监控基础知识交流

视频监控基础知识演讲者您的姓名监控系统的组成典型的闭路监控系统主要由摄像机部分、传输部分、控制与记录部分以及显示部分四大块组成。摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。在被监视场所面积较大时，在摄像机上加装变焦距镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；还可把摄像机安装在电动云台上，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度更大。在某些情况下，特别是在室外应用的情况下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像、声音信号。同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输。在传输方式上，近距离一般采用视频线传输，不超过一两公里的距离一般采用双绞线传输，更远的距离则可采用光纤传输。对于远距离传输，还需配备视频信号放大、图像信号的较正与补偿设备。控制与记录部分负责对摄像机及其辅助部件（如镜头、云台）的控制，并对图像、声音信号的进行记录。目前硬盘录像机的技术发展得较完善，它不但可以记录图像和声音，而且还包含了画面分割切换、云台镜头控制等功能，基本上取代了以往使用的画面切换器、画面分割器、云台控制器、镜头控制器等产品。如果客户要求能对云台、镜头（特别是高速球）进行非常方便的控制，则可以加配控制键盘。显示部分一般由几台或多台监视器组成。在摄像机数量不是很多，要求不是很高的情况下，一般直接将监视器接在硬盘录像机上即可。如果摄像机数量很多，并要求多台监视器对画面进行复杂的切换显示，则须配备“矩阵”来实现。第一章：前端部分摄像机镜头云台防电磁干扰和接地第一节：摄像机摄像机是获取监控现场图像的重要前端设备，它以CCD图像传感器为核心部件，外加同步信号生成电路、视频信号处理电路及电源等组成。一、摄像机的选择和分类在闭路电视监控系统中，摄像机又称为摄像头或CCD。严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上摄像头和镜头是分开购买的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个用户需要的镜头是依据实际情况而定的，不要以为摄像机（头）上已经安装有镜头（一体机除外）。摄像头的主要部件是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，是英文ChargeCoupledDevice即电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊半导体器件，上面有很多一样的感光元件，每个感光元件叫一个像素。ＣＣＤ在摄像机里是一个极其重要的部件，它起到将光线转换成电信号的作用，类似于人的眼睛，因此其性能的好坏将直接影响到摄像机的性能。CCD工作原理：被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波，放大处理，通过摄像头的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碟机的视频输出信号是一样的，所以也可以接到电视机AV输入端子上观看。CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。方法：把摄像机连接到监视器，接通电源，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这是检测CCD芯片最简单的方法，然后打开光圈，看物体的色彩是否一致。摄像机的选择摄像机的分类按成像色彩分：1、黑白摄像机2、彩色摄像机按CCD靶面分：A、1英寸—靶面尺寸为宽12.7mm×高9.6mm，对角线16mmB、2/3英寸—靶面尺寸为宽8.8mm×高6.6mm，对角线11mmC、1/2英寸—靶面尺寸为宽6.4mm×高4.8mm，对角线8mmD、1/3英寸—靶面尺寸为宽4.8mm×高3.6mm，对角线6mmE、1/4英寸—靶面尺寸为宽3.2mm×高2.4mm，对角线4mm摄像机的分类按同步方式分：1、内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作2、外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。3、功率同步（线性锁定）用摄像机交流电源完成垂直推动同步。摄像机的分类按CCD照度分：1、普通型：正常工作所需照度1—3LUX2、月光型：正常工作所需照度0.1LUX左右3、星光型：正常工作所需照度0.01LUX以下4、红外型：采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像。CCD彩色摄像机的主要技术指标CCD尺寸：亦即摄像机靶面。1,1/2,2/3,1/3,1/4CCD像素：是CCD的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD是由点阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清楚。现在市场上大多以25万和38万像素为界线，38万像素以上的摄像机为高清晰度摄像机。水平分辨率：彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间，主要有330线、380线、420线、480线、520线、540线等不同档次。CCD彩色摄像机的主要技术指标分辨率是用电视线来表示的，彩色摄像机的分辨率在330~500线之间。分辨率与CCD和镜头都有关，还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的带宽，相当于清晰度为80线。频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。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。扫描制式：有PAL制和NTSC制CCD彩色摄像机的主要技术指标摄像机电源：有交流220V、110V、24V，直流有12V或9V信噪比：典型值为46dB。