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Ipc(4.5)
- 1. 网络摄像机基础知识 广州精典电子科技有限公司 April 2012 Ver 1.24
- 2. contents • 视频监控基础知识 • 网络摄像机简介 • 网络摄像机的关键技术 • 网络监控的障碍及趋势 • 高清网络监控 • 网络摄像机的需求分析
- 3. 视频监控摄像机： 是一种把景物光像转变为电信号的装置，其结构大致可分为三部分 ： 光学系统：主要指镜头 光电转换系统：主要指摄像管或影像传感器件 电路系统：主要指视频处理电路
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- 5. 镜头的分类 (1) 以镜头安装方式分类 C安装座镜头和 CS 安装座镜头
- 6. (2) 以镜头视场大小分类 标准镜头：视角 30 度左右，当镜头焦距近似等于摄像 靶面对角线长度时，则定为该机的标准镜头。在 1/3 英寸 CCD 摄像机中，标准镜头焦距定为 8mm 。 广角镜头：视角 90 度以上，焦距可小到几毫米，能提供 较宽广的视景。 远摄镜头：视角 20 度以内，焦距可达几十厘米、几十分 米，这种镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影像放大， 但观察范围将缩小。
- 8. (3) 以镜头光圈分类 手动光圈（ autoiris ） 自动光圈（ manual iris ） 视频输入型（ Video driver with Amp) DC 输入型 (DC driver no Amp)
- 9. 三可变镜头 ——光圈、聚焦、焦距均需人为调节。 二可变镜头 ——通常是自动光圈镜头，而聚焦和焦距需人为调节 。 单可变镜头 ——一般是自动光圈和自动聚焦的镜头，而焦距需人 为调节。
- 10. 镜头参数 成像靶面尺寸 焦距 相对孔径 视场角
- 11. 成像靶面尺寸 靶面尺寸（ inch ）1 ″ 2/3 ″ 1/2 ″ 1/3 ″ 1/4 ″ 对角线（ mm ） 16 11 8 6 4.5 垂直（ mm ） 9.6 6.6 4.8 3.6 2.7 水平（ mm ） 12.7 8.8 6.4 4.8 3.6
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- 13. 焦距 当已知被摄物体的大小及该物体到镜头距离，则可根据下两式估算所选 取配镜头的焦距： f=hD/H －－（ 1 ） f=vD/V －－（ 2 ） 式中， D 为镜头中心到被摄物体的距离； H 和 V 分别为被摄物体的水 平尺寸和垂直尺寸； v 为靶面成像的高度； h 为靶面成像的水平宽度。 焦距决定了特定距离所能看到的水平区域大小 ： 焦距越长，所能看到的区域越狭窄 eg: 当选用 1/2″ 镜头时，图像尺寸为 v=4.8mm ， h=6.4mm 。 若镜头至景物距离 D=3.5m ，景物的实际高度为 V=2.5m 将以上参数代入公式 (1) 中，可得 f=4.8·3500/2500=6.72mm ， 故选用 6mm 定焦镜头即可。
- 14. 相对孔径 为了控制通过镜头的光通量大小，在镜头的后部均设置了光阑（俗 称光圈）。假定光阑的有效孔径为 d ，由于光线折射的关系，镜头实 际的有效孔径为 D ， D 与焦距 f 之比定义为相对孔径 A ，即 A=D/f 一般习惯上用相对孔径的倒数来表示镜头光圈的大小，用 F 表示 ，即： F=f/D 完整的 F 值： F1 ， F1.4 ， F2 ， F2.8 ， F4 ， F5.6 ， F8 ， F11 ， F16 ， F22 ， F32 ， F44 ， F64 F 值越小，光阑越大，到达摄像机靶面的光通量就越大。
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- 16. 视场角 镜头有一个确定的视野，镜头 对这个视野的高度和宽度的张 角称为视场角。视场角与镜头 的焦距 f 及摄像机靶面尺寸 （水平尺寸 h 及垂直尺寸 v ） ³ÉÏñÃæ 的大小有关，镜头的水平视场 ¾µÍ· ºó½Ø¾à 角 Ah 及垂直视场角 Av 可分别 ωh 由下式来计算，即 h Ah=2arctg （ h/2f ） f Av=2arctg （ v/2f ） 由以上两式可知，镜头的焦距 f 越短，其视场角越大
