視頻監(jiān)控培訓資料一ppt課件

1、視頻監(jiān)控內部培訓資料,2010.7,1,目錄,1、監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展 1.1 第一代視頻監(jiān)控CCTV 1.2 第二代基于“PC多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR) 1.3 “模擬-數(shù)字”監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)的 延伸DVS 1.4 數(shù)字化視頻監(jiān)控的優(yōu)點 1.5 第三代視頻監(jiān)控：完全使用IP技術的視頻監(jiān)控系統(tǒng)IPVS 1.6 關于無線監(jiān)控 2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成 2.1 攝像部分 2.2 傳輸部分 2.3 控制記錄部分 2.4 顯示部分,2.5 模擬監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖 2.6 模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控 2.7 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖 2.8 模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控對照表 2.9 模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控成本對比 3、視頻監(jiān)控系

2、統(tǒng)設計 3.1 簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng) 3.2 簡單的全方位監(jiān)控系統(tǒng) 3.3 具有小型主機的監(jiān)控系統(tǒng) 3.4 具有聲音監(jiān)聽的監(jiān)控系統(tǒng) 3.5 大中型電視監(jiān)控系統(tǒng) 3.6 多主機多級電視監(jiān)控系統(tǒng) 4、監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展前景,2,1、監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年時間，從最早的模擬監(jiān)控到這些年火熱的數(shù)字監(jiān)控再到方興未艾的網(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)(I

3、PVS),以及介于第二代和第三代之間的DVS。,3,1.1第一代視頻監(jiān)控CCTV,在20世紀90年代初以前，主要是以模擬設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)。圖像信息采用視頻電纜，以模擬方式傳輸，一般傳輸距離不能太遠，主要應用于小范圍內的監(jiān)控，監(jiān)控圖像一般只能在控制中心查看。主要由攝像機、視頻矩陣、監(jiān)視器、錄像機等組成，利用視頻傳輸線將來自攝像機的視頻連接到監(jiān)視器上，利用視頻矩陣主機，采用鍵盤進行切換和控制，錄像采用使用磁帶的長時間錄像機；遠距離圖像傳輸采用模擬光纖，利用光端機進行視頻的傳輸。 傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)有很多局限性： 有線模擬視頻信號的傳輸對距離十分敏感； 有線

4、模擬視頻監(jiān)控無法聯(lián)網(wǎng)，只能以點對點的方式監(jiān)視現(xiàn)場，并且使得布線工程量極大； 有線模擬視頻信號數(shù)據(jù)的存儲會耗費大量的存儲介質（如錄像帶），查詢取證時十分煩瑣。,4,1.2 第二代基于“PC多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控 系統(tǒng)(DVR),20世紀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的發(fā)展而產(chǎn)生。系統(tǒng)在遠端有若干個攝像機、各種檢測和報警探頭與數(shù)據(jù)設備，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，將這些信息傳到一個或多個監(jiān)控中心。監(jiān)控終端機可以是一臺PC機，也可以是專用的工業(yè)控制機。 這類監(jiān)控系統(tǒng)功能較強，便于現(xiàn)場操作；但穩(wěn)定性不夠好，結構復雜，視頻前端（

5、如CCD等視頻信號的采集、壓縮、通信）較為復雜，可靠性不高；功耗高，費用高；需要有多人值守；同時，軟件的開放性也不好,傳輸距離明顯受限。PC機也需專人管理，特別是在環(huán)境或空間不適宜的監(jiān)控點，這種方式不理想。 這其實是半模擬-半數(shù)字的監(jiān)控系統(tǒng)，目前在一些小型的、要求比較簡單的場所用的比較廣泛。只是隨著技術的發(fā)展，工控機變成了嵌入式的硬盤錄像機，該機性能較好，可無人值守，還有網(wǎng)絡功能。,5,1.3 “模擬-數(shù)字”監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)的延伸DVS,以視頻網(wǎng)絡服務器和視頻綜合管理平臺為核心的數(shù)字化網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng) 。 基于嵌入式技術的網(wǎng)絡數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)不需處理模擬視頻信號的PC，而是把攝像機輸出的模擬視頻

