2022年网络视频监控技术基础培训资料 .pdf
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1、网络视频监控基础培训文档一、安全防范基础. 2 二、视频监控的发展. 4 (一)基于模拟传输的视频监控系统. 4 (二)数字视频监控系统. 5 (三)智能网络化全球眼视频监控系统. 5 三、视频安防监控系统的组成. 6 (一)前端采集设备介绍. 7 (二)信号传输部分介绍. 14 1、同轴电缆传输系统. 14 2、光纤传输系统 . 14 3、对称电缆传输系统 . 15 4、无线传输系统 . 16 (三)视频监控相关设备介绍. 16 1、硬盘录像机 DVR . . 16 2、视频分配放大器. 18 3、多画面分割器. 19 4、视频信号控制切换设备. 20 5、码分配器 . 21 6、显示设备(
2、电视墙). 21 四、模拟监控系统与数字监控系统. 23 (一)网络摄像机、 IP 摄像机、 DVS介绍 . 23 (二)集中存储. 25 五、视频监控系统目前的发展. 26 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 26 页 - - - - - - - - - 一、安全防范基础1、安全防范基本概念根据现在汉语词典的解释,所谓安全,就是没有危险、不受侵害、不出事故;所谓防范,就是防备、戒备,而防备是指作好准备以应付攻击或避免受害,戒备是指防备和保护。综合上述解释,是
3、否可以给安全防范下如下定义:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。2、安全防范的三种基本防范手段:人防、物防和技防安全防范是社会公共安全的一部分,安全防范行业是社会公共安全行业的一个分支。就防范手段而言,安全防范包括人力防范、实体(物)防范和技术防范三个范畴。其中人力防范和实体防范是古已有之的传统防范手段,它们是安全防范的基础, 随着科学技术的不断进步,这些传统的防范手段也不断融入新科技的内容。技术防范的概念是在近代科学技术(最初是电子报
4、警技术) 用于安全防范领域并逐渐形成的一种独立防范手段的过程中所产生的一种新的防范概念。由于现代科学技术的不断发展和普及应用,“技术防范” 的概念也越来越普及, 越来越为警察执法部门和社会公众所认可和接受,以致成为使用频率很高的一个新词汇, 技术防范的内容也随着科学技术的进步而不断更新。在科学技术迅猛发展的当今时代, 可以说几乎所有的高新技术都将或迟或早的移植、应用于安全防范工作中。因此,“技术防范”在安全防范技术中的地位和作用将越来越重要,它已经带来了安全防范的一次新的革命。安全防范的三个基本要素是:探测、延迟与反应。探测(Detection )是指感知显形和隐性风险事件的发生并发出报警;延
5、迟(Delay )是指延长和推延风险事件发生的进程;反应(Response)是指组织力量为制止风险事件的发生所采取的快速行动。在安全防范的三种基本手段中,要实现防范的最终目的,都要围绕探测、延迟、反应这三个基本防范要素开展工作、采取措施,以预防和阻止风险事件的发生。当然,三种防范手段在实施防范的过程中,所起的作用有所不同。基础的人力防范手段(人防)是利用人们自身的传感器(眼、耳等)进行探测,发现妨害或破坏安全的目标,作出反应;用声音警告、恐吓、设障、武器还击等手段来延迟或阻止危险的发生,在自身力量不足时还要发出求援信号,以期待做出进一步的反应,制止危险名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
6、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 26 页 - - - - - - - - - 的发生或处理已发生的危险。实体防范(物防) 的主要作用在于推迟危险的发生,为“反应“提供足够的时间。现代的实体防范, 已不是单纯物质屏障的被动防范,而是越来越多地采用高科技地手段,一方面使实体屏障被破坏地可能性变小,增大延迟时间; 另一方面也使实体屏障本身增加探测和反应的功能。技术防范 手段可以说是人力防范手段和实体防范手段的功能延伸和加强,是对人力防范和实体防范在技术手段上的补充和加强。它要融入人力防范和实体防范之中,
