視頻監(jiān)控系統(tǒng)詳解

1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)詳解目錄第一章 視頻監(jiān)控系統(tǒng)種類11.1 模擬攝像機11.2 數(shù)字攝像機21.3 網(wǎng)絡攝像機21.4 模擬攝像機與數(shù)字攝像機區(qū)別21.5 視頻處理對比2第二章 相關(guān)設備與原理32.1 前端設備32.2 傳輸設備52.3 信息處理設備13第三章 網(wǎng)絡攝像機173.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)173.2 圖像的編碼標準183.3 組成與結(jié)構(gòu)20第四章 模擬攝像機21第一章 視頻監(jiān)控系統(tǒng)種類1.1 模擬攝像機整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為前端視頻采集設備、中端傳輸處理設備及后端顯示查看設備。我們所說的模擬攝像機就屬于前端視頻采集設備，模擬攝像機輸出的是模擬視頻信號，通過編碼器可以將視頻采集設備產(chǎn)生的模擬視頻信號轉(zhuǎn)

2、換成數(shù)字信號，進而將其儲存在計算機里。模擬攝像機捕捉到的視頻信號必須經(jīng)過特定的視頻捕捉卡將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式，并加以壓縮后才可以轉(zhuǎn)換到計算機上運用。模擬攝像機前端采用隔行掃描感光器將光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號，接著由DSP進行 A/D轉(zhuǎn)換與色彩處理后，再做D/A轉(zhuǎn)換，最后調(diào)制成PAL/NTSC制式電視標準視頻信號輸出。1.2 數(shù)字攝像機數(shù)字攝像機，其前端多數(shù)采用的是百萬像素CMOS感光器，由百萬像素CMOS將光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由DSP進行圖像處理與壓縮，最后將壓縮視頻通過網(wǎng)絡輸出 。波粒的百萬高清攝像機就是采用了數(shù)碼相機里500萬像素感光器與DSP，制成了安防行業(yè)攝像機，讓安防監(jiān)控的畫

3、質(zhì)如數(shù)碼相機般清晰。1.3 網(wǎng)絡攝像機網(wǎng)絡攝像機并非數(shù)字攝像機或者模擬攝像機，它只是反映了視頻信號的傳輸方式，無論前端攝像機是數(shù)字還是模擬，只要是通過網(wǎng)絡傳輸?shù)臄z像機都叫網(wǎng)絡攝像機。不過，目前網(wǎng)絡攝像機一般就是數(shù)字攝像機。1.4 模擬攝像機與數(shù)字攝像機區(qū)別網(wǎng)絡攝像機并非數(shù)字攝像機或者模擬攝像機，它只是反映了視頻信號的傳輸方式，無論前端攝像機是數(shù)字還是模擬，只要是通過網(wǎng)絡傳輸?shù)臄z像機都叫網(wǎng)絡攝像機。 明白了數(shù)字與模擬以后我們對兩者的優(yōu)缺點進行比較： 清晰度對比 彩色模擬攝像機采集垂直分辨率，PAL制式下625掃描線，去消隱后575線，目前最高達到540線左右已經(jīng)是極限了，分辨率上比較，模擬攝像機

4、接如后端監(jiān)控錄像設備，分辨率最高為4CIF或D1，約40萬像素，而數(shù)字攝像機則可以高達百萬像素以上。 掃描方式對比 數(shù)字高清攝像機采用逐行掃描，每一幀圖像均是由電子束順序地一行接著一行連續(xù)掃描而成。而模擬攝像機則采用隔行掃描，隔行掃描的行掃描頻率為逐行掃描時的一半,隔行掃描會帶來許多缺點，如會產(chǎn)生行間閃爍效應、邊沿鋸齒化現(xiàn)象等不良效應.隔行掃描會導致運動畫面清晰度降低。 1.5 視頻處理對比模擬攝像機輸出模擬視頻信號到后端DVR等設備。DVR通過最前端的DOCODE（采集芯片）將模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，首先得到的是half D1分辨率畫面, 再進行壓縮后得到CIF畫面。 數(shù)字攝像機采用逐行掃描，

