網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成課件

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原理和組成制作人：*****第四章單元前言網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的概述以及運(yùn)營級網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的簡介組成與工作原理4.1監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展演變視頻監(jiān)控以直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而應(yīng)用于各個行業(yè)視頻監(jiān)控經(jīng)歷了三個階段：

模擬視頻監(jiān)控、數(shù)字視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

下一步將向運(yùn)營級規(guī)?；曨l監(jiān)控的方向發(fā)展書頁p41有關(guān)于介紹這三種監(jiān)控的特點(diǎn)CCTV監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)圖4.1.3網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入21世紀(jì)后，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)這就是第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，最早出生于2001年。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)圖像傳輸、遠(yuǎn)程控制、現(xiàn)場信號采集、功能強(qiáng)大、可靠性高、功耗小、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、軟件擴(kuò)展升級方便等。4.1.4運(yùn)營級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的分類：企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)營級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)其用戶群體為：專網(wǎng)用戶、公網(wǎng)大客戶、普通個人用戶優(yōu)點(diǎn)大容量特性可運(yùn)營特性可擴(kuò)展特性可互通特性安全特性4.4運(yùn)營級監(jiān)控中心管理平臺構(gòu)架和工作流程4.4.1平臺構(gòu)架本節(jié)以中國電信“全球眼”系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹中心管理平臺的構(gòu)架。平臺由固網(wǎng)側(cè)網(wǎng)元和移動側(cè)網(wǎng)元組成。固網(wǎng)側(cè)網(wǎng)元包括中心管理服務(wù)單元（CentralManageService,CMS）、媒體分發(fā)服務(wù)單元（VideoTransferDispatchUnit,VTDU）、存儲服務(wù)單元（NetworkRecordUnitNRU）、AAA服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)單元等；移動側(cè)網(wǎng)元包括移動視頻網(wǎng)關(guān)（VideoAccessUnit,VAU）、移動業(yè)務(wù)應(yīng)用門戶（MobileServiceProtal,MSP）、移動側(cè)流媒體服務(wù)器(Packet-switchedStreamingService,PSS)、移動客戶端單元（MobileClientUnit,MCU）等，其中PSS為可選網(wǎng)元。中心管理服務(wù)器（CMS）中心管理服務(wù)器（CMS）包括一組服務(wù)器，在中心平臺的系統(tǒng)構(gòu)架中，除了VTDU、NRU、AAA服務(wù)器之外的一切功能都由中心管理服務(wù)器負(fù)責(zé)。CMS是視頻監(jiān)控中心平臺的核心單元，可實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備、后端設(shè)備、各單元的信令轉(zhuǎn)發(fā)控制處理，報(bào)警信息的接收與處理以及業(yè)務(wù)支撐信息管理。