視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

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