5、后端是完整的一幀接一幀圖象接受.不需要將不同時刻奇偶場畫面拼接合成視頻，不需要為了消除鋸齒進行視頻反交錯處理，清晰度沒有損傷，數(shù)字攝像機最后輸出給后端混合DVRPDVRNVRPC電腦的是已經(jīng)壓縮過的數(shù)字視頻，不需要視頻采集芯片進行A/D轉(zhuǎn)換，直接由后端設備存儲起來，不需要占用CPU或DSP資源去壓縮視頻，從而節(jié)省了處理器資源，減低了對后端設備的配置要求。 色彩還原度對比 傳統(tǒng)模擬攝像機輸出的是復合模擬視頻信號，當信號傳輸?shù)胶蠖薉VR等設備時，DVR前端的Video decoder視頻采集芯片，除了模數(shù)轉(zhuǎn)換，還要梳狀濾波處理，也就是亮色分離，由于色度信號和高頻的亮度信號占用了頻帶中相同的頻率資源

6、，所以，在decoder中將它們分開比較困難，很難還原出完全一致的色彩，導致畫面容易出現(xiàn)雜色斑點，而數(shù)字攝像機就不會有這種煩惱，色彩可以做到更加逼真。模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）對比 通過前面我們介紹的模擬與數(shù)字攝像機工作原理對比，模擬攝像機自感光器視頻輸出后，最早到達DVR等后端主機設備，總共要發(fā)生3次 模數(shù)之間轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換都會導致畫面質(zhì)量下降。 數(shù)字攝像機的前端感光器輸出為數(shù)字信號，后面不發(fā)生反復的AD轉(zhuǎn)換，而是直接壓縮與處理。 布線對比傳統(tǒng)模擬攝像機如果集成了PTZ等控制與聲音，那么在布線方面就非常繁瑣。視頻線，音頻線，電源線，控制線都是獨立的，布線工作量大，并且布線成本高，而數(shù)字網(wǎng)絡高清攝像機

7、則可以將視頻線，音頻線，電源線，控制線4合為1，采用一根網(wǎng)線傳輸，布線簡單，同時大大降低了布線成本與難度。 視頻傳輸對比 傳統(tǒng)模擬攝像機輸出為的模擬信號，長距離傳輸容易衰減，并且易受到電磁干擾，圖像質(zhì)量受影響。而數(shù)字高清攝像機則以數(shù)字信號方式傳輸，無論是多長的傳輸距離，傳輸過程都沒有干擾煩惱與衰減，視頻傳輸無損傷。百萬高清攝像機多年前就已經(jīng)上市，可如今使用量并不理想，主要因素在于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)成本價格較高，使很多用戶望而卻步；其次是其對網(wǎng)絡帶寬的要求較高，在許多情況下難以使用；再者就是其兼容性差，后端配套設備各廠家互不兼容。這些因素嚴重影響了數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用和普及。不過我們相信未來隨著

8、光網(wǎng)的到來以及整個市場統(tǒng)一化標準的出臺，定會使數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到廣泛應用，進而取代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。第二章 相關(guān)設備與原理組成可分為前端設備，傳輸設備，后端存儲與處理設備2.1 前端設備 前端設備有攝像機，支架，云臺，攝像機又分為球機，槍機，半球機筒機。 圖5 攝像機支架圖6 攝像機云臺室外攝像機根據(jù)需要可附帶防護罩圖7 攝像機防護罩 球機 槍機 半球機 槍機圖8 攝像機防護罩2.2 傳輸設備在介紹傳輸設備之前要先了解一下數(shù)據(jù)通信的基本原理l 并行通信：是指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個數(shù)據(jù)的各位同時傳輸。n 特點：傳輸速度快，適用于遠距離通信。l 串行通信：是指利用一條傳輸線將數(shù)據(jù)一位位的順序傳

9、送。n 特點：是通信線路簡單，成本低，利用電話或者電報線路就可以實現(xiàn)通信，降低成本，適用于遠距離通信，但是傳輸速度慢。n 串行通信又可分為同步通信（sync）和異步通信（async）兩種（但是在實際串行通訊中沒有絕對的“異步”或“同步”，只是在不同程度上“同步”）u 異步通信：一個字節(jié)內(nèi)同步，而字節(jié)之間“不同步”，稱之為“異步”u 同步通信：大于一個字節(jié)的“幀數(shù)據(jù)”或者“塊數(shù)據(jù)”內(nèi)同步，稱之為“幀同步”或“塊同步”。稱之為“同步”。（這時實際上“幀數(shù)據(jù)”或快數(shù)據(jù)之間也是“異步”）n 異步通信u 字符格式：規(guī)定有起始位，數(shù)據(jù)位，奇偶校驗位，停止位等等（可根據(jù)自己需要對字符格式進行編程控制）n 波

