视频监控系统基础知识-讲课教案.ppt
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1、视频监控系统基础知识-视频监控系统介绍视频监控系统介绍 一、概况一、概况安防监控行业作为年轻的行业,正体现出了其数字安防监控行业作为年轻的行业,正体现出了其数字化、网络化的强大生命力。数字化技术已经向传统模拟化、网络化的强大生命力。数字化技术已经向传统模拟技术进行巨大的挑战。近期发展迅速的网络视频监控系技术进行巨大的挑战。近期发展迅速的网络视频监控系统,是众所周知的一个新热点。它以其统,是众所周知的一个新热点。它以其功能集成化、录功能集成化、录像数字化、监控智能化、控制网络化、使用简单化像数字化、监控智能化、控制网络化、使用简单化等诸等诸多优势,被众人所青睐,不断占领安防行业的核心多优势,被众
2、人所青睐,不断占领安防行业的核心-视视频监控领域,可以断言,它必将成为传统录像监控系统频监控领域,可以断言,它必将成为传统录像监控系统的更新换代产品,而迎合数字化发展规律,顺应网络化、的更新换代产品,而迎合数字化发展规律,顺应网络化、智能化发展趋势的监控产品将成为未来数字硬盘监控领智能化发展趋势的监控产品将成为未来数字硬盘监控领域的代表和标准。域的代表和标准。视频监控系统介绍视频监控系统介绍二,视频监控系统构成二,视频监控系统构成闭路电视监控系统主要由前端设备部分、传输部分、闭路电视监控系统主要由前端设备部分、传输部分、控制部分和显示记录部分组成。控制部分和显示记录部分组成。闭路电视监控系统的
3、结构和各部分的关系如下:闭路电视监控系统的结构和各部分的关系如下:视频监控系统介绍视频监控系统介绍前端设备:摄像机前端设备:摄像机(含网络摄像机)(含网络摄像机)、镜头、红外灯、镜头、红外灯、支架、支架、护罩护罩、云台、解码器、(拾音器、报警探测器)等云台、解码器、(拾音器、报警探测器)等传输设备:视频线、电源线、信号线、控制线、光端机、传输设备:视频线、电源线、信号线、控制线、光端机、双绞线收发器、无线收发器等双绞线收发器、无线收发器等视频放大器、视频分配器视频放大器、视频分配器模拟设备模拟设备画面处理器、云镜控制器画面处理器、云镜控制器矩阵、监视器、长延时录像机矩阵、监视器、长延时录像机后
4、端设备后端设备硬盘录像机硬盘录像机/视频服务器视频服务器数字设备数字设备应用服务器应用服务器(管理、电视墙、流媒体等)管理、电视墙、流媒体等)网络存储设备(网络存储设备(NAS/SAN)软件管理平台软件管理平台(如捷诺如捷诺RNSS)电视墙、电视墙、DLP拼接等集中显示设备拼接等集中显示设备视频监控系统构成细化视频监控系统构成细化视频监控前端摄像机介绍视频监控前端摄像机介绍 一、摄像机一、摄像机 摄像机是闭路电视监控系统前端核心设备,根据用户要求,合理选择摄像机是闭路电视监控系统前端核心设备,根据用户要求,合理选择非常重要。现在安全防范用的电视监控系统一般都采用非常重要。现在安全防范用的电视监
5、控系统一般都采用CCD摄像机。摄像机。CCD是是ChargeCoupledDevice(电荷耦合器件电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点,与真空管摄像机相比具有体积小、重量轻;惰性小;灵敏度高;图像均匀与真空管摄像机相比具有体积小、重量轻;惰性小;灵敏度高;图像均匀性好;抗冲击性好;寿命长等优点。被摄物体的图像经过镜头聚焦至性好;抗冲击性好;寿命长等优点。被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,芯片上,CCD根据光的强弱积累相
6、应比例的电荷,各个像素积累的电荷在根据光的强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出。视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。在实际工程中,如果监视目标照度不高,而用户对监视图像的视频图像。在实际工程中,如果监视目标照度不高,而用户对监视图像清晰度要求较高时,宜选用黑白清晰度要求较高时,宜选用黑白CCD摄像机;如果用户要求彩色监视时,摄像机;如果用户要求彩色监视时,
7、应考虑加辅助照明装置,或选用彩色转黑白自动转换的应考虑加辅助照明装置,或选用彩色转黑白自动转换的CCD摄像机,这种摄像机,这种摄像机当监视目标照度不能满足彩色摄像要求时自动转为黑白摄像。摄像机当监视目标照度不能满足彩色摄像要求时自动转为黑白摄像。视频监控前端摄像机介绍视频监控前端摄像机介绍 (一)摄像机的分类(一)摄像机的分类 一般情况下将摄像机分为一般枪式摄像机、半球摄像机、一体化摄像机和一般情况下将摄像机分为一般枪式摄像机、半球摄像机、一体化摄像机和一体化球形摄像机四种。一体化球形摄像机四种。一般枪式摄像机一般枪式摄像机一般枪式摄像机不含镜头,所以在配置时要根据监控的环境配置合适的镜一般枪