6、信號通過嵌入式視頻編碼器直接轉換成IP數(shù)字信號。嵌入式視頻編碼器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡通信、自動控制等強大功能，直接支持網(wǎng)絡視頻傳輸和網(wǎng)絡管理，這類系統(tǒng)可以直接連入以太網(wǎng)，省掉了各種復雜的電纜，具有方便靈活、即插即看等特點，使得監(jiān)控范圍達到前所未有的廣度。 除了編碼器外，還有嵌入式解碼器、控制器、錄像服務器等獨立的硬件模塊，它們可單獨安裝，不同廠家設備可實現(xiàn)互連。 DVS目前比較主流的監(jiān)控系統(tǒng)，性能優(yōu)于第一代和DVR，比第三代有價格優(yōu)勢，技術也相對成熟，雖然某些時候施工布線會比較復雜，但總體來說瑕不掩瑜。,6,1.4 數(shù)字化視頻監(jiān)控的優(yōu)點,數(shù)字視頻監(jiān)控的優(yōu)點是克服了模擬閉路電視監(jiān)控的局限性：

7、（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）不需要龐大的布線工作，減少了施工量。,7,1.5 第三代視頻監(jiān)控：完全使用IP技術的視頻監(jiān)控系統(tǒng)IPVS,全IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)與前面三種方案相比存在顯著區(qū)別： 該系統(tǒng)優(yōu)勢是攝像機內置Web服務器，并直接提供以太網(wǎng)端口，攝像機內集成了各種協(xié)議，支持熱插拔和直接訪問。 這些攝像機生成JPEG或MPE

8、G-4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。 更具高科技含量的是可以通過移動的3G網(wǎng)絡實現(xiàn)無線傳輸，你可以通過筆記本、手機、PDA等無線終端隨處查看視頻。,8,1.6 關于無線監(jiān)控,無線監(jiān)控比較常用的有：模擬微波視頻傳輸，數(shù)字微波視頻傳輸，無線網(wǎng)橋，或者用電信和移動的通訊網(wǎng)絡CDMA，TD-SCDMA（這種方式價格昂貴，而且圖像不實時，每秒也就幾貞圖像，延時大概有10幾秒鐘，圖像大小大概也就352*288），前面兩種方式是目前比較常用的。 模擬微波傳輸就是把視頻信號直接調制在微波的信道上（微波發(fā)射機，HD-630），通過天線（

9、HD-1300LXB）發(fā)射出去，監(jiān)控中心通過天線接收微波信號，然后再通過微波接收機（RECORD8200）解調出原來的視頻信號。如果需要控制云臺鏡頭，就在監(jiān)控中心加相應的指令控制發(fā)射機（HD-2050），監(jiān)控前端配置相應的指令接收機（HD-2060），這種監(jiān)控方式圖像非常清晰，沒有延時，沒有壓縮損耗，造價便宜，施工安裝調試簡單，適合一般監(jiān)控點不是很多，需要中繼也不多的情況下使用。 數(shù)字微波傳輸就是先把視頻編碼壓縮(HD-6001D)，然后通過數(shù)字微波(HD-9500)信道調制，再通過天線發(fā)射出去，接收端則相反，天線接收信號，微波解擴，視頻解壓縮，最后還原模擬的視頻信號，也可微波解擴后通過電腦安

10、裝相應的解碼軟件，用電腦軟解壓視頻，而且電腦還支持錄像，回放，管理，云鏡控制，報警控制等功能；這種監(jiān)控方式圖像有720*576和352*288的分辨率選擇，前者造價更高，視頻有0.2-0.8秒左右的延時，造價根據(jù)實際情況差別很大，但也有一些模擬微波不可比的優(yōu)點，如監(jiān)控點比較多，環(huán)境比較復雜，需要加中繼的情況多，監(jiān)控點比較集中它可集中傳輸多路視頻，抗干擾能力比模擬的要好一點，等等.優(yōu)點，適合監(jiān)控點比較多，需要中繼也多的情況下使用。,9,2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成,典型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設備和后端設備這兩大部分組成，其中后端設備可進一步分為中心控制設備和分控制設備。前、后端設備有多種構成方式，它