10、特率：是衡量數(shù)據(jù)傳送速率的指標（bps）圖9 異步通信原理l 數(shù)據(jù)傳送方向單工方式：只允許數(shù)據(jù)按照一個固定的方向傳送半雙工方式：每次一個站發(fā)送，另一個站接收全雙工方式：允許通信雙方同時進行發(fā)送和接收圖10 數(shù)據(jù)傳輸方式2.3 接口與線型知道了傳輸原理，再看一下傳輸接口線型l 通用異步收發(fā)器（UART）l 通用串行總線（USB）l 單總線（1-wire）l I2C總線l CAN總線l SPI總線l 1394l RS-485，RS-232C,RS422A標準等通用異步收發(fā)傳輸器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常稱作UART，是一種異步收

11、發(fā)傳輸器，是電腦硬件的一部分。將資料由串行通信與并行通信間作傳輸轉(zhuǎn)換，作為并行輸入成為串行輸出的芯片，通常集成于其他通訊接口的連結(jié)上。具體實物表現(xiàn)為獨立的模塊化芯片，或作為集成于微處理器中的周邊設備。一般是RS-232C規(guī)格的，類似Maxim的MAX232之類的標準信號幅度變換芯片進行搭配，作為連接外部設備的接口。在UART上追加同步方式的序列信號變換電路的產(chǎn)品，被稱為USART(Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter)。一般不直接用于連接攝像機圖11 UART接口屬于芯片級的連接，距離短，可以用杜邦線進行連接通用串行總線

12、（USB）通用串行總線（英語：Universal Serial Bus，縮寫：USB）是連接計算機系統(tǒng)與外部設備的一種串口總線標準，也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛地應用于個人電腦和移動設備等信息通訊產(chǎn)品，并擴展至攝影器材、數(shù)字電視（機頂盒）、游戲機等其它相關(guān)領(lǐng)域。最新一代是USB 3.1，傳輸速度為10Gbit/s，三段式電壓5V/12V/20V，最大供電100W ，新型Type C插型不再分正反。1USB設備主要具有以下優(yōu)點：1.可以熱插拔。就是用戶在使用外接設備時，不需要關(guān)機再開機等動作，而是在電腦工作時，直接將USB插上使用。2.攜帶方便。USB設備大多以“小、輕、薄”見長，對用

13、戶來說，隨身攜帶大量數(shù)據(jù)時，很方便。當然USB硬盤是首要之選了。3.標準統(tǒng)一。大家常見的是IDE接口的硬盤，串口的鼠標鍵盤，并口的打印機掃描儀，可是有了USB之后，這些應用外設統(tǒng)統(tǒng)可以用同樣的標準與個人電腦連接，這時就有了USB硬盤、USB鼠標、USB打印機等等。4.可以連接多個設備。USB在個人電腦上往往具有多個接口，可以同時連接幾個設備，如果接上一個有四個端口的USB HUB時，就可以再連上；四個USB設備，以此類推，盡可以連下去，將你家的設備都同時連在一臺個人電腦上而不會有任何問題(注：最高可連接至127個設備)。如圖所示為usb接口的攝像機：圖12 usb接口攝像機I2C總線，CAN總

14、線和SPI都是總線，總線（Bus）是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導線組成的傳輸線束， 按照計算機所傳輸?shù)男畔⒎N類，計算機的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號。總線是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過總線相連接，外部設備通過相應的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機硬件系統(tǒng)。在計算機系統(tǒng)中，各個部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計算機是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個功能部件的。所以和我們的攝像機傳輸信道沒有直接的關(guān)聯(lián)，不分開講了。1394美國電氣和電子工程師學會(IEEE)制定了

15、IEEE1394標準，它是一個串行接口，但它能像并聯(lián)SCSI接口一樣提供同樣的服務，而其成本低廉。它的特點是傳輸速度快，適合傳送數(shù)字圖像信號。后來又有了P1394b方案，P1394b是一個高傳輸率與長距離版本的IEEE1394，它的單信道帶寬為800Mb/s。在這一方案中，一個重要的特性是，在不同的傳輸距離與傳輸速率下可以使用不同的傳輸媒介。已廣泛應用于數(shù)字攝像機、數(shù)字照相機、電視機頂盒、家庭游戲機、計算機及其外圍設備。更新一代的產(chǎn)品如DVD、硬盤錄像機等也將使用IEEE1394。其在數(shù)字視音頻消費市場的廣泛應用1打是 1394接口又分為4腳，6腳和9腳1394攝像機 但是1394接口監(jiān)控攝像

