监控基础基础知识三星

1、网络监控基础知识天津三星泰科光电子2012-611.视频图像的基础知识视频图像分辨率压缩编码码率帧率处理2模拟、数字图像模拟图像连续的.难以处理无像素概念数字图像分离的易于处理1个像素表现1种颜色3数字图像分辨率4CIF(704x480)HalfD1(352x480)2CIF(704x240)CIF(352x240)D1(720 x480)*NTSC4CIF(704x576)HalfD1(352x576)2CIF(704x288)CIF(352x288)D1(720 x576)*PAL用于广播系统的数字图像分辨率数字图像的像素点分辨率越高，图像越细腻.全高清(1920 x1080)SemiHD

2、(1366x768)4图像分辨率QXGA(2048x1536)UXGA(1600 x1200)SXGA(1280 x1024)XGA(1024x768)SVGA(800 x600)VGA及百万像素的图像显示(监视器)VGA(640 x480)QVGA(320 x240)清晰度像素分辨率画面比例QCIF2.5万17614411 ：9CIF10万 35228811 ：92CIF20万70428822 ：9DCIF20万52838411 ：8HALF D120万7202885 ：2VGA30万6404804 ：34CIF40万70457611 ：9D141万7205765 ：4SVGA50万8006

3、004 ：3XVGA80万10247684 ：3WXGA(HD)100万128072016 ：9SXVGA120万12809604 ：3SXGA130万128010245 ：4UXGA200万160012004 ：3FULL HD200万1920108016 ：9QXGA300万204815364 ：3QSXGA500万25601920 4 ：35CIF(352x288)SXGA(1280 x1024)SXGA(1280 x1024)CIF(352x288)CIF(352x288)SXGA(1280 x1024)3mm50mm6三星IPC支持的分辨率 7压缩为什么需要压缩?标准D1全彩720

4、x480 x24bit=4147200bits=506.25kbytes4Giga存储无压缩4Giga/506.25K=700幅图片可存储4分30秒1/30压缩可存储135分存储方面无压缩1/30压缩传输方面124Mbps4Mbps8压缩什么是压缩?减少冗余full图像partofthe图像相似的颜色空间冗余表现一个像素不同于前一个像素小差异时间冗余表现一帧不同于前一帧9图像压缩原始图像(24bits/像素)重建图像(0.75bits/压缩)重建图像(0.25bits/像素更大失真!1/321/96如何选择压缩级别?10视频压缩静态(图像)压缩动态(视频)压缩11压缩类型图像压缩T1图像压缩T

5、2图像压缩T3图像压缩T4图像压缩T5帧内压缩帧间压缩M-JPEGMPEG-4H.26412几种方式数据大小对比H.264与其它标准比较13H.264运动估算HPel/QPel:搜索区域，找到匹配模块QPel(1/4)Hpel(1/2)14帧间压缩（I,P,B帧）I-帧(帧内编码帧)通常称为关键帧对一帧中的内容进行独立审查,无论是帧前 或是帧后.P-帧(预测帧)通常被称为增量帧P-帧紧随一个内容或颜色都不同于前一个I-帧的I-帧因为一个P-帧仅仅包含改变的数据,所以它不能显示自身内容其需要I帧填充切换的原始内容B-帧(双向预测帧)也被称为增量帧附加内容冗余可以在压缩的过程中,参考原有帧内容和颜

6、色变化时去除掉.B-帧不能被访问且显示自身内容.需要一个I-帧和周围的P-帧去填补原有内容.15帧间压缩（GOP)GOP始于I-帧,通常紧随大量的P以及B-帧.在下个I-帧前从I-帧到P-帧的间距每一个GOP都是独立的,所有的预测帧都包含在每个GOP里.GOP大小GOP大优点：码流小GOP大缺点：移动时画质差，马赛克多16H.264类型H.264什么是H.264 基于MPEG-4 更高的压缩率 码流比M-JPEG少80%，比MPEG少3050%171.简单的说，High Profile比Main，支持更多的特性，可以使压缩比更高，在同样的质量下，视频文件体积更小Baseline,Main,Hi

