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文档简介
1、安防系统基础知识安防系统基础知识2013版版安防系统简介安防系统简介安全防范系统安全防范系统(SPS) security & protection system 是以维护社会公共安全为目的,运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等;或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。 安防实现方式人防物防技防技防l闭路监控系统l防盗报警系统l楼宇对讲系统l停车场管理系统l小区一卡通系统l红外周界报警系统l 电子围栏l 巡更系统l 考勤门禁系统l 安防机房系统l 电子考场系统l 智能门锁等等 常见的安防系统主要包括:闭路监控系统闭路监控系统
2、(CCTV)closed-circuit television 闭路电视监控系统是一个跨行业的综合性保安系统,该系统运用了世界上最先进的传感技术、监控摄像技术、通讯技术和计算机技术,组成一个多功能全方位监控的高智能化的处理系统。闭路电视监控系统因其能给人最直接的视觉、听觉感受,以及对被监控对象的可视性、实时性及客观性的记录,因而已成为当前安全防范领域的主要手段,被广泛推广应用。 模拟监控系统模拟监控系统主要是基于模拟信号的传输的一整套系统,由于科学技术的进步,模拟信号也可以转变为数字信号进行传输,在这一时期比较具有代表性的产品是DVR,虽然基于DVR模拟监控技术成熟,模拟监控的画面清晰度和安全
3、可靠性都得到行业认可,但是因为它只适合于小范围的监控,传输布线麻烦等局限性、加上数字技术的发展,近年来,视频监控逐步走向数字化和网络化。 纯模拟视频监控系统通常由摄像机等前端设备、传输系统和主控显示记录设备三大部分组成。 前端设备前端设备安装在监视现场的设备称为前端设备。通常包括:l 摄像机l 摄像机镜头l 摄像机防护罩l 旋转云台l 解码器l 安装支架l 以及其他配套功能设备(一)监控摄像机(一)监控摄像机监控摄像机是用在安防方面的专业摄像机,它的像素和分辨率比电脑的视频头要高但是赶不上专业的数码相机或dv,并且监控摄像机只是一个单一的视频捕捉设备,不具备数据保存功能。1.1.什么是什么是C
4、CDCCD摄像机?摄像机?CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。2.2. CCD CCD摄像机的工作方式摄像机的工作方式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。 3.3.CCDCCD芯片的尺寸芯片的尺寸CCD的成像尺寸常用的有1/4”、1/3”等,成像尺寸越小的摄像机的体积
5、可以做得更小些。在相同的光学镜头下,成像尺寸越大,视场角越大。芯片规格用成像面大小(宽X高)对角线长度来表示 。CCDCCD摄像机简介摄像机简介CCDCCD摄像机的结构组成摄像机的结构组成摄像机主要由镜头、CCD图像传感器、主机芯及外壳四大部分组成 。CCD主芯片镜头外壳CCDCCD摄像机原理摄像机原理 前端采用隔行扫描CCD感光器, 将不同强度的光信号转换成不同强度的模拟电信号,接着由DSP先进行A/D转换为数字信号,然后做色彩与白平衡等处理,最后DSP将数字信号做A/D转换并调制成PAL/NTSC制式电视标准模拟视频信号输出。CCD感光器A/D转换图像处理D/A转换CCD驱动微处理光视频输
6、出DSPCCDCCD补充知识补充知识 CCD芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造,市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、富士等公司生产的芯片,现在韩国三星等也有能力生产,但质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得途径不同等原因,造成CCD采集效果也大不相同。 CCD分类:1、依成像色彩划分 彩色 黑白2、依分辨率灵敏度等划分 一般型 高分辨率型3、按CCD靶面大小划分 1/2 1/3 1/44、按扫描制式划分 PAL NTSC5、依供电电源分 110V/AC 220V/AC 12V/DC 24V/AC6、按同步方式划分 外同步 内同步7