11、們之間的聯(lián)系（也可稱作傳輸系統(tǒng)）可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實現(xiàn)。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機部分（有時還有拾音器）、傳輸部分、控制記錄以及顯示部分四大塊組成。在每一部分中，又含有更加具體的設備或部件。,10,2.1 攝像部分,攝像機基礎知識介紹 （1）攝像機有黑白、彩色之分，后來隨著技術的日益成熟，慢慢有了彩色轉黑白、紅外一體機等。 （2）按攝像機外形來分有半球、普通槍機、一體機、球機、云臺、煙感、針孔、飛碟等，球機有勻速球、高速球和智能高速球等。還有集成了網(wǎng)路協(xié)議的網(wǎng)絡攝像機。 （3）有定焦和變焦之分 （4）攝像機的清晰度用電視線TVL表示。常見的有420TVL、480TVL、520TVL

12、、580TVL等.高清監(jiān)控攝像機已經(jīng)達到1080P。 420TVL相當于25萬像素，480TVL相當于38萬像素以上。 （5）視頻監(jiān)控屬于弱電行業(yè)，所以攝像機以及配套產(chǎn)品（云臺、視頻服務器）的電源一般選用12V、24V（機房設備除外）。,11,2.2 傳輸部分,視頻傳輸選用75的同軸電纜，通常使用的電纜型號為SYV753和SYV755。它們對視頻信號的無中繼傳輸距離一般為300-500m，當傳輸距離更長時，可相應選用SYV757、SYV759或SYV7512的粗同軸電纜（在實際工程中，粗纜的無中繼傳輸距離可達1km），在視頻信號衰減而圖像變模糊可考慮使用信號放大器。 大的系統(tǒng)電源線是按交流22

13、0V布線，在攝像機端再經(jīng)適配器轉換成直流12V，這樣做的好處是可以采用總線式布線且不需很粗的線， 小的系統(tǒng)也可采用12V直接供電的方式，因為有衰減，所以距離不能太長 。 控制電纜通常指的是用于控制云臺及電動3可變鏡頭的多芯電纜，它一端連接于控制器或解碼器的云臺、電動鏡頭控制接線端，另一端則直接接到云臺、電動鏡頭的相應端子上。 如果在攝像機距離控制中心較遠的情況下，也有采用射頻傳輸方式或光纖傳輸方式。,12,2.3 控制記錄部分,控制部分是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心。 總控制臺中主要的功能有：視頻信號放大與分配、圖像信號的較正與補償、圖像信號的切換、圖像信號（或包

14、括聲音信號）的記錄、攝像機及其輔助部件（如鏡頭、云臺、防護罩等）的控制（遙控）等等。 硬盤錄像機DVR ：PC式和嵌入式 （1）PC型硬盤錄像機實質上就是一部專用工業(yè)計算機，利用專門的軟件和硬件集視頻捕捉、數(shù)據(jù)處理及記錄、自動警報于一身。操作系統(tǒng)一般采用WINDOWS系列。不足之處是其操作系統(tǒng)基于WINDOWS運行，不能長時間連續(xù)工作，必須隔時重啟，且維護較為困難。 （2）嵌入式硬盤錄像機可用面板、遙控、鼠標來操作，操作系統(tǒng)采用自行研發(fā)的操作系統(tǒng)。優(yōu)點是操作簡便，穩(wěn)定，能長時間連續(xù)工作。,13,2.4 顯示部分,顯示部分一般由幾臺或多臺監(jiān)視器（或帶視頻輸入的普通電視機）組成。它的功能是將傳送過

15、來的圖像一一顯示出來 。 也可采用矩陣+監(jiān)視器的方式來組建電視墻。一個監(jiān)視器顯示多個圖像，可切割顯示或循環(huán)顯示。 目前采用的有等離子電視，液晶電視，背投，LED屏、DLP拼接屏等。,14,2.5 模擬監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖,15,2.6 模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控,視頻監(jiān)控按傳輸?shù)男盘柗钟心M監(jiān)控和數(shù)字監(jiān)控。編碼器（視頻服務器）來完成模擬信號到數(shù)字信號的轉變。數(shù)字監(jiān)控是通過網(wǎng)絡來傳輸?shù)?。有編碼就有解碼，解碼就是把數(shù)字信號轉回模擬信號再輸出。 各個視頻網(wǎng)絡服務器都有獨立的IP地址,將數(shù)字化的視頻壓縮信號直接連接到LAN/WAN中作為整個網(wǎng)絡的視頻共享資源。 綜合管理平臺作為主服務器,安裝有監(jiān)控系統(tǒng)服務器端的軟件