7、使人力防范和实体防范在探测、延迟、反应三个基本要素中间不断地增加高科技含量,不断提高探测能力、延迟能力和反应能力,使防范手段真正起到作用,达到预期的目的。探测、延迟和反应三个基本要素之间是相互联系、缺一不可的关系。一方面,探测要准确无误、延迟时间长短要合适,反应要迅速;另一方面,反应的总时间应小于(至多等于)探测加延迟的总时间。3、安全防范技术与安全技术防范安全防范技术是用于安全防范的专门技术,在国外,安全防范技术通常分为三类:物理技术防范( Physical Protection) 、电子防范技术( Electronic Protection) 、生物统计学防范技术( Biometric P
8、rotection) 。这里的物理防范技术主要指实体防范技术,如建筑物和实体屏障以及与其匹配的各种实物设施、设备和产品(如门、窗、柜、锁等);电子防范技术主要是指应用于安全防范的电子、通信、计算机与信息处理及其相关技术,如:电子报警技术、视频监控技术、出入口控制技术、计算机网络技术以及其相关的各种软件、系统工程等。 生物统计学防范技术是法庭科学的物证鉴定技术和安全防范技术中的模式识别相结合的产物, 他主要是指利用人体的生物学特征进行安全技术防范的一种特殊技术门类,现在应用较广的有指纹、掌纹、眼纹、声纹等识别控制技术。安全技术防范是以安全防范技术为先导,以人力防范为基础, 以技术防范和实体防范为
9、手段,所建立的一种具有探测、延迟、反应有序结合的安全防范服务保障体系。他是以预防损失和预防犯罪为目的的一项公安业务和社会公共事业。对于警察执法部门而言, 安全技术防范就是利用安全防范技术开展安全防范工作的一项公安业务;而对于社会经济部门来说,安全技术防范就是利用安全防范技术为社会公众提供一种安全服务的产业。既然是一种产业,就要有产品的研制与开发,就要有系统的设计与工程的施工、服务和管理。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 26 页 - - - - - - -
10、- - 4、安全防范技术的专业体系安全技术防范作为社会公共安全科学技术的一个分支,具有其相对独立的技术内容和专业体系。根据我国安全防范行业的技术现状和未来发展,我们可以将安全防范技术按照学科专业、产品属性和应用领域的不同进行如下分类: 入侵探测与防盗报警技术 视频监控技术 出入口目标识别与控制技术 报警信息传输技术 移动目标反劫、防盗报警技术 社区安防与社会救助应急报警技术 实体防护技术 防爆安检技术 安全防范网络与系统集成技术 安全防范工程设计与施工技术由于安全防范技术是正在发展中的新兴技术领域,因此上述专业的划分只具有相对意义。实际上上述各项专业技术本身,都涉及诸多不同的自然科学和技术的门
11、类,它们之间又互相交叉和相互渗透, 专业的界限会变得越来越不明显,同一技术同时应用于不同专业的情况也会越来越多。这里我公司主要涉及的是视频监控技术,但目前的视频监控技术也不是单一的,也涉及到与入侵探测、防盗报警系统相结合的一些联动报警技术。二、 视频监控的发展视频监控系统一直是监控领域中的热点,它以直观、方便、信息内容丰富而在各个行业得到广泛应用,视频监控系统的发展与电子、通信的发展息息相关,就其发展的阶段看,主要经历了以下阶段:(一)基于模拟传输的视频监控系统在 20 世纪 90 年代初及其以前,主要是以模拟设备为主的闭路监控系统,称为第一代视名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
12、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 26 页 - - - - - - - - - 频监控系统,即模拟视频监控系统。这种基于模拟图像的视频监控系统从电视机、摄像机诞生的那天,就已经诞生。其视频监控系统主要由摄像机、视频切换矩阵、监视器、录像机等组成,通过视频线、控制线连接,主要用于安保、生产管理场合。其特点是模拟视频信号传输,传输距离有限,安全性较差,监控方式单一。(二)数字视频监控系统20 世纪 90 年代中期,随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展,人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理,
13、从而大大提高了图像质量,增强了视频监控的功能。这种基于多媒体计算机的系统称为第二代视频监控系统,即模拟输入与数字压缩、显示和控制系统。因为核心设备是数字设备,因此可以称为数字视频监控系统。这类视频监控系统主要由摄像机、各类采集设备、硬盘录像机(DVR )、采集卡、视频压缩卡、通信接口卡、 PC监控设备等组成,依赖于通信网络构成整个视频监控系统。采用计算机作为硬件平台, WINDOWS操作系统 +应用软件方式来实现。但众所周知,无论PC机还是工控机,都比较容易死机,不易于7*24 小时使用; WINDOWS操作系统作为一个普通个人用操作系统,现在面临着系统及其不稳定,安全漏洞太多,容易被黑客利用
