视频监控培训20170517

一、视频监控系统种类及组成视频监控系统的组成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。

视频监控系统的发展历程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模拟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。23全模拟的视频监控系统简介传输距离有限，通常只有几百米范围；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）。缺点特点半数字化视频监控系统简介受传输介质电缆的限制，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。缺点特点网络数字视频监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。特点优点这是一个传统监控方案的基本组网，包含视频源、传输、切换和控制、视频显示、视音频存储这五部分功能模块，采用了模拟的采集、传输和显示系统，其中监控存储部分已经数字化了，多采用DVR（数字硬盘录像机）。采集传输管理、控制电缆控制键盘存储显示视频矩阵DVR

硬盘录像机云台摄像机固定摄像机显示器光端机光端机模拟视频模拟控制(RS485)光纤图例：存储编码器解码器管理平台交换机云台摄像机固定摄像机编码器显示器解码器采集传输管理、控制显示客户端交换机模拟视频模拟控制(RS485)IP网络图例：IP-SANIPCIP网络监控系统二、视频基础知识视频监控

利用视频探测手段对目标进行监视、控制和信息记录。组成一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成。视频监控系统原理视频监控系统概述控制部分摄像部分传输部分显示与记录视频视频：

动态图像，是一组图像按时间顺序的连续展示。利用人眼视觉暂留的原理，通过播放一系列的图片，使人眼产生运动的感觉。视频的三要素：空间分辨率（即屏幕上的点数）颜色分辨率（即每个点的颜色位数）时间分辨率（即每秒的帧数）图像扫描方式帧：一段视频中的每一幅图像称为一帧。根据视觉暂留原理，要使人的视觉产生连续的动态感觉，每秒钟图像的播放帧数要在24～30帧频（每秒播放的帧数）。扫描方式：传送视频图像时，将每幅图像分解成很多像素，按照一个一个像素、一行一行的方式顺序传送或接收。扫描行数（扫描分辨率）越多，清晰度越高。分隔行扫描和逐行扫描。帧帧逐行扫描奇数场偶数场隔行扫描（PAL）图像分辨率D14CIF1×12CIF1

×1/2DCIF3/4×2/3CIF1/2

×1/2QCIF1/4

×1/4PAL720×576704×576704×288528×384352×288176×144NTSC720×480704×480704×240528×320352×240176×120分辨率制式CIF（commonintermediateformat）通用中间格式视频监控摄像机的主要技术指标分辨率一般线数来表示，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。视频监控摄像机的主要功能指标AWB自动白平衡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。码流码流（BitStream）将图像压缩后形成的数据码率（BitRate）bps/Bps→对码流进行量化码率类型：定码率（CBR）、变码率（VBR）码流类型：视频流、音频流、复合流通过码率计算录像文件大小每小时录像文件大小（单位：M字节/小时）＝码率（Kbps）×3600秒÷8÷1024三、前端设备简介传输介质介绍同轴电缆－视频传输线SYV75－3（200米内）SYV75－5（300－500米）SYV75－7SYV75－9SYV75－12（1公里以上）其中75代表阻抗，3/5/7等代表线径。编数（指视频线屏蔽铜网的数量）:一般有64/96/128编,编数越多,抗干扰能力越强.控制线主要用于控制云台的转动及摄像机变焦等场合，控制信号常用-RS485通讯（最远1200米）。如：RVV6-0.5≤100米RVV6-0.75＞100米RVV2-1.5其中6与2代表线芯数量。补充：控制线也可采用三类双绞线UTP。

同轴电缆－控制线补充知识BNC接头：用于同轴电缆AUI接口：“D”型15针接口，用于粗同轴电缆。传输介质介绍同轴电缆（图示）1同轴电缆（图示）2监控系统传输介质介绍（二）双绞线既可用于传输模拟信号，又可用于传输数字信号。美国电气工业协会/电信工业协会（EIA/TIA）制定了双绞线相关标准，并将其分为多个等级，每个等级的传输速率和应用环境不同，标准如下：类别适用领域传输速率备注UTP一类线语音、电话通讯4MbpsUTP二类线语音、数据通讯4MbpsUTP三类线局域网数据通信10Mbps适合10base-TUTP四类线基于令牌局域网数据通信16Mbps适合10/100base-TUTP五类线快速局域网数据通信100Mbps适合100/10base-TUTP超五类线快速局域网数据通信100Mbps适合100base-TUTP六类线千兆位以太网200-250Mbps适合100/1000base-TUTP超六类线千兆位以太网200-250Mbps适合100/1000base-TSTP7类线千兆位或万兆位以太骨干网600-1.2Gbps监控系统传输介质介绍（二）双绞线（图示）双绞线＋RJ45（图示）监控系统传输介质介绍（三）什么是光纤？光纤是以光脉冲的形式来传输信号，因此材质也以玻璃或有机玻璃为主。其主要由光导纤维纤芯（光纤核心）、玻璃网层（内部敷层）和坚强的外壳组成（外部保护层）。与其它传输介质相比，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰变小、频带宽、传输距离远。传输距离说明：单模：5000米以上。多模：在100/1000base-T中。最长2000米

