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文檔簡介
目錄
■—1-.
HUH........................................................................1
第一章視頻監(jiān)控概述...........................................................2
第一節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開展歷程.............................................2
一、模擬視頻監(jiān)控.........................................................2
二、數(shù)字視頻監(jiān)控.........................................................3
三、第三代視頻監(jiān)控.......................................................3
第二節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成及作用...........................................4
一、前端采集局部.......................................................4
二、傳輸局部.............................................................4
三、控制記錄局部.........................................................5
四、顯示局部.............................................................5
第二節(jié)本章小結(jié).........................................................5
第二章視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備.................................................6
第一節(jié)攝像機(jī)...............................................................6
一、攝像機(jī)的分類...........................................................6
二、攝像機(jī)的局部主要參數(shù)...................................................7
第二節(jié)攝像機(jī)的周邊設(shè)備.....................................................8
一、云臺(tái)...................................................................8
二、防護(hù)罩及支架...........................................................9
第三節(jié)視頻信號(hào)傳輸........................................................10
一、視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)..........................................................10
二、視頻傳輸介質(zhì)..........................................................11
第四節(jié)監(jiān)視器..............................................................13
第五節(jié)編解碼器............................................................15
一、數(shù)字硬盤錄像機(jī).......................................................15
二、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器.......................................................17
三、解碼器................................................................17
0
容要場所進(jìn)展實(shí)時(shí)監(jiān)控的物理
門可通過它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像I___________________________I或聲音信息,對(duì)
突發(fā)性異常事件的過程進(jìn)展及時(shí)的監(jiān)視和記憶,用以提供高效、及時(shí)地指揮和
調(diào)度、布置警力、處理案件等。視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是日常生產(chǎn)生活中和公安監(jiān)
控的重要輔助設(shè)備,應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正由模擬化走向數(shù)字化,
隨著視頻壓縮技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展,特別是計(jì)算機(jī)技、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、系統(tǒng)集成
技術(shù)的快速的開展,為視頻監(jiān)控技術(shù)的開展提供了更好的平臺(tái)。
在2010年4月30日以及之前的30余天時(shí)間里,各地發(fā)生了5起校園血
案,“校園安全〃成為公眾熱門話題,社會(huì)對(duì)校園安全的重視程度也逐漸升級(jí)。
有效的技術(shù)防范手段,強(qiáng)大的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制,是有效的防止出現(xiàn)群體事件,抑
制學(xué)校災(zāi)害事件的有效手段。積極構(gòu)建現(xiàn)代化的安全技術(shù)防范體系,形成以學(xué)
校為主體的集人防、物防和技防于一體的校園治安防控體系,為師生提供了全
方位的安全防范保障服務(wù),是科技防范進(jìn)校園的必然要求。目前,數(shù)字化、網(wǎng)
絡(luò)化、智能化的綜合網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用正在興起,它將為校園安全建設(shè)與
安全防范管理帶來重要的、完善的解決方案,為預(yù)防事故、安全管理、統(tǒng)一指
揮提供有效的圖像證據(jù)。教育行業(yè)由于其網(wǎng)絡(luò)根基設(shè)施的完善毫無例外的明顯
傾向于網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。
第一章視頻監(jiān)控概述
第一節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開展歷程
從技術(shù)角度出發(fā),視撅監(jiān)控系統(tǒng)開展可以劃分為第一代模擬視頻監(jiān)控系
(CCTV),到第二代基于“FC+多媒體卡〃數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR),和第三代完
全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)o
一、模擬視頻監(jiān)控
在20世紀(jì)90年代初以前,主要是以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng),稱為
第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)。圖像傳輸用視頻電纜,以模擬信號(hào)傳輸,傳輸距離不能
太遠(yuǎn),適合小范圍內(nèi)的監(jiān)控,獲得的監(jiān)控圖像在控制中心查看。主要設(shè)備包括
前段攝像機(jī)后端視頻矩陣、監(jiān)視器、錄像機(jī)等,利用視頻傳輸線將來自攝像機(jī)
的視頻連接到監(jiān)視器上,利用視頻矩陣主機(jī)對(duì)畫面進(jìn)展分割,采用控制鍵盤對(duì)
圖像進(jìn)展控制等,錄像采用使用磁帶的長時(shí)間錄像機(jī)。傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)有
一定的劣勢(shì):
①模擬視頻信號(hào)傳輸?shù)木嚯x較短;
②模擬視頻監(jiān)控范圍對(duì)比局限,并且布線工程量大;
③模擬視頻信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)會(huì)消耗大量的存儲(chǔ)介質(zhì),并且不易保存.