7、gh profile 的区别：High profileMain profileBase line向下兼容2.兼容性CMS为Baseline不兼容highproCMS为highprofile兼容main/base IPC18三星H.264编码熵编码CAVLC (基于语境的自适应VLC) 常规模式 短比率非常规模式 长比率 类似于摩斯电码.e用表示z用表示CABAC (基于语境的自适应双计算编码)浮点运算值用于表示数据使用的可能性.需要更多的CPU资源.因其具有高复杂性和图像质量二位元算法概率估算关联建模CABAC技术H.264Codec DSPCABAC 压缩效率更高，但CPU占用多19比率控制

8、CBR(恒定比特流)(固定的)在视频和音频编码中比特流不波动；简单和慢速运动场景接收的数据比率与复杂和快速运动场景的相同；VBR(可变比特流)(自适应)简单和低动作场景接收到更少数据比率，而复杂和高动作场景接收到更多数据比特率以显示那些无拖尾的场景.VBR编码媒体将产生更好的音质媒体，但需要更多的时间进行编码.一般来说更倾向于消费者视频应用，如DVD或MPEG-4。虽然固定但也有上下10%浮动20帧率帧率表示为每秒内包含多少幅图像.当超过24fps后，肉眼无法判断更高的帧率.在美国，TV系统NTSC帧率一般为30fps，在欧洲PAL系统中帧率一般为25fps.fps:帧每秒ips:图像每秒(与

9、fps相同意思)0.0s1.0s30fps6fps* P帧、B帧也单独算一帧21允许比特流适应网络以及终端限制调整传送3种可调方式:时间(帧率)质量(信噪比)分辨率Wide带宽高质量全帧率(30fps)高分辨率(D1)低质量帧率分辨率适应带宽（降低宽带）22视频渲染逐行扫描与隔行扫描逐行扫描隔行扫描奇数场偶数场23去交织功能去交织功能关闭图像交织现象去交织功能打开去除交织现象242.开放性系统互连(OSI) 型号及协议OSI型号,协议25协议?为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。用于不同系统中实体间的通信。两个实体要想通信，必须有“同一种语言”，而且，对于通信内容，怎样通信和何时通

10、信，都必须遵守一定的规定，这些规定就是协议。包括OSI,开放式等应用表示会话转换网络数据链接属性应用表示会话转换网络数据链接属性1001000001026OSI7个层级应用层网络处理到应用数据表示层数据显示，编码和解码，转换机器独立数据到机器非独立数据会话层建立、管理和终止会话传输层端到端连接和可靠性, 流量控制数据段网络层基于网络层地址（IP地址）进行不同网络系统间的路径选择分割和重新组合数据包数据链路层MAC、LLC(物理编址）帧物理层建立、媒体，信号和双传输比特27OSI7层 及 TCP/IP协议组*OSI 7个层级应用层演示层会话层传输层网络层数据链接层物理层TCP/IP协议组应用层传

11、输层网络层网络接口层28网络协议应用层与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。HTTP,Telnet,SSH,传输层直接处理主机到主机的通信任务，使用TCP和UDP等协议提供总架构在主机间的数据传输。TCP,UDP网络层提供一台电脑多链接间的通信方式，并促进网络连接。其包括最基本的互联网协议，意指基本的编址命名空间，IPv4和IPv6用来辨别和定位网络上的主机。IP(IPv4,IPv6),ICMP,ARP,RARP网络接口层提供基本功能，可与计算机的网络硬件以及连接间信息的相关管理进行相互配合。Ethernet, Token Ring, FDDI, PPP , HDLC

12、, Frame-Relay29数据包装应用数据应用数据TCP/UDPHeader应用数据IPHeader应用数据IPHeaderMACHeaderMACFooterTCP/UDPHeaderTCP/UDPHeader30TCP（传输控制协议）TCP提供互联网上两个应用层进程间的逻辑全双工连接。TCP提供这些带有面向连接的、可靠的、有序的、比特码流服务的应用进程。* 特性转移规范数据目的主机根据序列号重组。丢失包重传输错误免费数据转移限制发送器转移数据比率以确保可靠传送。接收器持续暗示发送者数据是怎么接收的。流量控制阻塞控制TransmitterReceiverACKs31UDP(*用户数据包协