7、、按照度划分 普通型 月光型 星光型 红外型 CCD尺寸:1 英寸靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。2/3英寸靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm。1/2英寸靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。1/3英寸靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm。1/4英寸靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。按色彩分类按色彩分类:分为彩色和黑白摄像机,一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高,比较适合用于光线不足的地方,如果使用的目的只是监视景物的位置和移动,可采用黑白摄像机;如果要分辨被摄像物体的细节,比如分辨衣服和景物的颜色,则采用彩色
8、的比较好。按感光器件分类:按感光器件分类:分为CMOS、CCD、和3CCD三种。CMOS影像传感器和CCD一样是在摄像机中可记录光线变化的半导体。在两种图像传感器中,CCD是较早获得应用的,其技术成熟度也较高,目前模拟监控摄像机大多数情况下采用CCD芯片。3CCD即一台摄像机使用了三片CCD,3CCD摄像机的价格贵很多,同时镜头尺寸也较大,目前只有对成像分辨率要求很高的视频监控领域才有应用。在我国视频监控摄像机市场中,CCD市场主要被SONY、夏普等国际知名感光器件提供商占领。按云台运动方式分类:按云台运动方式分类:分为枪式摄像机、半球摄像机、快球摄像机等。快球摄像机的特点是监控面广,同时转速
9、比较快,主要用于高速跟踪可疑人员,能够及时地跟踪到位;半球摄像机主要用于电梯、有吊顶光线变化不大的室内应用场合;枪式摄像机属于传统摄像机,可以应用于室内外任何场合,但不大适合监控或者安装范围较小的场合。摄像机分类摄像机分类摄像机参数摄像机参数像素像素 像素指的是摄像机 CCD 传感器的最大像素数,有些给出了水平垂直方向的像素数,如 500H 582V ,有些则给出了前两者的等待乘积值,如 30 万像素。对于一定尺寸的 CCD 芯片,像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小,因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。分辨率分辨率 分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数,指的是当摄像机摄取等间隔排列
10、的黑白相间条纹时,在监视器(应比摄像机的分辨率高)上能够看到的最多线数,当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不再能分辨出黑白相间的线条。分辨率的测试通常是用摄像机去拍摄分辨率测试卡,并通过波形监视器来读取数据的,一般将水平方向的解析度表示为摄像机的清晰度,单位为电视线(TVLine)。视频分辨率简介视频分辨率简介 CIF是常用的标准化图像格式(Common Intermediate Format)。在H.323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率。CIF = 352288像素 QCIF全称Quarter common intermediate format。QCIF也是常用
11、的标准化图像格式。在H.323中,规定QCIF = 176144像素。 目前监控行业中主要使用Qcif(176144)、CIF(352288)、HALF D1(704288)、D1(704576)等几种分辨率。 D1是数字电视系统显示格式的标准,是5种规格中的第一级。D1:480i格式(525i):720480(水平480线,隔行扫描),和NTSC模拟电视清晰度相同,行频为15.25kHz,相当于我们所说的4CIF(720576) 最低照度最低照度 照度照度(Luminosity)指物体被照亮的程度,采用单位面积所接受的光通量来表示,表示单位为勒克斯(Lux,lx) ,即1m/m2。1勒克斯等
