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1、数字数字监控监控(DVR(DVR 硬盘录像机硬盘录像机) )系统初步知识系统初步知识 一、系统概述系统概述： 数字监控系统是将数字化视频图像记录与多画面图像显示功能和监视报警功能结合在 一起，将逐步取代传统模拟式多画面分割器和长时间录像机，具有灵活方便等特点。 在此基础上，采用高档的 DVR 硬盘录像机、工业控制微机、PC 工作站机或者 PC 服务 器， 增加摄像机图像输入路数， 提高多画面图像的显示速率、 增加对云台和镜头的控制功能， 配之以良好的人机交互界面，便构成了以计算机为核心的数字式监控系统。 二、系统功能系统功能特点特点： 监控功能监控功能 用户通过本系统监看多个来自摄像头的画面
2、录像功能录像功能 一般在仅采用 DVR 硬盘录像机的监控系统中，录像大致分为：实时录像、定时录像、报 警录像等方式，其录像格式，现都基本采用标准本 MPEG-4 或 H.264 AVI 的录像压缩格式， 占用极少的压缩空间。 报警功能报警功能 系统具备移动侦测报警功能，主机提供多路报警输入(可外接各类报警探头、报警按钮 等开关量)、输出(可接警号、警灯等警示品)接口。 响应报警及连动输出功能， 图像经硬件压缩后通过局域网、 广域网或者公共电话线远程 传输，再以软件解压重现压缩后的视频图像，通过一对调制解调器在局域网、广域网或者公 共电话线上发送与接收，在接收端通过软件解压重现画面。 控制功能控
3、制功能 数字监控系统提供给用户强大的控制功能。 无论本地还是远程用户只要有相应权限都可 以控制云台，以及画面切割、参数设定、录像设定、报警设定、语音通话等。 访问管理访问管理 系统会自动对访问的用户进行身分识别，允许授权用户访问资料，并予以记录。 录像管理录像管理 硬盘录像机可将所有经过压缩后的视频信息存储在硬盘中， 如果硬盘容量被存满后， 系 统会以报警信号提示，我们可以更换硬盘或删除原有信号，以供继续使用；当然，我们可以 在系统设置中选择循环式存储(即可在硬盘存储容量存满后，系统自动将最早的存储信息覆 盖掉，供以保存新的信息。)， 对远程录像管理可以分为两种： 一是用户指定在网络中某台主机
4、录像， 二是当本地录像 空间已满或指定网络主机空间已满，系统可自动到用户设定的主机上录像。 存储管理存储管理 数字监控系统全部用标准的 MPEG-4 或 H.264 格式(存储压缩分辨率 PAL 制可选择 D1： 704*576；DCIF：528*384；2CIF：704*288；CIF：352*288；QCIF：176*144，同时还可进行 录像帧数的调节。)进行传输、录像。不管是本地录像还是远程用户都可以选择录像、定时 录像、报警录像等，而且可以自定义重复录像功能。 权限管理权限管理 本地用户和远程用户都可以分为：管理员和普通用户。 管理员：管理员：拥有最高权限，可以设定普通用户。不论你在
5、任何地方，只要你具有管理员用户权 限，你就能够控制此系统。并具有远程维护功能。 普通用户：普通用户：是由管理员用户设定，可以在允许的功能中操作，如查看录像、云台控制、报警 控制等。能对本系统进行简单的管理，如果同一功能被若干个普通用户使用，本系统以先到为主，如果是管理员用户，则以管理员用户为主。 三、简单监控简单监控系统组件：系统组件： 闭路监控系统根据其使用环境、 使用部门和系统的功能而具有不同的组成方式， 在一般 监控系统中基本分为：摄像、传输、控制、显示和记录显示等四个部分组成，如下图所示: 各组成部分各组成部分系统功能：系统功能： 摄像部分是安装在现场的，它包括摄像机、镜头、防护罩、支
6、架和电动云台，它的任务 是对被摄体进行摄像并将其转换成电信号。 能对重点防范地区进行监控、采集各监控对象 的视频图像，经过压缩编码传输到监控中心。能够根据监控发来的命令控制镜头聚焦、远景 和近景、上下左右和自动巡视动作。 传输部分的任务是把现场摄像机发出的电信号传送到控制中心， 它一般包括线缆、 调制 与解调设备、线路驱动设备(如视频信号放大器、解码器)等。 显示与记录部分把从现场传来的电信号转换成图像在监视设备上显示， 并可将此类信号 记录在录像机中，所以它包含的主要设备是监视器和录像机。 控制部分则负责所有设备的控制与图像信号的处理。 摄像部分 传输部分 控制主机 显示与记录 摄像机摄像机