16、機在實際中很少使用，很多電腦上面已經(jīng)沒有了這種接口，逐漸被usb2.0，usb3.0取代。RS232,RS485等串口協(xié)議在監(jiān)控系統(tǒng)中一般起到控制攝像機轉(zhuǎn)動的云臺信息。RS232接口RS-232是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一，總共9腳（也有25腳的）。、是個人計算機上的通訊接口之一，由電子工業(yè)協(xié)會所制定的異步傳輸標準接口。通常 RS-232 接口以9個引腳 (DB-9) 或是25個引腳 (DB-25) 的型態(tài)出現(xiàn)，一般個人計算機上會有兩組 RS-232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片。RS232接口任何一條信號線的電壓均為負邏輯關(guān)系。即：邏

17、輯“1”為-3 -15V；邏輯“0”：+3 +15V ，噪聲容限為2V。即要求接收器能識別高于+3V的信號作為邏輯“0”，低于-3V的信號作為邏輯“1”，TTL電平為5V為邏輯正，0為邏輯負 。與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，比特率為20Kbps；因此在51CPLD開發(fā)板中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個原因。（3）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在15米左右。所以232接口不能用于遠

18、距離傳輸信息和控制，若長距離傳輸，可使用232轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)。若是超過一千米，需要用光纖或者加中介。需要注意的是rs232與VGA口類似，但是管口數(shù)量不一樣，VGA接口為15口 RS232VGARS232串口線 母對母RS232串口線 母對公RS485接口RS485可以說是RS232的改進版RS485通過差分電路實現(xiàn)信號的傳輸，不同于RS232的高低電平監(jiān)測，差分電路具有較強的抗干擾能力，差分電路用兩根數(shù)據(jù)線進行比較，RS-485標準定義信號閾值的上下限為200mV。即當A-B200mV時，總線狀態(tài)應表示為“1”；當A-B-200mV時，總線狀態(tài)應表示為“0”。但當A-B在200mV之間時

19、，則總線狀態(tài)為不確定，所以我們會在A、B線上面設上、下拉電阻，以盡量避免這種不確定狀態(tài)。當一個干擾信號過來的時候，兩股線的電壓會同時相加或者相減，所以AB兩線的電壓相減結(jié)果不會改變太多，這就使RS485線具有很強的抗干擾能力。另外一點，RS485極限傳輸距離為1200米，遠遠超過RS232的15米，因為RS232使用高低電平判斷數(shù)字信號，距離長了就會導致電壓降低出現(xiàn)干擾，等等問題，而RS485傳輸距離長的時候兩根數(shù)據(jù)線電壓會同時降低，兩者相減之后結(jié)果基本不變，這就使RS485有了極高的傳輸距離。實踐證明：采用阻抗匹配、低衰減的專用電纜可以達到1800米！超過1200米，可加中繼器（最多8只），

20、這樣傳輸距離接近10Km。RS485一般用于控制傳輸攝像機轉(zhuǎn)動信息，傳送到云臺上實現(xiàn)對攝像機的旋轉(zhuǎn)等操縱。如下圖所示,綠色三孔接口為RS485接口，右圖為RS232轉(zhuǎn)RS485模塊。RS485線型如果之用于傳輸信號，可采用兩芯控制器到控制器之間，以及控制器到轉(zhuǎn)換器的線，建議使用8芯屏蔽線。線徑在0.22平方毫米以上，485+和485-一定要互為雙絞，其它6芯備用，屏蔽線可不接，如果通訊不暢通，可以考慮用屏蔽線將所有控制器的GND進行連接，或者在485總線的最后一臺控制器的485 和 485-之間并聯(lián)120歐姆的終端電阻來改善通訊質(zhì)量。 485總線長度，理論上是可以達到1200米，建議根據(jù)控制器