13、议)UDP是一个简单传输型号，无需隐晦交换来提供可靠性、有序性或是数据完整性。* 特性不可靠无概念，重传送或超时。无序传输压力轻无有序信息，无跟踪连接等等 。数据包数据包单独发送，只有在数据包接收后才检查其完整性。无阻塞控制32RTP(*可靠传输协议)RTP为那些需求实时传输的应用提供端到端传输功能，如单播或组播网络服务下的音频或视频。33RTSP(*实时流传输协议)-1RTSP是一个网络控制协议，针对控制码流媒体服务器而设计的。协议用于建立和控制终端间的媒体会话。RTSP使用RTP传输视频/音频数据 。*RTSP码流客户端:MPplayer,RealPlayer,VLC播放器,Winamp,

14、Windows 播放器*RTSP URL(三星网络摄像机)类型1rtsp:/媒体.smp类型2rtsp:/简介/媒体.smp*RTSP端口 RTSP协议的默认端口是 554，可根据需求变换34RTSP(*实时流传输协议)-2*三星网络摄像机Web浏览器设置网络端口RTSP端口,使用超时使用超时如激活了使用超时，设备会定时验证接收的RTSP指令。如设备在1分钟内没有收到任何指令， RTP/RTSP 会话自动断开。35NTP(*网络时间协议)NTP 是通过网络与电脑时钟同步的一种协议，可提供UTC（世界调整时间）。不传送时区或DST(夏令时)的信息。设置系统日期&时间系统时间设置与NTP服务器同步

15、36HTTP(*超文本传输协议)超文本传输协议(HTTP，Hyper Text Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。*Web浏览器设置网络端口RTSP端口,使用超时HTTP端口默认端口是80,可更改当使用80时,在URL中端口号可以省略.当使用其他端口号,需添加到URL.使用80使用8080(更改):808037DHCP(*动态主机设置协议)DHCP 是一个可让网络管理员进行中央管理，并在一个组织网络里自动化IP地址分配的通信协议。 DHCP针对网络设备分配的有效IP地址采用“租赁”或时间量的概念，尤其对那些经常变更的用

16、户来说非常有用。38PPPoE(*以太网上端对端协议)PPPoE 是一个在以太网帧里面压缩PPP（端对端协议）帧的网络协议。其主要与DSL服务一起使用，单个用户可通过以太网连接到DSL调制调解器上。PPPoE(名称/密码)需要输入特定名称和密码来连接PPPoE 调制调解器。39FTP(*文件传输协议)-1FTP是一个标准的网络协议，通过基于TCP的网络科从一台主机传送文件到另外一台主机上。一旦发生事件，三星网络摄像机支持传送图像到FTP服务器上。* 三星网络摄像机网络浏览器：设置事件FTP配置被动模式如果由于防火墙或FTP服务器设置的问题需要连接被动模式，使用被动模式。40FTP(*文件传输协

17、议)-2* FTP模式主动模式- 客户端发送IP地址和端口号到服务器上，服务器初始化TCP连接。- 客户端装了防火墙便不能接受接入的TCP连接。- 防火墙设置 + 服务器: 开放 TCP 21端口给客户端 + 客户端: 允许任何服务器需求的端口（安全性问题）被动模式- 客户端发送PASV指令到服务器上，然后会接收到一个IP地址和端口号。客户端使用它们来打开数据以连接到服务器上。- 防火墙设置 + 服务器 : 开放TCP 21端口和TCP n端口给客户端 + 客户端 : 无特殊设置41SMTP(*简单邮件传输协议)SMTP是一个针对网络传输电子邮件的互联网标准。SMTP用于邮件发出传输并使用TC

18、P端口25。* 三星网络摄像机网络浏览器安装 事件 FTP/电子邮件 电子邮件配置如：163 SMTP服务器：S126SMTP服务器：S网易SMTP服务器：S42DNS(*域名系统)DNS是把域名/主机名译为IP地址的TCP/IP网络服务。域名比数字IP地址更有意义。因此用户记下URL并向DNS服务器申请IP地址连接到网络服务器上。DNS客户端DNS服务器请求S的IP地址3反馈连接到3Web服务器www.三星12343DDNS (*动态域名系统)DDNS把域名/主机名译为动态IP地址的TCP/IP网络服务。 网络服务器使用的动态IP地址常被改为IP地址。每次修改了IP地址都会上传到DDNS服务