- 17. 感光元件 CCD ：电荷耦合器件(Charge Coupled Device ) ，传感器中每一行 中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部 分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出。 CMOS ：互补性氧化金属半导体 (Complementary Metal Oxide Semiconductor ) ，传感器中每个象素都会邻接一个放大器及 A/D 转 换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。 分辨率 灵敏度 信噪比 集成度 功耗 成本 CCD 优 优 优 CMOS 优 优 优
- 18. SONY 有 SS-1(2163),SS-11(3141/2),SS-11X(4103),SS- HQ1, SS-2,Effio-E （ SS4 采用 SONY 最新 CCD PAL:ICX673AK/ NTSC:ICX672AK ） ,Effio-P SHARP 方案： D4 （ 38603 ）、 D5 松下： D5 （ 673276 ） 其它厂家： Nextchip 、 A-NOVA
- 20. • CCD 尺寸：即摄像机靶面，通常有 2/3 、 1/2 、 1/3 、 1/4 等规格 ；一般来讲此值越大越好，感光面积越大成像质量越好。 • 像素数： CCD 是由面阵感光元素组成，每一个感光元素称为像素， 像素越多，图像越清晰，有的给出了水平及垂直方向的像素数，如 500H×582V ，有些则给出了前两者的乘积值，如 30 万像素。分辨率 ：通常是指摄像机的水平分辨率，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 再能分辨出黑白相间的线条。
- 21. 像素和分辨率的关系？ • 像素是最小的图像单元，这种最小的图形的单元能在屏幕上显示通常 是单个的染色点。像素是由光电传感器上的光敏元件数目所决定的， 一个光敏元件就对应一个像素，因此像素越大，意味着光敏元件越多 ，相应的成本就越大。分辨率是一个表示平面图像精细程度的概念， 通常它是以横向和纵向点的数量来衡量的，表示成水平点数 × 垂直 点数的形式，在一个固定的平面内，单位长度内像素个数（ PPI ）， 分辨率越高，意味着可使用的点数越多，图像越细致。像素和分辨率 是成正比的，像素越大，分辨率也越高。
- 23. 最低照度： 是指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。一般彩色摄像 机的最低照度为 2 ～ 3LUX ， 照度的测定是以在一定的镜头光圈系数 为前提，因此，不能只看摄像机说明书中标明的最低照度，应按摄像 机在同一光圈系数下其照度值的大小。最低照度越小，摄像机档次越 高。相对于彩色摄像机而言，黑白摄像机由于没有色度处理而只对光 线的强弱（亮度）信号敏感，所以黑白摄像机的照度比彩色摄像机照 度要低，一般可做到 0.1LUX 在 F1.4 时，至于微光摄像机则更低。
- 25. • 信噪比： 当摄像机摄取较亮场景时，监视器显示的画面通常比较明 快，观察者不易看出画面中的干扰噪点；而当摄像机摄取较暗的场景 时，监视器显示的画面就比较昏暗，观察者此时很容易看到画面中雪 花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度 ）与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系，即摄像机的信噪比越高， 干扰噪点对画面的影响就越小。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。 S/N=20Lg （ Vs/Vn ）
