視頻監(jiān)控系統(tǒng)介紹文檔范文

1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)介紹文檔1視頻監(jiān)控系統(tǒng)開展階段概述視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過了二十幾年時間的開展,從最早模擬監(jiān)控到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控,可以說發(fā)生了巨大的變化.從技術(shù)角度出發(fā),視頻監(jiān)控系統(tǒng)開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)基于DVR,到第三代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基于DVS.而目前,智能化監(jiān)控也成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)重要的開展趨勢.1.模擬視頻監(jiān)控模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、視頻矩陣、監(jiān)視器、錄像機(jī)等組成,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),采用鍵盤進(jìn)行切換和限制,錄像采用使用磁帶的長時間錄像機(jī)；遠(yuǎn)距離圖像傳輸采用模擬光纖,利用光端機(jī)

2、進(jìn)行視頻的傳輸.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(yuǎn),主要應(yīng)用于小范圍內(nèi)的監(jiān)控,監(jiān)控圖像一般只能在限制中央查看.傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)有很多局限性：1有線模擬視頻信號的傳輸對距離十分敏感；2有線模擬視頻監(jiān)控?zé)o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；3有線模擬視頻信號數(shù)據(jù)的存儲會消耗大量的存儲介質(zhì)如錄像帶,查詢?nèi)∽C時十分煩瑣.2.模擬-數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是以數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVM核心半模擬-半數(shù)字方案,從攝像機(jī)到DVR仍采用同軸纜輸出視頻信號,通過DVFR時支持錄像和回

3、放,并可支持有限IP網(wǎng)絡(luò)訪問,由于DVR品五花八門,沒有標(biāo)準(zhǔn),所以這一代系統(tǒng)是非標(biāo)準(zhǔn)封閉系統(tǒng),DVR8統(tǒng)仍存在大量局限：(1) “模擬-數(shù)字方案仍需要在每個攝像機(jī)上安裝單獨(dú)視頻纜,導(dǎo)致布線復(fù)雜性.(2)DVR典型限制是一次最多只能擴(kuò)展16個攝像機(jī).有限可治理性您需要外部效勞器和治理軟件來限制多個DVRE監(jiān)控點.(3)有限遠(yuǎn)程監(jiān)視與限制水平有限,不能從任意客戶機(jī)訪問任意攝像機(jī).只能通過DVR句接訪問攝像機(jī).(4)磁盤發(fā)生故障風(fēng)險,“模擬-數(shù)字方案錄像沒有保護(hù),容易導(dǎo)致喪失.3.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控20世紀(jì)90年代末,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展,基于嵌入式Web效勞器技術(shù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控,而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)

4、視頻監(jiān)控技術(shù).其主要原理是：視頻效勞器(DVS內(nèi)置一個嵌入式Wet®務(wù)器,采用嵌入式實時操作系統(tǒng).攝像機(jī)等傳感器傳送來的視頻信息,由高效壓縮芯片壓縮,通過內(nèi)部總線傳送到內(nèi)置的Web®務(wù)器.網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看WetK務(wù)器上的圖像信息,授權(quán)用戶還可以限制傳感器的圖像獲取方式.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,具有方便靈活、即插即看等特點,同時,用戶也無需使用專用軟件,僅用瀏覽器即可.基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)不需處理模擬視頻信號的PG而是把攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號通過嵌入式視頻編碼器直接轉(zhuǎn)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(luò)

5、通信、自動限制等強(qiáng)大功能,直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)治理,使得監(jiān)控范圍到達(dá)前所未有的廣度.除了編碼器外,還有嵌入式解碼器、限制器、錄像效勞器等獨(dú)立的硬件模塊,它們可單獨(dú)安裝,不同廠家設(shè)備可實現(xiàn)互連(1)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控可以在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))上傳輸圖像數(shù)據(jù),基本上不受距離限制,信號不易受干擾,可大幅度提升圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性；(2)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控可利用計算機(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中,查詢十分簡便快捷.(4)鞏固冗余存儲器可同時利用SCSIRAID以及磁帶備份存儲技術(shù)永久保護(hù)監(jiān)視圖像不受硬盤驅(qū)動器故障影響

6、.2視頻監(jiān)控核心產(chǎn)品與主要技術(shù)概述主要技術(shù)核心產(chǎn)品模擬監(jiān)控電視、電子技術(shù)攝像機(jī)、矩陣主機(jī)數(shù)字監(jiān)控視頻編解碼技術(shù)數(shù)字硬盤錄像機(jī)(DVR網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控IT技術(shù)視頻效勞器(DVS)軟件平臺視頻監(jiān)控系統(tǒng)各個階段核心產(chǎn)品與主要技術(shù)如下表所示2.1 攝像機(jī)攝像機(jī)作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備來攝取視頻信號,然后通過傳輸系統(tǒng)(可以是有線傳輸方式、無線傳輸方式、微波傳輸方式、光纖傳輸方式、雙絞線平衡傳輸方式和線傳輸?shù)榷喾N傳輸系統(tǒng)方式)將信號傳輸至主控設(shè)備.攝像機(jī)一般可包括攝像機(jī)鏡頭、攝像機(jī)防護(hù)罩、旋轉(zhuǎn)云臺、解碼器和安裝支架等組件.其根本參數(shù)有；成像器件(目前根本采用CCD3定成像元件)、電源種類(220VAC24VAC

