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1、视频监控基础知识 培训教材,主标题用黑体反白,字号32-36之间, 副标题用黑体反白，字号24-28之间,内部公开,深圳中兴力维技术有限公司,教材版本修改情况说明,内部公开,一级标题黑体，字号26-30之间，颜色: R:0 G:112 B:192 二级标题黑体，字号20-24之间，颜色：黑色,内部公开,视频基础知识,摄像部分基础知识,一级标题黑体，字号26-30之间，颜色: R:0 G:112 B:192 二级标题黑体，字号20-24之间，颜色：黑色,内部公开,视频基础知识,视频监控 利用视频探测手段对目标进行监视、控制和信息记录。 组成 一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成 。
2、视频监控系统原理,视频监控系统概述,控制部分,摄像部分,传输部分,显示与记录,视频,视频：动态图像，是一组图像按时间顺序的连续展示。 利用人眼视觉暂留的原理，通过播放一系列的图片，使人眼 产生运动的感觉。 视频的三要素： 空间分辨率（即屏幕上的点数） 颜色分辨率（即每个点的颜色位数） 时间分辨率（即每秒的帧数） 按信号组成和存储方式的不同： 模拟视频：由连续的模拟信号组成的图像序列，像电影、电视和录像的画面； 数字视频：一系列连续的数字图像序列。,图像扫描方式,帧：一段视频中的每一幅图像称为一帧。根据视觉暂留原理，要使人的视觉产生连续的动态感觉，每秒钟图像的播放帧数要在2430帧频（每秒播放的
3、帧数）。 扫描方式：传送视频图像时，将每幅图像分解成很多像素，按照一个一个像素、一行一行的方式顺序传送或接收。扫描行数（扫描分辨率）越多，清晰度越高。分隔行扫描和逐行扫描。,帧,帧,逐行扫描,奇数场,偶数场,隔行扫描 （PAL）,TV制式 NTSC(美国、日本）30帧/秒，525行/帧 PAL (西欧、中国）25帧/秒， 625行/帧 SECAM（俄、法） 注：电影是24帧/秒 标准数字化电视分辨率： PAL：720*576 NTSC：720*480,电视制式,各种图像分辨率介绍,QCIF(176 x144) CIF（common intermediate format）通用中间格式 352
4、x 288 （PAL NTSC） 10 万像素 2CIF 704 x 288 20万像素 4CIF 704 x 576 40万像素 DCIF 528384 20万像素（double cif） D1 704 x 576 (PAL) 40万像素 VGA (Video-Graphics-Array) 640 x 480 CIF录像分辨率是主流分辨率，绝大部分产品都采用CIF分辨率。,以下视频传输带宽选择模式： 1.5Mbps视频传输带宽8Mbps时：可实现全实时25帧/秒，即25fps，图像分辨率为D1（704576）的视频图像传输。 512Kbps视频传输带宽1.5Mbps 时：可实现全实时25帧
5、/秒，即25fps，图像分辨率为CIF（352288）的视频图像传输。 视频传输带宽512Kbps时：可实现抽帧，图像分辨率为CIF（352288）的视频图像传输。,媒体数字化,采样：指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。 量化：用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。 压缩与编码：数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。,复合视频信号 包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号，其中色差信号通过彩色负
6、载波调制之后和亮度信号的高频端进行混合。所需带宽资源少，兼容黑白和彩色视频显示设备，但清晰度低，亮色串扰。 S_video信号 亮度信号和色差信号分别独立传输的一种视频信号。它的优点：减少了亮色串扰，不必用专用电路对亮度和色差信号进行分离，提高了亮度的带宽，从而提高了图像的清晰度。 RGB信号 将三基色电信号作为独立的视频信号而直接进行传输的一种视频信号。该类型的视频信号所提供的图像清晰度最高，但带宽最宽，主要用于电视台。,视频输出信号,一级标题黑体，字号26-30之间，颜色: R:0 G:112 B:192 二级标题黑体，字号20-24之间，颜色：黑色,内部公开,摄像部分基础知识,机身：将光
7、信号转变为视频信号 镜头：调焦距、调聚焦、调光圈 云台：用于承载摄像机上下左右移动，可不选用,云台,镜头,摄像机,摄像机基本构成,摄像机主要由镜头、影像传感器（主要是CCD器件）、DSP等组成，被摄物体反射光线经过镜头聚焦至CCD上，CCD由多个X-Y纵横排列的像素点组成，每个像素都由一个光电二极管及相关电路组成，光电二极管将光线转变成电荷，收集到的电荷总量与光线强度成比例，所积累的电荷在相关电路的控制下，逐点移出，经滤波、放大，再经过DSP处理后形成视频信号输出。,摄像机原理,镜头,摄像机组成,光学系统 光电转换器件 视频处理电路 调整与控制 电源部分,作用：成像、色温转换、分光。,作用：光
8、电转换。,作用：对视频信号进行放大、校正处理；编码输出。,作用：监控摄像头状态调整和功能控制。,作用：为监控摄像机提供动力。,组成：变焦距镜头、色温转换片、分色棱镜,组成：CCD摄像器件,组成：电池、交流适配器,组成：黑、白平衡调整、光圈、增益、聚焦调整等,组成：预放器、视频信号处理电路、编码器等,内部公开,感光芯片,感光芯片是摄像机的核心部件，目前摄像机常用的感光芯片有CCD和CMOS，DPS（数字成像系统 ，超宽动态应用），主流为以下两种：,CCD,我司摄像机采用主流CCD全称为Charge Coupled Device，中文翻译为电荷藕合器件。有时摄像机又叫CCD。,品牌：Sony、 P
9、anasonic、Sharp、L.G,原理：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，经过滤波、放大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。,摄像机参数点MAP,摄像机主要参数,CCD像素：CCD的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD是由点阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清晰度摄像机。 CCD尺寸：即摄像机靶面，原多为1/2英寸，现在1/3英寸的已普及化，
