网络视频监控技术基础课件.pptx

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1、高清网高清网络视频监控技控技术基基础目目目目 录录一、网络视频监控概念二、网络视频监控的设计三、前端采集配置五、后端系统配置四、网络传输设计什么是网什么是网络视频监控？控？o网络视频系统通常指的是安全监视和远程监控领域内用于特定应用的IP监视系统。o能够通过IP网络（LAN/WAN/Internet）实现视频监控及视频图像的录像、以及相关的报警管理。o与模拟视频系统不同的是，网络视频系统采用网络，而不是点对点的模拟视频电缆，来传输视频及其他与监控相关的各类信息。网网络视频监控概念控概念o网络视频监控是基于百万像素级的高清监控摄像机，采用H.264标准视频编码压缩算法及网络传输的方式进行局部和远

2、程视频联网监控的新一代视频监控解决方案。o视频、音频对讲、云台控制、I/O报警都基于网络化、数字化。o高清视频监控系统从前端到后端都是基于HDTV标准的高清标准。o高清视频监控系统的主要特点以高清化、数字化、网络化、智能化，高清视频采集高效编码算法灵活的网络传输海量视频存储高清视频显示网网络视频监控的架构控的架构高清网络视频监控系统前端高清采集前端高清采集后端管理平台后端管理平台高清镜头高清CCD/CMOSH.264高清编码双绞线组网光纤组网互联网无线组网高清存储高清显示功能扩展集中管理控制网网络传输目目目目 录录一、网络视频监控概念二、网络视频监控的设计三、前端采集配置五、后端系统配置四、网

3、络传输设计网网络视频监控系控系统设计获取该项目的需求信息，主要包括系统规模、应用场景、现场环境、网络资源、功能要求建设需求将获取到得信息加以分析、整理、分类，掌握用户的真实想法，初步规划出大致解决框架需求分析更具需求进行技术解决方案设计，包括各个环节的解决方案、组网架构、系统功能、设备的选型等系统设计根据设计思路和选型要求进行设备配置，包括设备类型、数量、功能参数、系统扩展等系统配置网网络视频监控系控系统设计o前端采集配置o网络传输设计o后端平台配置目目目目 录录一、网络视频监控概念二、网络视频监控的设计三、前端采集配置五、后端系统配置四、网络传输设计摄摄像机像机像机像机类类型型型型o前端系统

4、设计主要包含摄像机选型、镜头选型。这些选型都应当遵行需求分析和现场实际应用环境来考虑。红外定焦半球（室内）可调焦半球（室内）红外定焦枪机（室内、外）红外定焦枪机（室内、外）红外变焦枪机（室内、外）高速球（室内）高速球（室内、外）红外高速球（室内、外）激光高清球机（室外）红外激光云台摄像机（室内、外）摄摄像机像机像机像机应应用用用用场场景景景景大门口室内楼道电梯广场车外电警、卡口道路监控人/车出入口停车场厂房、车间周界CCD模拟时代的主流高端的高清应用CCD与与CMOS对比比传感器类型功耗低照度色彩还原度动态范围噪声价格CCD较大较好较好较差较好较高CMOS较小较差较差较好较差较低随着CMOS方

5、案的不断优化，CCD将逐步被它替代。因为更加优良的系统集成、较低的功率要求、更加灵活的图像捕获、智能化程度更高的接口、更大的动态范围以及更高的感光度是人们最向往的特性。摄摄像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数-图图像像像像传传感器感器感器感器COMS后起之秀网络高清的主流未来的发展趋势测量方法：量方法：1、分辨率检测卡+人眼观测2、分辨率检测卡+软件分析仪摄摄像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数-清晰度清晰度清晰度清晰度视频图像在显示时，画面的清晰度以水平清晰度（TVLine）为单位，定义为图像上在和屏幕高度相等的水平方向上可以分辨的垂直线条数。摄摄像机