二、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
1、DVR
20世紀(jì)90年代中期,基于PC的多媒體監(jiān)控隨著數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)的
開展而產(chǎn)生。系統(tǒng)在遠(yuǎn)端有假設(shè)干個(gè)攝像機(jī)、各種檢測和報(bào)警探頭與數(shù)據(jù)設(shè)備,
獲取圖像信息,通過各自的傳輸線路匯接到多媒體監(jiān)控終端上,然后再通過通
信網(wǎng)絡(luò),將這些信息傳到一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控中心。監(jiān)控終端機(jī)可以是一臺(tái)PC機(jī),
也可以是專用的工業(yè)控制機(jī)。
這其實(shí)是半模擬一半數(shù)字的監(jiān)控系統(tǒng),目前在一些小型的、要求對(duì)比簡單
的場所用的對(duì)比廣泛。只是隨著技術(shù)的開展,工控機(jī)變成了嵌入式的硬盤錄像
機(jī),該機(jī)性能較好,可無人值守,還有網(wǎng)絡(luò)功能。
2、DVS
“模擬-數(shù)字"監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)的延伸一DVS.DVS是以視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和視頻綜
合管理平臺(tái)為核心的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。它是基于嵌入式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字
監(jiān)控系統(tǒng),DVS把攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。嵌入式視頻
編碼器的功能有視頻編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、自動(dòng)控制等,這類系統(tǒng)可以直接連入以
太網(wǎng),省掉了各種復(fù)雜的電纜,具有靈活方便、即插即看等特點(diǎn),使得監(jiān)控范
圍到達(dá)前所未有的廣度。
3、數(shù)字化視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)
①數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))上傳輸圖像數(shù)據(jù),不受距
離限制,信號(hào)不易受干擾,可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性。
②數(shù)字化視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用,無須重復(fù)布線。
③數(shù)字化存儲(chǔ)成為可能,經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在磁盤陣列中或保存在光
盤、U盤中,查詢十分簡便快捷。
三、第三代視頻監(jiān)控
第三代視頻監(jiān)控是完全使用IP技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)是攝像
機(jī)內(nèi)安裝Web服務(wù)器,并提供以太網(wǎng)接口,攝像機(jī)內(nèi)集成了各種協(xié)議,通過普
通瀏覽器可支持直接訪問攝像機(jī)。這些攝像機(jī)生成JPEG或MPEG-4數(shù)據(jù)文件,
可供任何經(jīng)授權(quán)客戶機(jī)從網(wǎng)絡(luò)中任何位置訪問、監(jiān)視等。更具高科技含量的是
可以通過3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無線傳輸,用戶可以通過筆記本、手機(jī)、PDA等無線終端
隨處查看視頻。川
第二節(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成及作用
視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)局部、傳輸局部、控制記錄以及顯示局部四大塊組
成,其系統(tǒng)組成如圖1.1所示。在每一局部中,又含有更加具體的設(shè)備或部
件。