21、數(shù)量或者通訊環(huán)境的復雜性，不要超過800米。如果超過請選用485HUB或者中繼器來改善通訊環(huán)境。 控制器和控制器的連線必須是一個連一個的手牽手的總線結(jié)構(gòu)，不能分叉或者有星型連接。下圖為2芯485線和8芯線，除此之外還有4芯6芯10芯12芯等等。RJ45接口RJ45是布線系統(tǒng)中信息插座（即通信引出端）連接器的一種，連接器由插頭（接頭、水晶頭）和插座（模塊）組成，插頭有8個凹槽和8個觸點。RJ是Registered Jack的縮寫，意思是“注冊的插座”。在FCC（美國聯(lián)邦通信委員會標準和規(guī)章）中RJ是描述公用電信網(wǎng)絡的接口，計算機網(wǎng)絡的RJ45是標準8位模塊化接口的俗稱。常見的RJ45接口有兩類：

22、用于以太網(wǎng)網(wǎng)卡、路由器以太網(wǎng)接口等的DTE（數(shù)據(jù)終端設備）類型和用于交換機等的DCE（數(shù)字通信設備）類型。當兩個類型一樣的設備使用RJ45接口連接通信時，必須使用交叉線連接。如果DTE類型接口和DTE類型接口相連時不交叉相連引腳，對觸的引腳都是數(shù)據(jù)接收（發(fā)送）引腳，不能進行通信。另外：一些DCE類型設備會和對方自動協(xié)商，此時連接用直通線或平行線均可4信息模塊或RJ45連插頭與雙絞線端接有T568A或T568B兩種結(jié)構(gòu)。在T568A中，與之相連的8根線分別定義為：白綠、綠；白橙、藍；白藍、橙；白棕、棕。在T568B中，與之相連的8根線分別定義為：白橙、橙；白綠、藍；白藍、綠；白棕、棕。區(qū)別RJ1

23、1區(qū)分RJ45和RJ11接口在家用的ADSL Modem（調(diào)制解調(diào)器）上還會有RJ11接口，它比RJ45接口略小，主要用來連接電話線使用。需要說明的是，RJ11接口為4或6針，而RJ45則為8針接口，所以RJ45插頭不能插入RJ11接口，反之RJ11插頭也不能插入RJ45接口（雖然在物理接口上是可以實現(xiàn)的），在實際使用中一定要區(qū)分清楚1采用線纜即為網(wǎng)線。2.3 信息處理設備光纖收發(fā)器和光端機光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元，在很多地方也被稱之為光電轉(zhuǎn)換器或光纖轉(zhuǎn)換器（Fiber Converter）。光端機，就是將多個E1（一種中繼線路的數(shù)

24、據(jù)傳輸標準，通常速率為2.048Mbps，此標準為中國和歐洲采用）信號變成光信號并傳輸?shù)脑O備（它的作用主要就是實現(xiàn)電-光和光-電轉(zhuǎn)換）。區(qū)別模擬攝像機用光端機，網(wǎng)絡攝像機用光纖收發(fā)器。（二者都可集成光信號和485控制信號）收發(fā)器僅進行光電轉(zhuǎn)換，不改變編碼，不對數(shù)據(jù)作其他處理，收發(fā)器是針對以太網(wǎng)來說的，跑802.3協(xié)議，只用于點對點的連接。 光端機，除了光電轉(zhuǎn)換的工作以外，還要對數(shù)據(jù)信號進行復用和解復用。通常光端機出來的是多對E1線路。SDH，PDH光端機主要用于電信運營商，用于提供多對點到點的數(shù)據(jù)電路；視頻光端機主要用于安防監(jiān)控、遠程教育、視頻會議等對視頻傳輸要求適時性比較高的領(lǐng)域，同時可以傳

25、輸控制、開關(guān)量、語音、以太網(wǎng)等信號來滿足多業(yè)務應用需求，所以我們有時候也將其稱為綜合光端機。后端設備解碼器云臺解碼器是把控制攝像機鏡頭和云臺等功能的數(shù)碼信號轉(zhuǎn)換成可控制電信號的設備，使用很廣泛。通常情況下，它有這樣幾個別名：云臺解碼器、云鏡解碼器(云臺鏡頭解碼器)。云臺解碼器指的是云臺及鏡頭控制器。硬盤錄像機硬盤錄像機（Digital Video Recorder，簡稱DVR），即數(shù)字視頻錄像機，相對于傳統(tǒng)的模擬視頻錄像機，采用硬盤錄像，故常常被稱為硬盤錄像機，也被稱為DVR。它是一套進行圖像存儲處理的計算機系統(tǒng)，具有對圖像/語音進行長時間錄像、錄音、遠程監(jiān)視和控制的功能。DVR采用的是數(shù)字記