- 26. 自动增益控制： AGC～ Automatic Gain Control 的缩写。所有 摄像机都有一个将来自 CCD 的信号放大到可以使用水准的视频放大器 ，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏， 然而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利 用摄像机的自动增益控制（ AGC ）电路去探测视频信号的电平，适时 地开关 AGC ，从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作，此即动态 范围，即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度，从而提高图像信号的 强度来获得清晰的图像。 自动增益控制的优缺点是什么？ 具有 AGC 功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高，但此时 的噪点也会比较明显，这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。
- 27. 背景光补偿： BLC～ BackLight Compesation 的缩写，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，摄像机仅对整个视场的一 个子区域（如从第 80 行 ~ 200 行的中心区域）进行检测，通过求此 区域的平均信号电平来确定 AGC 电路的工作点。由于子区域的平均电 平很低， AGC 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。
- 29. 白平衡： WB～ White Balance ，是彩色摄象机的一个重要参数， 它直接影响重现图像的彩色效果。当摄像机的白平衡设置不当时，重 现图像就会出现偏色现象，特别是会使原本不带彩色的景物也着上了 颜色。 自动白平衡： AWB ～ Automatic White Balance ，在监控系统的 应用中，摄像机都是长时间工作，光源色温及电路参数都会发生一定 的变化，因此 AWB 就确保了摄像机的连续工作中随时校正白平 衡。 AWB 分为连续白平衡 ATW 和自动控制白平衡 AWC 两种方式。
- 30. • 连续白平衡： 也称为自动跟踪白平衡（Automatic Tracking White balance ， ATW ），是随着景物色彩温度的改变而连续地调整 ，范围为 2800~6000K 。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不 断改变的场合是最适宜的，使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至 没有白色时，如场景大部分是蓝天白云或夕阳等高色温物体及场景比 较昏暗的场合下，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。 • 自动控制白平衡： AWC ～ Automatic White balance Control ，需要先将摄像机对准诸如白墙等白色参考目标，然后将 WB 设置改变为自动方式，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止 ，在白平衡被执行后，重新 WB 设置为手动位置以锁定该白平衡的设 置，其范围为 2300~10000K ，在此期间，即使摄象机断电也不会丢失 该设置。
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- 37. • 滤光片 普通滤光片 IR-CUT
- 44. • 一、二、三代红外的对比 1 代普通红外 2 代（普通阵列式） 3 代（点阵式） 体积 大 小 小 相同亮度情况下，贵很 相同亮度情况下，同 1 代相 价格 一般 多 当 功耗及散热处 功耗大且散热不好处 功耗较小，散热容易处 功耗比 2 代还小，散热容易 理 理 理 处理 寿命 一般 1 代的 5~10 倍 1 代的 5~10 倍 质量等级 一般 好 好 电光转换效率 10% 左右 20% 左右 20% 左右 亮度 好 不如 1 代 同 1 代相当 质量等级 商业级 军工级 军工级