16、,包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。服務器將所有前端網(wǎng)絡視頻服務器及前端監(jiān)控設備管理起來,并維護同它們的網(wǎng)絡連接;同時,對所有網(wǎng)絡中的用戶實現(xiàn)授權管理,所有用戶可通過網(wǎng)絡上上任一臺計算機登錄到服務器系統(tǒng),根據(jù)不同權限對圖像進行監(jiān)視、查詢、錄像回放等。 視頻服務器傳輸圖像在25幀/秒、分辨率352288像素時，平均占用帶寬僅為250kbps。,16,2.7 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖,17,2.8 模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控對照表,18,2.9 模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控的成本對比,從上表中看出,使用傳統(tǒng)方案,每一個監(jiān)控點必須都有專門的線纜鋪設至中心,包括音頻線、視頻線、控制線,如果某學校有100個監(jiān)控點,都要報警上傳、開關量下傳、語音

17、對講(雙向)、視頻監(jiān)看、云臺控制,那么將會有6*100條線纜拉入中心,不論施工還是維護都是很大問題。 使用網(wǎng)絡監(jiān)控方案,每一個監(jiān)控點只需在現(xiàn)場使用很短的線纜連接(以2米計算),所有數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡視頻服務器,網(wǎng)絡視頻服務器接入學校主干網(wǎng)絡,進入中心后實際只是一根網(wǎng)線。 假設某學校有100個監(jiān)控點,假設每個監(jiān)控點到中心的距離為200米,那么傳統(tǒng)方案將使用6*100*200=120000米的線纜;而視頻服務器接入主干網(wǎng)絡將使用 5*2(前端設備與視頻服務器的連接線)*100+10(視頻服務器與主干網(wǎng)絡的連接線)*100=2000米的線纜。假設主干網(wǎng)絡不存在, 可以給他做個校園網(wǎng)。網(wǎng)絡與監(jiān)控是兩個系統(tǒng)

18、。如果重新布線也就增加20000米。 由此得出結論,傳統(tǒng)方案與網(wǎng)絡方案線材的成本比為12:1,19,3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計,中小型電視監(jiān)控系統(tǒng) 通常的電視監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模都不大，功能也相對簡單，但其適用的范圍非常廣。一般來說，典型中小型電視監(jiān)控系統(tǒng)的攝像監(jiān)視點數(shù)不超過32點，造價大都在幾萬-十幾萬乃至幾十萬不等。,20,3.1 簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng),最簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)就是在監(jiān)視現(xiàn)場安置定點攝像機（攝像機配接定焦鏡頭），通過同軸電纜將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控室內的監(jiān)視器。例如，在小型工廠的大門口安置一臺攝像機，并通過同軸電纜將視頻信號傳送到廠辦公室內的監(jiān)視器（或電視機）上，管理人員就可以看到哪些人上班遲到或

19、早退，離廠時是否攜帶了廠內的物品。若是再配置一臺硬盤錄像機，還可以把監(jiān)視的畫面記錄下來，供日后檢索查證. 這種簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)適用于多種應用場合。以某著名外企總部為例，該總部曾多次丟失高檔筆記本電腦，后來在其各樓層的所有12個出口都安裝了定點攝像機，并配備了硬盤錄像機，有效地杜絕了上述失盜現(xiàn)象。 某招待所也是采用了這種簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)。這是在1-6層客房通道的兩端各安裝一臺定點攝像機，加上大門口、門廳、后門、停車場等4個監(jiān)視點共計16臺攝像機，再配置一臺硬盤錄像機便構成了完整的監(jiān)控系統(tǒng)。,21,3.2 簡單的全方位監(jiān)控系統(tǒng),全方位監(jiān)控系統(tǒng)是將前述定點監(jiān)控系統(tǒng)中的定焦鏡頭換成電動變焦鏡頭，并

