視頻監(jiān)控技術與應用

1、主講：2015.6.16一、視頻監(jiān)控概述二、攝像機的分類三、視頻監(jiān)控的傳輸四、視頻監(jiān)控的存儲五、顯示部分六、項目案例一、視頻監(jiān)控概述視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)（VSCS）video surveillance & control system 利用視頻技術探測、監(jiān)視設防區(qū)域并實時顯示、記錄現(xiàn)場圖像的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡。 本系統(tǒng)的前端設備是各種類型的攝像機（或視頻報警器）監(jiān)視器及其附屬設備，傳輸方式可采用同軸電纜傳輸或光纖傳輸；系統(tǒng)的終端設備是顯示、記錄、控制、通信設備（包括多媒體技術設備），一般采用獨立的視頻中心控制臺或監(jiān)控報警中心控制臺。前端部分：主要由黑白（彩色）攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架等

2、組成。 傳輸部分：使用同軸電纜、電線、多芯線采取架空、地埋或沿墻敷設等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等。 終端部分：主要由畫面分割器、監(jiān)視器、控制設備等組成。監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5大部分組成。視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年時間，從最早模擬監(jiān)控到前些年火熱數(shù)字監(jiān)控再到現(xiàn)在方興未艾網(wǎng)絡視頻監(jiān)控，發(fā)生了翻天覆地變化。在IP技術逐步統(tǒng)一全球今天，我們有必要重新認識視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷史。從技術角度出發(fā)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展劃分為第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)，到第二代基于“PC+多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)，到第三代完全基于IP網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)。依賴攝像機、纜、

3、錄像機和監(jiān)視器等專用設備。例如，攝像機通過專用同軸纜輸出視頻信號。纜連接到專用模擬視頻設備，如視頻畫面分割器、矩陣、切換器、卡帶式錄像機(VCR)及視頻監(jiān)視器等。模擬CCTV存在大量局限性。主要特點：成本低、系統(tǒng)技術及產(chǎn)品相對成熟；主要缺點：圖像清晰度低，錄像數(shù)據(jù)量非常大，且受錄像帶容量限制，錄像質(zhì)量不高。“模擬-數(shù)字”監(jiān)控系統(tǒng)是以數(shù)字硬盤錄像機DVR為核心半模擬-半數(shù)字方案，從攝像機到DVR仍采用同軸纜輸出視頻信號，通過DVR同時支持錄像和回放，并可支持有限IP網(wǎng)絡訪問，由于DVR產(chǎn)品五花八門，沒有標準，所以這一代系統(tǒng)是非標準封閉系統(tǒng)，DVR系統(tǒng)仍存在大量局限。主要特點：兼具模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)

4、功能，錄像質(zhì)量和容 量有大幅提升，同時可實現(xiàn)視頻圖像網(wǎng)絡傳輸和訪問管理；主要缺點：圖像清晰度和錄像質(zhì)量問題依然存在，布線結構方式也較為復雜。全IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)與前面兩種方案相比存在顯著區(qū)別。該系統(tǒng)優(yōu)勢是攝像機內(nèi)置Web服務器，并直接提供以太網(wǎng)端口。這些攝像機生成JPEG或MPEG4數(shù)據(jù)文件，可供任何經(jīng)授權客戶機從網(wǎng)絡中任何位置訪問、監(jiān)視、記錄并打印，而不是生成連續(xù)模擬視頻信號形式圖像。簡便性：攝像機通過經(jīng)濟高效有線或者無線以太網(wǎng)簡單連接到網(wǎng)絡，能夠利用現(xiàn)有局域網(wǎng)基礎設施。強大中心控制：一臺工業(yè)標準服務器和一套控制管理應用軟件就可運行整個監(jiān)控系統(tǒng)。 易于升級：系統(tǒng)可以輕松添加更多攝像機，中心服務

5、器能夠方便升級到更快速處理器、更大容量磁盤驅動器以及更大帶寬等。全面遠程監(jiān)視：任何經(jīng)授權客戶機都可直接訪問任意攝像機，也可通過中央服務器訪問監(jiān)視圖像。堅固冗余存儲器：可同時利用SCSI、RAID以及磁帶備份存儲技術永久保護監(jiān)視圖像不受硬盤驅動器故障影響。帶寬：因圖像質(zhì)量非常清晰，所以對帶寬要求很高。（1）數(shù)字化視頻可以在計算機網(wǎng)絡（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)字視頻可利用計算機網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡帶寬可復用，無須重復布線；（3）數(shù)字化存儲成為可能，經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)可存儲在磁盤陣列中或保存在光盤、U盤中，查詢十分簡便快捷；（4

6、）不需要龐大的布線工作，減少了施工量。對比內(nèi)容IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量百萬像素級及以上30-40萬像素，無法提升錄像存儲可支持本地、前端及網(wǎng)絡存儲僅支持本地存儲集中管理方便集中管理，便于前端故障排查不支持系統(tǒng)布置支持遠程網(wǎng)絡布置不支持系統(tǒng)增容支持網(wǎng)絡即插即用重新布線系統(tǒng)兼容支持TCP/IP協(xié)議設備接入只支持模擬設備施工布線一線式布設音視頻、控制、電源單獨布設數(shù)據(jù)安全性網(wǎng)絡傳輸，視頻流加密視頻裸信號傳輸互聯(lián)互通支持TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換封閉式獨立系統(tǒng)二、攝像機的分類A依成像色彩劃分：彩色攝像機、黑白攝像機B依攝像機分辨率劃分 (1)影像像素在25萬像素（pixel）左右、彩