CMS由以下幾個部分組成：前段接入服務(wù)器、客戶端服務(wù)器、告警服務(wù)器、平臺管理服務(wù)器、業(yè)務(wù)管理服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器等。媒體分發(fā)服務(wù)器（VTDU）媒體分發(fā)服務(wù)器（VTDU）媒體分發(fā)服務(wù)器（VTDU）是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中心平臺系統(tǒng)的媒體處理單元，實(shí)現(xiàn)音視頻的請求、接收、分發(fā)。VTDU僅接受本域CMS的管轄，在CMS的控制下為用戶或其他域提供服務(wù)。VTDU可實(shí)現(xiàn)多級級聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)分布式部署，即可向前端或其他VTDU發(fā)起會話請求，接收NRU、CU（客戶端設(shè)備）或其他VTDU的會話請求。音視頻分發(fā)服務(wù)是指VTDU接收并緩存媒體流，進(jìn)行媒體流分發(fā)，將一路音視頻流復(fù)制成多路。網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器（NRU）網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中心平臺系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)錄像服務(wù)器，為媒體分發(fā)服務(wù)器提供海量遠(yuǎn)端存儲，可實(shí)現(xiàn)視頻存儲、檢索，支支持視頻回放，可實(shí)現(xiàn)分布式部署，錄像存儲的載體主要有多硬盤組合、磁盤陣列等。AAA服務(wù)器AAA服務(wù)器為用戶認(rèn)證/授權(quán)/認(rèn)賬服務(wù)器，提供用戶使用本業(yè)務(wù)的認(rèn)證/授權(quán)/認(rèn)賬服務(wù)，并提供相應(yīng)的用戶受理界面及用戶信息導(dǎo)入方式。AAA服務(wù)器網(wǎng)管服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理的應(yīng)用支持，完整的網(wǎng)管功能即ITU規(guī)定的FCAPS管理能力，包括：配置管理、安全管理、計(jì)費(fèi)管理、故障管理、性能管理。應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器提供基于圖像的智能服務(wù)以及其他業(yè)務(wù)，用戶可以在CMS上定義業(yè)務(wù)觸發(fā)點(diǎn)，當(dāng)這些觸發(fā)點(diǎn)的條件滿足時，CMS將向這些應(yīng)用服務(wù)器請求相關(guān)的業(yè)務(wù)。移動業(yè)務(wù)應(yīng)用門戶（MSP）移動業(yè)務(wù)應(yīng)用門戶（MSP）主要實(shí)現(xiàn)移動業(yè)務(wù)統(tǒng)一的接入訪問入口，用戶認(rèn)證入口，用戶監(jiān)控權(quán)限列表展示，并通過與監(jiān)控中心平臺的SM/CMS進(jìn)行信息交互，協(xié)同完成用戶認(rèn)證、監(jiān)控列表查詢、用戶賬戶信息同步及業(yè)務(wù)輔助管理等功能。移動客戶端單元（MCU）MCU即產(chǎn)品的移動終端客戶端軟件，該單元主要完成業(yè)務(wù)請求/認(rèn)證等發(fā)起、監(jiān)控列表解析、視頻流的解碼和播放、發(fā)送PTZ控制消息等。流媒體服務(wù)器（PSS）PSS主要響應(yīng)從WAP網(wǎng)關(guān)（WirelessApplicationProtocolGateway,WAPGW）發(fā)送過來的客戶端MCU業(yè)務(wù)請求消息。與MCU、VAU協(xié)同完成從VAU實(shí)時獲取流媒體內(nèi)容到MCU得流媒體分發(fā)過程，為系統(tǒng)的可選網(wǎng)元。4.4.2工作流程4.4.2.1PC監(jiān)控流程本節(jié)介紹同一個CMS管理域范圍內(nèi)的客戶端和前端設(shè)備的視頻瀏覽、錄像回放、云臺控制和報(bào)警聯(lián)動等基本工作流程以及兩級CMS管理域范圍內(nèi)的客戶端視頻瀏覽流程，其余流程與其類似。