12、于1流明(lumen,lm)的光通量均匀分布于1m2 面积上的光照度。 最低照度最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。一般彩色摄像机的最低照度为23LUX, 照度的测定是以在一定的镜头光圈系数为前提,因此,不能只看摄像机说明书中标明的最低照度,应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小。最低照度越小,摄像机档次越高。相对于彩色摄像机而言,黑白摄像机由于没有色度处理而只对光线的强弱(亮度)信号敏感,所以黑白摄像机的照度比彩色摄像机照度要低,一般可做到0.1LUX在F1.4时,至于微光摄像机则更低。 通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏
13、度,黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯),彩色摄像机多在1Lux以上。参考环境照度: 室外晴天 30000300000阴天 3000日出日落 300月圆 0.30.03星光 0.00020.00002阴暗夜晚 0.0030.0007 室内电视台演播室 1000距60W台灯60cm桌面 300室内日光灯 100 黄昏室内 1020cm处烛光 10-15夜间路灯0.1 信噪比信噪比 信噪比也是摄像机的一个主要参数。当摄像机摄取较亮场景时,监视器显示的画面通常比较明快,观察者不易看出画面中的干扰噪点;而当摄像机摄取较暗的场景时,监视器显示的画面就比较昏暗,观察者此时很容易看到画面
14、中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱(也即干扰噪点对画面的影响程度)与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系,即摄像机的信噪比越高,干扰噪点对画面的影响就越小。 所谓“信噪比”指的是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号 S/N 来表示。由于在一般情况下,信号电压远高于噪声电压,比值非常大,因此,实际计算摄像机信噪比的大小通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以 10 为底的对数再乘以系数 20,单位用 dB 表示。 一般摄像机给出的信噪比值均是在 AGC (自动增益控制)关闭时的值,因为当 AGC 接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。 CCD 摄像机信噪比的典型值一般为 45d
15、B55dB 。测量信噪比参数时,应使用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。 常用术语常用术语 AGC (Automatic Gain Control) 自动增益控制自动增益控制 所有摄象机都有一个将来自 CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大量即增益,等效于有较高的灵敏度,可使其在微光下灵敏,然而在亮光照的环境中放大器将过载,使视频信号畸变。为此,需利用摄象机的自动增益控制(AGC)电路去探测视频信号的电平,适时地开关AGC,从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作,此即动态范围,即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度,从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。具有AGC功能的
16、摄像机,在低照度时的灵敏度会有所提高,但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。AWB (Automatic White Balance) 自动白平衡自动白平衡 其用途是实现摄像机图像能精确反映景物状况,有分为连续白平衡和自动控制白平衡。连续白平衡也称为自动跟踪白平衡(Automatic Tracking White balance,ATW),是随着景物色彩温度的改变而连续地调整,范围为28006000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的,使色彩表现自然,但对于景物中很少甚至没有白色时,如场景大部分是蓝天白云或夕阳等高色温物体及场景比较昏暗的场合