14、。另外这种方式存在功耗大、环境适应能力差等缺点,目前也面临被淘汰的境况。(三)智能网络化全球眼视频监控系统到了 20 世纪 90 年代末特别是近两三年;随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高,以及各种实用视频信息处理技术的出现,视频监控进入了全新的网络时代,称为第三代视频监控系统, 智能网络化全球眼视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托,以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心,以智能实用的图像分析为特色,引发了视频监控行业的技术革命。第三代视频监控领域,集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术。不仅仅可以解决图像传输、远程控制、现场信号采集等监控功能,还可提供高
15、质量的监控图像和便捷的监控方式。第三代视频监控系统一般基于TCP/IP 架构,符合通信网的发展趋势。系统所有硬件软件全都采用专业设计、具备专业的制造工艺。在编解码方面,采用专用的高速 DSP处理芯片,系统软件采用稳定性最高的实时专用操作系统,因此具有功能最强大、可名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 26 页 - - - - - - - - - 靠性最高、功耗小、环境适应能力强、软件的扩展升级方便等优点,具有非常广泛而灵活的应用。示意图如下:三、视频安防监控系统
16、的组成典型的视频安防监控系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成,其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式,它们之间的联系(也可称作传输系统)可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。视频监控系统由摄像机部分(有时还有拾音器)、传输部分、控制记录以及显示部分四大块组成。在每一部分中,又含有更加具体的设备或部件。前端设备传输设备终端设备记录控制显示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 26 页 - - - - - - - - -
17、 (一)前端采集设备介绍1、视频采集设备视频前端设备包括摄像机及其配套的镜头、云台、解码器、支架和护罩。支架的作用是固定摄像机和镜头;护罩的作用是保护摄像机和镜头工作稳定并延长其使用寿命;云台不仅起到固定摄像机的作用,更重要的是扩大了摄像机的视野范围。解码器的作用就是接收控制中心的控制命令并驱动云台、镜头和摄像机工作。电视标准,即电视制式。全世界现行的黑白电视制式有A、B、C、, N共 14种,全世界现行的彩色电视制式有三大种: NTSC 制、 PAL 制和 SECAM 制。中国采用的电视制式是PAL-D制。(1) 摄像机:1) 摄像机基础知识介绍(1)摄像机有黑白、彩色之分,后来随着技术的日
18、益成熟,慢慢有了彩色转黑白、红外一体机等。(2)按摄像机外形来分有半球、普通枪机、一体机、球机、云台、烟感、针孔、飞碟等,球机有匀速球、高速球和智能高速球等。还有集成了网路协议的网络摄像机。(3)有定焦和变焦之分(4)模拟摄像机的清晰度用电视线TVL表示。常见的有 420TVL 、480TVL 、520TVL 、580TVL等. 高清监控摄像机已经达到1080P 。通常视频带宽增加1MHz ,清晰度增加80TVL 。清晰度与视频带宽有一下对应关系,目前我们通常使用的视频传输选用75的同轴电缆的最大视频带宽为 6MHz , 所以实际上我们的模拟监控最大所能够达到的清晰度是彩色480TVL ,黑白
19、 600TVL左右,再往上的一些720P,1080P等高清视频监控都必须是IP 摄像机。摄像机一般使用分解力一词来衡量它“分解被摄景物细节”的能力。单位是“电视行(TVLine) ”也称线。意思是从水平方向上看,相当于将每行扫描线竖立起来,然后乘上4/3( 宽高比 ) ,构成水平方向的总线,称水平分解力。那么420tvl的意思就是水平方向有 420 条线垂直方向有 420*4/3=560 条线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 26 页 - - - - - -