4.4.2.2手機(jī)監(jiān)控的流程用戶通過手機(jī)進(jìn)行瀏覽時，通過手機(jī)客戶端軟件（MCU）登陸業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺（MSP）進(jìn)行認(rèn)證和瀏覽所屬的監(jiān)控列表，選取監(jiān)控點(diǎn)后MCU發(fā)起監(jiān)控視頻請求。下面介紹通過PSS的使用流程(1)視頻瀏覽流程(2)錄像回放流程(3)云臺控制流程4.4.2.3兩級平臺跨域使用流程對于分級大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)，需要兩級CMS級聯(lián)，即通過兩個域間的CMS傳遞，全國級CMS注冊為每個省級CMS的超級用戶權(quán)限，供全國平臺用戶訪問省級區(qū)域時使用，并且在全國級區(qū)域設(shè)置各省CMS的直達(dá)路由。4.5視頻服務(wù)器的原理與構(gòu)成

4.5.1視頻服務(wù)器的分類（1）DVS（DigitalVideoServer，數(shù)字視頻服務(wù)器）

DVS可以把模擬的視頻、音頻或者語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送出去，同時網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器還具有報(bào)警、云臺控制等很多輔助功能。（2）DVR（DigitalVideoRecorder,數(shù)字視頻硬盤錄像機(jī)）

DVR分為PC插卡式和嵌入式兩種，按照存儲路數(shù)可以分為4路、8路、16路等。（3）NVR(NetworkVideoRecorder,網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器)NVR的功能與特色(1)部署與擴(kuò)容的靈活性。(2)便捷、低成本的布線。(3)即插即用的安裝設(shè)置。(4)多樣化并可靠的存儲。(5)安全性高。(6)端到端的全網(wǎng)管理(4)混合DVR混合DVR也叫HybridDVR,就是DVR同時支持IP設(shè)備如編碼器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)接入，傳統(tǒng)的DVR支持8-32路的模擬接入，視頻的采集編碼壓縮由板卡DSP或主機(jī)CPU完成。（5）智能DVS智能視頻服務(wù)器除提供智能分析功能外，保留視頻服務(wù)器固有基本功能，支持視頻信號和音頻信號的硬件同步壓縮功能，壓縮碼流通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時視頻和音頻預(yù)覽，支持流協(xié)議（RTP/RTCP），支持IE預(yù)覽，支持雙向語音對講等。用戶可預(yù)先設(shè)置報(bào)警規(guī)則，智能酷實(shí)時分析視頻信號，有效分離目標(biāo)物體，通過軌跡跟蹤、行為分析、對比檢測等智能算法，對符合報(bào)警規(guī)則的運(yùn)動物體進(jìn)行報(bào)警及信息反饋。4.5.2視頻服務(wù)器的組成與工作原理網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器通常有單片機(jī)、一個或多個模擬視頻輸入口、控制接口、壓縮芯片和網(wǎng)絡(luò)連接所構(gòu)成。以某視頻服務(wù)器為例，其硬件組成主要包括以下:單片機(jī)DSP編碼芯片PS485接口視頻輸入和輸出10/100Mbit/s以太網(wǎng)接口外部時鐘、PCI總線、內(nèi)存數(shù)據(jù)線、FlashMemory、SDRAM、硬盤。此外，對于智能視頻服務(wù)器還提供功能擴(kuò)展板，如車牌識別擴(kuò)展板、行為分析擴(kuò)展板、人臉檢測擴(kuò)展板等。視頻服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)以下功能

視音頻采集云鏡控制畫質(zhì)調(diào)節(jié)畫面輪巡預(yù)置位字幕疊加報(bào)警采集和控制4.5.3視頻服務(wù)器的技術(shù)指標(biāo)DVS、DVR、NVR、混合DVR、智能DVS等由于功能定位的不同，其技術(shù)指標(biāo)略有不同，一般來說，可以分為視音頻輸入指標(biāo)、外部接口指標(biāo)和物理指標(biāo)。其中，因?yàn)橛写鎯δ?DVR、NVR和混合DVR還具有如存儲尺寸、錄像速率（IPS）、錄像清晰度、硬盤接口等存儲硬盤技術(shù)指標(biāo)和相應(yīng)的存儲溫度、存儲濕度之類的物理指標(biāo)。