圖L1視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成
一、前端采集局部
在視頻監(jiān)控前端是由攝像機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)畫面進(jìn)展采集,攝像局部是監(jiān)控系統(tǒng)的
前沿局部,是整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛〃。在被監(jiān)視場所面積較大時(shí),在攝像機(jī)上加
裝變焦距鏡頭,使攝像機(jī)所能觀察的距離更遠(yuǎn)、更清楚;還可把攝像機(jī)安裝在
云臺(tái)上,可以使云臺(tái)帶動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)展水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng);為了防塵、防雨、
抗上下溫、抗腐蝕等,對(duì)攝像機(jī)及其鏡頭還應(yīng)加裝專門的防護(hù)罩,甚至對(duì)云臺(tái)
也要有相應(yīng)的防護(hù)措施。攝像機(jī)有黑白、彩色之分。按攝像機(jī)外形來分有半球、
普通槍機(jī)、球機(jī)等,球機(jī)有勻速球、高速球和智能高速球等,也還有集成了網(wǎng)
絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。⑵
二、傳輸局部
目前,在監(jiān)控系統(tǒng)中用的傳輸介質(zhì)是同軸電纜、雙絞線、光纖等。同軸電纜直
接傳輸模擬信號(hào),其優(yōu)點(diǎn)是:短距離傳輸圖像信號(hào)損失小,造價(jià)低廉,系統(tǒng)穩(wěn)定。
缺點(diǎn)是:傳輸距離短,300米以上無法保證圖像質(zhì)量;一路視頻信號(hào)需布一根
電纜,傳輸控制信號(hào)需另布電纜;其布線量大、維護(hù)困難、可擴(kuò)展性差,適合
小系統(tǒng)0雙絞線一般是指網(wǎng)線,其抗干擾能力遠(yuǎn)比同軸電纜好,而日通過對(duì)視
頻信號(hào)的處理,其傳輸?shù)膱D像信號(hào)也比同軸電纜清晰,同一根網(wǎng)線相互之間不
會(huì)發(fā)生干擾。其優(yōu)點(diǎn)是:布線簡易、成本低廉、抗干憂性能強(qiáng)。其缺點(diǎn)包括:
只能解決IKm以內(nèi)監(jiān)控圖像傳輸,不適合應(yīng)用在大中型監(jiān)控中;雙絞線質(zhì)地脆
弱抗老化能力差,不適于野外傳輸。光纜代替同軸電纜、雙絞線進(jìn)展視頻信號(hào)
的傳輸,給電視監(jiān)控系統(tǒng)增加了高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠辛l件。
三、控制與記錄局部
控制與記錄局部負(fù)責(zé)對(duì)攝像機(jī)及其輔助部件(如鏡頭、云臺(tái))的控制,并
對(duì)圖像、聲音信號(hào)的進(jìn)展記錄。目前DVR的技術(shù)很成熟,它可以記錄圖像和聲
音,還可以進(jìn)展畫面分割切換、控制前端云臺(tái)等功能。采集到的視頻數(shù)據(jù)可存
儲(chǔ)在磁盤陣列中,記錄時(shí)間可以更長。
四、顯不局部
顯示局部一般由幾臺(tái)或多臺(tái)監(jiān)視器組成,目前液晶監(jiān)視器正逐步取代傳
統(tǒng)的CRT監(jiān)視器,在攝像機(jī)數(shù)量不是很多,要求不是很高的情況下,一般直接
將監(jiān)視器接在硬盤錄像機(jī)I________________________I上即可。專用監(jiān)視港價(jià)
格較貴,也可用普通電視機(jī)替代,但電視機(jī)不適宜24小時(shí)開機(jī)。
第三節(jié)本章小結(jié)
本章主要介紹了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開展歷程:從模擬視頻監(jiān)控系(CCTV),
到數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)和第三代完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。也簡單介
紹了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成即前端采集局部,傳輸局部、顯示控制局部。