19、器上。DDNS用户DDNS 服务器请求S的IP地址动态IP地址反馈连接到更改的IP地址网络服务器123网络服务器的IP地址变更都会在DDNS服务器上更新IP地址。44ONVIF(*开放式网络视频接口论坛)ONVIF 是一个全球性的开放性行业论坛，其以促进发展为目的，使用全球开放标准来连接基于物理IP技术的安防产品。换句话说，就IP产品在视频监控和其它物理安防领域里如何相互通信而建立的标准。*ONVIF会员多达300 家公司453.网络设备Cable,Switch,PoE46LAN线缆 Cat5, Cat5e, Cat6Cat (类别)类别反映的是线缆承载的带宽。总的来说，线缆的类别越高其厚度就

20、越大，因为其使用的是更厚的线材来提高传输质量。一对对的扭拧比例抑制噪音要视乎每一对的扭拧设计类别最快速度光谱带宽描述CAT5100Mbps100MHz半双工: 只利用2对在4对铜线间通信CAT5e1Gbps100MHze 代表“增强”全双工: 使用所有4对来通信CAT6Gigabit250MHz发展到支持10G 以太网CAT5e是使用的最小标准线缆。CAT5e线缆是大多数新安装的选择，包括补丁和渡线的使用。由于质量好的CAT5e会像CAT6那样的工作速度，大多安装人员和终端用户会选择CAT5e，而不会多花钱去用CAT6。47集线器，交换机，路由器名称描述OSI层级中继器一台增大输入信号的简单网

21、络设备，能让信号走更远的距离。1层集线器连接多台以太网设备在一起不管理任何过集线器的流通量广播包到所有连接设备：包碰撞结果只有一台设备能够在同一时间发送和接收包：半双工1层交换机有每台连接设备的MAC地址表（MAC地址及其端口）把帧转送到有专门MAC地址的终点全双工可防止连接设备间的碰撞2层路由器基于IP地址，路由器可从一个网络把信息路由到另外一个网络路由器是第3层网关，意味着路由器像网关那样连接着不同网络最常用于把LAN接到互联网上3层48一种通过以太网传输线路, 以及PoE交换机叠加数据传送的电力技术在某些额外供电不方便或不可行的场合, 以太网供电将对摄像机和其它应用场合十分有利也被称作局

22、域网供电 (PoL) 或馈线电源IEEE 802.3af 行业标准PoE 可通过非屏蔽双绞线传送直流48v, 小于13瓦的电源。HPOE（高功率以太网供电）：供电电压增至53VDC 、每根线的可用电流达到750mA 。（快球，一体机采用）PoE:以太网供电49Class等级消费电力(default)Class00.44 - 12.94WClass10.44 - 3.84WClass2 3.84 - 6.49WClass3 6.49 - 12.95W Class4 12.95 - 25.50W节约成本 只需部署一根标准的以太网线缆, 而无需额外的电源线缆简单 无需配备更多的交流变压适配器可靠 只

23、需提供接入到PoE交换机的后备电源保护安全 避免设备受到电源浪涌影响POE优势三星摄像机POE类型4.网络设置端口转发,DDNS设置50端口转发端口转发允许外部远程计算机，如互联网上的计算机，连接到私人本地区域网络（LAN）上的一个指定设备或服务把一个指定端口链接到指定的私人IP地址上您必须了解每个端口开放给对应的哪台设备51开放端口:网络摄像机&编码器52例)端口转发:链接sysWRT54G设备名称键入指派起始到结束的端口号选择TCP,UDP或两者协议键入转发的目标设备地址及选择启用53端口转发设置例子网络网络摄像机01IP路由器ABCBDABCD54由于Silverlight的限制，浏览器