10、1/4英寸和1/5英寸也已商品化。尺寸越大越好。,1/4in,1/3in,1/2in,2/3in,4mm,6mm,8mm,CCD尺寸,摄像机主要参数,扫描制式 有PAL制和NTSC制之分。 摄像机电源 交流为220V、110V、24V，直流为12V 或9V。 信噪比 指信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号S/N来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC（自动增益控制）关闭时的值典型值为46dB，若为50dB，则图像有少量噪声，图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。 视频输出 多为1Vp-p、75，采用BNC接头。,摄像机主要参数,水平分辨率 衡量摄像机优劣的一个重要参数，
11、用电视线（TV LineTVL）来表示，指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器（应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数，线数越大，成像越清晰。 彩色模拟摄像机的典型分辨率是在420到700电视线之间，主要有420线、480线、520线、570线、650线等不同档次。水平分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80电视线。 频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。,水平分辨率又称清晰度，指人眼看到的宏观图像的清晰程度，是一种主观感受。,分辨率,在视频录像，传输和显示过程中所使用的图像质量指标，或显示设备自身具有表
12、现图像细致程度的固有屏幕结构。或是指单幅图像信号的扫描格式或是显示设备的像素规格。 单位：像素点，Pixels,分辨率=水平像素*垂直像素。,分辨率越大图像质量越好。 在CCTV中受限于技术本身的限制,最大分辨率为 720*480（NTSC制式） 720*576（PAL制式） 相当于40万像素，也就是D1的分辨率水平。,摄像机主要参数,清晰度、分辨率,清晰度 人眼看到的 可定量测量的. 同一图像信号，数值上来说清晰度将小于分辨率。 同一分辨率的图像信号，通过不同的 传输渠道和不同的显示设备，最终得到的图像清晰度是各不相同的。,图像信号,显示设备,分辨率,传输带宽,清晰度,不相关,摄像机分辨率和
13、像素对比：,420线TVL 480线TVL,摄像机分辨率和像素对比,540 线 650线,摄像机分辨率和像素对比,130万像素 200万像素,摄像机主要参数,照度：反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量。 照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）。1Lux大约等于1烛光在距离1米的照度；20CM远处的烛光为10Lux左右。 最低照度：当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。即CCD正常成像时所需要的最暗光线。指CCD对环境光线的敏感程度。数值越小，说明CCD灵敏度越高。 黑白摄像机的灵敏度一般在0.01
14、-0.5LUX之间，彩色摄像机多在0.1LUX以上。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比需要处理色彩浓度的彩色摄像机低10倍。,内部公开,最低照度指标来表征摄像机灵敏度,最低照度参考值,普通型摄像机：正常工作所需照度13lux ； 月光型摄像机：正常工作所需照度0.1lux左右； 星光型摄像机：正常工作所需照度0.01lux以下； 红外型摄像机：采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像（黑白）.,太阳直射,晴空多云,阴雨天,全月当空,无月阴天,半月晴空,不同天气下的环境照度参考值,100000,10000,0.1,1000,0.01,0.00001,lux,摄像机可调整功能,即在低照度时自
15、动增加摄像机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。 原理：所有摄像机都有一个视频放大器，将来自CCD的信号放大到可以使用水准的，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下更加灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄像机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄像机能够在较大的光照范围内工作 在低照度时的灵敏度会有所提高，但此时的噪点也会比较明显。,自动增益控制（AGC）,效果对比,摄像机可调整功能,如果所需物体不在图像中间时，背光补偿可能不会充分发挥作用。,也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效的补偿摄像机在逆
16、光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。如视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，背光补偿能提供对非常强的背景光线前面的目标的理想曝光.,普通摄像机,背光补偿摄像机,效果对比,背光补偿（BLC）,宽动态范围(WDR),产生背景： 当在强光源照射下的高亮度区域及阴影，逆光等相对亮度较低的区域在一幅图画中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因明亮区域曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。 原理：宽动态摄像机采用专用的DSP电路。它首先对明亮区域的被摄物体用最合适的快门速度进行曝光，然后再对阴暗区域的被摄物体用最合适的快门进行曝光，最后将两个图像用DSP数字信号处理芯片，将捕捉到的两幅图像组合在一张图像上，使其扩大了可处理的动态范围，使得明亮区域的被摄物体和阴暗区域的被摄物体