6、像机像机像机的基本参数的基本参数的基本参数的基本参数-分辨率分辨率分辨率分辨率4CIF=704*576720P=1280*7201080P=1920*1080CIF=352*288分辨率-影象清晰度或浓度的度量标准，它是一个表示平面图像精细程度的概念。摄摄像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数-低照度低照度低照度低照度照度是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,法定符号为Lx):1Lx=1Lm/m。动态范范围：表示图像中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。动态范围越大，所能表现的层次越丰富，所

7、包含的色彩空间也越广。摄摄像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数-动态动态范范范范围围背光补偿是对画面整体加亮，是通过数字DSP芯片处理成的，一般传感器就可以实现此功能。宽动态摄像机通常需要双扫描传感器，即在一个信号周期内可以两次拍照的传感器。所所谓BLC：背景光补偿即BLC(BacklightCompensation),也称做逆光补偿或逆光补正，它可以有效地补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。实质为根据图像的亮度，恰当的调整摄像机的增益和CCD的电荷积累时间（同电子光圈的作用）。不过这时所测的亮度，不是整幅图像的平均亮度，而是选定的某些部分（“窗口”）的亮度。摄

8、摄像机像机像机像机的基本参数的基本参数的基本参数的基本参数-背光背光背光背光补偿补偿说明：明：适用于逆光的场景，为突显前景特征，设置背光补偿，提升前景亮度。当然因为亮度是整个画面提升，故提升后，前景亮度合适，背景亮度却曝光过度。自动跟踪白平衡1-色温调节范围在2200-9500K适合颜色单一的场景；自动跟踪白平衡2-色温调节范围在2200-15000K适合颜色丰富的场景；自动控制白平衡手动设定标准白；手动白平衡手动调节色彩比例；摄摄像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数像机的基本参数-白平衡白平衡白平衡白平衡在CCD成像时，我们会发现在日光灯拍摄的影像会显得发绿，在钨丝灯下拍摄出来的景物就

9、会偏黄，而在日光阴影处拍摄则偏蓝。任何光照条件下将拍摄的图像色彩还原，就要启动摄像机的白平衡功能。监控控镜头的的选择o在镜头选型时主要注意镜头焦距、进光度幅度、径深、像素、功能等问题，这些问题一旦选择不当将会影响图像质量效果。定焦、固定光圈手动变焦、手动光圈手动变焦、自动光圈焦距、光圈、聚焦三可变镜头一般用在半球内部用于小范围监控光线稳定室内区域一般用在枪机用于小范围监控光线稳定室内区域一般用在枪机用于小范围监控光线变化大室外区域一般用在枪机配合云台用于大范围监控光线变化大室外区域镜头镜头焦距与焦距与焦距与焦距与监监控控控控场场景关系景关系景关系景关系o当已知被摄物体的大小及该物体到镜头距离，

10、则可根据下两式估算所选取配镜头的焦距：（1）f=hD/H（2）f=vD/V式中，D为镜头中心到被摄物体的距离；H和V分别为被摄物体的水平尺寸和垂直尺寸；v为靶面成像的高度；h为靶面成像的水平宽度。焦距决定了特定距离所能看到的水平区域大小：焦距越长，所能看到的区域越狭窄oeg:当选用1/2镜头时，图像尺寸为v=4.8mm，h=6.4mm。若镜头至景物距离D=3.5m，景物的实际高度为V=2.5m将以上参数代入公式(1)中，可得f=4.83500/2500=6.72mm，故选用6mm定焦镜头即可。镜头镜头焦距的焦距的焦距的焦距的选择选择o镜头的角度数与焦距、距离的关系:支架和支架和支架和支架和护护