24、端口范围介于4502和4532之间。 如果VNP端口是在此有效范围内，浏览器端口会像VNP端口那样被指定。您不能更改一台摄像机上的浏览器/Silverlight服务器端口。动态DNS是能让网络设备通知域名服务器（DNS）实时更改其配置的主机名、地址或其它信息的主动DNS配置的一种方式/网络。建立主机名，注册用户DDNS服务器设备注册主机名:stwdemoRegisterIP地址解析主机名、连接到.三星/stwdemo查询IP地址响应IP地址链接设备注册一个用户账号DDNS：动态DNS55DDNS设置第一次创建主机名,到设备页面，DDNS设置、指定相同的主机名称312主机名称首先,创建设备主机名

25、56组播发射器发送数据包到组播组上接收器从组播组上接收数据包组播组D级的IP地址 (55)TTL(生存时间)数据包被路由器丢弃前允许通过的网段数量。路由器须支持组播TTL=0, 过期数据包路由器路由器路由器发射器TTL=3TTL=2TTL=1TTL=0发射器 组播相关设置IP : 28端口 : 60005TTL : 3发送视频到28接收器从228获得视频57WAN5.带宽&存储带宽相关QOS存储容量计算三种存储方式备份58网络摄像机VMS(PC)或NVR网络123带宽相关网络带宽是从摄像机/编码器负载到CMS/NVR的数据网络环境对发送数据有限制（一般70%有效）ADSL : 200kbps

26、500kbpsVDSL : 1Mbps 2Mbps有线调制解调器: 200kbps 500kbpsLAN : 10Mbps 1000MbpsVPN : 2M、4M、8M等图像质量、帧率和图像分辨率选项会影响带宽移动频率、图像复杂性、图像噪点也会有影响需考虑NVR总流量及储存量59QOS实现对带宽资源进行分配和限制，使网络带宽资源得到更有效合理的利用IP 3IP 2IP 1码流更多60单路常见码流下，单位时间内的录像所需要的磁盘空间列表分辨率码流存储容量1时1天30天3M(2048*1536)12.280Mbps5.5G132G3.96T2M(1920*1080)10.240Mbps4.6G11

27、0.4G3.3T1.3M（1280*1024)6.144Mbps2.8G67.2G2THD（1280*720）4.096Mbps1.8G43.2G1.326T4CIF（704*576）2.048Mbps921.6M22.1G663GCIF（352*288）1.024Mbps460.8M11.1G331.8GQCIF（176*144）512Kbps230.4M5.53G165.9G存储容量计算61三种存储方式62RAID 5P(2N-1, 2N)1110P(7,8)54P(1,2)磁盘 112P(9,10)76P(3,4)12N-1磁盘 2P(11,12)98P(5,6)322N磁盘 32N11

28、10987654321Host LUNN个块奇偶校验条带化分布N654321磁盘1M(6)M(5)M(4)M(3)M(2)M(1)M(N)磁盘 2N个块镜像数据RAID 1+重要的监控点非重要的监控点常用的重要数据备份方式636.网络安全三星网络摄像机64设备网络Switch用户设备用户WAN应用转换链接网络用户认证IP过滤数据加密(HTTPS,DigestAuth.)设备端口认证(802.1x)应用转换链接用户N/C(旧)N/C(新)NVR,DVR网络设备的安全特性65IP过滤IP过滤是可允许或拒绝基于IP地址的具体连接的一种方法。三星网络监控设备，尤其是网络摄像机编码器提供此功能。（针对I

29、Pv4、IPv6.）IP过滤类型允许拒绝66Web服务器转换链接网络设备Web浏览器转换链接用户InsecureComm.Web服务器转换链接网络设备Web浏览器转换链接用户SSL/TLSSSL/TLSInsecureComm.加密HTTPHTTPSHTTPS67超文本传输协议安全版(HTTPS) 是把超文本传输协议与SSL/TLS协议相结合，为网络服务器提供加密通信和安全认证。HTTPS主要是为了在一个不安全的网络上建立一个安全的通道。HTTPS(*HTTP Secure)HTTPS是把HTTP与SSL/TLS协议结合起来提供网络浏览器的加密通信和安全认证。相反的是 HTTP URL以http:/开始，默认端口80；而HTTPS URL以