20、 - - - 其实就是分辨率的一种单位我们平时见到的都是分辨率1024*768 那 420TVL就是 分辨率 560*420 420TVL相当于 25 万像素, 480TVL相当于 38 万像素以上。(5)视频监控属于弱电行业,所以摄像机以及配套产品(云台、视频服务器)的电源一般选用 DC12V 、AC24V (机房设备除外)。几种常用摄像机示意图 : 半球型摄像机云台摄像机一体化球型摄像机网络摄像机名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 26 页 - - - -
21、 - - - - - 标准摄像机2) 摄像机的主要参数指标:目前摄像机的图像传感器主要有两种,一种是 CMOS 图像传感器,一种是 CCD 图像传感器。CMOS 传感器是一种通常比CCD 传感器低 10倍感光度的传感器。因为人眼能看到1Lux 照度(满月的夜晚)以下的目标,CCD传感器通常能看到比人眼略好在 0.13Lux,是 CMOS 传感器感光度的 3 到 10倍。CMOS 传感器的感光度一般在6 到 15Lux 的范围内, CMOS 传感器有固定比 CCD 传感器高 10 倍的噪音,固定的图案噪音始终停留在屏幕上好象那就是一个图案,因为 CMOS 传感器在 10Lux 以下基本没用,因此
22、大量应用的所有摄像机都是用了CCD 传感器, CMOS 传感器一般用于非常低端的家庭安全方面。有 2 个例外, CMOS 传感器可以做得非常大并有和CCD 传感器同样的感光度, CMOS 传感器非常快速,比 CCD 传感器要快 10 到 100倍,因此非常适用于特殊应用如high ens DSC camera ( Cannon D-30 )或者高帧摄像机 ;CMOS 传感器可以将所有逻辑和控制环都放在同一个硅芯片块上, 可以使摄像机变得简单并易于携带,因此 CMOS 摄像机可以做得非常小。CCD 图像传感器 CMOS图像传感器A、 CCD 尺寸及像素数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
23、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 26 页 - - - - - - - - - CCD 尺寸指的是 CCD 图像传感器感光面的对角线尺寸,早期的CCD 尺寸比较大,为lin 、2/3in 和 1/2in 等几种,因而近年来用于电视监控摄像机的CCD 尺寸以 1/3in 为主流。像素数指的是摄像机CCD 传感器的最大像素数,有些给出了水平及垂直方向的像素数,如 500H*582V ,有些则组出了前两者的乘积值,如30万像素。对于一定尺寸的CCD芯片,像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小,因而由该芯
24、片构成的摄像机的分辨率也就越高。 例如,在电视监控摄像机中使用的CCD 传感器的像素有的已达到48 万像素。B、分辨率分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数,它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。当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。工业监视用摄像机的分辨率通常在380460线之间,广播级摄像机的分辨率则可达到700 线左右。C 、 低照度低照度指的是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。测定此参数时,还应特别注明镜头的最大相对孔径。例如,使用F
25、1. 2 的镜头,当被景物的光亮度值低到0. 04lx时,摄像机输出的视频信号幅值为最大幅值的 50% ,即达到 350mV (标准视频信号最大幅起来 700mV ),则称此摄像机的最低照度为0. 04lx/F1. 2。被摄景物的光亮度值再低, 摄像要输出的视频信号的幅值就达不到350mV 了,反映在监视器的屏幕上,将是一屏很难分辨出层次的、灰暗的图像。一般来说照度越低越好,但是目前,由于市场的规范尚不统一,有些照度指标很低的枪式摄像机的低照度特性可能还不如照度指标稍高一些的枪式摄像机的低照度特性好。其原因就是在测定低照度指标时使用的标准不同。仍以前述例子为例,如果将摄像机输出的视频信号幅值降
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