7、介绍介绍 摄像机处于 CCTV 系统的最前端,它将被摄物体的光图像转变为电信号视频信号,为 系统提供信号源,因此它是 CCTV 系统中最重要的设备之一。 摄像机是将来自镜头光学图像聚焦， 经由 CCD 转换为随时间变化视频讯号， 再经摄像机 内部线路上处理 CCD 转换视频讯号， 然后经由同轴或光缆或其它传输途径将讯号传送至监视 中心进行显现或录像。 根据摄像机的性能、功能、使用环境、结构、图像颜色等有以下分类。 (1)按性能分类 普通摄像机：工作于室内正常照明或室外白天。正常工作所需照度为 13Lx 暗光摄像机：工作于室内无正常照明的环境里。正常工作所需照度为 0.1Lx 微光摄像机：工作于
8、室外月光或星光下。正常工作所需照度为 0.01Lx 以下 红外夜视摄像机：工作于室内、外无照明的场所。原则上可以为零照度,采用红外光 源成像。 变焦一体摄像机： 适用于周边范围较宽广或需要监视更清晰图像的场合， 此类摄像机 一般都具有光学变倍及电子数码变倍功能，并且清晰度高、工作所需照度较低。 (2)按功能分类 视频报警摄像机：在监视范围内如有目标在移动时，就能向控制器发出报警信号。 广角摄像机：用于监视大范围的场所。 针孔摄像机：用于隐蔽监视局部范围。 (3)按使用环境分类 室内摄像机：摄像机外部配备室内防护装置，使用环境有要求。 室外摄像机：在摄像机外安装防护罩。内设降温风扇、遮阳罩、加热
9、器、雨刷等。适 应室外温、湿度等环境的变化。 (4)按结构组成分类 固定式摄像机：监视固定目标。 可旋转式：带旋转云台摄像机，可做上、下、左、右、旋转。 球形摄像机：可做 360水平旋转，90垂直旋转，预置旋转位置。 半球形摄像机：吸顶安装，(内部如配有云台，还可做上、下、左、右旋转)。 (5)按图像颜色分类 黑白摄像机：灵敏度和清晰度高，但不能显示图像颜色。 彩色摄像机：能显示图像颜色，灵敏度和清晰度在同种情况下比黑白摄像机低。 (6)按摄像机的 CCD 靶面大小区分 1/2CCD 1/3CCD 1/4CCD (7)按摄像机的分辨率划分 低档型：影像象素在 25 万象素（pixel）左右、彩
10、色分辨率为 330 线、黑白分辨率为 400 线左右 中档型：影像象素在 2538 万象素（pixel）左右、彩色分辨率为 420 线、黑白分辨率 为 500 线左右 高档型：影像象素在 38 万象素（pixel）以上、彩色分辨率为大于或等于 480 线、黑白 分辨率 600 线以上的根据现代闭路电视监控系统的发展趋势和特点， 前端摄像机根据现场条 件尽量考虑采用隐蔽式监视，特别是重要的公共区域。为此，在闭路电视监控系统中均分别 按需采用球形一体化云台、固定的定焦摄像机、隐蔽式固定的定焦摄像机等。 摄像机摄像机性能指标及特性说明性能指标及特性说明 (1) CCD 像素值 这是指摄像机 CCD
11、传感器的最大像素。 有时用其水平和垂直方向的像素数或其乘积来表 示，如 510（H）492（V）即 25 万像素。像素越多，则图像分辨率越高、越清晰。38 万像 素以上者为高清晰度摄像机。 垂直分辨率：垂直分辨率由水平线数量所限制。 水平分辨率：原则上水平分辨率可无限增加，但目前有受条件限制。 (2) 水平分辨率 (resolution) 摄像机水平分辨率是衡量图像清晰度的标准，通常用电视线数 TVL 表示。黑白摄像机： 的典型分辨率在 400600TVLine 之间，彩色摄像机典型率在 320500TVLine 之间。 中分辨率 黑白摄像机：380-570TVLine 以内 彩色摄像机：38
