视频监控技术与应用

1、主讲：2015.6.16一、视频监控概述二、摄像机的分类三、视频监控的传输四、视频监控的存储五、显示部分六、项目案例一、视频监控概述视频安防监控系统（VSCS）video surveillance & control system 利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。 本系统的前端设备是各种类型的摄像机（或视频报警器）监视器及其附属设备，传输方式可采用同轴电缆传输或光纤传输；系统的终端设备是显示、记录、控制、通信设备（包括多媒体技术设备），一般采用独立的视频中心控制台或监控报警中心控制台。前端部分：主要由黑白（彩色）摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等

2、组成。 传输部分：使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。 终端部分：主要由画面分割器、监视器、控制设备等组成。监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天，我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV)，到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)，到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)。依赖摄像机、缆、

3、录像机和监视器等专用设备。例如，摄像机通过专用同轴缆输出视频信号。缆连接到专用模拟视频设备，如视频画面分割器、矩阵、切换器、卡带式录像机(VCR)及视频监视器等。模拟CCTV存在大量局限性。主要特点：成本低、系统技术及产品相对成熟；主要缺点：图像清晰度低，录像数据量非常大，且受录像带容量限制，录像质量不高。“模拟-数字”监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心半模拟-半数字方案，从摄像机到DVR仍采用同轴缆输出视频信号，通过DVR同时支持录像和回放，并可支持有限IP网络访问，由于DVR产品五花八门，没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统，DVR系统仍存在大量局限。主要特点：兼具模拟视频监控系统

4、功能，录像质量和容 量有大幅提升，同时可实现视频图像网络传输和访问管理；主要缺点：图像清晰度和录像质量问题依然存在，布线结构方式也较为复杂。全IP视频监控系统与前面两种方案相比存在显著区别。该系统优势是摄像机内置Web服务器，并直接提供以太网端口。这些摄像机生成JPEG或MPEG4数据文件，可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像。简便性：摄像机通过经济高效有线或者无线以太网简单连接到网络，能够利用现有局域网基础设施。强大中心控制：一台工业标准服务器和一套控制管理应用软件就可运行整个监控系统。 易于升级：系统可以轻松添加更多摄像机，中心服务

5、器能够方便升级到更快速处理器、更大容量磁盘驱动器以及更大带宽等。全面远程监视：任何经授权客户机都可直接访问任意摄像机，也可通过中央服务器访问监视图像。坚固冗余存储器：可同时利用SCSI、RAID以及磁带备份存储技术永久保护监视图像不受硬盘驱动器故障影响。带宽：因图像质量非常清晰，所以对带宽要求很高。（1）数字化视频可以在计算机网络（局域网或广域网）上传输图像数据，不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性； （2）数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；（3）数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘、U盘中，查询十分简便快捷；（4

6、）不需要庞大的布线工作，减少了施工量。对比内容IP视频监控系统模拟视频监控系统图像质量百万像素级及以上30-40万像素，无法提升录像存储可支持本地、前端及网络存储仅支持本地存储集中管理方便集中管理，便于前端故障排查不支持系统布置支持远程网络布置不支持系统增容支持网络即插即用重新布线系统兼容支持TCP/IP协议设备接入只支持模拟设备施工布线一线式布设音视频、控制、电源单独布设数据安全性网络传输，视频流加密视频裸信号传输互联互通支持TCP/IP协议网络数据交换封闭式独立系统二、摄像机的分类A依成像色彩划分：彩色摄像机、黑白摄像机B依摄像机分辨率划分 (1)影像像素在25万像素（pixel）左右、彩

7、色分辨率为330线、黑白分辨率420线左右的低档型。 (2)影像像素在25万38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型 (3)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，570线以上的高分辨率。依摄像机灵敏度划分 (1)普通型：正常工作所需照度为13Lux (2)月光型：正常工作所需照度为0.1 Lux左右 (3)星光型：正常工作所需照度为0.01 Lux以下 (4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。镜头焦距镜头焦距( (毫米数毫米数) )可视角度可视角度距离距离5 5米米( (宽宽高高) )距离距离1010米米( (宽宽高高) )距离