- 45. • 传输 • 在监控系统中，监控图像的传输是整个系统的一个至关重要的环节， 选择何种介质和设备传送图像和其它控制信号将直接关系到监控系统 的质量和可靠性。目前，在监控系统中用来传输图像信号的介质主要 有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器 、双绞线视频传输设备和光端机。要组建一个高质量的监控网络，就 必须搞清楚这三种主要传输方式的特点和使用环境，以便针对实际工 程需要采取合适的传输介质和设备。
- 46. • 同轴电缆一般在小范围的监控系统中，由于传输距离很近，使用同轴 电缆直接传送监控图像对图像质量的损伤不大，能满足实际要求。 • 同轴电缆只适合于近距离传输图像信号，当传输距离达到 200 米 左右时，图像质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡，有失真感。 • 同轴放大器并不能无限制级联，一般在一个点到点系统中同轴放 大器最多只能级联 2 到 3 个 • 在监控系统中使用同轴电缆时，为了保证有较好的图像质量，一 般将传输距离范围限制在四、五百米左右。
- 47. • 双绞线和双绞线视频传输设备 视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿。加 上一对双绞线视频收发设备后，可以将图像传输到 1 至 2km ，如果采 用中继方式，还可以成倍增加传输距离，而且，传输图像的质量可以 与光端机媲美。
- 48. • 光纤和光端机 • 光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个问题：一是传输 距离，一是环境干扰。 • 光端机可以提供一路和多路图像接口，还可以提供双向音频接口、一 路和多路各种类型的双向数据接口（包括 RS232 、 RS485 、以太网 等），将它们集成到一根光纤上传输。
- 49. • 多模光纤和单模光纤 • 所谓" 模 " 是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采 用固体激光器做光源，多模光纤则采用发光二极管做光源。
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- 51. • I=U/R • R •（ 1 ）材料、横截面积都相同的导体，长度较大的电 阻比较大； • （ 2 ）材料、长度相同的导体，横截面积较大的 电阻比较小； • （ 8 ）长度、横截面积相同，不同材料的导体， 电阻不同。
- 52. 网络摄像机的定义 • 网络摄像机，也叫 IP摄像机，即 IP Camera ，简称 IPC. IPC 是新 一代网络视频监控系统中的核心硬件设备，通常采用嵌入式架构，集 成了视频音频采集、信号处理、编码压缩、智能分析、缓冲存储及网 络传输等多种功能，再结合网络视频存储录像系统及管理平台软件， 就可以构建成大规模、分布式的智能网络视频监控系统。 存储及流媒体转发 I P 摄像机 LA N 客户端浏览软件 I nternet xDS L I P 摄像机 NVR （ CMS) 管理浏览服务器 I P 摄像机
- 53. 网络摄像机 的主要功能 网络 视频编码：采集并编码压缩视频信号； 音频功能：采集压缩音频信号，实现音频实时播放或录音 ； 网络功能：编码压缩的视音频信号通过网口传输； 云台、镜头控制功能：通过网络控制云台、镜头的各种动 作； 缓存功能：可以把压缩的视音频信号临时存储在本地存储 介质（ SD卡等）； 报警输入输出：能接受、处理报警输入输出信号，即具备 报警联动功能； 移动检测报警：检测场景内移动物体并产生报警，灵敏度 可调； 视频分析：自动对视频场景进行分析，比对原则并触发报 警；
- 54. 网络摄像机的硬件构成 IPC的硬件构成一般包括镜头、图像传感器、声 音传感器、信号处理器、模 / 数转换器、编码芯片、 主控芯片、网络及控制接口等部分组成。
- 55. 网络摄像机的工作原理 图像信号经过镜头输入及声音信号经过麦克风输入后， 由图像传感器和声音传感器转化为电信号，模 / 数转换器将模 拟电信号转换为数字电信号，再经过编码器按一定的编码标准 进行编码压缩，在控制器的控制下，由网络服务模块按一定的 网络协议传送到网络，控制器还可以接收报警信号及向外发送 报警信号。
- 57. 网络摄像机的分类 防爆 低速 球机 ( 按云台速度可分为 ) 匀速 高速 按外观样式 半球 枪机 红外防水机 有线 IP 网络摄像机 网络摄像机 按网络类型 3G 网络 无线 IP 网络摄像机 wifi 网络 CCD 按图像传感器 CMOS