17、下,连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。自动控制白平衡(Automatic White balance Control,AWC),需要先将摄象机对准诸如白墙、白纸等白色参考目标,然后将通过菜单或开关设置从手动改变为自动方式,保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止,在白平衡被执行后,将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置,此时白平衡设置将保持在摄象机的存储器中,直至再次执行被改变为止,其范围为230010000K,在此期间,即使摄象机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠,适用于大部分应用场合。 BLC (BackLight Compesation) 背光补偿背光补偿
18、 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。 通常,摄象机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的,但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标,则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的,背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。 宽动态宽动态 普通普通 背光补偿背光补偿WDR (Wide Dynamic Range) 宽动态宽动态 宽动态技术是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术 。宽动态范围是图像能分辨最亮的亮度信号值与能分辨的最暗的亮光信号值的比值。 ES (Electronic Shutter)
19、 电子快门电子快门 电子快门的英文全称为Electronic Shutter,是对比照相机的机械快门功能提出一个术语,它相当于控制CCD图像传感器的感光时间。由于CCD感光的实质是信号电荷的积累,则感光时间越长,信号电荷的积累时间就越长,输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间(即调整时钟脉冲的宽度),即可实现控制CCD感光时间的功能。 DNR (Digital Noise Reduction) 数字降噪技术数字降噪技术 数字降噪技术,用数字处理降低混杂在视频信号中的杂质。它从视频信号中将亮度信号(Y)和颜色信号(C)分离(Y/C分离),分别对它们施与数字处理,将亮度信号中的
20、杂质(飘飞粗涩)及颜色信号中的杂质(多余的颜色信息)去除。 ALC/ELC(自动亮度控制(自动亮度控制/ /电子亮度控制)电子亮度控制) 当选择ELC时,电子快门根据射入的光线亮度而连续自动改变CCD图像传感器的曝光时间(一般从1/50到1/10000秒连续调节)。选择这种方式时,可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。需要注意的是:在室外或明亮的环境下,由于ELC控制范围有限,还是应该选择ALC式镜头;在某些独特的照明条件下,可能出现下列情况: 在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象。 图像显著地闪烁和色彩重现性不稳定。 白平衡有周期性变化,如果发生这些现象,应使用ALC
21、镜头。 以固定光圈镜头采用ELC方式时,图像的景深可能小于使用ALC式镜头所获得的景深。因此,摄像头在完全打开固定光圈镜头而采用ELC方式时。景深会比使用ALC式镜头时小,而且图像上远处的物体可能不在焦点上。 当镜头是自动光圈镜头时,需要将开关拨到ALC方式。 (二)镜头(二)镜头摄像机的最前端都有镜头,镜头的优劣对摄像机的成像质量有着非常大的影响,镜头的结构主要指的是构成镜头的镜片数目情况。一个镜头往往是由多块镜片构成,根据需要这些镜片又会组成小组,从而把要拍摄的对象尽可能清晰、准确的还原。 焦距焦距焦距是镜头和感光元件之间的距离,通过改变镜头的焦距,可以改变镜头的放大倍数,改变拍摄图像的大