26、錄技術(shù)，在圖像處理、圖像儲存、檢索、備份、以及網(wǎng)絡傳遞、遠程控制等方面也遠遠優(yōu)于模擬監(jiān)控設備，DVR代表了電視監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，是市面上電視監(jiān)控系統(tǒng)的首選產(chǎn)品。矩陣監(jiān)控矩陣是一種集視頻切換、音頻切換、報警管理、跟隨控制、IP網(wǎng)絡選配控制于一體的完善的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備。可以把任何接入矩陣的視頻信號顯示在想看的監(jiān)視器上面，也可以用矩陣自帶的控制鍵盤實現(xiàn)對前端有可控制功能的攝像。監(jiān)控硬盤監(jiān)控硬盤是為常年不間斷運行的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)特殊設計的硬盤。磁盤陣列磁盤陣列是由很多價格較便宜的磁盤，組合成一個容量巨大的磁盤組，利用個別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個磁盤系統(tǒng)效能。利用這項技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)

27、段，分別存放在各個硬盤上。1磁盤陣列還能利用同位檢查（Parity Check）的觀念，在數(shù)組中任意一個硬盤故障時，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時，將數(shù)據(jù)經(jīng)計算后重新置入新硬盤中。CVRDVR是模擬機和同軸纜信號的硬盤錄像機，不需要配置IP。 NVR是網(wǎng)絡型錄像機，必須配置IP。CVR是更高級的NVR或者DVR，數(shù)據(jù)集中存貯的NVR。嵌入式的NVR一般沒有RAID陣列功能，并行存的路數(shù)一般小于32路（受單硬盤并行寫入的限制），CVR集NVR和磁盤陣列功能于一身，管理能力非常強大，類似于NVR的升級版。交換機交換機（Switch）意為“開關(guān)”是一種用于電（光）信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡設備。提供數(shù)據(jù)交換功能，它

28、可以為接入交換機的任意兩個網(wǎng)絡節(jié)點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是以太網(wǎng)交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。交換機按照數(shù)據(jù)處理又有百兆千兆萬兆之分，接口類型又可分為電口，光口，部分交換機還提供POE遠程供電功能。在視頻監(jiān)控中處于機房端設備。路由器路由器（Router）又稱網(wǎng)關(guān)設備（Gateway）是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡，所謂邏輯網(wǎng)絡是代表一個單獨的網(wǎng)絡或者一個子網(wǎng)。當數(shù)據(jù)從一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€子網(wǎng)時，可通過路由器的路由功能來完成。因此，路由器具有判斷網(wǎng)絡地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方法連接各種子

29、網(wǎng)，路由器只接受源站或其他路由器的信息，屬網(wǎng)絡層的一種互聯(lián)設備。路由器和交換機的區(qū)別簡單地說：交換機用來共享一根網(wǎng)線，路由器用來共享一個IP。也就是說，如果一根網(wǎng)線上想接幾個電腦，就必須用，交換機；如果你只有一個IP，想幾個電腦上網(wǎng)，就要用路由器來解決。比如寬帶路由器就可以讓家里的幾臺電腦共享同一個賬號上網(wǎng)；在已經(jīng)共享上網(wǎng)的情況下，某房間只有一根網(wǎng)線，有多臺電腦要上網(wǎng)，用交換機。路由器還有很多別的功能，而交換機功能單一：路由器可以自動分配IP，而沒有路由的話，在交換機的網(wǎng)絡里面，就只有手動設置IP。一個局域網(wǎng)絡一般只需要一個路由器，如果端口不夠的話，使用多個交換機配合形成局域網(wǎng)。顯示設備家用或