- 58. 帕特罗网络监控产品家族 应用 应用 应用 应用 软件 软件 平台 平台 中心 客户端 NVR 服务器模块 存储管理服务器 集中监控管理平 管理 台 解码 输出 存储 控制 传输 前端 采集
- 59. 网络监控应用方案 应用在商铺、前端网点、小型企业和家庭 本地显示 本地显示 NVR H-DVR 以太网 以太网 模拟摄像机 高清网络 无线 AP 模拟摄像机 摄像机 高清网络 高清网络摄 摄像机 像机 无线网络摄像机 高清网络摄 像机 小规模联网监控应用 H-DVR 灵活的跨界功能，可实现从模 采用有线或无线以太网接入 拟到高清网络监控的无缝升级 前端存储
- 60. 网络监控应用方案 应用在派出所、园区、楼宇监控 管理服务器 电视墙 IP SAN 高清编码器 汇聚 层 视频综合 平台 接入 层 IP 接 高清数字摄 光传 入 像机 输信 NVR 号 IP 接 入 高清网络摄 像机 数字 接 入 高清数字摄 像机
- 61. 网络摄像机与模拟摄像机比较 基于网络摄像机的系统 基于模拟摄像机的 系统 安装 连接到网络，并分配 IP 地址。一 一根电缆一次只能为一台摄像机 条标准的网线可同时传输多路图像 传输视频信号，并连接到多路复 。 用器。 易用性 内嵌 GUI ，可通过 IE 访问和配置 不能单独访问和配置管理； 因 管理。为安全起见，存储硬盘可安 传输线的限制通常硬盘录像机必 装在远程位置。 须放置在摄像机附近，这可能会 使未授权的人获取或破坏录像。 图像 通常采用逐行图像传感器，内部数 存在摄像机本身、线缆传输、硬 字化，图像数字化转换损耗小。 盘录像机数字化转换等图像质量 损耗。 扩展性 您可轻松地将更多的网络摄像机添 扩展工作非常困难，每个模拟摄 加到系统当中。 像机都需要有专用的电缆。 成本 设备整个成本、工程施工费用及后 设备整个成本、工程施工费用及 期维护成本较低。 后期维护成本较高。
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- 63. 网络摄像机的关键技术 • 网络传输 • 图像清晰度和质量 • 视频压缩格式 • 图像传感器
- 64. 网络摄像机的关键技术 网络传输 • 有效传输： 目前的 I Pv4 是为数据业务设计的，用于流媒体的传输，在有效和 实时上有些勉强，需要 RT P/RT CP 等流控协议给予适当的补救 • 协议支持： 各领域的监控业务要求不同，需采用不同的传输协议，如 T CP 、 UD P 、点播、多播、 SI P 等等 • 网管功能： 满足运营级的网管功能，对于网络监控，前端设备的在线保活及业 务功能实施状态的信息传递
- 65. 网络摄像机的关键技术 • ADSL • WIFI • 光纤 • 3G
- 66. • ADSL ADSL（ Asymmetric Digital Subscriber Line ，非对称数字用户环 路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此 称为非对称数字用户线环路。 网速参考值 ( 下行 ) ：理论值： 1byte=8bit 即 1B=8b 或 1B/s=8b/s(1Bps=8bps) 1Mb/s=125KB/s （上行） 64KB/s 2Mb/s=250KB/s 3Mb/s=375KB/s 4Mb/s=500KB/s ，以此类推。 下行 max 8Mb/s 上行 max 512KB/s
- 67. • WiFi WiFi是一种可以将个人电脑、手持设备（如 PDA 、手机）等终端以 无线方式互相连接的技术。
- 68. • 3G 何谓 3G ？ 第三代移劢通信技术 (3rd-generation) ，是指支持高速数据 传输的蜂窝移劢通讯技术。 3G 服务能够同时传送声音 ( 通话 ) 及数 据信息 ( 电子邮件、即时通信等 ) 。代表特征是 提供高速数据业务。 相对第一代模拟制式手机 (1G) 和第二代 GSM 、 CDMA 等数字手 机 (2G) ，第三代手机（ 3G ）将无线通信不国际亏联网等多媒体通 信结合的新一代移劢通信系统。 3G 不 2G 的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能 够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等 多种媒体形式，提供包拪网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息 服务，同时也要考虑不已有第二代 系统的良好兼容性。
