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1、视频监控技术概述,视频监控技术发展过程分为以下几项: ,模拟视频监控时代; 第一代视频监控系统也叫做闭路电视监控系统,我门通常叫做完全模拟的视频监控系统,简称CCTV (Closed Circuit Television).此技术产生于20世纪70年代(当时中国进行文化大革命),并逐步得到广泛应用,直到目前,模拟视频监控系统仍然因为其长期的应用积累而具有广大的占有率. 首先,我来介绍一下闭路电视监控系统的主要组成部分: 1,视频采集设备:包括 摄像机(Camera) 、镜头(Lens) 、防护罩(Housing) 、支架(Bracket) 、解码器(Decoder) 、视频分配器(Video
2、Distributor). 2,信号传输设备:包括 各类线缆及连接器、信号收发器(Sender/Receiver) 、信号放大器(Amplifier). 3,切换控制设备:包括 矩阵(Matrix) 、控制码发生器、键盘(Keyboard) 、人机界面(GUI). 4,显示与记录设备:包括 多画面处理器(Multiplexer) 、多画面分割器、监视器(Monitor) 、盒式磁带录像机(VCR , Video Cassette Recorder). ,数字视频监控时代; 数字视频监控时代的标志产品是硬盘录像机器,简称DVR(Digital Video Recorder).硬盘录像机起始于20
3、世纪90年代(当时中国才刚进入网络时代),在本世纪初得到大规模应用,硬盘录像机的出现将磁带录像机(VCR)送上了末路.硬盘录像机实质是集:音视频编码压缩、网络传输、视频存储、远程控制、解码显示等各种功能于一体的计算机系统,其主要组成是视频采集卡、编码压缩程序、存储设备、网络接口及软件体系等. 1,硬盘录像机的主要功能:就是比模拟录像的每个部分都比以前更加优越. 2,PC式与嵌入式:DVR分为PC式及嵌入式两种产品形态,两者各有优缺点,并且都广泛应用.PC式DVR一般采用工业主板加视频采集卡的架构,软件建立在Windows(或者Linux)操作系统上;嵌入式DVR,基于嵌入式处理器和嵌入式实时操
4、作系统,系统没有PC式那么复杂和功能强大,结构比较单一,产品性能比较稳定. 3,编码压缩算法:目前主流的算法是MPEG-4,可以在有限的码流下实现良好的视频图像质量,是目前大多数厂家采取的压缩算法. H.264 是最近几年兴起并得到大力推广的算法,可以看成是对MPEG-4算法的升级和优化,能够进一步节省码流并提供更好的图象质量. 主要视频编码方式如下: MJPEG、MPEG-2 、 MPEG-4、H.264 这4种. ,智能网络视频监控时代; 智能网络视频监控技术是在近几年得到广泛的应用和发展,其主要的构成是: 网络摄像机(IPC) 视频编码器(DVS) 网络录像机(NVR) 视频内容分析(V
5、CA)分析 中央管理平台(CMS) 解码设备(Decoder) 存储设备等.智能网络视频监控系统采用完全分布式的架构,系统架设在网络上,不受地域空间的限制,利用智能管理软件可以实现视频资源的:管理、整合、配置、传输、调用、存储、报警、集成等. 1,视频采集编码设备:主要有模拟摄像机、视频编码器、网络摄像机、高清摄像机等,主要完成视音频信号的采集、数字化、编码压缩及网络传输为一体. 2,中央管理平台:GMS是网络视频监控应用中有关软件的通称,其构成形式多种多样,主要功能是资源的管理、媒体的分发、存储管理、告警服务、用户服务等功能. 3,网络录像机:主要功能是完成视频的存储、转发与回放,与DVR的
6、显著区别是:NVR不直接与模拟视频信号连接,其存储与转发的是前端设备已经完成编码的视频流,因此,NVR必须配合网络摄像机或视频编码器才能完整的系统. 4,解码显示设备:主要将网络传输过来的数字视频信号还原成模拟信号进行输出显示. 5,视频内容分析:Video Content Analysis, VCA 来源与计算机视觉,它能够在图象及图象描述之间建立映射关系,从而使计算机能够通过图像处理和分析来理解画面中的内容,其实质是:自动分析和抽取视频源中的关键信息.简称为:只能网络视频监控系统(Intelligent Video Surveillance,IVS),视频监控的核心技术,1,光学成像器件.
