视频监控系统
视频监控系统基本原理
视频监控基本定义
视频监控的定义 利用视频技术探测、监视设防区域，实时显示、记录现 场图像，检索和显示历史图像的电子系统或网络系统 视频监控系统是安全技术防范的一个子系统 视频监控技术是安全防范技术的一部分
主要功能 监视 控制 管理
业务对象 视频源 控制信号 用户命令
功能要求 实时、清晰 报警及时、云镜操作灵活 存储、检索、回放、认证、维护等
1.安全防范 2.视频监控系统基本原理 3.摄像机（前端设备） 4.信号传输方式 5.视频监控系统后端设备
安全防范
三种基本手段
人防
物防
技防
三个基本要素：探测、延迟、反应
安全防范
安全防范系统设计依据
GB503482004《安全防 范工程技术规 范》 GB208152006《视频安 防监控数字录 像设备》 · · · · · ·
模拟 信号
A/D转换
数字 信号
DSP压缩
数字 信号 输出
采集
编码
压缩
视频监控系统相关基本概念
压缩基本原理
去除
冗余 信号 冗余 信号
视频监控系统---摄像机 室内摄像机
视频监控系统---摄像机 室外摄像机
视频监控系统---摄像机 摄像机安装方式
视频监控系统---摄像机 摄像机主要性能指标——图像传感器
供电频率为50Hz、场频为每秒50场、帧频为每秒25帧、扫描线为625行 图像彩色误差较小，与黑白电视的兼容也好 中国、德国
NTSC（National Television System Committee）
供电频率为60Hz、场频为每秒60场、帧频为每秒30帧、扫描线为525行 美国、日本
SECAM（Sequentiel Couleur A Memoire）
视频监控系统---后端设备
液晶监视器
拼接屏（电视墙）
视频监控系统图
中化泉州项目 视频监控系统图
安阳项目
视频监控系统图
视频监控系统
小结
摄像
前端设备 信号传输
视频存储、控制
后端设备
视频显示
分辨率大于等于720p称为高清
100万-720p （1280x720） 200万-1080p （1920x1080） 500万（2560x1920）
130万（1280x960）
200万-UXGA（1600x1200）
300万（2048x1536）
视频监控系统相关基本概念
数码监控的基础技术：编码和压缩
云台 解码器 防护罩 支架
监听头
红外光投射器 射灯
视频监控系统---摄像机类型及安装位置选择
根据监控范围确定摄像机类型 了解监控位置的照度情况 考虑特殊场景 选择安装地点
视频监控系统---摄像机厂区布置图纸
中化泉州项目
摄像机厂区布置图（第一版）
中化泉州项目
摄像机厂区布置图（第二版）
安阳项目
摄像机厂区布置图
一路4CIF分辨率的图像，进行A/D转换后未经压缩的数据量是(RGB):
一帧： 704 x 576 x 3字节=1216512字节（不包括文件头大小） 一秒： 1216512字节/帧 x 25帧/秒=30412800字节/秒=29MB/秒 一小时： 29MB/秒 x 3600秒/小时=101.9GB/小时 一天： 101.9GB/小时 x 24小时=2.4TB/天 ······
视频监控系统基本原理
视频监控系统的基本结构
视频监控系统基本原理
视频监控第一代：光学成像技术与模拟监控时代
视频监控系统基本原理
视频监控第二代：模数结合监控与视频压缩技术
视频监控系统基本原理
视频监控第三代：网络监控与视频处理芯片
视频监控系统基本原理、概念
视频监控第四代：智能监控与视频智能技术
视频监控系统基本原理
摄像机主要性能指标——分辨率
标示摄像机清晰度的参数，通常用水平电视线（TVL） 来表示 现阶段常见的分辨率参数有 420TVL、480TVL、540TVL 600TVL、650TVL 700TVL、720TVL
视频监控系统---摄像机
摄像机的性能指标——日夜转换模式
日夜转换
低照度场景中转换为黑白模式可有效提升摄像机的灵敏度
视频监控系统---摄像机
摄像机的性能指标——最低照度
标示摄像机能够正常输出图像的最低照度值，有时被称为“灵 敏度”；单位：Lux（勒克斯）
以摄像机正常工作照度范围划分： 普通型：1~3Lux 月光型：0.1Lux左右 星光型：0.01Lux以下 红外型：0Lux，采用红外照明 摄像机的最低照度参数通常由三部分组成，例如： 彩色 0.01Lux @ F1.2
国家标准[ GB（/T）]
GA308-2004 《安全防范系 统验收规则》 GA/T6692006《城市监 控报警联网系 统通用技术要 求》
DB33/T3 34-2001 《安全 防范系 统》 · · · · · ·