20、增加可上下左右運動的全方位云臺，使每個攝像機可以進行上下左右的掃視，其所配鏡頭的焦距也可在一定范圍內變化（放大縮?。：茱@然，云臺及電動鏡頭的動作需要由系統(tǒng)主機配合的解碼器來控制。 最簡單的全方位監(jiān)控系統(tǒng)與最簡單的定點監(jiān)控系統(tǒng)相比，在前端增加了一個全方位云臺及電動變焦鏡頭，通過監(jiān)控主機控制，另外從前端到控制室還需多布設一條控制線纜。以某小型制衣廠的監(jiān)控系統(tǒng)為例，在其制衣車間安裝了兩臺全方位攝像機，在廠長辦公室內配置了硬盤錄像機，當廠長需要了解車間情況時，只需通過主機選定某一臺攝像機的畫面，并通過操作控制使攝像機對整個監(jiān)控現(xiàn)場進行掃視，也可以對某個局部進行定點監(jiān)視。 在實際應用中，并不一定使每一

21、個監(jiān)視點都按全方位來配置，通常僅是在整個監(jiān)控系統(tǒng)中的某幾個特殊的監(jiān)視點才配備全方位設備。例如，在前述的某招待所的定點監(jiān)控系統(tǒng)中，也可考慮將監(jiān)視停車場情況的定點攝像機改為全方位攝像機（更換電動變焦鏡頭并增加全方位云臺），再在控制室內增加一臺控制器，這樣就可以把對停車場的監(jiān)視范圍擴大了，既可以對整個停車場進行掃視，也可以對某個局部進行監(jiān)視。特別是當推進鏡頭時，還可以看清車牌號碼。,22,3.3 具有小型主機的監(jiān)控系統(tǒng),一般來說，使用系統(tǒng)主機會增加整個監(jiān)控系統(tǒng)的造價，這是因為系統(tǒng)主機的造價要比普通監(jiān)視器高，而與之配套的前端解碼器的價格也高。但從布線考慮，各解碼器與系統(tǒng)主機之間是采用總線方式連接的，因

22、此系統(tǒng)中線纜的數(shù)量不多（只需要一根兩芯通信電纜）。另外，集成式的系統(tǒng)主機大都有報警探測器接口，可以方便地將防盜報警系統(tǒng)與電視監(jiān)控系統(tǒng)整合于一體。當有探測器報警時，該主機還可自動地將主監(jiān)視器畫面切換到發(fā)生警情的現(xiàn)場攝像機所拍攝的畫面。,23,3.4 具有聲音監(jiān)聽的監(jiān)控系統(tǒng),電視監(jiān)控系統(tǒng)中還常常需要對現(xiàn)場聲音進行監(jiān)聽（例如：銀行柜員制監(jiān)控系統(tǒng)），因此從系統(tǒng)結構上看，整個電視監(jiān)控系統(tǒng)由圖像和聲音兩個部分組成。由于增加了聲音信號的采集及傳輸，從某種意義上說，系統(tǒng)的規(guī)模相當于比純定點圖像監(jiān)控系統(tǒng)增加了一倍，而且在傳輸過程中還應保證圖像與聲音信號的同步。 現(xiàn)有的嵌入式硬盤錄像機可以輕松的實現(xiàn)這個功能，使圖像與聲音一一對應，達到監(jiān)聽的目的。,24,3.5 大中型電視監(jiān)控系統(tǒng),大中型電視監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視點數(shù)增多，除了包含有大量的全方位監(jiān)視點外，還常常與防盜報警系統(tǒng)集成為一體。由于匯集在中心控制室的視音頻信號多，往往需要多種視音頻設備進行組合，很多系統(tǒng)還需要多個分控制中心（或分控點），因此系統(tǒng)相對龐大。 從原理上說，大中型電視監(jiān)控系統(tǒng)與前述的中小型電視監(jiān)控系統(tǒng)是一樣的。這里所謂的“大中型”可有兩層含義：一是指系統(tǒng)的規(guī)模大，如前端攝像機的數(shù)量及中心控制端設備的數(shù)量都很多，中心控制室