视频监控系统培训

1、2020/7/6,视频监控系统培训,讲师:汪旭,Page 2,一、视频监控系统发展 二、视频监控系统组成 三、视频监控系统技术指标 四、典型案例分析,目录,Page 3,一、视频监控系统发展,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。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。从技术角度出发,视频监控系统的发展主要经过以下三个阶段: 第一代视频监控：传统模拟闭路视频监控系统(CCTV)： 摄像机通过专用同轴缆输出视频信号，同轴缆连接到专用模拟视频设备，通过画面分割器、切换器

2、、卡带式录像机等设备将图象在监视器上显示出来，并且其录像也是采用录像带的方式进行存储，其缺点是模拟信号随着视频线缆传输长度而衰减，并且录像质量不高,Page 4,早期模拟闭路视频监控机房图例,Page 5,第二代视频监控：当前“模拟-数字”监控系统(DVR)： “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。主要的设备是视频采集卡、视频服务器、硬盘录像机、管理软件、网络传输设备等。其缺点是仍然需要通过同轴电缆

3、输出视频信号，并且在网络上只能通过DVR间接访问摄像头，并离不开外部服务器和管理软件。,Page 6,当前DVR监控系统机房图例,Page 7,DVR监控系统管理软件图例,Page 8,第三代视频监控：未来完全IP视频监控系统IPVS： 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。IPVS优点在于：简便性-所有摄像机都通过经济高效有线或者无线以太网简单连接到网络，全面远程监视-任何经授权客户机

4、都可直接访问任意摄像机，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。,Page 9,目前有部分交通管理部门使用IPVS,Page 10,二、视频监控系统组成,典型的闭路监控系统主要由前端采集部分、视频传输部分、控制与存储部分以及显示部分四大块组成。 前端采集部分 前端采集部分就是指摄像头部分，是整个监控系统的“眼睛”。当被监视场所面积较大时，在摄像机上加装镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更广。还可把摄像机安装在电动云台上，可使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。在一些恶劣的环境下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，可以给摄像机安装专

5、门的护罩，如果需要摄像机在夜间也能工作，可以使用带红外功能的摄像机,Page 11,前端设备图例,半球型吸顶式摄像机,枪式摄像机,Page 12,前端设备图例,红外一体摄像机,智能高速球,Page 13,视频传输部分 视频传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像、声音信号。同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输。 在传输方式上，近距离一般采用视频线传输，不超过一两公里的距离一般采用同轴电缆传输，更远的距离则可采用光纤传输。对于远距离传输，还需配备视频信号放大、图像信号的较正与补偿设备。,Page 14,

6、有些视频传输必须要经过视频模拟信号到数字信号的转变，便于长远距离的传输，这类设备有视频服务器、光端机等设备。 网络视频服务器是一种对音视频数据进行编码处理并完成网络传输的专用设备，采用MJPEG、MPEG4、H264等多种编码技术对视频数据进行编码从而实现远程监控的功能。 光端机负责光电转换以及光发射和光接收，将模拟信号转换成数字信号，然后数字信号转换成光信号，进而通过光纤传输，到了末端，将光信号转换成数字信号，然后将数字信号转换成模拟信号。,Page 15,视频监控传输、处理设备图例,1路视频服务器,光端机,Page 16,控制与存储部分 控制与存储部分负责对摄像机及其辅助部件（如镜头、云台

7、）的控制，并对图像、声音信号的进行记录。一般都是通过硬盘录像机和相应的监控软件来实现控制和记录功能的。目前的硬盘录像机和配套软件功能十分强大，不但可以记录图像和声音，而且还包含了画面分割切换、云台镜头控制等功能。 本地监控往往通过视频采集卡来进行信号的转变，将视频信号采集到电脑中，转换成电脑可辨别的数字数据，存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。,Page 17,视频监控控制与存贮部分图例,硬盘录像机,云台控制器,Page 18,视频采集卡,Page 19,显示部分 显示部分一般由几台或多台监视器组成，目前液晶监视器正逐步取代传统的CRT监视器。如果摄像机数量很多，并要求多台监视器对画面