7、 光学成像设备是监控系统的核心技术部件,光学成像器件主要包括镜头及感光器件,目前感光器件主要是CCD和CMOS两种. CCD器件的主要优点是高解析,低噪音,高敏感度等.早期的CMOS技术主要用于低端市场,但随着CMOS技术的不断完善,在高分辨率、高清摄像机中,CMOS迅速发展起来,并且显示出越来越强的技术优势和市场竞争力. 2,视频编码压缩算法. 视频编码压缩的目的是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据量,因此,如何对大量视频数据进行有效的编码压缩成为一个非常关键的问题. 3,视频编码压缩芯片. 目前市场上流行的视频编码芯片主要有DSP 和ASIC两大类,其中DSP通过媒体处理器,即以DS
8、P为核心并集成视频单元和丰富的外围接口,DSP通过软件编程来实现视频编解码且能扩展多种特色化功能. ASIC是专用视频编码芯片,它可以集成一些外围接口,通过硬件实现视频编解码. 4,视频管理平台. 智能网络视频监控系统中不再具有类似矩阵的硬核心产品,所有的设备、组件、服务变的分散、多元化.在此情况下,网络是依托,而视频管理平台是灵魂.所用之处随之扩大.,视频监控制的发展方向,1,开放性. 目前行业已经有机构进行标准的制定,同时各个厂家也在积极走向开放、走向标准,这绝对是个趋势.理想的接口标准是深层次的、可操作的、源于实际而高于实际的. 2,智能化. VCA技术对传统的视频监控技术是一个“颠覆性
9、”的创新,改变了多年人们应用视频监控系统的习惯.VCA技术在目前阶段还有一些问题需要改进和提高,但是其先进的理念已经得到了几乎所有行业用户的认同. 3,高清化. 首先大家要清楚,高清像机不等于是“百万像素机”. 高清网络摄像机较传统模拟摄像机,普通网络摄像机具很多优势.高清晰度,百万像素级的传感器,可以获得更多的视频信息. 高清的优点是:图像清晰、稳定耐用、安装及维护成本低. 4,民用化. 早期的视频监控系统是安防系统的一个分支,它与门禁系统、防盗系统(周界报警)共同构成安防范系统.目前已经有很多运营商开始提供此服务.这是一个必然的趋势. 5,无线化. 视频监控系统最大的特点是其与计算机技术、
10、网络技术、存储技术、芯片技术等密切相关,其自身的发展是严格受制于其它配套行业的技术发展的 . 如今,无线技术终于得到了全面的商业化应用,因此,必会推动视频监控系统的无线化进程,速度会加快.,安防术语缩写表,模拟监控系统的构成,1,模拟视频监控系统又称闭路电视监控系统,一般由前端信号采集部分、中间信号传输部分、后端矩阵切换及控制部分、显示及录像等4部分组成. 2,视频采集设备,包括摄像机、镜头、云台、解码器、支架、防护罩、视频分配器等. 一,摄像机相关技术. 1,摄像机的工作原理 摄像机的主要部件是电耦合器件(CCD),它能够将光线信号变为电荷信号并可将电荷存储及转移,也可将储存的电荷取出,使电
11、压发生变化,因此是理想的摄像元件. CCD的工作原理是:被摄物体反射的光线传播到镜头,经镜头聚焦到CCD芯片上,CCD根据光的强弱积聚相应的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波放大处理后,形成视频信号输出. 以下就是CMOS和CCD的介绍已经对比:,CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。简单的理解，它就是一块将光信号转换成电信号的光电器件，类似于人的视网膜。 什么是CMOS摄像机？ CMOS全称为Complementary Metal-Oxide