- 69. • 目前的 3G标准 现行 3G 标准： WCDMA （欧洲版）、 CDMA2000 （美国版）和 TD-SCDMA （中国版） 由国内三大运营商代理，分别是中国联通代理的 WCDMA ，中国 电信代理的 CDMA2000 以及中国移劢代理 TD-SCDMA 。
- 70. • 3G 在视频监控中的应用 传统的视频监控系统受技术发展的局限，只能进行现场监视， 简单的报警信息传输，不能远距离传输视频信号，对于前端具体状况 的了解、事件的确认是非常困难的，无形中降低了系统的稳定性和安 全性，而对 于城建、银行、电信、电力这样具有大量无人值守点的 行业以及移动车辆、船只、不能布线现场来说，无线化、远程、实时 的监控是行业监控 安全运作必备的前提条件。 3G 监控系统提供高效可行的网络视频服务器系统解决方案，充 分采用最新的计算机、通讯、视频处理等方面的技术，通过宽带网络 或无线网络实现联网远程情况处理及远程图像监控。
- 71. • 现有 3G产品 • 电信 EVDO 模式的 3G 产品 • 联通 WCDMA 模式的 3G 产品 • 移劢 TD-SCDMA 模式的 3G 产品
- 72. • 3G 监控目前面临的问题 集中管理： 除了个别运营商的 3G 接入能直接获取公网 IP 地址，可以使用现 有客户端方式进行连接，管理外，大部分 3G 产品需要借劣于一定的 平台进行管理。 客户访问： 由于运营商的 3G 网络获取的不是公网 IP ，而是通过内网进行转 发，因此访问成为需要迫切解决的问题。 网络传输： 从目前的测试情况： EVDO 的平均传输速度在 300Kbps 左右，基本可以实现 CIF 预览， WCDMA 的平均传输速度在 300Kbps 左右，基本可以实现 CIF 预览 ， TD-SCDMA 的平均传输速度在 100Kbps 以下，可以实现 QCIF 的 预览。
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- 74. • 码流 • 码流（Data Rate ）是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也 叫码率，是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下 ，视频文件的码流越大，压缩比就越小，画面质量就越好。 定码率下一个小时一个通道录像文件大小的计算公式如下： 码流 (kbit/s) ÷ 8 × 3600 ÷ 1024 （单位： MB ）
- 75. • 远程访问 • 地址（静态 IP 地址 DDNS ） • 宽带 • 手机访问（客户端， 3G ， web ）
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- 78. 网络摄像机的关键技术 标清格式与高清格式
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- 80. 网络摄像机的关键技术 视频压缩格式的发展历程
- 81. 网络摄像机的关键技术 主要视频压缩格式对比
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- 83. 网络摄像机的关键技术 CCD 和 CMOS 图像传感器的区别 灵敏度 分辨率 噪声点 功耗 成本 CCD CCD 与 CMOS 高 CCD 与 高 少 大 高 相同尺寸下 CMOS 相同 尺寸下 CMOS 低 低 多 CCD 1/3 低
- 84. 网络监控的障碍及趋势 无可否认，当前摄像机及监控系统的 IP化已经成为大势所趋了，但 是从模拟摄像机到网络摄像机，中国市场上的进展其实不如大家所 期望的顺利，个人认为主要有以下几个原因所致： 1 、 价格 早期，网络摄像机都以国际性品牌为主，一个网络摄像机甚至超过 几个、十个模拟摄像机的价格，因此价格是一个很大的阻碍因素。 2 、 应用阶段 在中国，近几年所使用的监控系统或者摄像机，大部分都是从无到 有的阶段，最初，用户由于对系统不了解，对于是用模拟还是网络 系统没有特别的要求，更不会追求更细分的功能。