8、式摄像机不含镜头,所以在配置时要根据监控的环境配置合适的镜头,此外还必需配置防护罩和支架才能完成这部分的设计,如需要广范围头,此外还必需配置防护罩和支架才能完成这部分的设计,如需要广范围拍摄还需配置云台和解码器控制摄像机的转动,适合用于走廊、围墙等。拍摄还需配置云台和解码器控制摄像机的转动,适合用于走廊、围墙等。半球摄像机半球摄像机半球摄像机内含镜头,不需要另加其它设备就可以进行吸顶式安装,不用半球摄像机内含镜头,不需要另加其它设备就可以进行吸顶式安装,不用配置云台控制转动,适合用于电梯、办公室等配置云台控制转动,适合用于电梯、办公室等。一体化摄像机一体化摄像机一体化摄像机内含镜头,外加防护罩
9、和支架就可以进行安装,外加云台和一体化摄像机内含镜头,外加防护罩和支架就可以进行安装,外加云台和解码器就可以进行广范围摄像,适合用于走廊、围墙等。解码器就可以进行广范围摄像,适合用于走廊、围墙等。一体化球形摄像机一体化球形摄像机一体化球形摄像机主要按转动的速度分为匀速、快速和高速三种,该类摄一体化球形摄像机主要按转动的速度分为匀速、快速和高速三种,该类摄像机内置云台、解码器和变焦镜头等,一般在安装过程还需配支架(吸顶像机内置云台、解码器和变焦镜头等,一般在安装过程还需配支架(吸顶式除外),适合用于大门入口、广场等式除外),适合用于大门入口、广场等视频监控前端摄像机介绍视频监控前端摄像机介绍一般
10、枪式摄像机一般枪式摄像机一般枪式摄像机不含镜头,所以在配置时要根据监控的环境配置合适的镜头,此外还一般枪式摄像机不含镜头,所以在配置时要根据监控的环境配置合适的镜头,此外还必需配置防护罩和支架才能完成这部分的设计,如需要广范围拍摄还需配置云台和解必需配置防护罩和支架才能完成这部分的设计,如需要广范围拍摄还需配置云台和解码器控制摄像机的转动,适合用于走廊、围墙等。如我们码器控制摄像机的转动,适合用于走廊、围墙等。如我们DS-2CC11X系列和系列和DS-2CC11X系列。系列。半球摄像机半球摄像机半球摄像机内含镜头,不需要另加其它设备就可以进行吸顶式安装,不用配置云台控半球摄像机内含镜头,不需要
11、另加其它设备就可以进行吸顶式安装,不用配置云台控制转动,适合用于电梯、办公室等。如我们制转动,适合用于电梯、办公室等。如我们DS视频监控前端摄像机介绍视频监控前端摄像机介绍红外摄像机红外摄像机当客户现场需要夜间监视,并且夜间现场光照条件不是很好的情况下,建议配置带有当客户现场需要夜间监视,并且夜间现场光照条件不是很好的情况下,建议配置带有红外线补偿功能的红外摄像机,红外摄像机内置镜头,在配置时要根据监控的环境选红外线补偿功能的红外摄像机,红外摄像机内置镜头,在配置时要根据监控的环境选择内置合适镜头摄像机,适合用于晚上采光不是很好的走廊、周界,库房内部监控等。择内置合适镜头摄像机,适合用于晚上采
12、光不是很好的走廊、周界,库房内部监控等。如我们如我们DS-2CC1XY-IR系列和系列和DS-2CC5XY-IR系列。系列。ATMATM监控专用摄像机监控专用摄像机在需要隐蔽安装的场合,建议使用针孔摄像机来对现场进行监控,针孔摄像机内置广在需要隐蔽安装的场合,建议使用针孔摄像机来对现场进行监控,针孔摄像机内置广角镜头,适合用于电梯、角镜头,适合用于电梯、ATM机监控,监舍内等需要隐蔽安装的场合。如我们机监控,监舍内等需要隐蔽安装的场合。如我们DS-2CC512-DGX系列。系列。视频监控前端摄像机介绍视频监控前端摄像机介绍一体化球形摄像机一体化球形摄像机一体化球形摄像机主要按转动的速度分为匀速
13、、中速和高速三种,该类摄一体化球形摄像机主要按转动的速度分为匀速、中速和高速三种,该类摄像机内置云台、解码器和变焦镜头等,一般在安装过程还需配支架,适合像机内置云台、解码器和变焦镜头等,一般在安装过程还需配支架,适合用于大门入口、广场、大厅、建筑物周界区域等。如我们用于大门入口、广场、大厅、建筑物周界区域等。如我们DS-2AF1-6XY系系列高速球、列高速球、DS-2AC1-6XY系列中速球、系列中速球、DS-2AM1-6XY系列匀速球、系列匀速球、网络摄像机网络摄像机在不方便布设视频线缆的场合,如已经完成网络综合布线系统的实施的办在不方便布设视频线缆的场合,如已经完成网络综合布线系统的实施的