第二章視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備
第一節(jié)攝像機(jī)
在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,攝像頭是最前端、最根基、投資數(shù)量最大的一個(gè)產(chǎn)品,也
是最關(guān)鍵設(shè)備,它負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)展攝像并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再進(jìn)一步用于傳
輸,其質(zhì)量直接影響視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體應(yīng)用,同時(shí)還關(guān)系到工程造價(jià)。嚴(yán)格
來說,攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱,實(shí)際上,攝像頭與鏡頭大局部是分開購
置的,所以每個(gè)用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實(shí)際情況而定的。[4]
一、攝像機(jī)的分類
攝像機(jī)可以根據(jù)不同的劃分方式,可以分類如下:
槍機(jī)
按傳感器類型分:CCD攝像機(jī)、CMOS攝像機(jī)
按功能分:普通型攝像機(jī)、日夜型攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)
按清晰度分:標(biāo)清攝像機(jī)、高清攝像機(jī)
J按傳輸方式分:模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)
二、攝像機(jī)的局部主要參數(shù)
1、鏡頭
鏡頭是攝像機(jī)的眼睛,為了適應(yīng)不同的監(jiān)控環(huán)境和要求,需要配置不同規(guī)
格的鏡頭。比方在室內(nèi)的重點(diǎn)監(jiān)視,要進(jìn)展清晰且大視場角度的圖像捕捉,得
配置廣角鏡頭;在室外的停車場,既要看到停車場全貌,又要能看到汽車的細(xì)
部,這時(shí)候需要廣角和變焦鏡頭。
2、清晰度
清晰度是由攝像器件像素大小決定的,攝像器件的像素越多,得到的圖像越清
晰,清晰度越高,說明攝像機(jī)檔次越高。
3、最低照度
最低照度是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信
號(hào)電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值。最低照度越小,攝像機(jī)檔次越高。
4、自動(dòng)增益控制(AGC)
AGC(AutomaticGainControl)即自動(dòng)增益控制的縮寫。所有攝象機(jī)都
有一個(gè)將來自電耦合器件CCD(ChargecoupledDevice)的信號(hào)放大到可以
使用水準(zhǔn)的視頻放大器,其放大量即增益,等效于有較高的靈敏度,可使其在
微光下靈敏,然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過載,使視頻信號(hào)畸變。為此,
需利用攝象機(jī)的自動(dòng)增益控制(AGO電路去探測視頻信號(hào)的電平,適時(shí)地開
關(guān)AGC,從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作,即在低照度時(shí)自動(dòng)增加
攝象機(jī)的靈敏度,從而提高圖像信號(hào)的強(qiáng)度來獲得清晰的圖像。
5、背光補(bǔ)償(BLC)
也稱作逆光補(bǔ)償或逆光補(bǔ)正,它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時(shí)
畫面主體黑暗的缺陷。當(dāng)引入背光補(bǔ)償功能時(shí),攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場的一個(gè)子
區(qū)域進(jìn)展檢測,通過求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來確定AGC電路的工作點(diǎn)。由于
子區(qū)域的平均電平很低,AGC放大器會(huì)有較高的增益,使輸出視頻信號(hào)的幅值
提高,從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時(shí)的背景畫面會(huì)更加明亮,但其與