22、小。当物体与镜头的距离很远的时候,我们可用下面公式表达:镜头的放大倍数焦距/物距。增加镜头的焦距,放大倍数增大了,可以将远景拉近,画面的范围小了,远景的细节看得更清楚了;如果减少镜头的焦距,放大倍数减少了,画面的范围扩大了,能看到更大的场景。 视场角视场角在工程实际中,我们常用水平视场角来反映画面的拍摄范围。焦距f越大,视场角越小,在感光元件上形成的画面范围越小;反之,焦距f越小,视场角越大,在感光元件上形成的画面范围越大。镜头参数镜头参数光圈光圈光圈安装在镜头的后部,光圈开得越大,通过镜头的光量就越大,图像的清晰度越高;光圈开得越小,通过镜头的光量就越小,图像的清晰度越低。表达光圈大小我们是
23、用F值,其中,F=镜头的焦距/镜头的有效口径的直径。在摄像机的技术指标中,我们可以常常看到6mm/F1.4这样的参数,它表示镜头的焦距为6mm,光通量为1.4,这时我们可以很容易地计算出通光孔径为4.29mm。在焦距f相同的情况下,F值越小,光圈越大,到达CCD芯片的光通量就越大,镜头越好。镜头分类镜头分类摄像机镜头就光圈而言可分为固定光圈镜头、手动光圈镜头及自动光圈镜头等,就焦距而言又可分为定焦镜头、手动变焦镜头及电动变焦镜头等。 镜头补充知识镜头补充知识 镜头的安装方式有C型安装和CS型安装两种。在电视监控系统中常用的镜头是C型安装镜头(in32牙螺纹座),这是一种国际公认的标准。这种镜头
24、安装部位的口径是25. 4mm(in),从镜头安装基准面到焦点的距离是17. 526 mm。大多数摄像机的镜头接口则做成CS型,因此将C型镜头安装到CS接口的摄像机时需增配一个5 mm厚的接圈,而将CS镜头安装到CS接口的摄像机时就不需接圈。在实际应用中,如果误对CS型镜头加装接圈后安装到CS接口摄像机上,会因为镜头的成像面不能落到摄像机的CCD靶面上而不能得到清晰的图像,而如果对C型镜头不加接圈就直接接到CS接口摄像机上,则可能使镜头的后镜面碰到CCD的靶面的保护玻璃,造成CCD摄像机的损坏,这一点在实用中需特别注意。 进口镜头和国产镜头比较 日本镜头制造商在之所以能在镜头制造领域后来居上,
25、主要是他们在镜头制造技术上有了重大突破,掌握了两大业界领先的核心技术其一,非球面镜片制造技术,形成了非球面镜片从设计到加工制作的领先优势;其二,自行设计加工超高精度的模具,并能以完善的注塑压塑压力控制和成熟的冷凝温度控制工艺,加工完成各种高精度工程塑料成型配件和产品。目前世界上能同时掌握该两大核心技术的公司屈指可数,技术带来的直接效果就是产品性能和质量优势。 (三)云台(三)云台 云台云台可以简单理解成一个可以全方位(水平360垂直90)自由旋转的底座。云台的使用扩大了摄像机的视野。 云台一般分为普通型和球型云台。普通云台为裸露型云台,安装摄像机时需加装摄像机防护罩;球型云台为内置型云台,外部
26、有全球或半球护罩,因此球型云台较普通云台具有外形美观、隐蔽、安装简便的特点。云台的内部结构云台的内部结构 全方位云台内部有两个电机,分别负责云台的上下和左右各方向的转动。当接到上、下动作电压时,垂直电机转动,经减速箱带动垂直传动轮盘转动;当接到左、右动作电压时,水平电机转动并经减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动。 需要说明的是云台都有水平、垂直的限位栓,云台分别由两个微动开关实现限位功能。当转动角度达到预先设定的限位栓时,微动开关动作切断电源,云台停止转动。室外云台与室内云台大体一致,只是由于室外防护罩重量较大,使云台的载重能力必须加大。同时,室外环境的冷热变化大, 易遭到雨水或潮湿的侵蚀。因
27、此室外云台一般都设计成密封防雨型。另外室外云台还具有高转矩和保护电路以防止云台冻结时强行起动而烧毁电机。在低温的恶劣条件下还可以在云台内部加装温控型加热器。 云台解码器云台解码器 云台解码器是把控制摄像机镜头和云台等功能的数码信号转换成可控制电信号的设备,使用很广泛。通常情况下,它有这样几个别名:云台解码器、云镜解码器(云台镜头解码器)。云台解码器指的是云台及镜头控制器。一般情况是镜头(摄像机)安装在云台上,云台可以上、下、左、右转动,镜头可以拉近、拉远(变焦)、聚焦、改变光圈大小等操作。控制这些动作的设备称为云镜控制器,也叫解码器。再配上控制键盘等控制设备,可以控制更多的云台设备,配合监示器
28、组成一个简单的监控系统。随着发展。解码器可以放入云台内部(内置解码器),与控制设备的接口一般为RS-485,常用的通讯协议有:PELCO-D、PELCO-P、AD/AB、YAAN等。 防护罩是监控系统中重要的组件。它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。 防护罩一般分为两类。 一类是室内用防护罩,这种防护罩结构简单,价格便宜。其主要功能是防止监控摄像机落灰并有一定的安全防护作用,如防盗、防破坏等。 另一类是室外用防护罩,这种防护罩一般为全天候防护罩,即无论刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情况,都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作。因而这种防护罩具有降温、加温、防雨、防雪