地方标准[ DBXX（/T）]
GA38-2004《 银行营业场所 风险等级和防 护级别的规定 》
视频监控技术发展趋势：
视频质量高清化 监控系统无线网络化 终端小型化、移动化、便携化 智能化
视频监控系统相关基本概念
基本概念 – 图像、视频和码流
图像（Image） 视频（Video）
时间上连续的图像组成视频 视频中的某一幅图像称为一帧（Frame） 帧率（Frame Rate）FPS ---每秒的帧数
960 720 704 704 528 352 176 X X X X X X X 480 480 480 240 320 240 120
NTSC
视频监控系统相关基本概念
分辨率
QCIF CIF 4CIF WD1
2CIF
DCIF
视频监控系统相关基本概念
高清分辨率
45万-4CIF （704x576）
摄像机安装位置照片
视频监控系统---信号传输方式
传输方式
1、同轴电缆直接传输
2、模拟视频光端机光纤传输
视频监控系统---信号传输方式
传输方式
3、非压缩数字视频光端机光纤传输
视频监控系统---信号传输方式
传输方式
4、网络传输 5、微波传输
6、双绞线传输 7、宽频共缆传输
视频监控系统---后端设备
视频监控系统---摄像机
摄像机的性能——红外
普通摄像机在零光照时画面黑暗，无法识别目标
视频监控系统---摄像机
摄像机的性能——强光抑制
普通摄像机在监控夜间道路时会因为汽车大灯光线过强导致画 面过曝。摄像机强光抑制能够对光源区域光线强度抑制。
视频监控系统---摄像机
摄像机特殊性能：
热成像 自动跟踪 防暴 ······
按顺序传送彩色与存储 俄罗斯、法国、埃及
视频监控系统相关基本概念
分辨率
分辨率 WD1 制式
D1
4CIF 1X1
2CIF 1 X 1/2DCIFCIFFra bibliotekQCIF
3/4 1/2 1/4 X 2/3 X 1/2 X 1/4
PAL
960 720 704 704 528 352 176 X X X X X X X 576 576 576 288 384 288 144
视频监控系统---摄像机
关于镜头---景深
景深：在景象平面上成清晰像的空间深度 光圈越大，景深越小；焦距越大，景深越小
视频监控系统---摄像机
关于镜头---视角
标准镜头视场角在53°左右，远摄镜头视场角≤20°，广角镜 头视场角≥90°，鱼眼镜头视场角≥180°
视频监控系统---摄像机
摄像机辅助设备
信噪比，又称为讯噪比。是指一个电子设备中信号与噪声的比 例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过该设备进行处 理的电子信号；噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存 在的无规则的额外信号（或信息），并且该信号并不随原信号 的变化而变化。
数字降噪 普通摄像机在光照较低的环境中画面噪点多，数字 降噪技术可以去除。
行业标准[ GA（/T）]
· · · · · ·
企业标准[ QB ]
国家公安 部、国家 教育部、 省公安厅 等相应文 件及规范
安全防范
安全防范产品
入侵探测器 防盗（抢）报警控制器（手动） 汽车防盗报警系统 出入口控制设备 防盗保险柜（箱） 机械防盗锁 楼宇（可视）对讲系统 防盗安全门 防弹复合玻璃 视频监控设备
CCD（Charged Device）电荷耦合器件
优点：灵敏度、信噪比、成像质量 缺点：成本、动态范围、功耗、制造加工
CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）互补金属氧化物半导体
优点：成本、动态范围、功耗 缺点：灵敏度、信噪比、成像质量
视频监控系统---摄像机
硬盘录像机
PC式硬盘录像机 嵌入式硬盘录像机（DVR） NVR、HDVR
视频监控系统---后端设备
矩阵控制器
矩阵控制器就是可以选择任意一路输入信号在任一 指定的显示设备上输出显示.
视频监控系统---后端设备
键盘
视频监控系统---后端设备
视频综合平台 网络视频服务器 多频控制器 视频分配器 视频切换器 画面分割器 ······
码流（Bit Stream） 将图像压缩后形成的数据 码率（Bit Rate）bps/Bps---对码流进行量化 码率类型：定码率（CBR）、变码率（VBR） 码流类型：视频流、音频流、复合流
视频监控系统相关基本概念
扫描方式
视频监控系统相关基本概念
视频制式
PAL（Phase Alternating Line）