主體畫面的主觀亮度差會(huì)大大降低,整個(gè)視場的可視性得到改善。改善效果如
圖2.1所示。
圖2.1使用背光補(bǔ)償后的效果
6、電子快門(ES)
ES(ElectronicShutter)即電子快門的縮寫,是比照照相機(jī)的機(jī)械快
門功能提出一個(gè)術(shù)語,它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時(shí)間。根據(jù)人眼的
視覺暫留特性,為了確??吹降膱D像是連續(xù)的,實(shí)際應(yīng)用中,因?yàn)榄h(huán)境中光線
可能會(huì)很強(qiáng),這個(gè)時(shí)候可能會(huì)需要控制進(jìn)光量,就需要控制快門速度,速度越
快時(shí),光線能夠進(jìn)入的時(shí)間就越少,進(jìn)光量就越少,相對(duì)來說,圖像就會(huì)顯得
對(duì)比暗,反之快門速度越慢,圖像就會(huì)越亮。
第二節(jié)攝像機(jī)的周邊設(shè)備
一、云臺(tái)
攝像機(jī)的云臺(tái)是兩個(gè)交流電機(jī)組成的安裝平臺(tái),可以水平或者垂直的運(yùn)動(dòng),可
以通過控制系統(tǒng)在遠(yuǎn)程控制其轉(zhuǎn)動(dòng)以及移動(dòng)的方向的。云臺(tái)有如下分類:
①按安裝環(huán)境分為室內(nèi)和室外型,主要區(qū)別是室外云臺(tái)密封性能好,能夠防水、
防塵,且負(fù)載人。
②按安裝方式劃分為吊裝和側(cè)裝,吊裝云臺(tái)是安裝在天花板側(cè)裝云臺(tái)是安裝在
墻壁上。
③按照承載重量分為輕載云臺(tái)、中載云臺(tái)和重載云臺(tái)。
二、支架及護(hù)罩
1、支架
普通支架有短的、長的、直的、彎的,根據(jù)不同的要求選擇不同的型號(hào)。
室外支架主要考慮負(fù)載能力是否符合要求,再有就是安裝位置,很多室外攝像
機(jī)安裝位置特殊,有的安裝在電線桿上,有的安裝在鐵架上。制作支架的材料
有塑料、金屬鍍格、壓鑄。支架多種多樣,依使用環(huán)境不同和構(gòu)造不同,主要
有以下類型:
①天花板頂基支架,一端固定在天花板上,另一端為可調(diào)節(jié)方向的球形旋轉(zhuǎn)頭
或可調(diào)傾斜度平臺(tái),以便攝象機(jī)對(duì)準(zhǔn)不同的方位。有直管圓柱形和T形之分。
②墻壁安裝型支架,一端固定在墻壁上,其垂直平面用于安裝攝象機(jī)或云臺(tái),
對(duì)于無云臺(tái)的攝象機(jī)系統(tǒng),其攝象機(jī)可以直接固定在支架上,也可以固定在支
架上的球形旋轉(zhuǎn)接頭或可調(diào)傾斜平臺(tái)上。
③墻用支架加上安裝連板可構(gòu)成墻角支架,墻角支架加上圓柱安裝連板,可將
其安裝在圓柱桿上。
2、防護(hù)罩
防護(hù)罩主要分為室內(nèi)和室外兩種,功能主要是防塵、防破壞。防護(hù)罩能保
證雨水不進(jìn)入防護(hù)罩內(nèi)部侵蝕攝像機(jī)。有的室外防護(hù)罩還帶有排風(fēng)扇、加熱板、
雨刮器,可以更好的保護(hù)設(shè)備。攝象機(jī)防護(hù)罩的選擇,首先是要包容所使用的
攝象機(jī)加鏡頭,并留有適當(dāng)?shù)某湓?臻g,其次是依據(jù)使用環(huán)境選擇適合的防護(hù)
罩類型,在此根基上,將包括防護(hù)罩及云臺(tái)在內(nèi)的整個(gè)攝像前端之重量累計(jì),
選擇具有相應(yīng)承重值的支架。還要看整體構(gòu)造,安裝孔越少越利于防水,再看
內(nèi)部線路是否便于聯(lián)接,最后還要考慮外觀、重量、安裝座等等。防護(hù)罩的材
料主要有鋁質(zhì)、合金、擠壓成型、不銹鋼等。
為了更好的保護(hù)攝像機(jī),在室內(nèi)或者室外安裝時(shí),都盡可能安裝防護(hù)罩,
需要對(duì)攝像機(jī)進(jìn)展轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),需安裝云臺(tái)。根據(jù)不同的安裝位置會(huì)選擇不同的支
架。其安裝效果示意圖如圖2.2所示。
圖2.2帶防護(hù)罩、云臺(tái)和支架的攝像機(jī)
第四節(jié)視頻信號(hào)傳輸
一、視頻信號(hào)壓縮標(biāo)準(zhǔn)
目前對(duì)比流行的基于MPEG-4或II.264的標(biāo)準(zhǔn),圖像數(shù)據(jù)壓縮之后通過
Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。下面介紹兩種常見的視頻壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):
1、MPEG
MPEG(MovingPicturesExpertsGroup)即“動(dòng)態(tài)圖象專家組”的英文
縮寫,MPEG1技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于VCD,而MPEG2標(biāo)準(zhǔn)則用于播送電視和DVD
等,而MPEG4于1999年初正式成為國際標(biāo)準(zhǔn),它是一個(gè)適用于低傳輸速率應(yīng)
用的方案。它采用基于對(duì)象的編碼理念,即在編碼時(shí)將一幅景物分成假設(shè)干在
時(shí)間和空間上相互聯(lián)系的視頻音頻對(duì)象,分別編碼后,再經(jīng)過復(fù)用傳輸?shù)浇邮?/p>
端,然后再對(duì)不同的對(duì)象分別解碼,從而組合成所需要的視頻和音頻。這樣既
方便我們對(duì)不同的對(duì)象采用不同的編碼方法和表示方法,可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)于
各種對(duì)象的操作及編輯,并且又有利于不同數(shù)據(jù)類型間的融合。MPEG4技術(shù)的
編碼對(duì)象就是運(yùn)動(dòng)圖像中的音頻和視頻,我們稱為“AV對(duì)象〃,而持續(xù)的AV
對(duì)象疊加在一起就形成了AV場景。⑸
2、H.264
H.264是在MPEG-4技術(shù)的根基之上建設(shè)起來的,H.264的壓縮比是MPEG-2
的2倍以上,是MPEG-4的1.5?2倍。H.264標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)是:與其它現(xiàn)有
的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比,在一樣的帶寬下提供更加優(yōu)秀的圖象質(zhì)量。其主要優(yōu)點(diǎn)
如下:
①在帶寬較低的情況下提供高質(zhì)量。
②H.264能夠在不同的環(huán)境使用不同的傳輸和播放速率,提供了更多的錯(cuò)
誤處理工具,能夠更好的控制甚至杜絕丟包和誤碼。⑹
二、傳輸介質(zhì)
監(jiān)控系統(tǒng)中,信號(hào)的傳輸是整個(gè)系統(tǒng)非常重要的一環(huán),需要傳輸?shù)男盘?hào)
主要有兩個(gè),一個(gè)是視頻信號(hào),一個(gè)是控制信號(hào)。其中視頻信號(hào)的是從前端的
攝像機(jī)傳向控制中心;而控制信號(hào)則是從控制中心流向前端的攝像機(jī)(包括云
臺(tái)等受控對(duì)象)。目前,在監(jiān)控系統(tǒng)中用的傳輸介質(zhì)是同軸電纜、雙絞線、光
纖等方式,對(duì)于不同場合、不同的傳輸距離,需要選擇不同的傳輸介質(zhì)。⑹
1、同軸電纜傳輸
視頻基帶信號(hào)也就是通常講的視頻信號(hào),它的帶寬是0-6MHZ,一般來講,
信號(hào)頻率越高,衰減越大,一般設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮保證高頻信號(hào)的幅度就能滿足
系統(tǒng)的要求,一般來講,75-3電纜可以傳輸150米、75-5電纜可以傳輸300
米、75-7電纜可以傳輸500米,對(duì)于傳輸更遠(yuǎn)距離,可以采用視頻放大器等設(shè)
備,對(duì)信號(hào)進(jìn)展放大和補(bǔ)償,可以傳輸2-3公里。
2、雙絞線傳輸
雙絞線在這里一般指的是超五類網(wǎng)線,該傳輸介質(zhì)與使用同軸電纜相比,其優(yōu)
勢(shì)越來越明顯:
①布線方便,線纜利用率高。一根普通超五類網(wǎng)線,內(nèi)有4對(duì)雙絞線,可以同
時(shí)都用來傳輸視頻信號(hào),一共可以傳輸四路,且信號(hào)間干擾較小,而且網(wǎng)線比
同軸電纜更好鋪設(shè)。
②價(jià)格廉價(jià),性價(jià)比高。普通超五類網(wǎng)線的價(jià)格相當(dāng)與75-3視頻線,室外防
水超五類網(wǎng)線的價(jià)格相當(dāng)與75-5視頻線,但網(wǎng)線卻能夠在同一時(shí)間傳輸多路
信號(hào)。
③傳輸距離遠(yuǎn),傳輸效果好。
④抗干擾能力強(qiáng)。雙絞線傳輸采用差分傳輸方法,其抗干擾能力大于同軸電纜。