在1000base-T中，最多550米。电信号光信号电信号电信号光信号电信号光纤收发器光纤收发器光纤传输原理：监控系统传输介质介绍（三）光纤（图示）光纤收发器（图示）视频采集部分-摄像机（Camera）摄像机:视频监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。当被监视场所面积较大时，在摄像机上加装变焦距镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；把摄像机安装在电动云台上，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度更大。为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。专业监控摄像机摄像机：将光信号转变为电信号的装置镜头：包括定焦镜头或二可变镜头，三可镜头（调焦、调聚、调光圈）云台：承载摄像机上下左右移动，分为轻载云台、重载云台防护罩。云台镜头摄像机摄像机基本构成摄像机主要由镜头、光电传感器（主要为CCD电荷耦合器件器件）、DSP等组成，被摄物体反射光线经过镜头聚焦至CCD上，CCD由多个X-Y纵横排列的像素点组成，每个像素都由一个光电二极管及相关电路组成，光电二极管将光转变成电荷，收集到的电荷总量与光线强度成比例，所积累的电荷在相关电路的控制下，逐点移出，经滤波、放大，再经过DSP处理后形成视频信号输出。Cmos:互补金属氧化物半导体D/A转换器增益背光补偿降噪。。。。A/D转换器CCD信号处理图像传感器模拟视频输出模拟摄像机摄像机原理枪型摄像机半球摄像机球形摄像机红外摄像机摄像机分类摄像机特点类别特点枪机价格便宜，但不具备变焦和旋转功能，只能完成一个角度固定距离的监视、隐蔽性较差；半球型摄像机具有一定的隐蔽性，同时外形小巧、美观，可以吊装在天花板上，弥补了枪机的某些不足；

一体化摄像机内置镜头、可以自动聚焦，对镜头控制方便，安装和调试简单；

红外日夜两用摄像机将摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元综合成为一体的摄像设备，具有夜视距离远、隐蔽性强、性能稳定等优点；

高速球摄像机集一体机化摄像机和云台于一身的设备，另外具有快速跟踪、360°水平旋转、无监视盲区和隐私区域遮蔽等特点和功能；

网络摄像机又称IPcamera。它可以将图像采集后进行数字处理并加以压缩，通过IP网络将压缩的视频信号送入到服务器侧或客户端侧；在服务器端或客户端侧，通过软件就可以实时查看远端的图像。类别适用性备注半球摄像机适用于有吊顶的室内场所，如机房，办公区域，走廊等无需另外配支架，美观，安装简单固定枪式摄像机适用于普通固定监视场景，如走廊、电梯厅、楼梯口、各类入口、银行柜台、地下停车场等。需要配合支架安装快球一体化摄像机适用于室内、室外大范围监控并需要快速相应的场景，如各类建筑大堂、室内外停车场、小区、工厂、平安城市。

集成了摄像机、变焦镜头、云台、解码器、防护罩于一体，只需配合支架完成安装PTZ枪式摄像机适用于大范围的室外监视应用，如铁路、机场、公路、码头等通常是变焦镜头、摄像机、防护罩、云台组装在一起，具有高性能。摄像机适用性与镜头相关的几个术语焦距/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。视频监控摄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。

摄像机云台视频监控摄像机防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）。视频监控摄像机支架与云台支架由于承重要求高，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编码器-DVRDVR:数字视频录像机（硬盘录像机）digitalvideorecorder，始于20世纪90年代末，是数字视频监控时代标志性产品功能：模拟视音频的数字化、编码压缩与存储。早期的DVR:数字化的存储设备后期的DVR:存储、网络化、软件管理DVR原理DSP芯片/ASIC芯片A/D芯片视频编码压缩A/D芯片DSP芯片/ASIC芯片实时存储实时浏览录像回放CPU硬盘网络PCIBUSMPEG-4/H.264硬压缩软压缩视频采集模数转换视频编码实时浏览硬盘写入录像回放DVR接口继电器输出干接点输入摄像机显示器报警探测器视频输入报警输入VGA/DVICOMPTZ控制口报警输出音频输出网络接口USB风扇电源及开关BNC监示器单机工作架构RS232DVR软硬件构成硬件架构

：PC式DVR/嵌入式DVR软件GUI良好人机界面设备管理，配置录像管理报警管理视频存储与备份视频浏览与回放设备网管维护用户管理手动启停录像动态触发录像报警事件录像时间表录像外部干接点报警方式外部API报警方式VWD报警方式手动创建标签报警虚拟矩阵视频浏览视频回放DVR模数混合构架网络摄像机（IPC）模拟摄像机DVSIPC真正实现数字化：IPC本地存储PoE摄像机镜头网卡软件操作系统IPC集视频采集、编码压缩、网络传输等多种功能于一体。视频分析、本地存储等功能将会是IPC的基本配置，不是奢侈品。IPC的未来是"高清、智能、标准化"。原理：CCDA/DDSP1NET光图像码流DSP2CCD网络摄像机工作流程示意图IPC技术优势信号处理光电转换后仅需一次A/D转换，降低图像质量损失嵌入式架构，编码压缩扫描方式采用逐行扫描方式，相比模拟摄像机对快速移动物体呈现高质量的图像