29、等功能。同时,为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像,一般在全天候防护罩的玻璃窗前安装有可控制的雨刷。目前较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩。这种防护罩内装有半导体元体,既可自动加温,也可自动降温,并且功耗较小。 另外,还有半球形、球形防护罩,这种防护罩内置万向可调支架,造型美观。 (四)护罩(四)护罩 补充知识补充知识 IPIP等级等级 IP是Ingress Protection的缩写,IP等级是针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级,来源是国际电工委员会的标准IEC 60529,这个标准在2004年也被采用为美国国家标准。在这个标准中,针对电气设备外壳对异物的防护,IP等级
30、的格式为IPXX,其中XX为两个阿拉伯数字,第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级,第二标记数字表示防水保护等级,具体的防护等级可以参考下面的表格。IP是国际用来认定防护等级的代号 Ip等级由两个数字所组成,第一个数字表示防尘(表一);第二个数字由表示防水(表二),数字越大表示其防护等组长越佳。表一表一表二表二传输系统传输系统 由前端摄像机摄取的视频电视信号、监听探测器拾取的声音信号、报警探测器发出的报警信号以及主控设备向前端设备传送的控制信号以及供电电源等,都要通过一定的传输媒体进行传送。传输系统可以是有线传输方式、无线传输方式、微波传输方式、光纤传输方式、双绞线平衡传输方式和电话线传输等
31、多种传输系统方式。在一些较复杂的闭路电视监控系统中,可以同时使用多种传输系统。同轴电缆传输同轴电缆传输模拟监控系统一般多是中短距离的中小型系统,几乎都采用同轴电缆传输视频图像信号。视频基带是指视频信号本身的频带宽度(0至6MHz)。将视频信号采用调幅或调频的方式调制到高频载波上,然后通过电缆传输,在终端接收后再解调出视频信号,这种方式称为调制传输方式,它可以较好地抑制基带传输方式中常有的各种干扰,并可实现一根电缆传送多路视频信号。但是在实际的监控系统中,由于摄像机布置地点比较分散,并不能发挥频分复用的优势,而且增加调制、解调设备还会增加系统成本,因此在传输距离不远的情况下,仍然以基带传输为主。
32、而高频传输方式大多出现在有线电视系统中。 视频同轴电缆视频同轴电缆英文简称SYV,常有的有75-7,75-5,75-3,75-1等型号,阻抗都是75欧姆,以适应不同的传输距离,是以非对称基带方式传输视频信号的主要介质。同轴传输特性基本特点:同轴传输特性基本特点: 1. 电缆越细,衰减越大:如75-7电缆1000米的衰减,与75-5电缆600多米衰减大致相当,或者说1000米的75-7电缆传输效果与75-5电缆600多米电缆传输效果大致相当; 2. 电缆越长,衰减越大:如75-5电缆750米,6M频率衰减的“分贝数”,为1000米衰减“分贝数”的75%,即15db;2000米(1000+1000
33、)衰减为20+20=40db,其他各频率点的计算方法一样。3. 频率失真特性:低频衰减少,高频衰减大。高/低边频衰减量之差,叫做“边频差值”,电缆越长,“边频差值”越大,这是影响图像质量最关键的特性,也是工程中最容易被忽视的问题; BNCBNC接头接头 BNC接头是模拟监控工程中用于摄像设备输出时同轴电缆和摄像机的连接头。 制作过程制作过程1 1、剥线、剥线2 2、上锡、上锡3 3、焊接、焊接双绞线传输双绞线传输 双绞线可以分为屏蔽双绞线(STP)与非屏蔽双绞线(UTP)两大类。 其中屏蔽双绞线分别有3类和5类二种,非屏蔽双绞线又分别有3类、4类、5类、超5类甚至6类等多种。3类双绞线的速率为