雙絞線雖然具有以上優(yōu)點(diǎn),但是在使用中也應(yīng)當(dāng)注意一些問題:
①一般選用國產(chǎn)超五類網(wǎng)線,每根網(wǎng)線內(nèi)有8芯,每芯的直流電阻值應(yīng)小于15
歐/100米。
②室外布線,盡可以選用室外阻水網(wǎng)線,雖然價(jià)格高了些,但可靠性可以保證。
③對(duì)于干擾特強(qiáng)的地方,如電廠、變電站等地方,建議選用屏蔽網(wǎng)線,或在普
通網(wǎng)線外套金屬管。⑺
3、光纖傳輸
用光纜代替同軸電纜、雙絞線進(jìn)展視頻信號(hào)的傳輸,給電視監(jiān)控系統(tǒng)增加
了高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠辛l件。先進(jìn)的傳輸手段、穩(wěn)定的性能、較高的可
靠性和多功能的信息交換網(wǎng)絡(luò)還可為以后的信息高速公路奠定良好的根基。其
傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn):
①傳輸距離長,現(xiàn)在單模光纖每公里衰減可做到0.2dB?0.4dB以下,是同軸
電纜每公里損耗的現(xiàn)。
②傳輸容量大,通過一根光纖可傳輸幾十路以上的信號(hào)。如果采用多芯光纜,
則容量成倍增長。這樣,月幾根光纖就完全可以滿足相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)對(duì)傳輸容量
的要求。
③傳輸質(zhì)量高,由于光纖傳輸不像同軸電纜那樣需要相當(dāng)多的中繼放大器,因
而沒有噪聲和非線性失真疊加。加上光纖系統(tǒng)的抗干擾性能強(qiáng),基本上不受
外界溫度變化的影響,從而保證了傳輸信號(hào)的質(zhì)量。
④抗干擾性能好,光纖傳輸不受電磁干擾,適合應(yīng)用于有強(qiáng)電磁干擾和電磁輻
射的環(huán)境中。
目前常用的光纖按模式分有兩大類:多模光纖和單模光纖。多模光纖用于
視頻圖像傳輸時(shí),只能滿足最遠(yuǎn)3?5km左右的傳輸距離,并且對(duì)視頻光端機(jī)
的帶寬(針對(duì)模擬調(diào)制)和傳輸速率(針對(duì)數(shù)字式)有較大的限制,一般適用于短
距、小容量、簡單應(yīng)用的場合。單模光纖由于有著優(yōu)異的特性和低廉的價(jià)格已
經(jīng)成為當(dāng)前光通信傳輸?shù)闹髁鳎湓O(shè)備價(jià)格比多模光端機(jī)高。⑻
第五節(jié)監(jiān)視器
監(jiān)視器作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的終端顯示局部,發(fā)揮著重要的作用,把圖
像最大限度真實(shí)地顯示出來,以供監(jiān)控人員作為工作依據(jù),它的好壞直接影響
到整個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)的效果。監(jiān)視器的開展經(jīng)歷了黑白到彩色,從普通到不閃爍,
從CRT(陰極射線管)到LCD(液晶)的開展過程,每個(gè)過程都發(fā)生了很大的
飛躍。從黑白到彩色,使得監(jiān)控的單調(diào)圖像邁向了逼真的世界;從普通到不閃
爍,給監(jiān)控工作人員帶來了安康。
1、CRT監(jiān)視器
普通的50HZ系列產(chǎn)品、有不同尺寸的屏幕:14英時(shí)、15英時(shí)、25英時(shí)等.
普通的監(jiān)視器如圖2.3所示,其圖像分辨率低,層次不清楚,色彩不鮮艷,復(fù)
原出來的圖像就不那么真實(shí)逼真。其主要的缺點(diǎn)是圖像閃爍,尤其是組成屏幕
墻時(shí)顯得更為嚴(yán)重,長時(shí)間地觀看會(huì)造成眼睛的疲勞和影響注意力,造成漏情。
圖2.3CRT監(jiān)視器
2、液晶系列
由于液晶具有十清楚顯的優(yōu)點(diǎn)和越來越低的價(jià)格,液晶監(jiān)視器越來越多地
在監(jiān)控系統(tǒng)使用,液晶監(jiān)視器如圖2.4所示。目前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)液晶監(jiān)
視器主要有以下分類及特點(diǎn):
①按尺寸分包括小型、中型和大型三種:小型一般包括17〃19〃20〃;中型包
括:22〃26"32〃,37〃,40〃,42〃,46";大型包括:52〃,55〃,70”,
82〃等更大尺寸。