30、攝像機數(shù)量很少時，可采用普通屏幕進行顯示，當規(guī)模大數(shù)量多時可根據(jù)需要采用拼接屏。第三章 網(wǎng)絡攝像機因目前主要有網(wǎng)絡攝像機和模擬攝像機，所以以二者為例.3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖1 網(wǎng)絡攝像機透視圖大家可以看到，網(wǎng)絡攝像機可以直接接入到TCP/IP的數(shù)字化網(wǎng)絡中，因此這種系統(tǒng)主要的功能就是在聯(lián)網(wǎng)上面，通過互聯(lián)網(wǎng)或者內(nèi)部局域網(wǎng)進行視頻和音頻的傳輸。從內(nèi)部構(gòu)成上說，網(wǎng)絡攝像機的基本結(jié)構(gòu)一般都是由圖像傳感器、視頻編碼器、網(wǎng)絡服務器、外部報警、控制接口等部分組成。相比較傳統(tǒng)的模擬攝像機，網(wǎng)絡攝像機最核心的技術(shù)就是視頻編碼器?，F(xiàn)在，就網(wǎng)絡攝像機的各部分我們做一個技術(shù)分析，然后再重點分析一下核心的視頻編碼器部分。

31、圖2 視頻編碼器圖像傳感器：傳統(tǒng)的模擬攝像機，就是通過圖像傳感器采集視頻信息，然后直接輸出是模擬的視頻信號，通過視頻線對外輸出。現(xiàn)在攝像機的圖像傳感器主要有2種，即CMOS和CCD.由于CCD在圖像質(zhì)量方面比CMOS有一定的優(yōu)勢，但CMOS近年技術(shù)發(fā)展，性價比較高，在監(jiān)控市場占有率逐年提高，因此現(xiàn)在監(jiān)控工程中使用的圖像傳感器主流是CMOS,而CCD的主流廠商大部分是日本企業(yè)，比如Sony、Sharp等，幾乎占了全球CCD市場的90%以上份額。視頻編碼器：其功能是把CCD的視頻信號按照一定的格式進行數(shù)字化編碼，有些是直接抓取CCD輸出的BT.656的信號，有些是采集CCD驅(qū)動輸出的模擬信號，通過

32、一個視頻AD進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)化。視頻編碼的標準很多，現(xiàn)在主要的網(wǎng)絡攝像機的標準有MJPEG、MPEG4、H.264和H.265。網(wǎng)絡服務器：其功能是把壓縮好的視頻信號，通過TCP/IP的協(xié)議輸出，并且基本上要支持現(xiàn)階段主流的通信格式，比如支持PPPOE、DNS、UDP、TCP等等。外部報警和控制接口都是網(wǎng)絡攝像機的輔助功能，主要是通過串口或者IO口來實現(xiàn)，串口的方式包括RS232和RS485等等。3.2 圖像的編碼標準當前，網(wǎng)絡攝像機的圖像壓縮編碼標準主要有M-JPEG、MPEG4、H.263、H.264、H.265等，下面我們對這些技術(shù)再做一個簡單介紹。M-JPEGM-JPEG技術(shù)即運動靜止圖

33、像壓縮技術(shù)，它把運動的視頻序列作為連續(xù)的靜止圖像來處理，這種壓縮技術(shù)方式單獨完整地壓縮每一幀，在編輯過程中可隨機存儲每一幀，可進行精確到幀地編輯。但M-JPEG只對幀內(nèi)地空間冗余進行壓縮，不對幀間的時間冗余進行壓縮，因此壓縮效率不高。MPEG4MPEG標準就是指由ISO的活動圖像專家組制定的一系列關(guān)于音視頻信號以及多媒體信號的壓縮與解壓縮技術(shù)的標準。MPEG-4的著眼點在于解決低帶寬上音視頻的傳輸問題，在164KHZ的帶寬上，MPEG-4平均可傳5-7幀/秒。采用MPEG-4壓縮技術(shù)的網(wǎng)絡型產(chǎn)品可使用帶寬較低的網(wǎng)絡，如PSTN，ISDN，ADSL等，大大節(jié)省了網(wǎng)絡費用。另外，MPEG-4的最高分辨率可達720576，接近DVD畫面效果，基于圖像壓縮的模式?jīng)Q定了它對運動物體可以保證有良好的清晰度。MPEG-4所有的這些優(yōu)點，使它成為當前網(wǎng)絡產(chǎn)品生產(chǎn)廠商開發(fā)的重要趨勢之一。H.263H.263是ITU-T提出的作為H.324終端使用的視頻編解碼建議，H.263經(jīng)過不斷地完善和多次的升級已經(jīng)日臻成熟，如今已經(jīng)大部分代替了H.261，而且H.263由于能在低帶寬上傳輸高質(zhì)量的視頻流