34、10Mb/s,5类双绞线的速率可达100Mb/s,超5类更可达155Mb/s以上,只能有五类或超五类才能上100Base-TX。屏蔽双绞线因为电缆的外层有一层铝泊包裹用以减小辐射,制作比较麻烦,再加上价线较非屏蔽双绞线贵,所以我们在10Base-T或100Base-TX网络中常用的是非屏蔽5类和超5类双绞线。 双绞线的最长传输距离一般为100m,最高传输速率为100 Mb/s。 双绞线传输图像的优点双绞线传输图像的优点1、布线方便,线缆利用率高2、抗干扰能力强 3、可扩展性高、使用方便 4、总体造价降低 5、实时传输,即时监控 双绞线双绞线 双绞线(Twisted Pair)是由两条相互绝缘的
35、导线按照一定的规格互相缠绕(一般以顺时针缠绕)在一起而制成的一种通用配线,属于信息通信网络传输介质。双绞线过去主要是用来传输模拟信号的,但现在同样适用于数字信号的传输。 屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属层蔽层。屏蔽层可减少辐射,防止信息被窃听,也可阻止外部电磁干扰的进入,使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。 接线标准接线标准标准568B:橙白-1,橙-2,绿白-3,蓝-4,蓝白-5,绿-6,棕白-7,棕-8标准568A:绿白-1,绿-2,橙白-3,蓝-4,蓝白-5,橙-6,棕白-7,棕-8 除两台PC机之间用交叉线连接之外,一般情况我们使用的直连线连接。 制作过程
36、制作过程制作过程制作过程制作过程制作过程光纤传输光纤传输 光纤传输,即以光线为介质进行传输。光纤,不仅可用来传输模拟信号和数字信号,而且可以满足视频传输的需求。其数据传输率能达几千Mbps。如果在不使用中继器的情况下,传输范围能达到6-8km。 光纤传输具有频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保真度高、工作性能可靠、成本低的优点。光纤传输设备传输方式可简单的分成:多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。 多模光纤中心玻璃芯较粗(50或62.5m),可传多种模式的光。但其模间色散较大,传输的距离就比较近,一般只有几公里。 单模光纤中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10m),只能传一种模式的光。因此,其
37、模间色散很小,适用于远程通讯。 主控系统主控系统 主控系统包括对前端系统的控制设备,以及安全防范现场前端设备传送回来的视频信号、声音信号和报警信号进行处理、显示和传送的设备。 通常使用的主控系统设备有:多媒体计算机(工控主机)、视音频切换器、视频分配放大器、画面分割器或多画面处理器、视频矩阵、控制键盘、硬盘录像机、显示器(或电视机)、联动控制器、报警设备、直流稳压电源、UPS不间断电源、控制台和电视柜(电视墙)等。控制部分控制部分 作用是在中心机房通过有关设备对系统的摄像和传输分配部分的设备进行远距离控制,控制部分的主要设备有:集中控制器、主控键盘、云台控制器等;图像处理与显示部分图像处理与显
38、示部分 图像处理是指对系统传输的图像信号进行切换、记录、回放、加工和复制等功能;显示部分则是使用监视器进行图像重现,或者将图像信号显示到后端电视墙上。图像处理和显示部分的主要设备有:视频切换器、监视器和硬盘录像机等硬盘录像机硬盘录像机(DVR)Digital Video Recorder DVR即Digital Video Recorder数字硬盘录像机,我们习惯上称为硬盘录像机。 它是一套进行图像存储处理的计算机系统,具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能,DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身,用一台设备就能取代模拟监控系统一大
39、堆设备的功能,而且在价格上也逐渐占有优势。 DVR采用的是数字记录技术,在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备,DVR代表了电视监控系统的发展方向,是目前市面上电视监控系统的首选产品。DVRDVR分类分类 基于PC组合的计算机多媒体工作方式,利用视频压缩板卡视频压缩板卡(DVRDVR卡)卡)安装在电脑上而构成,早期由于利用电脑强大多媒体技术比较流行。不足之处是其系统基于WINDOWS运行,以及对兼容性的要求不较高,不能长时间连续工作,为保证稳定性必须隔时重启。 嵌入式硬盘录像机能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系