11、罩罩罩罩支架用于固定摄像机，根据安装环境的需要，有壁装、吊装、吸顶装、嵌入式安装等多种安装支架。护罩用于保护摄像机和镜头工作的可靠性，延长其使用寿命。除此之外，防护罩还可以尽量防止对摄像机和镜头的人为破坏。防护罩一般分为通用型防护罩和特殊用途型防护罩，通用型防护罩又可分为室内型防护罩和室外型防护罩两种。防防防防护护等等等等级级摄像机、防护罩的防护等级采用IP代码来表示，是将防护罩依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。一般是由两个数字所组成，如：IP67。防尘系数防水系数IP表示表示进入防入防护(Ingress Protection)系数系数第一位第一位第二位第二位防防尘系数系数防

12、水系数防水系数0没有保护没有保护1防止大的固体侵入水滴滴入到外壳无影响2防止中等大小的固体侵入当外壳倾斜到15度时，水滴滴入到外壳无影响3防止小固体进入侵入水或雨水从60度角落到外壳上无影响4防止大于1mm的固体进入液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响5防止有害的粉尘堆积用水冲洗无任何伤害6完全防止粉尘进入可用于船舱内的环境7可于短时间内耐浸水（1m）8于一定压力下长时间浸水目目目目 录录一、网络视频监控概念二、网络视频监控的设计三、前端采集配置五、后端系统配置四、网络传输设计网网络传输设计网网络传输系系统双双绞线组网网光光纤组网网互互联网网无无线组网网网络视频监控的网络传输方式如同传统的CCT

13、V系统一样需要规划传输线路，接入方式不同的是现在摄像机前端出来就是基于网络视频信号进行传输。双双双双绞线组绞线组网网网网o超五类双绞线传输：目前最常用的一种双绞线组网方式，最大可支持1000M速率。o六类双绞线传输：将来局域网双绞线组网的趋势，主要在于线径变粗，速度比超五类更快。交换机NVR/监控平台IPC100M1000M光光光光纤组纤组网网网网o光纤传输：通过单芯或两芯进行网络调制传输的一种架构，采用以太网电口转光口的收发设备进行数据传输。光纤双绞线中心交换机交换机光纤收发器IPCNVR/监控平台光纤收发器oEPON（以太无源光网络）：采用点到多点架构、无源光线传输。光光光光纤组纤组网网网

14、网EPON的应用模式又可分为FTTC（光纤到路边）、FTTB（光纤到大楼）、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家(FTTH)等多种类型。提示：EPON技术的越来越普及与高清网络视频监控的发展有什么关系？ONU局端无源光分器用户32POSONUPOSONUIPCIPCNVR/监控平台OLT中心交换机28.微波传输：点对点、点对多点无线微波传输无无无无线组线组网方式网方式网方式网方式WIFI：局部无线互联组网技术3G/4G通讯：无线移动通信技术互互互互联联网网网网互联网：多种接入方式的Internet，基于互联网可方便实现跨地域的网络视频监控。ADSLPON3G/4GWLANLAN1080P高清图像

15、，分辨率1280*720，200万像素图像，带宽约4Mbps标清D1图像，分辨率704*576，约40万像素，带宽需要1.5-2Mbps720P高清图像，分辨率1280*720，130万像素图像，带宽约2Mbps普通CIF图像，分辨352*288，约10万像素，带宽需要512Kbps网网网网络络带宽带宽占用情况占用情况占用情况占用情况网网络带宽络带宽占用分析占用分析中心中心汇聚交聚交换机机分控汇聚交换机到中心核心交换交换机之间视频带宽1000M核心交换机到中心汇聚交换机之间视频带宽1000M监控中心平台控中心平台分控分控汇聚交聚交换机机分控平台分控平台分控分控汇聚交聚交换机机分控平台分控平台楼