12、Semiconductor，中文翻译为互补性氧化金属半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。 CCD摄像机与CMOS摄像机的区别? 1、CMOS制作工艺比CCD简单 2 、 CMOS价格比CCD便宜 3 、 CMOS 耗电比CCD大 4 、 CMOS噪点比CCD大 5 、 CMOS感光度比CCD差 6 、 CMOS解析度比CCD低,CCD,CCD厂家有很多家，但大多是日本企业，产品各有各的特点,SONY,SHARP,没
13、缺门牙, SHARP CCD,上下两排接点,中间缺了个大门牙,这就是SONY CCD的特征,没缺门牙,但线条较粗,这是松下CCD,Panasonic,还有其他的，如Fuji Philps 三星等等，但安防目前用得较少,这个小玩意就是CCD,CCD,CCD尺寸,CCD尺寸常用的有1/4、1/3 1/2等，指CCD的对角线长度,注意：1inch = 25.4mm,CCD的靶面大小,CCD成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大,CCD尺寸指的是这部分的大小,公司常用滤光片简介,一般情况下人眼能够看到的可见光波长范围在380nm/s-780nm/s，在这
14、个范围里我们所能看到的就是紫、蓝、青、绿、黄、橙、红7种颜色。我们把小于380nm/s波长范围定义为紫外光线，大于780nm/s叫做红外光线。CCD几乎能够接收到所有波长信号，而由于接收到的光线比较杂，超出了人眼睛所能够看到的范围，所以当人们看监视器上的图像时会发现与看到的实物颜色不同，就是通常所说的色偏。为了解决这一问题，我们使用了滤光片来滤除不需要的杂波，使监视器显示的与人们所看到的颜色基本相同。滤光片另外一个作用就是能够消除图像中的锯齿形波纹等现象.当截除了可见光以外的光线，到了晚上我们就什么都看不到了，就要使用感红外滤光片。感红外滤光片是通过红外灯的配合由红外灯发出红外光线，然后滤光片
15、把它接收到的波形信号传递给CCD，这样晚上人眼看不到的通过CCD的处理就能够看到了。晚上能看到东西了，但白天就会出现前面提到的色偏问题，如果白天晚上效果都要求很好就要使用ICR（IRcut）。ICR是通过电机或电磁方式把截红外和感红外的两个滤光片进行切换，白天截除红外，晚上接收红外达到人们期望的效果。 、红外截止单层水晶滤光片 1/4方形：消除水平方向锯齿形波纹,接收人眼可见光截除红外光线，解决色偏问题。目前用在420TVL以下参数板机（P板）及针孔系列产品； 、90单层水晶滤光片 1/4方形：消除水平方向锯齿形波纹,接收人眼可见光及约90红外光线。目前用在420TVL以下参数板机（P板）；
16、、红外截止双层水晶滤光片 1/3方形：消除水平、垂直方向锯齿形波纹,接收人眼可见光截除红外，解决色偏问题。目前用在420-480TVL参数之间（不含480）板机（Q板）； 、双峰90双层水晶滤光片 1/3方形：消除水平、垂直方向锯齿形波纹,接收人眼可见光及约90红外光线。目前用在420-480TVL参数之间（不含480）板机（Q板）； 、红外截止双层水晶夹蓝玻璃 1/3方形：消除水平、垂直、对角、四边方向锯齿形波纹,接收人眼可见光截除红外，解决色偏问题。目前用在480TVL以上（含480）板机（如：K、J、B、R、Y、Z、M、L板等）； 、双峰90三层水晶滤光片 1/3方形：消除水平、垂直、对角、四边方向锯齿形波纹,接收人眼可见光及约90红外光线。目前用在480TVL以上（含480）板机（如：K、J、B、R、Y、Z、M、W板等）；,、全透双层水晶滤光片 1/3方形：配合自动光圈自带ICR镜头使用，消除水平、垂直、对角、四边方向锯齿形波纹,接收人眼可见光及约红外光线。目前用在420TVL以上（含420）板机（如：K、J、