40、统设计趋于小型化,优点是操作简便,能长时间连续工作,稳定性高。视频压缩卡视频压缩卡 视频压缩卡就是把摄像机输出的模拟信号经过板卡上的芯片进行模数转换色彩调整视频编码等一系列处理,然后把视频信号存储到硬盘里或是直接刻录成光盘,因它经压缩所以它的容量较小,格式灵活(MPEG-1MPEG-2MPEG-4WMVRM.),常见的压缩卡的有硬压缩卡和软压缩卡。 软压缩录像卡软压缩录像卡 软压缩卡,也称软压卡,该电路板卡主要是由一个或多个视频采集芯片及周边元件、电路组成,电路结构比硬压缩简单。这种卡只负责采集视频,而视频压缩、解压缩及其他视频处理则是由监控主机CPU运算实现。 软压缩视频采集卡基本原理:摄像
41、机模拟视频信号输入到DVR卡,由视频采集芯片将模拟信号转换成数字信号,然后直接或者通过PCI桥芯片进入PCI,再传输到内存,显卡中,由CPU执行DVR软件里的压缩算法,将庞大的视频信号压缩后存储到硬盘中。 软压缩产品,因开发难度大,市面上出现的品种不多,因软压缩产品开发难度特别大,能开发此类产品的基本上都属于研发实力很强大的公司,软件设计科技含量高,如使用恰当,软件性能与稳定性都比较好 。硬压缩录像卡硬压缩录像卡 硬压缩卡,也称视频采集压缩卡,该电路板卡与软压缩卡不同的是,多了视频压缩与解压缩部分电路结构,视频压缩没有交给电脑CPU去处理,而是交给板卡自带的DSP芯片去处理的。 硬压缩视频采集
42、卡基本原理:摄像机模拟视频信号输入到DVR卡,由视频采集芯片将模拟信号转换成数字信号,然后传至板卡自带的临时存储器中,再由卡上自带视频压缩芯片执行压缩算法,将庞大的视频信号压缩变小,最后这些压缩后的直接或通过PCI桥芯片进入PCI,存储到硬盘。 软件压缩是纯粹依靠CPU来工作的,压缩效果完全取决于监控主机CPU的运算速度与相关压缩软件的编码质量,并且压缩的时间较长。而硬件压缩是视频采集卡板卡自身具有的视频压缩芯片与CPU同时进行工作,对CPU的依赖就小,压缩效果主要取决于压缩卡自带压缩芯片的优劣。 代表企业:杭州海康威视数字技术股份有限公司几种常用的视频压缩格式几种常用的视频压缩格式1 1、J
43、PEG JPEG 、M-JPEGM-JPEGJPEG、M-JPEG采用的是帧内压缩方式,图像清晰、稳定,适于视频编辑。2 2、MPEG-4MPEG-4 如果说,MPEG-1“文件小,但质量差”;而MPEG-2则“质量好,但更占空间”的话,那么MPEG4则很好的结合了前两者的优点。它于1998年10月定案,在1999年1月成为一个国际性标准,随后为扩展用途又进行了第二版的开发,于1999年底结束。MPEG4是超低码率运动图像和语言的压缩标准,它不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码,更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG-4标准主要应用于视像电话(Video Phone),视像电子邮件(V
44、ideo Email)和电子新闻(Electronic News)等,其传输速率要求较低,在4800-64Kbits/sec之间,分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的带宽,通过帧重建技术,压缩和传输数据,以求以最少的数据获得最佳的图象质量。 补充知识补充知识 3 3、H.264H.264 压缩H.264集中了以往标准的优点,在许多领域都得到突破性进展,使得它获得比以往标准好得多整体性能 和H.263+和MPEG-4 SP相比最多可节省50的码率,使存储容量大大降低; H.264在不同分辨率、不同码率下都能提供较高的视频质量;采用“网络友善”的结构和语法,使其更有利于网络传输。 H.264采用简洁设计,使它比MPEG4更容易推广,更容易在视频会议、视频电话中实现,更容易实现互连互通,可以简便地和G.729等低比特率语音压缩组成一个完整的系统。视频分配器视频分配器 视频分配器是一种把一个视频信号源平均分配成多路视频信号的设备,可以实现一路视频输入,多路视频输出的功能,使之可在无扭曲或无清晰度损失情况下观察视频输出。通常视频分配器除提供多路独立视频输出外,兼具视频信号放大功能,故也成为视频分配放大。常见的视频分配器还有4入8出,8入16出,16入32出等多种型号。有的型号还带有字符叠加和视频隔离的功能。 视频矩阵视频矩阵 视频矩阵是指通过阵列切换的方法将m路
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