16、层交换机到楼栋汇聚交换机之间视频带宽100M接入交接入交换机机接入交接入交换机机接入交接入交换机机接入交接入交换机机楼层交换机到楼栋汇聚交换机之间视频带宽100M核心交核心交换机机网网网网络设备选络设备选型型型型目目目目 录录一、网络视频监控概念二、网络视频监控的设计三、前端采集配置五、后端系统配置四、网络传输设计后端管理后端管理平台平台设计后端管理平台后端管理平台集中管理集中管理统一接入一接入控制管理控制管理码流流转发功能功能扩展展什么是平台？什么是平台？什么是平台？什么是平台？o视频监控管理平台，是网控管理平台，是网络视频监控系控系统的核心，基于的核心，基于“管理管理”与与“应用用”两大使

17、命。两大使命。统一控制管理一控制管理：实现所有网元设备的统一控制与管理，可实现所有业务功能的统一控制与管理。统一一码流流调度度：实现实时浏览时码流的转分发功能，可实现录放像时码流写入、读出与转分发功能。系系统扩容容扩展：展：支持级联和堆叠，在整个系统的容量极限下按需扩容，与其它安防系统甚至应用系统的对接扩展统一接入一接入认证：实现前端监控点与登录用户的统一接入与认证。监监控平台模控平台模控平台模控平台模块块介介介介绍绍监控平台用用户访问层业务控制控制/媒媒体交体交换层前前端端接接入入层IPCNVR或DVR编码器管理客户端CU客户端解码器电视墙模拟摄像机PMSCMUCUIVTDUPUINRU平台

18、管理模块中心管理模块客户端接入模块媒体处理模块前端接入模块AAAUASULS网络网络存储网线视频线录像处理模块平台的功能平台的功能平台的功能平台的功能o视频监控管理平台，是整个视频监控系统中的核心组成部分，控制整个监控系统的运行。设备设备管理管理管理管理用用用用户户管理管理管理管理电视墙电视墙电电子地子地子地子地图图日志管理日志管理日志管理日志管理实时浏览实时浏览监控管理平台系统的心脏告警告警告警告警联动联动录录像存像存像存像存储储存存存存储储NVRNVRDVRNVRDVR连线繁多：视频线，音频线，控制线NVR和前端都只需一根网线接入网络，就解决了视频、音频、控制和报警信号的传输大大降低线材和

19、人工费用。IPNVRNVR的的的的优势优势实时浏览清晰清晰录像回放像回放模糊模糊实时浏览与与录像像回放同回放同样清晰清晰DVRNVRDVR：模：模拟浏览，数字，数字录像。像。录像的清晰度不高，与像的清晰度不高，与实时显示示差差别很大，甚至会出很大，甚至会出现录像像资料的缺失。料的缺失。NVR：数字数字浏览，数字，数字录像。像。录像与像与浏览的清晰度一致，的清晰度一致，“所所见即所得即所得”，录像像质量可以保量可以保证。磁磁磁磁盘阵盘阵列技列技列技列技术术平衡CPU，内存及磁盘的性能差异，提高计算机整体性能高效利用磁盘空间提高数据存取速度提供容错能力，保证数据安全性解解解解码显码显示示示示网络视

20、频流网络视频流解码器电视墙PC+CU硬件解码软件解码NVR+IPCNVR+IPC组组网方案网方案网方案网方案小小小小规规模模模模组组网网网网适应于规模小，点数少的组网，如：楼宇、小超市、网吧等；浏览方式：GUI浏览和客户端浏览；NVR+IPCNVR+IPC组组网方案网方案网方案网方案中小中小中小中小规规模模模模组组网网网网NVR支持堆叠扩容NVRStation客户端远程浏览平台平台平台平台+IPSAN+IPC+IPSAN+IPC组组网网网网中大中大中大中大规规模模模模组组网网网网监控中心用于统一管理、集中解码显示、集中存储。前端视频源通过网络直接接入到总监控中心平台。同时还可以部署客户端进行远