14、办公区或者点数比较分散的基站监控,环境监测监控,建议使用网络摄像机公区或者点数比较分散的基站监控,环境监测监控,建议使用网络摄像机对其进行监控,根据监控范围及现场情况可以选择球型网络一体机(对其进行监控,根据监控范围及现场情况可以选择球型网络一体机(DS-2DF1-6XY系列)、枪型网络摄像机(系列)、枪型网络摄像机(DS-2CDXYZ系列)、半球网络摄像系列)、半球网络摄像机及无线网络摄像机。机及无线网络摄像机。摄像机常用技术参数介绍摄像机常用技术参数介绍 1 1、CCDCCD尺寸及像素数尺寸及像素数 CCDCCD尺寸是指尺寸是指CCDCCD图像传感器感光面的对角线尺寸。像素数是指图像传感器
15、感光面的对角线尺寸。像素数是指摄像机摄像机CCDCCD传感器的最大像素数(如传感器的最大像素数(如352*288352*288,3030万像素等)。万像素等)。2 2、分辨率、分辨率 分辨率是指摄像机摄取等间隔排列的黑白相间的条纹时,在监分辨率是指摄像机摄取等间隔排列的黑白相间的条纹时,在监视器(应比摄像机的分辨率高)上能够看到的最多线数,单位为视器(应比摄像机的分辨率高)上能够看到的最多线数,单位为TVLTVL;分辨率与;分辨率与CCDCCD和镜头有关,还与摄像头电路通道的频带宽度直接相和镜头有关,还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关,通常规律是关,通常规律是1MHz1MHz的频带宽度相当于
16、清晰度为的频带宽度相当于清晰度为8080线。线。频带越宽,频带越宽,图像越清晰,线数值相对越大。工业监视用摄像机的分辨率通常在图像越清晰,线数值相对越大。工业监视用摄像机的分辨率通常在380600380600线之间,广播级摄像机的分辨率则可达到线之间,广播级摄像机的分辨率则可达到700700线左右。线左右。摄像机常用技术参数介绍摄像机常用技术参数介绍 3 3、最低照度、最低照度 最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最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摄像机输出的视频信号幅值输出的视频信号电平低到摄像机输出的视频信号幅值Vp-p(Vp-p
17、(波纹系数)波纹系数)最大值(最大值(700mV700mV)的)的50%50%时的景物光亮度值,单位为时的景物光亮度值,单位为LuxLux;是;是CCDCCD对环对环境光线的敏感程度。境光线的敏感程度。环境描述环境描述对应照度对应照度环境描述环境描述对应照度对应照度夏日阳光下夏日阳光下100000Lux阴天室外阴天室外10000Lux电视台演播室电视台演播室1000Lux距距60W台灯台灯60cm桌面桌面300Lux室内日光灯室内日光灯100Lux黄昏室内黄昏室内10Lux20cm处烛光处烛光10-15Lux夜间路灯夜间路灯0.1Lux摄像机常用技术参数介绍摄像机常用技术参数介绍 5 5、背光
18、补偿(、背光补偿(BLCBLC)也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿摄像机在逆光环也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。当引入背光补偿功能时,摄像机境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。当引入背光补偿功能时,摄像机仅对整个视场的一个子区域进行检测,通过求此区域的平均信号电仅对整个视场的一个子区域进行检测,通过求此区域的平均信号电平来确定平来确定AGCAGC电路的工作点。由于子区域的平均电平很低,电路的工作点。由于子区域的平均电平很低,AGCAGC放大放大器会有较高的增益,使输出视频信号的幅值提高,从而使监视器上器会有较高的增益,使输出视频信号的幅值提高
19、,从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮,但其与主体画面的的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮,但其与主体画面的主观亮度差会大大降低,整个视场的可视性得到改善。主观亮度差会大大降低,整个视场的可视性得到改善。4 4、自动增益(、自动增益(AGCAGC)摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即0.7Vpp0.7Vpp。为了能在不同的景物照度条件下都能输出。为了能在不同的景物照度条件下都能输出0.7Vpp0.7Vpp的标准视的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节,这种频信号,必须使放大器的