若为50dB，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60dB，则图像质量优良，不出现噪声。视频输出：多为1Vp-p、75Ω，均采用BNC接头。镜头安装方式：有C和CS方式，二者不同之处在于感光距离不同。CCD靶面规格尺寸：单位mm规格W(水平)H(垂直)1/4“3.62.71/3“4.83.61/2”6.44.82/3“8.86.61”12.79.6由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3,当L不变，H或W增大时，f变小，当H或W不变，L增大时，f增大其中，f代表焦距，H代表CCD靶面垂直高度，W代表CCD靶面水平宽度。镜头镜头的分类从焦距上分：短焦距、中焦距、长焦距和变焦距镜头从视场角大小分：广角，标准广角镜头:视角90度以上,观察范围较大近处图像有变形。标准镜头:视角30度左右,使用范围较广。长焦镜头:视角20度以内,焦距可达几十毫米或上百毫米。变焦镜头:镜头焦距连续可变,焦距可以从广角变到长焦,焦距越长则成像越大。针孔镜头:用于隐蔽观察,经常被安装在如天花板或墙壁等地方。镜头计算如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）。高（H）和与摄像机的距离（L）决定，一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定；*.欲监视景物的尺寸*.摄像机与景物的距离*.摄像机成像器的尺士：1/3“、1/2”、2/3“或1”。f=vD/V（焦距=CCD靶面垂直高度X镜头焦点与物体的距离/被测物体的高度）f=hD/H（焦距=CCD靶面水平宽度X镜头焦点与物体的距离/被测物体的宽度）其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被观测物体高度，h代表CCD靶面水平宽度，H代表被观测物体宽度。举例：假设用1/2”CCD摄像头观测，被测物体宽440毫米，高330毫米，镜头焦点距物体2500毫米。由公式可以算出：焦距f=6.4X2500/440≈36毫米或焦距f=4.8X2500/330≈36毫米当焦距数值算出后，如果没有对应焦距的镜头是很正常的，这时可以根据产品目录选择相近的型号，一般选择比计算值小的，这样视角还会大一些。如果把摄像机比喻为人的眼睛，镜头就好比是眼球，它直接关系到监看物体的远近、范围和效果。镜头的选用应考虑一下几点：1）镜头尺寸应等于或大于摄像机成像面尺寸。例如：1/3″摄像机可选1/3″～1″整个范围内的镜头，但水平视角的大小都是一样的。只是使用大于1/3″的镜头能够更多地利用成形，更精确了镜头中心光路，所以可提高图像质量和分辨率。2）选用合适的镜头焦距。焦距越大，监看距离越远，水平视角越小，监视范围越窄；焦距越小，监看距离越近，水平视角越大，监视范围越宽。镜头焦距可按照以下公式估算。f=A×L/H（f--镜头焦距；A--摄像机CCD垂向尺寸；L--被摄物体到镜头距离；H--被摄物体高度）格式：1英寸2/3英寸1/2英寸1/3英寸1/4英寸CCD垂直尺寸：9.6㎜6.6㎜4.8㎜3.6㎜2.7㎜CCD水平尺寸：12.7㎜8.8㎜6.4㎜4.8㎜3.6㎜3）考虑环境光线的变化。光线对图像的采集效果起着十分重要的作用。一般来说，对于光线变化不明显的环境，我们常选用手动光圈镜头，将光圈手调到一个比较理想的数值后就可不动了；如果光线变化较大，如室外24小时监看，应选用自动光圈，能够根据光线的明暗变化自动调节光圈值的大小，保证图像质量。但需注意的是，如果光线照度不均匀，特别是监视目标与背景光反差较大时，采用自动光圈镜头效果不理想。4）考虑最佳监看范围。因为镜头焦距和水平视角成反比，因此既想看得远，又想看得宽阔和清晰，这是无法同时实现的。每个焦距的镜头都只能在一定范围内达到最佳的监看效果，所以如果监看的距离较远且范围较大，最好是增加摄像机的数量，或采用电动变焦镜头配合云台安装。5）镜头接口与摄像机接口要一致。现在的摄像机和镜头通常都是CS型接口，CS型摄像机可以和CS型、C型镜头配接，但和C型镜头接配时，必须在镜头和摄像机之间加接配环，否则可能碰坏CCD成像面的保护玻璃，造成CCD摄像机的损坏。C型摄像机不能和CS型镜头配接。监控图象存储容量计算方法监控图象存储容量计算方法首先介绍一下公式：码流÷8×3600×24×30，这是一个月录像存储容量的计算方式，其实分辨率大小和录像存储容量大小没关系，主要的参数还是码流，无论DVR、DVS对不同分辨率的图像，比如CIF、QCIF、DCIF、D1等都有对应的码流范围，那CIF来说，码流200K左右，就算你把码流设的再高也没用，图像质量都不会有明显变化。就你的问题D1分辨率码流范围在1.5~2M之间，按最大存储容量就用2M来算，码流就是2048K，公式上码流÷8是比特和字节之间的转换，之后的你自己算吧。这个问题不是一个公式能解决的，要看你的录像方式，24小时录像还是移动侦测录像？用CIF格式还是D1格式？还有每路图像的变化程度。每种存储格式都有相应的计算方法1、数据流量的计算及网络带宽匹配举正达网络数字摄像机以320×240格式传输为例：在320×240工作时，网络数字摄像机码流为8－20Kbps，即每秒每帧8－20Kbit，25帧即为8×25＝200Kbits，20×25＝500Kbits，即网络数字摄像机每秒输出码流为200Kbit－500Kbit之间。对于“一点看多点“来讲，如果远程巡视监看中心的局域网出口下行带宽为10M，则设计时按摄像机最大流量计算，10M出口带宽允许10000/500＝20路25帧视频数据流通过，总帧数为20×25＝500帧，假设远程巡视监看中心同时需要远程监看巡视40路远程摄像机，则远程巡视监看中心可巡视监看的每路帧数降为500/40＝12.5帧，即12帧，各局域网的远程多媒体网关将局域网上广域网的码流调节到12帧，即240Kbit/路。2、局域网录像空间计算机方法因局域网上广域网的摄像机数据流量由远程多媒体网关调节，不影响前端摄像机的工作和局域网内的视频数据流传输，因此局域网内的监看和录像仍然是按25帧进行，因此局域网的录像空间最大为500Kbits×3600s/8＝225000KB＝225M/小时，80G硬盘可录14.8天。3、广域网远程巡视监看中心录像空间计算方法上例中，远程巡视监看中心监看