21、程浏览、控制等KDM28XX平台LAN传输网网监控区域控区域1#前端视频源总监控中心控中心CU客户端LAN监控区域控区域N#前端视频源监控客户端KDM201集中解码器值班室班室CU客户端值班室班室IPSAN集中存储平台平台平台平台+IPSAN+IPC+IPSAN+IPC组组网网网网大大大大规规模模模模组组网网网网平台分级部署适用于大规模的组网平台分级，各平台独立运行，负责自己监控点的接入，转发，录像等。平台分级有效的解决了一级中心与二级中心带宽不足的问题。视频视频存存存存储储基本知基本知基本知基本知识识-单单位位位位o计算机中存储信息的最小单位是“位”（bit)，在计算机中常使用字节（Byte

22、，通常简写为B）作为计量单位。它表明计算机中可以存储信息的多少，数值越大，能储存的容量越大。o其中，KB是千字节,MB为兆字节,GB为吉字节，换算关系为o1Byte8bit位是最小的单位o1KByte1024Byte（KB很多时候用作下载速度）o1MByte1024KByte（存储设备一般不用MB了）o1GByte1024MByte（GB普通存储硬盘计量单位）o1TByte1024GByte（TB目前已经很普及的存储计量单位）46.视频视频存存存存储储基本知基本知基本知基本知识识-速度速度速度速度o硬盘接口传输速度：oSATA接口：SATAI150MB/s，SATAII300MB/s，SATA

23、III600MB/soSCSI接口:最大支持320MB/soFC接口：400MB/s，1GB/soUSB：60MB/SoIEEE1394：50-400MB/soSAS串行接口：600MB/s，更高的速度也将在会实现提示：影响硬提示：影响硬盘存存储速度的另外一个因素是什么？速度的另外一个因素是什么？视频视频存存存存储储基本知基本知基本知基本知识识-存存存存储储容量容量容量容量计计算方法算方法算方法算方法公式公式：码流时间视频路数8=N（Byte）详解解:o码流：每路视频传输码流，通常以Kbps、Mbps为单位，表示每秒比特流；如720P就是2048Kbps，即2Mbpso时间：每小时、多少天、几

24、个月o视频路数：整个存储需要完成多少路视频数据的存储。o单位转换：8bit=1byteo补充：KBMBGBTB监控相关技控相关技术简介介视频视频存存存存储储基本知基本知基本知基本知识识-RAID-RAIDRAID5：分布式奇偶校：分布式奇偶校验的独立磁的独立磁盘结构构 特点：特点：o分布校验o安全性和稳定性较高o速度较快o容量N-1，N3图图像格式像格式像格式像格式XGASVGA1280X10241024X768800X600640X480SXGAUXGA1600X1200图形阵列VGAQXGA2048X1536图图像格式像格式像格式像格式720P1280X7201080P1920X1080W

25、SXGA+1680X1050WUXGA1920X1200宽屏图形阵列双双双双码码流流流流720p/1080p高码流D1/CIF低码流录像存储单画面浏览多画面浏览双双码流流/多多码流流720p/1080p高码流D1/CIF低码流ANRANR存存储更可靠更可靠网络中断时,启动前端录像：网络恢复时,录像数据同步：IP实时传输双码流同步录像数据IPoOnvif目的是实现一个网络视频框架协议，使不同厂商所生产的网络视频产品（包括摄像机前端，录像设备等）完全互通。oOnvif规范描述了网络视频的模型，接口，数据类型以及数据交互的模式。并复用了一些现有的标准，如WebService的SOAP(SimpleObjectAccessProtocol)系列标准等。oGB/T28181-2011安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求是由公安部科技信息化局提出，由全国安全防范报警系统标准化技术委员会（SAC/TC100)归口，公安部一所等多家单位共同起草的一部行业标准。oGB/T28181-2011规定了城市监控报警联网系统中信息传输、交换、控制的互联结构、通信协议结构，传输、交换、控制的基本要求和安全性要求，以及控制、传输流程和协议接口等技术要求。GB/T28181-2011GB/T28181-2011GB/T28181GB/T28181谢 谢！谢谢观看！