8、进行复杂的切换显示，则须配备“矩阵”来实现。 有些重要部门，如交警部门使用大屏幕的背投电视墙作为显示部分。,Page 20,三、视频监控系统技术指标,摄像机技术指标 闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD（Charge Coupled Device），选择一个好的摄像机需要考虑到以下因素： 1、CCD像素，是CCD 的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD 是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清晰度摄象机。 2、水平分辨率，即水平清晰度是指成像后可以分辨的黑白线

9、对的数目，是用电视线（简称线TV lines）来表示的，与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，频带越宽，图像越清晰，线数值相对约大。主要有330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。,Page 21,3、最小照度，也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯LUX，数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。 普通型：1-3lux 月光型：0.1lux 星光型：0.01lux 红外型：0lux 4、其他技术指标： 自动增益控制 ：低照度时自动增加摄像机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像 背光补偿 ：如果视

10、场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，背光补偿能改善前景目标显示状况。,Page 22,监控分辨率格式指标 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，目前CIF 录像分辨率是主流分辨率，但随着图片处理技术和硬盘存贮容量的发展，D1格式会变成视频监控的主流。 CIF格式：CIF 是常用的标准化图像格式，。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 = 352 288像素，是早期的家用录像系统的电视图像的空间分辨率。使用非隔行扫描，水平分辨率为288线。,Page 23

11、,D1格式：，D1是数字电视系统显示格式的标准，总共有5种规格： D1：480i格式（525i）：720480（水平480线，隔行扫描）， 相当于我们所说的4CIF（720576）相当于NTSC模拟电视清晰度 D2：480P格式（525p）：720480（水平480线，逐行扫描）和逐行扫描DVD规格相同 D3：1080i格式（1125i）：19201080（水平1080线，隔行扫描）1080i标准是高清晰电视的基本标准 D4：720p格式（750p）：1280720（水平720线，逐行扫描），虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，视觉效果比D3更加清晰 D5：1080p格式（1125p）：1

12、9201080（水平1080线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，（纯数字信号HDMI技术）,Page 24,视频监控存储容量计算： 目前国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率：CIF 和D1。 如果采用CIF分辨率，通常每1路的硬盘容量为180MB250MB/小时，通常情况下取值200MB/小时 如果是D1的分辨率，通常每1路的硬盘容量为720MB1000MB/小时，通常情况下取值500MB/小时（为了减少硬盘容量） 计算举例：16路CIF格式24小时不间断录像30天所需硬盘容量？ 16路200M24小时30天1024M = 2250G 早期监控系统就需要8块300G硬盘方能满足录像30天

13、需求,Page 25,网络传输流量计算： 数据流量:D1=4CIF=4QCIF，基于Flash 技术流量: QCIF一般流量为6-8KBps左右,根据需要可调整,一般应用于手机 CIF一般流量为10-40KBps左右,根据需要可调整,应用于网络视频 D1一般流量为80-120KBps左右,根据需要可调整,应用于监控 按CIF格式每1路路视频监控的流量： 每分钟流量30KBps*60/1024=1.7578125MB 每小时流量1.7578125MB*60=105.46875MB 每天流量105.46875MB*24/1024=2.471923828125GB,Page 26,视频监控系统防雷：

14、 雷电对电气设备的影响，主要由以下三个方面造成：直击雷、传导雷、感应雷。直击雷是直接命中设备或者建筑物，传导雷在更大的范围内（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。感应雷在周围1000公尺左右范围内发生雷击时，所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。 因此，监控系统防雷需要采用外部防雷和内部防雷两部分： 外部防雷包括避雷针、引下线、接地体等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电泄放入大地。,Page 27,内部防雷要根据监控系统各个部分分别考虑： 1、前端设备的防雷：为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加

15、装合适的避雷器，如电源线（AC220V,AC24V或DC12V）、视频线、信号线和云台控制线，可使用三合一防雷器。,Page 28,2、传输线路的防雷：视频信号的传输一般由：视频线、光钎、双绞线等传输方式，需要在控制信号线的起始端和结束端加装信号防雷器，视频线起始端和结束端加装视频防雷器，并且在摄像机和视频服务器的电源输入端也加上电源防雷器件。,Page 29,3、终端设备的防雷：在监控系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、电涌保护多方面进行。监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、接地线等。机房的电源供电系统防雷应该做到三级防护，在所有视频线进入机房的第一个设备前加视频防雷器，在485控制总线进入机房的控制设备前加控制信号防雷器。良好的接地是防雷中至关重