智能DVS除了包括DVS的技術(shù)指標(biāo)之外，還具有智能分析能力的指標(biāo)，如處理速度、目標(biāo)檢測率、最大目標(biāo)檢測數(shù)目、目標(biāo)最小像素、單設(shè)備單路同時檢測的最大功能數(shù)目等。對于用戶選用視頻服務(wù)器而言，主要關(guān)心的是如清晰度、存儲量(帶寬)、穩(wěn)定性還有價(jià)格，而采用不同的壓縮技術(shù)，將很大程度影響以上幾大要素，下面介紹視頻服務(wù)器的幾個主要技術(shù)指標(biāo)。*（1）視音頻輸入指標(biāo)視音頻輸入指標(biāo)包括視頻輸入接口、視頻輸入路數(shù)、視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)、音頻輸入接口、音頻輸入路數(shù)、音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)、語音對講輸入。此外，對于混合DVR而言，視音頻輸入指標(biāo)同時支持模擬視頻輸入（如16路/BNC接口/PAL/NTSC自適應(yīng)）和網(wǎng)絡(luò)視頻輸入（如最多支持16路普通或8路高清IPCamera）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（1）視頻輸入接口（2）視頻輸入路數(shù)（3）視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)（4）音頻輸入接口（5）音頻輸入路數(shù)（6）音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)（7）語音對講輸入（2）視音頻輸出該指標(biāo)包括分辨率、視頻幀率、視頻壓縮輸出碼率、視頻輸出接口、音頻輸出碼率、音頻輸出接口、碼流類型。分辨率視頻幀率視頻壓縮輸出碼率碼流類型視頻輸出接口音頻輸出碼率音頻輸出接口（3）外部接口串行控制接口報(bào)警輸入報(bào)警輸出外部接口包括網(wǎng)絡(luò)接口、串行控制接口、報(bào)警輸入/輸出以及USB接口等。（4）物理指標(biāo)物理指標(biāo)包括電源、功耗（不含硬盤）、工作溫度、工作濕度、機(jī)箱尺寸、重量（不含硬盤）等，DVR還包括存儲溫度、存儲濕度之類的指標(biāo)。4.5.4視頻服務(wù)器的接口綜合DVS、DVR、NVR、混合DVR四類設(shè)備的接口和參數(shù)指標(biāo)可以看出視頻服務(wù)器通常包括視頻、音頻的輸入及輸出，報(bào)警輸入及輸出，以太網(wǎng)接口、RS485接口以及顯示器的輸出等端口。（1）視頻接口。（2）音頻接口。（3）通信接口。4.5.4.1DVS4.5.4.2DVR4.5.4.3NVR4.5.4.4混合DVR4.5.4.5智能DVS4.6模擬攝像機(jī)的原理與構(gòu)成在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像頭是最前端、最基礎(chǔ)、投資數(shù)量最大的一個產(chǎn)品，也是最關(guān)鍵設(shè)備，它負(fù)責(zé)對監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行攝像并轉(zhuǎn)換成電信號，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，同時還關(guān)系到工程造價(jià)。4.6.1模擬攝像機(jī)的分類攝像機(jī)可以按照三個方面分類：按色彩分類：分為彩色和黑白攝像機(jī)按感光器件分類：分為CMOS、CCD和3CCD三種按云臺運(yùn)動方式分類：分為槍式攝像機(jī)、半球攝像機(jī)、快球攝像機(jī)。綜合云臺和功能，攝像機(jī)大致分為：槍機(jī)、球形攝像機(jī)（中速球、智能中速球、高速球）、一體化攝像機(jī)、紅外日夜兩用攝像機(jī)等幾類。（1）槍機(jī)價(jià)格便宜，但不具備聚焦和旋轉(zhuǎn)功能，只能完成一個角度固定距離的監(jiān)視，隱蔽性較差。球形攝像機(jī)具有一定的隱蔽性，同時外形小巧、美觀，可以吊裝在天花板上，彌補(bǔ)了槍機(jī)的某些不足。高速球攝像機(jī)高速球攝像機(jī)一體化攝像機(jī)和云臺與一身，具有快速跟蹤、360度水平旋轉(zhuǎn)、無監(jiān)視盲目區(qū)和隱私區(qū)域遮蔽等特點(diǎn)。一體化攝像機(jī)內(nèi)置攝像頭，可以自動聚焦，對鏡頭控制方便，安裝和調(diào)試簡單。博尼BN-318IR紅外一體化攝像機(jī)參數(shù)產(chǎn)品尺寸120×62×65mm