7、色分辨率為330線、黑白分辨率420線左右的低檔型。 (2)影像像素在25萬38萬之間、彩色分辨率為420線、黑白分辨率在500線上下的中檔型 (3)影像在38萬點以上、彩色分辨率大于或等于480線、黑白分辨率，570線以上的高分辨率。依攝像機靈敏度劃分 (1)普通型：正常工作所需照度為13Lux (2)月光型：正常工作所需照度為0.1 Lux左右 (3)星光型：正常工作所需照度為0.01 Lux以下 (4)紅外照明型：原則上可以為零照度，采用紅外光源成像。鏡頭焦距鏡頭焦距( (毫米數(shù)毫米數(shù)) )可視角度可視角度距離距離5 5米米( (寬寬高高) )距離距離1010米米( (寬寬高高) )距離

8、距離1515米米( (寬寬高高) )距離距離2020米米( (寬寬高高) )距離距離3030米米( (寬寬高高) )2.8mm2.8mm約約909013139.89.8米米262619.519.5米米393929.329.3米米52523939米米787858.558.5米米3.6mm3.6mm約約75758.58.56.46.4米米171712.812.8米米25.525.51919米米343425.525.5米米515138.338.3米米4mm4mm約約70708 86 6米米16161212米米24241818米米32322424米米48483636米米6mm6mm約約60605.55

9、.54.14.1米米11118.38.3米米16.516.512.412.4米米222216.516.5米米333324.824.8米米8mm8mm約約40403.53.52.62.6米米7 75.35.3米米10.510.57.97.9米米141410.510.5米米212115.815.8米米12mm12mm約約30302 21.51.5米米4 43 3米米6 64.54.5米米8 86 6米米12129 9米米16mm16mm約約20201.51.51.11.1米米3 32.32.3米米4.54.53.43.4米米6 64.54.5米米9 96.86.8米米30mm30mm約約10101

10、.31.31 1米米2.52.51.91.9米米3.83.82.92.9米米5 53.83.8米米7.57.55.65.6米米60mm60mm約約5 50.50.50.40.4米米1 10.750.75米米1.51.51.11.1米米2 21.51.5米米3 32.32.3米米三、視頻監(jiān)控的傳輸視頻監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)信號傳輸方式不同，大概可分為以下幾類： 1.基帶傳輸 2.網(wǎng)絡傳輸 3.雙絞線傳輸 4.光纜傳輸 5.無線傳輸視頻基帶傳輸是最為傳統(tǒng)的傳輸方式對視頻基帶信號不做任何處理,通過同軸電纜直接傳輸模擬信號。 主要特點：短距離傳輸圖像損失??； 造價低廉； 系統(tǒng)連接方便，無需添加輔助設備；主要缺點

11、：一路視頻信號布放一根同軸電纜，布線量大； 系統(tǒng)為星形結構,維護困難，可擴展性差； 長距離(大于300米)時，圖像質(zhì)量無保證； 易受空間電磁環(huán)境干擾。網(wǎng)絡傳輸是解決城域間遠距離、點位極其分散的監(jiān)控傳輸方式，采用MPEG音視頻壓縮格式傳輸監(jiān)控信號。主要特點：傳輸距離不受限制； 通過軟件和網(wǎng)絡對監(jiān)控點進行監(jiān)看和管理； 利用基礎網(wǎng)絡，接入方便；主要缺點：受帶寬限制，只能傳輸小畫面、低畫質(zhì)的圖像； 每秒傳輸十幾楨圖像，動畫效果明顯且有延時， 無法做到實時監(jiān)控。說明：如為系統(tǒng)組建局域網(wǎng)或用行業(yè)專網(wǎng)可克服上述缺點。雙絞線傳輸是視頻信號傳輸距離在1Km內(nèi)，電磁環(huán)境復雜場合的解決方式之一，將監(jiān)控圖像信號處理通

12、過平衡對稱方式傳輸，通過雙絞線收發(fā)器對信號進行數(shù)模轉換。主要特點：傳輸距離在1Km以內(nèi)； 抗電磁干擾能力強； 布線簡易，成本低廉； 主要缺點：不適合應用在大中型監(jiān)控系統(tǒng)中； 雙絞線自身抗老化能力差，不適于野外傳輸； 圖像顏色失真嚴重。光纜傳輸是傳輸距離在幾十甚至幾百公里或是傳輸環(huán)境電磁干擾比較大的場合的最佳解決方式，通過光端機收發(fā)端對信號進行光電轉換，使視頻信號在光纜內(nèi)安全可靠傳輸。主要特點：傳輸距離不受限制； 抗電磁干擾能力強； 適合用于大中型監(jiān)控系統(tǒng)中； 主要缺點：短距離傳輸時不夠經(jīng)濟,成本相對較高； 光纜熔接及維護需專業(yè)設備和技術人員； 需要增加相應的輔助傳輸設備。無線傳輸最大的特點就是

13、應用在無法布放線纜的場合,又可細分為微波傳輸和無線數(shù)字傳輸，都是在開放的空間環(huán)境傳輸，調(diào)制方式和傳輸頻率不同。主要特點：解決了不能布放線纜的問題； 主要缺點：易受空間電磁環(huán)境干擾； 受雨雪天氣影響較為嚴重； 傳輸為直傳，中間不能有山體、建筑物等遮擋； 需要增加相應的調(diào)制、放大、傳輸?shù)仍O備。四、視頻監(jiān)控的存儲錄像名稱錄像名稱錄像格式錄像格式像素像素碼流碼流1 1小時小時2424小時小時3030天天CIF352X288101376101376600kbps263M6.2G46GD1720X5764147204147202mbps878M20.6G0.6T720P1280X7209216009216004mbps1.72G41.2G1.2T1080P1920X1080207