7、12VDC等)、信號種類(彩色/黑白)、最低照度(LUX,是否帶逆光補(bǔ)償、分辨率、靶面尺寸、鏡頭接口(C/CS)等.鏡頭：鏡頭是將觀察目標(biāo)的光像聚焦于CCDK像器件上的元件,根據(jù)作用不同可分為常用鏡頭、特殊鏡頭廣角鏡頭、針孔鏡頭等兩類.其根本參數(shù)有：焦距、光圈自動、手動、視場角、鏡頭安裝接口C/CS、景深等.云臺：云臺是限制現(xiàn)場攝像機(jī)的設(shè)備,其限制的主要功能有攝像機(jī)的上、下、左、右旋轉(zhuǎn)、鏡頭的變焦、接收報警輸入、產(chǎn)生報警輸出等.攝像機(jī)根據(jù)性能的不同可分為四類：普通攝像機(jī)：適用于室內(nèi)正常照明情況或室外白天；暗光攝像機(jī)：適用于室內(nèi)無正常照明情況；微光攝像機(jī)：適用于室外月光或星光下；紅光攝相機(jī)：適用

8、于室內(nèi)外無照明燈場.假設(shè)根據(jù)結(jié)構(gòu)組成的不同那么可分為四類：固定攝相機(jī)：用于監(jiān)控哦哦那個固定目標(biāo)；可旋轉(zhuǎn)式：帶旋轉(zhuǎn)云臺攝相機(jī)；球形攝像機(jī)：三百六十度水平旋轉(zhuǎn),九十度垂直旋轉(zhuǎn)；半球形攝像機(jī)：吸頂安裝.攝相機(jī)性能指標(biāo)：清楚度：一般多給出水平清楚度.電視監(jiān)控系統(tǒng)使用的攝像機(jī),要求彩色攝像機(jī)水平清楚度在300線以上,黑白攝像機(jī)在350線以上.照度：是衡量攝像機(jī)在什么光照強(qiáng)度的情況下,可以輸出正常圖像信號的一個指標(biāo).一般是給出“正常照度和“最低照度兩個指標(biāo).照度一般用“勒克斯Lux表示.信噪比：也是攝像機(jī)的一個重要技術(shù)指標(biāo).信噪比的是指攝像機(jī)的圖像信號與它的噪聲信號之比.常用用S/N表示.信噪比一般用分貝

9、dB表示,一般要求其信噪比高于46dR2.2 矩陣主機(jī)矩陣主機(jī)的主要任務(wù)是實現(xiàn)對多路視/音頻信號的選擇切換輸出到指定的監(jiān)視器或錄像機(jī),并通過通信線對指定地址的前端設(shè)備云臺、電動鏡頭、雨刷、照明燈或攝像機(jī)電源等進(jìn)行各種限制.2.3 數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR它是一套進(jìn)行圖像存儲處理的計算機(jī)系統(tǒng),具有對圖像/語音進(jìn)行長時間錄像、錄音、遠(yuǎn)程監(jiān)視和限制的功能,DVR集合了錄像機(jī)、畫面分割器、云臺鏡頭限制、報警限制、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)任宸N功能于一身,用一臺設(shè)備就能取代模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設(shè)備的功能,而且在價格上也逐漸占有優(yōu)勢.硬件組成：DVR系統(tǒng)的硬件主要由CPU內(nèi)存,主板,顯卡,視頻采集卡,機(jī)箱,電源,硬盤,連接線纜

10、等構(gòu)成,讓我們從系統(tǒng)學(xué)的觀點出發(fā),來分析這些部件的穩(wěn)定性和可靠性.傳統(tǒng)DVR視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：揭僮頭"像2.4 網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器DVSDVS(digitalvideoserver)網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器、又叫數(shù)字視頻編碼器,是一種壓縮、處理音視頻數(shù)據(jù)的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備,由音視頻壓縮編解碼器芯片、輸入輸出通道、網(wǎng)絡(luò)接口、音視頻接口、RS48計行接口限制、協(xié)議接口限制、系統(tǒng)軟件治理等構(gòu)成,主要是提供視頻壓縮或解壓功能,完成圖象數(shù)據(jù)的采集或復(fù)原等,目前比擬流行的基于MPEG-裁H.264的圖像數(shù)據(jù)壓縮通過Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)以及音頻數(shù)據(jù)的處理.它是一種實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸處理的專用設(shè)