8、距离1515米米( (宽宽高高) )距离距离2020米米( (宽宽高高) )距离距离3030米米( (宽宽高高) )2.8mm2.8mm约约909013139.89.8米米262619.519.5米米393929.329.3米米52523939米米787858.558.5米米3.6mm3.6mm约约75758.58.56.46.4米米171712.812.8米米25.525.51919米米343425.525.5米米515138.338.3米米4mm4mm约约70708 86 6米米16161212米米24241818米米32322424米米48483636米米6mm6mm约约60605.55

9、.54.14.1米米11118.38.3米米16.516.512.412.4米米222216.516.5米米333324.824.8米米8mm8mm约约40403.53.52.62.6米米7 75.35.3米米10.510.57.97.9米米141410.510.5米米212115.815.8米米12mm12mm约约30302 21.51.5米米4 43 3米米6 64.54.5米米8 86 6米米12129 9米米16mm16mm约约20201.51.51.11.1米米3 32.32.3米米4.54.53.43.4米米6 64.54.5米米9 96.86.8米米30mm30mm约约10101

10、.31.31 1米米2.52.51.91.9米米3.83.82.92.9米米5 53.83.8米米7.57.55.65.6米米60mm60mm约约5 50.50.50.40.4米米1 10.750.75米米1.51.51.11.1米米2 21.51.5米米3 32.32.3米米三、视频监控的传输视频监控系统根据信号传输方式不同，大概可分为以下几类： 1.基带传输 2.网络传输 3.双绞线传输 4.光缆传输 5.无线传输视频基带传输是最为传统的传输方式对视频基带信号不做任何处理,通过同轴电缆直接传输模拟信号。 主要特点：短距离传输图像损失小； 造价低廉； 系统连接方便，无需添加辅助设备；主要缺点

11、：一路视频信号布放一根同轴电缆，布线量大； 系统为星形结构,维护困难，可扩展性差； 长距离(大于300米)时，图像质量无保证； 易受空间电磁环境干扰。网络传输是解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式，采用MPEG音视频压缩格式传输监控信号。主要特点：传输距离不受限制； 通过软件和网络对监控点进行监看和管理； 利用基础网络，接入方便；主要缺点：受带宽限制，只能传输小画面、低画质的图像； 每秒传输十几桢图像，动画效果明显且有延时， 无法做到实时监控。说明：如为系统组建局域网或用行业专网可克服上述缺点。双绞线传输是视频信号传输距离在1Km内，电磁环境复杂场合的解决方式之一，将监控图像信号处理通

12、过平衡对称方式传输，通过双绞线收发器对信号进行数模转换。主要特点：传输距离在1Km以内； 抗电磁干扰能力强； 布线简易，成本低廉； 主要缺点：不适合应用在大中型监控系统中； 双绞线自身抗老化能力差，不适于野外传输； 图像颜色失真严重。光缆传输是传输距离在几十甚至几百公里或是传输环境电磁干扰比较大的场合的最佳解决方式，通过光端机收发端对信号进行光电转换，使视频信号在光缆内安全可靠传输。主要特点：传输距离不受限制； 抗电磁干扰能力强； 适合用于大中型监控系统中； 主要缺点：短距离传输时不够经济,成本相对较高； 光缆熔接及维护需专业设备和技术人员； 需要增加相应的辅助传输设备。无线传输最大的特点就是

13、应用在无法布放线缆的场合,又可细分为微波传输和无线数字传输，都是在开放的空间环境传输，调制方式和传输频率不同。主要特点：解决了不能布放线缆的问题； 主要缺点：易受空间电磁环境干扰； 受雨雪天气影响较为严重； 传输为直传，中间不能有山体、建筑物等遮挡； 需要增加相应的调制、放大、传输等设备。四、视频监控的存储录像名称录像名称录像格式录像格式像素像素码流码流1 1小时小时2424小时小时3030天天CIF352X288101376101376600kbps263M6.2G46GD1720X5764147204147202mbps878M20.6G0.6T720P1280X7209216009216004mbps1.72G41.2G1.2T1080P1920X1080207