20、增益能够在较大的范围内进行调节,这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路。现此功能的电路称为自动增益控制电路。摄像机常用技术参数介绍摄像机常用技术参数介绍 7 7、信噪比及伽玛校正系数、信噪比及伽玛校正系数即即信信号号电电压压与与噪噪声声电电压压的的比比值值。信信噪噪比比越越大大越越好好,信信噪噪比比大大则则表表示示混混在在信信号号里里的的杂杂波波就就越越少少,视视频频质质量量越越高高。CCDCCD摄摄像像机机信信噪噪比比的的典典型型值值在在454555dB55dB之之间间。一一般
21、般的的电电视视监监控控系系统统中中信信噪噪比比不不小小于于48dB48dB的的要要求求,更更重重要要的的是是当当环环境境照照度度不不足足时时,信信噪噪比比越越高高的的摄摄像像机机图图像像就就越越清晰。清晰。8 8、自动白平衡(、自动白平衡(AWBAWB:Auto White BalanceAuto White Balance)自动白平衡是在摄像机中的处理放大器中进行的,通过调整红、自动白平衡是在摄像机中的处理放大器中进行的,通过调整红、蓝路信号放大器的增益使红、绿、蓝三路信号满足蓝路信号放大器的增益使红、绿、蓝三路信号满足Ur=Ug=UbUr=Ug=Ub的关系的关系即可完成白平衡的调整。即可完
22、成白平衡的调整。6 6、电子快门(、电子快门(ESES:Electronic Shutter Electronic Shutter)它相当于控制它相当于控制CCDCCD图像传感器的感光时间。由于图像传感器的感光时间。由于CCDCCD感光的实感光的实质是信号电荷的积累,则感光时间越长,信号电荷的积累时间就越质是信号电荷的积累,则感光时间越长,信号电荷的积累时间就越长,输出信号电流的幅值就越大。通过调整光生信号电荷的积累时长,输出信号电流的幅值就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间,即可实现控制间,即可实现控制CCDCCD感光时间的功能。感光时间的功能。摄像机常用技术参数介绍摄像机常用技术参数介绍
23、 9 9、扫描制式、扫描制式 有有PALPAL制制式式和和 NTSCNTSC制制之之分分。中中国国采采用用隔隔行行扫扫描描(PALPAL)制制式式(黑黑白白为为CCIRCCIR),标标准准为为625625行行,5050场场;日日本本为为NTSCNTSC制制式式,525525行行,6060场(黑白为场(黑白为EIAEIA)。)。1010、镜头安装方式、镜头安装方式 有有C C式式和和CSCS式式两两种种,两两者者的的螺螺纹纹均均为为1 1英英寸寸3232牙牙,直直径径为为1 1英英寸寸,差差别别是是镜镜头头距距CCDCCD靶靶面面的的距距离离不不同同,C C式式安安装装座座从从基基准准面面到到焦
24、焦点点的的距距离为离为17.56217.562毫米,毫米,CSCS式距焦点距离为式距焦点距离为12.512.5毫米。毫米。1111、HADHAD技术技术 内内置置应应用用HADHAD(Advanced Advanced Hole Hole Accumulation Accumulation Diode)Diode)电电子子画画质质提提升升技技术术的的CCDCCD影影像像感感应应器器,提提高高CCDCCD感感应应性性能能及及加加强强数数码码讯讯号号处处理理功功能能,能能有有效效地地于于摄摄像像录录影影像像时时降降噪噪及及减减低低不不必必要要的的干干扰扰,令令画画面面更更清清晰晰明明丽丽,色色彩彩
25、层层次次更更分分明明,对对现现场场光光源源不不足足或或拍拍摄摄夜夜景景时时效效果果尤尤其其显显著著,它它是是一一种种减减少少拖拖尾尾的的同同时时极极大大改改善善摄摄像像机机灵灵敏敏度度(2000Lux2000Lux时为时为F11F11)的新型)的新型SONYSONY技术。技术。摄像机常用技术参数介绍摄像机常用技术参数介绍 1212、光谱响应特性、光谱响应特性CCDCCD器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至1.0um1.0um左右。其响应峰值为绿光左右。其响应峰值为绿光(550nm)(550nm),夜间隐蔽监视时,可以用近红外,
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