1 视频监控.ppt
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1、视频监控视频监控主要内容系统组成和特点系统组成和特点视频监控形式视频监控形式现场设备控制中心设备信号传输摄像机、云台和防护罩、解码器摄像机、云台和防护罩、解码器摄像、传输、控制、图像处理与显示摄像、传输、控制、图像处理与显示视频信号分配器、视频切换器、视频信号分配器、视频切换器、视频矩阵切换视频矩阵切换/控制器、多画面处理器控制器、多画面处理器长时间录像机、硬盘录像机、视频移动报警器长时间录像机、硬盘录像机、视频移动报警器视频服务器、监视器视频服务器、监视器直接传输;电话线、双绞线传输直接传输;电话线、双绞线传输射频传输;光纤传输;微波传输射频传输;光纤传输;微波传输高速数据网传输高速数据网传
2、输摄像机加监视器和录像机的简单系统摄像机加监视器和录像机的简单系统摄像机加多画面处理器监视录像系统摄像机加多画面处理器监视录像系统摄像机加视频矩阵摄像机加视频矩阵/切换主机监视录像系统切换主机监视录像系统摄像机加硬盘录像监视系统摄像机加硬盘录像监视系统网络摄像机加视频服务器监视录像系统网络摄像机加视频服务器监视录像系统 视频监控系统是在小区主要通道、重要公建及周界设置前端摄像机摄像机,将图像传送到监控监控中心中心。中心对整个小区进行实时监控和记录实时监控和记录,使中心管理人员充分了解小区的一切活动情况,当有事情发生时保安人员可及时到达出事现场进行处理,是小区安全防范的一道重要部分。闭路电视自动
3、化系统功能 (1)对小区主要出入口、主干道、周界围墙、停车场出入口以及其他重要区域进行监控;(2)监控中心监视系统应采用多媒体视像显示技术,由计算机控制、管理及进行图像记录;(3)报警信号与摄像机联锁控制,录像机与摄像机联锁控制;(4)系统可与周界安防报警系统联动进行图像跟踪及记录;闭路电视自动化系统功能 (5)当监控中心接到报警时,视屏立即弹出报警现场图像;(6)视频失落及设备故障报警;(7)图像自动/手动切换、云台及镜头的遥控;(8)自动记录报警时间及相关信息的显示、存储、查询及打印。视频监控系统的发展n模拟时代:模拟时代:视频以模拟方式采用同轴电缆同轴电缆进行传输,并由控制主机进行模拟处
4、理。n半数字时代:半数字时代:视频以模拟方式采用同轴电缆同轴电缆进行传输由多媒体控制主机或硬盘录象主机(硬盘录象主机(DVRDVR)进行数字处理与存储。n全数字时代:全数字时代:视频从前端图象采集设备输出时即为数字信号,并以网络网络为传输媒介,基于国际通用的TCP/IP协议,采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输,并通过设在网上的网络虚拟(数字)矩阵控制主机(IPM)来实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制等功能。一、系统组成和特点电视监控系统系统原理示意图系统原理示意图总控制室摄像部分 摄像部分是电视监控系统的前沿部分,是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所的某一位置上,使其视
5、场角能覆盖整个被监视的各个部位。把它监视的内容变为图像信号,传送给控制中心的监视器上。摄像部分 摄像部分是系统的原始信号源。因此,摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。从系统噪声计算理论的角度来讲,影响系统噪声的最大因素是系统中的第一级的输出(在这里即为摄像机的图像信号输出)信号信噪比信号信噪比的情况。所以,认真选择和处理摄像部分是至关重要的。如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上,那么到达监视器上的图像信号信噪比将下降,这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器、等又引入了噪声的缘故。传输部分 监视现场和控制中心之间有两种信号需要传输,一种