12、0-470TVLine 以内 一般分辨率(普通型) 黑白摄像机：380TVLine 以下 彩色摄像机：380TVLine 以下 (3) 信噪比及其影响 SNR 信噪比也是摄像机的一个重要技术指标， 它定义为摄像机的图像信号与它的噪声信号之 比，并用分贝(DB)来表示，计算公式为： SNR=Signal/Noise 即 CCD 接收到的有效信号与噪声之比 因此当信号数值越大而噪声值越小时 SNR 值会相对放大， 代表该摄像机能处理强大信号 并减少噪声，代表摄像机性能较佳，当信号强度达到一定强度时，信噪比并不会同步增加， 但是，如果要使低数值讯号可以补检测时，那么信噪比就非常重要。信噪比越大表示
13、CCD 越好，反之则较差，依据目前所用 CCD 来区分，信噪比在 47-55 之间属于较好的 CCD，信噪 比在 47 以下属一般或较差之 CCD。 信噪比较小时对 CCD 造成其影响主要有两点： 色彩敏感失衡 暗电流 摄像机摄像机镜头介绍镜头介绍 镜头光圈分手动和自动两种。常用的镜头种类包括： 手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。以往 由于摄像机的使用在室外或其它特殊场合等缘故， 所以较 多选用自动光圈镜头。 在目前的监控工程中， 由于智能建筑大量使用 CCTV 系统， 室内 监控点占较高的比例。而许多工程商在做工程设备报价时，也同样 喜欢采用自动光圈镜头。虽然自动光圈镜头对监控点
14、的光线变化适 应性较强，但其价格也明显高于相同焦距的手动定焦镜头。而现在 大多数的摄像机都有电子快门，室内的光源也较为稳定，因此，建议在室内情况下，采用手 动光圈镜头即可；另一方面，现在市场上用的自动光圈镜头分为二大类：a.电源驱动自动光圈镜头；b.视频驱动自动光圈镜头。电源驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的，其中 两根为 DC12V 电源来驱动镜头中的马达， 另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外部光源 的照度来控制光圈的大小； 视频驱动自动光圈镜头则是通过三根线来控制镜头的， 其中一根 为视频触发信号来起动光圈，并控制光圈大小，另二根为 DC12V 电源线驱动电机马达。目前 市场上大多
15、黑白或彩色摄像机可以兼容二种自动光圈镜头。但当工程中的监控点在室外时， 应采用带自动光圈的镜头，因为室外光线的动态范围变化较大，夏日阳光下环境照度达 50000Lx100000Lx；夜间路灯时仅为 10Lx，变化幅度相当大。在这种情况下摄像机无论是 否具有自动调整灵敏度功能即通过摄像机本身的电子快门已不可能适应这么宽的照度范围， 也就无法达到控制图像效果的作用。 (一)镜头的种类（根据应用场合分类） 广角镜头：视角 90 度以上，观察范围较大近处图像有变形。 标准镜头：视角 30 度左右，使用范围较广。 长焦镜头：视角 20 度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。 变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦
16、距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大。 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。 (二)被摄物体的大小、距离与焦距的关系 假设被摄物体的宽度和高度分别为W.H,被摄物体与镜头间的距离为L， 镜头的焦距为F。 则视场(视场是指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦距及 所要求的成像大小确定的。)和焦距的计算关系为： 镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下； f=wL/W ； f=hL/H f；镜头焦距 W：被摄物体宽度 H：被摄物体的高度 L：被摄物体至镜头的距离 w：图像的宽度（被摄物体在 CCD 靶面上成像宽度） h：图像高度（被摄物体在 CCD 靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度 CCD 靶面规格尺寸
