信号处理器）方案中的压缩算法是由设备生 产赏提供的，技术升级比较方便。 ASIC方案中的压缩算法则是芯片赏提供，并且已经固 化好，对设备生产商来说开发难度低。而且ASIC方案比 较固化，个性功

20、能实现比较复杂。 .2.2、视频处理硬件解决方案、视频处理硬件解决方案 45 浙江海康-DSP-美国TI 浙江大华-DSP-PHILPS 深圳三立-ASIC-VWEB 举例介绍举例介绍 46 德州仪器 (TI) 的达芬奇 (DaVinci) 技术的产品。新产 品包括两个基于数字信号处理器 (DSP) 的片上系统 (SoC) 以及多媒体编解码器、应用编程接口 (API)、框架与开发工 具等。 TMS320DM644x 架构是一款高度集成的片上系统 (SoC)，集 成了数字视频所需的许多外部组件，使硬件材料清单成本降 低了 50%。 海康的设备都是基于此芯片生产的。 ）德州仪器）德州仪器 (TI)

21、 DSP(TI) DSP 47 飞利浦的NexperiaTM系列高清媒体处理器PNX1700。它在 单芯片上集成了媒体处理、网络连接和显示增强功能。 PNX1700采用新型500MHz+ 超大容量 CPU内核。该内核 兼顾了高性能与兼容性，它支持Windows Media Video、DivX 、MPEG-4及 MPEG-2等高清视频格式解码。此外，PNX1700 能 同时对全D1分辨率的MPEG-2和MPEG-4视频进行编解码，是个 人视频录像应用的理想选择。PNX1700还包含能优化H.264视 频编/解码的指令， 其先进的解隔行扫描功能支持标准分辨 率（SD）向高清的上行转换。 大华的设备一部分都是基于此芯