6、是摄像机得到的图像信号要传到控制中心,一种是控制中心的控制信号要传送到现场,控制现场设备。视频信号的传输可用同轴电缆、光纤或双绞线,用双绞线传输时需加视频转换适配器。控制信号的传输可以是直接控制,即控制中心直接把控制量直接送入被控设备,如云台和变焦距镜头所需的电源、电流信号等。这种方式适用于现场控制设备较小的情况。控制部分 控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”,是实现整个系统功能的指挥中心。主要的功能有:视频信号放大与分配、图像信号的校正与补偿、图像信号的切换、图像信号(或包括声音信号)的记录、摄像机及其辅助部件(如镜头、云台、防护罩等)的控制(遥控)等等。图像处理与显示 显示记录部分显示记
7、录部分 显示记录是把现场传来的电信号转换成图像在监视设备上显示,如果有必要的话,还可以用录像机录下来,供分析研究使用。显示记录安装在控制室内,主要有监视器、录像机和一些视频处理设备 监视器监视器按其功能可分为三种:图像监视器 主要用于对摄像机信号的图像监视 电视监视器 兼有图像监视器和电视接收机的功能,可将广播电视信号转换为视频信号在屏幕显示的同时送往录像机进行录像。计算机监视器 通过矩阵切换系统,将现场摄像机传送来的信号在计算机屏幕上再现。特点特点 闭路电视监控系统相对于普通扩散型的广播电视来闭路电视监控系统相对于普通扩散型的广播电视来讲,其具有以下特点:讲,其具有以下特点:(1)它是一种集
8、中型系统,不同于扩散型的广播电视,一般作监测、监控、管理使用;(2)信息来源于多台摄像机,要求多路信号同时传输,同时显示;(3)传输的距离相对较短,一般在几十米到几千米的有限范围内;(4)一般采用闭路传输,极少采用开路传输方式。一千米以内可用电缆传输,一千米以上最好用光缆传输。(5)除向接受端传输视频信号外,还要向摄像机传送控制信号和电源,因此,是一种双向多路传输系统。二、视频监控形式摄像机加监视器和录像机的简单系统摄像机加多画面处理器监视录像系统摄像机加视频矩阵/切换主机监视录像系统摄像机加硬盘录像监视系统网络摄像机加视频服务器监视录像系统摄象机监视器录象机视频电缆摄像机加监视器和录像机的简
9、单系统-1用在连续监视一个固定目标的场合。如需要可以增加一些功能:焦距、光圈变化、云台等。摄象机监视器录象机视频电缆需要切换防护罩摄像机加监视器和录像机的简单系统-2摄像机监视器录象机多路切换器摄像机加多画面处理器监视录像系统-1l多台摄像机,多个摄像机画面l多画面处理器具有控制功能,能控制现场电动云台、摄像机、镜头和防护罩工作。l报警输入接口,接收警报信号,联动摄像机工作,启动录像机。摄像机加多画面处理器监视录像系统-2摄象机监视器录象机多路切换器云台镜头控制器云台可变镜头摄像机加多画面处理器监视录像系统-3摄象机监视器录象机多画面分割器摄像机加多画面处理器监视录像系统-4摄象机监视器录象机
10、多画面数字处理器摄像机加多画面处理器监视录像系统-5摄象机监视器录象机矩阵控制主机控制键盘彩色摄象机彩色监视器摄像机加视频矩阵/切换主机监视录像系统l几十台、几百台摄像机,多个摄像机画面几十台、几百台摄像机,多个摄像机画面l视频矩阵/切换主机能控制现场电动云台、摄像机、镜头和防护罩工作。l报警输入接口,接收警报信号,联动摄像机工作,启动录像机。l高速数据接口,可以实现远程控制高速数据接口,可以实现远程控制。摄像机加视频矩阵/切换主机监视录像系统摄象机计算机网络数字硬盘存储监控系统摄像机加硬盘录像监视系统u多台摄像机u需要同时记录所有摄像机摄取的实时视频图像u具有多画面处理器的所有功能具有多画面
11、处理器的所有功能u视频移动检测功能,发现非法入侵,现场摄像视频移动检测功能,发现非法入侵,现场摄像机发出报警信号机发出报警信号u高速数据接口,可以实现远程控制高速数据接口,可以实现远程控制摄像机加硬盘录像监视系统网络摄像机加视频服务器监视录像系统网络摄像机 网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品,除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外,机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统,使得视频数据经压缩后,通过局域网,internet或无线网络送至终端用户。而远端用户可在自己的PC上使用标准IE览器,根据网路摄像机自带的独立IP地址,对网络摄像机进行访问,实时监控目标现场