11、備,它由音視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)接口、音視頻接口RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等構(gòu)成.音視頻壓縮編碼器：由于模擬視頻數(shù)據(jù)量非常大,通過數(shù)模轉(zhuǎn)化后,數(shù)據(jù)量也很大,故要利用成熟的編碼技術(shù),將視頻數(shù)據(jù)在滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸要求的技術(shù)指標(biāo)下進(jìn)行高壓縮比的編碼,以滿足傳輸要求.以前的網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器一般采用M-JPEG等編碼器,用戶無法實現(xiàn)更高的壓縮碼率,以適合于各種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,只能通過減低幀率實現(xiàn)效果一般的網(wǎng)絡(luò)傳輸效果.目前各公司都已經(jīng)推出了MPEG4勺網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器以更能視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊?網(wǎng)絡(luò)接口：由于以前的模擬產(chǎn)品的組網(wǎng)都主要通過建立昂貴的獨(dú)立光纖實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸,網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器的以太網(wǎng)接口

12、可以方便地實現(xiàn)IP組網(wǎng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸.網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器主要采用TCP/IP等協(xié)議實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)、限制數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢測信息等數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳送.音視頻接口：網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器帶有標(biāo)準(zhǔn)模擬音視頻輸入接口,方便監(jiān)視各通道的視頻信號.NVS900采用DynamicStreamControl技術(shù)保證雙向音頻實時傳輸,視頻幀率根據(jù)帶寬自動調(diào)節(jié),網(wǎng)絡(luò)中斷后自動連接技術(shù).RS422/RS485串行接口：網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器帶有RS422/RS485串行通訊接口,可通過通訊線外接如云臺、快球等各種外設(shè).基于DVS的視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu):2.5 視頻編碼技術(shù)所謂視頻編碼方式就是指通過特定的壓縮技術(shù),將某個視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻

13、格式文件的方式.目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有國際電聯(lián)的H.261、H.263,運(yùn)動靜止圖像專家組的M-JPEGffi國際標(biāo)準(zhǔn)化組織運(yùn)動圖像專家組的MPE舔列標(biāo)準(zhǔn),此外在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛應(yīng)用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMTZ及Apple公司的QuickTime等.國際音視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)開展歷程：JPEG的壓縮倍數(shù)為2080倍,適合靜態(tài)畫面的壓縮,分辨率沒有選擇的余地.以往的JPEG壓縮技術(shù)是直接處理整個畫面,所以要等到整個壓縮檔案傳輸完成才開始進(jìn)行解壓縮成影像畫面,而這樣的方式造成傳輸一個高解析畫面時須耗時數(shù)十秒甚至數(shù)分鐘.而新一代的JPEG是采取漸層式

14、技術(shù),先傳輸?shù)徒馕龅膱D檔,然后再補(bǔ)送細(xì)部之資料,使畫面品質(zhì)改善.這種方式所需的時間雖然與原先的方式一樣,但由于可以先看到畫面,所以使用者會覺得這種方式較好.2. MPEG1及MPEG2而MPEG1MPEG2S影像移動不大的情況下其壓縮倍數(shù)約為100倍一般VCDDVM為35倍,假設(shè)從VCDDVD的規(guī)格來看,MPEG1的分辨率為320X240或以下,MPEG2U通常為720X480.MPEG1MPEG21傳送一張張不同動作的局部畫面.3. MPEG4至于壓縮倍數(shù)為450倍靜態(tài)圖彳a可達(dá)800倍,分辨率輸入可從320X240至IJ1280X1024的MPEG4那么是專為移動通信設(shè)備例如移動在英特網(wǎng)實

15、時傳輸音/視頻訊號而制定的最新MPEGS準(zhǔn).MPEG知MPEW往的版本相比,最大不同之處在于MPEG4I用圖層layer方式,能夠智能化選擇影像的不同之處,在壓縮下個別編輯畫面,使圖文件容量大幅縮減,而加速音/視頻的傳輸.有人認(rèn)為MPEG4勺出現(xiàn),對于DVRT商而言無疑是一大福音,然而也有廠商認(rèn)為,MPEG規(guī)格雖已定出,但實際應(yīng)用于視頻監(jiān)控技術(shù)上卻尚未成熟,現(xiàn)階段無論以軟、硬件來實現(xiàn)都有待突破.H.264H.264是一種高性能的視頻編解碼技術(shù).目前國際上制定視頻編解碼技術(shù)的組織有兩個,一個是“國際電聯(lián)(ITU-T),它制定的標(biāo)準(zhǔn)有H.261、H.263、H.263+等,另一個是“國際標(biāo)準(zhǔn)化組織

16、(ISO)它制定的標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-1MPEG-2MPEG-4等.而H.264那么是由兩個組織聯(lián)合組建的聯(lián)合視頻組(JVT)共同制定的新數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),所以它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4高級視頻編碼(AdvancedVideoCoding,AVQ,而且它將成為MPEG-4s準(zhǔn)的第10局部.因此,不管是MPEG-4AVC.MPEG-4Part10,還是ISO/IEC14496-10,都是指H.264.H.264最大的優(yōu)勢是具有很高的數(shù)據(jù)壓縮比率,在同等圖像質(zhì)量的條件下,H.264的壓縮比是MPEG-2的2倍以上,是MPEG-4勺1.52倍.舉個例子,原始文件的大小如果為88GB,采用MPEG-2S縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮后變成3.5GB,壓縮比為25：1,而采用H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮后變?yōu)?79MB從88GB至ij879MBH.264的壓縮比到達(dá)驚人的102：1.2.6 編碼