②除了按尺寸分類外,還有根據(jù)采用的液晶屏的特點(diǎn)分為:普通和高亮;普通
和高分辨率。
③液晶監(jiān)視器增加了DVI(數(shù)字視頻接口),滿足了前端數(shù)字視頻信號(hào)的傳輸應(yīng)
用。還有的液晶監(jiān)視器將DVI接口升級(jí)為HDMI(高清晰度多媒體接口),HDMI
接口的特點(diǎn)傳輸距離遠(yuǎn),速度更快,支持更高帶寬的數(shù)字信號(hào)傳輸。
④超薄超輕設(shè)計(jì),使用方便、美觀、能耗低、無輻射、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。隨著
技術(shù)的開展液晶屏的使用壽命可達(dá)6萬小時(shí)以上。
圖2.4液晶監(jiān)視器
3、大屏幕拼接系統(tǒng)
目前采用的大屏幕拼接墻主要有LCD(液晶)、DLP(背投)、PDP(等離子)
三種,已經(jīng)成為各種大型集中監(jiān)控指揮中心的大面積、高清晰、多畫面的大型
終端顯示系統(tǒng),如圖2.5所示。⑼三種拼接系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點(diǎn):
①LCD液晶拼接系統(tǒng)具有高清、高亮、高色域;可任意選擇拼接組合;維護(hù)成
本極低,穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間長;穩(wěn)固,美觀和很薄的墻體設(shè)計(jì);靈活多變的拼接顯
示功能;不會(huì)灼傷。其主要缺點(diǎn)是有拼接縫。
②DLP背投拼接系統(tǒng):顯示單元尺寸有多種可選,有50寸、60寸、67寸、80
寸、84寸;拼接縫為0.5MM,在較遠(yuǎn)距離時(shí)看不出拼縫,可認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)了無縫
拼接;屏幕不會(huì)灼傷;智能數(shù)字色彩調(diào)整;智能數(shù)字亮度調(diào)整;防塵/散熱技
術(shù)等特點(diǎn)。其主要的缺點(diǎn)是亮度低,色彩飽和度差,箱體厚,燈泡壽命短,維
護(hù)使用成本高。
③PDP等離子拼接亮度和比照度很好,圖像的色彩飽和度很高,拼接縫一
般為5MM,比液晶拼接的要小得多,拼接墻可以做得很薄。但是,等離子拼接
墻最大的缺點(diǎn)是面板灼傷嚴(yán)重,尤其是在長時(shí)間顯示靜止圖像的情況下,面板
會(huì)被留下明顯的圖像。另一個(gè)缺點(diǎn)是屏幕壽命僅有5000T0000小時(shí)。⑼
圖2.5無縫液晶大屏幕
第六節(jié)編解碼器
一、數(shù)字硬盤錄像機(jī)
DigitalVideoRecorder(硬盤錄像機(jī)),即數(shù)字視頻錄像機(jī)如圖2.6所示,
采用硬盤錄像,故常常被稱為硬盤錄像機(jī),也被稱為DVR0DVR采用的是數(shù)字
記錄技術(shù),在圖像處理、圖像儲(chǔ)存、檢索、備份、以及網(wǎng)絡(luò)傳遞、遠(yuǎn)程控制等
方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于模擬監(jiān)控設(shè)備,DVR代表了電視監(jiān)控系統(tǒng)的開展方向,是目前
市面上電視監(jiān)控系統(tǒng)的首選產(chǎn)品。目前市面上主流的DVR采用的壓縮技術(shù)有
MPEG-2、MPEG-4、H.264、M-JPEG,而MPEG-4、H.264是國內(nèi)最常見的壓縮方
式;從攝像機(jī)輸入路數(shù)上分為1路、2路、4路、6路、9路、12路、16路、
32路等;總的來說,按系統(tǒng)構(gòu)造可以分為兩大類:基于PC架構(gòu)的PC式DVR
和脫離PC架構(gòu)的嵌入式DVRo在這里講講PC式DVR和嵌入式DVRo
1、PC式硬盤錄像機(jī)(DVR)
這種架構(gòu)的DVR以傳統(tǒng)的PC機(jī)為基本硬件,以Wir.98>Win2000、WinXP、
Vista、Linux為基本軟件,配備圖像采集或圖像采集壓縮卡,編制軟件成為
一套完整的系統(tǒng)。PC機(jī)是一種通用的平臺(tái),PC機(jī)的硬件更新?lián)Q代速度快,因
而PC式DVR的產(chǎn)品性能提升較容易,同時(shí)軟件修正、升級(jí)也對(duì)比方便。PC式
DVR各種功能的實(shí)現(xiàn)都依靠各種板卡來完成,比方視音頻壓縮卡、網(wǎng)卡、聲
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