12、的情况,并可对图像资料实时编辑和存储,另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头,进行全方位地监控。网络视频服务器(视频编码器)从某种角度上说,视频服务器可以看视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机作是不带镜头的网络摄像机,或是不带硬盘的DVR,它的结构也大体上与网络摄像机相似,是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成。视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后,以数字信号的模式传送至网络上,从而实现远程实时监控的目的。由于视频服务器将模拟摄像机成功地“转化”为网络摄像机,因此它也是网络监控系统与当前CCTV模拟系统进行整合的最佳途径。网路摄
13、像机的应用,使得图像监控技术有了一个质的飞跃。首先,网络的综合布线代替了传统的视频模拟布线,实现了真正的三网(视频、音频、数据)合一,网络摄像机即插即用,工程实施简便,系统扩充方便;其次,跨区域远程监控成为可能,特别是利用互联网,图像监控已经没有距离限制,而且图像清晰,稳定可靠;再者,图像的存储、检索十分安全、方便、可异地存储,多机备份存储以及快速非线性查找等 网络摄像机不仅可基于计算机局域网用于区域监控,如住宅小区监控、办公楼、银行、商场等传统地监控;而且也能通过INTERNET用于新型地跨区域远程监控及网上展示,远程儿童及老人看护、无人值守通信机房监控、旅游景点网上演播、产品网上展览等。网
14、络视频服务器和网络摄像机怎么样上外网?在INTERNET中,则可以采用在网络上建立DDNS服务器的方法来解决动态IP地址的问题,也就是每一台网络摄像机或视频服务器都有一个网络二级域名,这个二级域名对应网络摄像机或视频服务器的MAC地址,只要网络摄像机或视频服务器在网络上使用,就会自动连接到DDNS,无论它的IP地址如何变化,客户只要在IE地址栏键入这个域名,就能通过DDNS服务器,将网络摄像机或视频服务器的IP地址与远程客户进行连接,达到域名解析的目的。应用:社区安防公司办公室、工厂、车间 仓库、连锁店城市交通 私人住所、别墅、家庭监察幼儿园 旅游景点、公共场所 机房 三、现场设备l摄像机l云
15、台和防护罩l解码器摄像机 系统中,摄像机处于系统的最前端,系统中,摄像机处于系统的最前端,他将被摄物体的光图像转变为电信号他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。视频信号,为系统提供信号源。摄像机摄像机的分类摄像机的主要性能指标摄像机镜头摄像机的选用 摄像机-摄像机的分类按摄像机采用的技术划分为数字摄像机(DSP)和模拟摄像机。按摄像器件的类型划分为电真空摄像器件(即摄像管)和固体摄像器件(如CCD器件、CMOS器件)两大类。摄像机-摄像机的分类依成像色彩划分依成像色彩划分 彩色摄象机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。黑白摄象机:适用于光线不充足地区及夜间无法安
16、装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用黑白摄象机。依分辨率灵敏度等划分依分辨率灵敏度等划分 影像像素在38万以下的为一般型,其中尤以25万像素(512*492)、分辨率为400线的产品最普遍。影像像素在38万以上的高分辨率型。摄像机-摄像机的分类、按CCD靶面大小划分 CCD芯片已经开发出多种尺寸:目前采用的芯片大多数为1/3”和1/4”。在购买摄像头时,特别是对摄像角度有比较严格要求的时候,CCD靶面的大小,CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。摄像机-摄像机的分类l1英寸靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。l2/3英寸靶面尺寸为宽8.