- 85. 3 、 安装成本 欧美等发展国家，它们的网络摄像机应用能够快速发展，很重要的 一个原因就是各类建筑工程网络完善， IP 监控系统的安装成本低， 通过 POE 供电可以促使成本下降。但是反观国内，还没有这方面的优 势，采用 POE 供电方式的话，网络需要新建；另外， POE 供电的交换 机也不便宜；不过中国的布线施工成本相对较低。 4 、 DVR 、 DVS 的成熟应用 中国本土的民族厂商，其 DVR 、 DVS 产品非常成熟，我们姑且不去 看这个联网系统到底能够做什么。从形态去看，如果同样是实现一个 联网系统，使用 DVR 、 DVS 要更简单，成本也会更低，阻力相对也更 小，因为在系统前端同步配套的是模拟摄像机。
- 86. 5 、 网络环境 毕竟网络摄像机是存在于网络之上的，网络本身发展的情况与网络 摄像机的应用效果息息相关。早期的网络基础发展确实不理想，传输 带宽也不大。但现在 3G 网络、千兆、万兆网络已经开始应用，通过 手机都可以看视频直播。 6 、 兼容性 这是早期比较突出的问题，前端摄像机与录像机、软件等，各个厂 商的产品差异化很大，而且不兼容。比如说分辨率，有些是 VGA 、有 些是 D1 ，而且不同厂家的 D1 还不一样，有些是 704X576 ，有些是 720X480 ，这种差异化的产品所带来的是各家产品没有标准、系统不 兼容。
- 87. 7 、产品成熟度 当前，除了一些传统监控厂商在推IP 摄像机之外，还有很多新兴的 厂商参与，他们完全是从新的领域进来，比如 IT 业。一个产品从出 现到发展成熟肯定是要一个过程的，早期 IP 摄像机产品在方案设计 、散热处理、工艺设计等各方面都不太成熟，不过现在产品已经越来 越成熟了。 以上几点可以说是阻碍网络摄像机快速发展的主要因素。不过，以 目前的情况来看，这些阻力已经基本上不存在，或已经有了比较大程 度的改观。除此之外，个人认为还有很重要的一点，即网络摄像机虽 然有很多的优点，但缺乏一个决定性的亮点来打动用户的最终使用， 因此，高清、智能这些功能技术就成为推动用户采用的最有效亮点。
- 89. 高清监控 • 定义 • 高清摄像机方案对比 •高清监控能带来什么 • 高清监控的关键和趋势 • 高清监控拓扑图
- 90. SMPTE （美国电影电视工程师协会） 定义的两个最重要的 HDTV标准是 SMPTE 296M 和 SMPTE 274M SMPTE 274M （ HDTV 1080 ） SMPTE 296M （ HDTV 720P ）
- 91. 高清摄像机方案对比 厂家 方案 安霸 海思 3515 TI 达芬奇 TI 达芬奇 TI 达芬奇 DM355 DM365/355 DM365/355 海思 3516 海思 3576 传感器 ①1/3 inch 130 万像 ①1 ／ 2.5 英寸 ① 1/3 英寸 ① 1/1.8 英寸 ①1/3 英寸 CMOS 素 CMOS 传感器 500 万像素逐行 coms SONYCCD ②1/3 inch 130 万像 CMOS 传感器 ② 1/3"SONY ② 1/3 英寸 ②1/3 英寸 CCD 素 CMOS 传感器 ②1/3 英寸 200 Progressive Scan 万像素图像传感 SONY CCD CCD 器 ③1/3"COMS 压缩算法 JPEG/MPEG-4/H.26 JPEG/MPEG-4/ JPEG/MPEG JPEG/MPEG-4/H.26 JPEG/MPEG-4/H.2 4 H.264 -4/H.264 4 64 分辨率 1280X720 1080P(1920*108 1280X720 (1600×1200),12.5 帧 2.0M （ 1600×1200 0,) 、 720P(1280 (1600×912),25 帧 ） /1.3M （ 1280×9 *720,) 、 Full (1280×720) ， 25 帧 60 ） /720P(1280×7 D1(720*576) 、 (704×576), 30 帧 4CIF(704*576) 20) 、 (704×480) 优势 / 劣 推出早，产品推广力 主打高端品牌和 全系列产品 大品牌，完善的渠道 势 度很大 / 稳定性差， OEM 口碑不好，后续研发 跟不上