產(chǎn)品重量225g紅外日夜兩用攝像機(jī)它將攝像機(jī)、防護(hù)罩、紅外燈、供電散熱單元綜合成為一體的攝像設(shè)備，具有夜視距離遠(yuǎn)、隱蔽性強(qiáng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。高清攝像機(jī)一般來說，對于模擬攝像機(jī)而言，水平清晰度在540線（彩色狀態(tài)下）及以上，才能叫高清攝像機(jī)。對于一臺日夜型高清攝像機(jī)來說，可以達(dá)到彩色狀態(tài)下540線、黑白狀態(tài)下570線水平清晰度。而對于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)而言，已有一些廠家推出了百萬像素級的高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，最高分辯率可達(dá)300萬像素。1080P網(wǎng)絡(luò)高清紅外陣列品牌：艾唯型號：IV-B950NC4.6.2模擬攝像機(jī)的組成與工作原理攝像機(jī)包括各類攝像頭、定焦或變焦變倍鏡頭，實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)上下左右運(yùn)動及旋轉(zhuǎn)掃描的云臺，保護(hù)攝像機(jī)與鏡頭的防護(hù)罩等。在一個監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)總處于前端位置，而護(hù)罩、云臺或和攝像機(jī)連為一體，或和攝像機(jī)搭配使用，處于一種從屬的地位，常被看作是攝像機(jī)的一部分。鏡頭是安裝在攝像機(jī)前端的成像裝置，主要完成焦距、光圈的變化功能。普通槍式攝像機(jī)沒有特殊說明一般不包含鏡頭，需要根據(jù)攝像機(jī)的安裝位置和監(jiān)控目標(biāo)的物理距離選配合適的鏡頭。智能快球以及一體攝像機(jī)一般自含一定變焦能力的鏡頭，但是不同廠家的配置方法不完全一樣。常用的鏡頭包括光圈定焦鏡頭和光圈變焦鏡頭兩種。定焦鏡頭又分為手動/自動光圈。云臺是安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備，可分為室內(nèi)云臺和室外云臺兩種。云臺還可以分為固定和電動云臺兩種。防護(hù)罩是對攝像機(jī)進(jìn)行防護(hù)的設(shè)備，一般分為室內(nèi)和室外防護(hù)罩。室外防護(hù)罩應(yīng)具有降溫、加溫、防雷、防雪、可控雨刷等功能，目前較好的全天候防護(hù)罩是采用半導(dǎo)體器件加溫和降溫的防護(hù)罩。攝像機(jī)是一種把景物光像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置，其結(jié)構(gòu)大致可分為三部分：光學(xué)系統(tǒng)（主要指鏡頭）、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（只要指攝像管或固定攝像器件）以及電路系統(tǒng)（只要指視頻處理電路）。從能量的轉(zhuǎn)變來看，攝像機(jī)的工作原理其實(shí)就是一個光—電—磁—光的轉(zhuǎn)換過程。光學(xué)系統(tǒng)相當(dāng)于攝像機(jī)的眼睛，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是攝像機(jī)的核心，攝像管或固體攝像器件便是攝像機(jī)的“心臟”。光學(xué)系統(tǒng)的主要部件是光學(xué)鏡頭，它由透鏡系統(tǒng)組合而成，而被攝對象經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)透鏡的折射，在光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的攝像管或固體攝像器件的成像面上形成“焦點(diǎn)”。光學(xué)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的光敏元件會把“焦點(diǎn)”外的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)變成攜帶電荷的電信號，這些電信號的作用是微弱的，必須經(jīng)過電路系統(tǒng)進(jìn)一步放大，形成符合特定技術(shù)要求的信號，并從攝像機(jī)中輸出。清晰度（分辨率）照度（分辨率）信噪比同步電源與工作溫度自動增益控制（AGC）自動白平衡（ATW）自動亮度控制/電子亮度控制（ALC/ELC）逆光補(bǔ)償（BLC）強(qiáng)光抑制功能寬動態(tài)技術(shù)超低照度多碼流技術(shù)