17、8mm*高6.6mm,对角线11mm。l1/2英寸靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。l1/3英寸靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm。l1/4英寸靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。摄像机-摄像机的分类CCD闭路监控系统中,摄像机又称摄像头或CCD(ChargeCoupledDevice)即电荷耦合器件。严格来说,摄像机是摄像头和镜头的总称,而实际上,摄像头与镜头大部分是分开购买的,用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离,通过计算得到镜头的焦距离,通过计算得到镜头的焦距,所以每个用户需要的镜头都是依据实
18、际情况而定的,不要以为摄像机(头)上已经有镜头。摄像机-摄像机的分类 摄像头的主要传感部件是CCD,它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点,CCD是电耦合器件(Charge Couple Device)的简称,它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移,也可将储存之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄象元件。是代替摄像管传感器的新型器件。CCDCCD芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。普通型普通型 正常工作所需照度正常工作所需照度13LUX 13LUX 月光型月光型 正常工作所需照度正常工作所需照度0.1LUX0.1LUX左右左
19、右 星光型星光型 正常工作所需照度正常工作所需照度0.01LUX0.01LUX以下以下 红外型红外型 采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像 按照度划分,按照度划分,CCDCCD又分为:又分为:摄像机-摄像机的分类CCD的工作原理是:被摄物体反射光线,传播到镜头镜头,经镜头聚焦到CCD芯片芯片上,CCD根据光的强弱积聚相应的电荷电荷,经周期性放电,产生表示一幅幅画面的电信号电信号,经过滤波、放大处理,通过摄像头的输出端子输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的,所以也可以录像或
20、接到电视机上观看。摄像机的主要性能指标清晰度像素摄像机输出图像的清晰度主要由CCD的像素值来决定,像素质越高,输出图像的分辨率就越高,清晰度就越高。电视监控系统中,像素值在40万以上的摄像机可称为高清晰度摄像机;家庭DV的像素值在80-110万;家庭数码照相机的像素在200-500万。照度(灵敏度)衡量在什么光照强度的情况下,可以输出正常图像信号的指标。最小照度,也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度,或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯(LUX),数值越小,表示需要的光线越少,摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄象机可工作在很暗条件,23lux属一般照度,现
21、在也有低于1lux的普通摄象机问世。与镜头光圈相关信噪比所谓“信噪比”指的是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/N来表示。由于在一般情况下,信号电压远高于噪声电压,比值非常大,因此,实际计算摄像机信噪比的大小通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以10为底的对数再乘以系数20,单位用dB表示。靶面尺寸监控面积镜头安装方式C/CS图像同步方式外同步、内同步、电压同步内同步(INT)是利用摄象机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。电源同步(LL,LineLocked),也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄象机的交流电源来完成垂直推动同步,即摄象机和电源零线同步。外同步(EXT)利用
22、一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄象机的外同步输入端来实现同步。图像输出制式PAL/NTSC供电电源交流、交流摄像机镜头 镜头相当于人眼的晶状体,如果没有晶状体,人眼看不到任何物体;如果没有镜头,那么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片,没有清晰的图像输出,这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时,也就是人们常说的近视眼,眼前的景物就变得模糊不清;摄像头与镜头的配合也有类似现象,当图像变得不清楚时,可以调整摄像头的后焦点,改变CCD芯片与镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置),可以将模糊的图像变得清晰。作用:目标光像聚焦于摄像管靶面或CCD
23、传感器上。由此可见,镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道:设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距,施工人员经常进行现场调试,其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。摄像机镜头镜头分类:按外形功按外形功能分能分 按尺寸大按尺寸大小分小分 按光圈分按光圈分 按变焦类按变焦类型分型分 按焦距长按焦距长矩分矩分 球面镜头 1”25mm 自动光圈 电动变焦 长焦距镜头 非球面镜头 1/2”3mm 手动光圈 手动变焦 标准镜头 针孔镜头 1/3”8.5mm 固定光圈 固定焦距 广角镜头 鱼眼镜头 2/3”17mm 摄像机镜头镜头特殊参数:焦距:焦距:焦距的大小决
24、定着视场角的大小,焦距数值小,视场角大,所观察的范围也大,但距离远的物体分辨不很清楚;焦距数值大,视场角小,观察范围小,只要焦距选择合适,即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的,一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角,所以在选择镜头焦距时,应该充分考虑是观测细节重要,还是有一个大的观测范围重要,如果要看细节,就选择长焦距镜头;如果看近距离大场面,就选择小焦距的广角镜头。光圈 在镜头里都设有一个光圈(又称光阑)。光圈的作用有两个。其一,将距离主光轴较远的光束挡住,这样可以提高成像的清晰度。其二,控制穿过镜头的光通量大小,以满足摄像器件成像面上所需要的合适的照度,从而达
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