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- 94. 高清监控能带来什么 • 拥有更广的可视区域 720P 是 D1 的 2 倍， 1080P 是 D1 的 5 倍
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- 96. • 比 D1更高的清晰度图像 相同码率下，清晰度是 D1 的 2-3 倍
- 97. • 真正的高清 720P清晰度可达 700TVL 1080P 清晰度可达 1000TVL
- 98. • 更加节省带宽 相同画质下，带宽占用仅为MPEG4 的一半
- 99. • 百万像素 /逐行扫描 Mega pixels 百万像素的高分辨率逐行扫描 CMOS 图像传感器，保证视频 源足够清晰 逐行扫描，有效地避免隔行扫描摄像机图像的运动模糊和撕裂 等问题，画面更加细腻感人。
- 100. • 多种浏览方式 WEB方式浏览 通过 PPC 智能手机机播放（ RTSP 协议） 通过管理中心平台实时浏览 录像文件可直接播放（ VLC/CorePlayer/ 暴风影音等）
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- 102. • 网络存储结构大致分为三种：直连式存储 （ DAS ： Direct Attached Storage ）、网 络连接式存储（ NAS ： Network Attached Storage ）和存储网络（ SAN ： Storage Area Network ）。
- 103. • 如何实现高清 + + + + 百万像素镜头 百万高清摄像机 千兆交换机 大容量存储设备 高清显示 前端采集高清数 传输高清 存储，管理 高清显 信号 高清数据 示 字信号
- 104. 高清监控的关键和趋势 1 、 高清是标准的高清 到底高清是什么？现在行业里的说法甚至包括媒体的宣传都还 不一样。需要强调的是，高清是一个标准，不是一个概念。经 常有人说百万级的高清，这种说法其实不够正式或者不够专业 ，高清实际上应该是一个标准的问题。标准不仅仅意味着是一 个像素或者一个图像的画面比例，它是一个全面的东西。高清 应该以同样的标准来衡量，如果甲厂商做的东西是高清的话， 那么其他的厂商所做的高清产品出来的图像应该与它一样。 高清有三种格式，720P 、 1080i （隔行扫描）、 1080P （逐行 扫描）。 1080i 在视频会议、高清电视领域用得比较多，而监 控行业使用的是逐行扫描的 720P 、 1080P ， i 对于快速移动物 体有拖尾， P 则非常清晰，所以监控领域我们推荐使用逐行扫 描的产品。
- 105. 2 、 高清是网络的高清 高清接口很多，比如说 SD 、 SDI 、 DVI 、光接口、 HDMI 、 HD-SDI 等，那什么样的接口更适合高清监控呢？我们需要看一下监控的特点。 首先，监控系统一般都用在室外，线路比较容易受干扰；其次，监控 系统一般前端监控点数量大、分布广。这就有两点需要考虑，一是考 虑它的部署及传输距离，要保证系统的灵活性。二是要考虑它的成本 ，监控系统如果有成千上万个点，布线的成本就很高。因此，网络化 是一个必然的趋势。监控系统的发展本身就是网络化的发展。不管是 前端摄像机还是录像机、以及后端管理系统，都是一个网络化的发展 过程。目前网络设施正慢慢趋于完善，有线、无线、 3G…… 另外， 网络设备的成本也不断下降。除此之外， POE 供电方式的成本下降， 对整个设备管理都带来很多利好。 既然是网络化，还得探讨一个问题，到底是采用网络摄像机，还 是摄像机加编码器的方式？对比之下，网络摄像机的方式更合适。首 先，安装更简单，环节更少，系统更稳定。其次，随着产品的成熟及 规模化应用，一个 IP 高清摄像机比摄像机加编码器的成本会更低。
- 106. 3 、高清需要高画质来支持 对于监控摄像机来说，高清所需要的是全面的高画质。除了清晰度 之外，还要求有明亮的图像。以索尼的高清产品来看，在宽动态效果 下，室外的图像很清晰，所看到的颜色也非常好。在银行里面，看钞 票的颜色也很真实。因为监控产品本身所使用的环境、光线条件都比 较复杂，有时候甚至比较恶劣，这在很大程度上无法回避。比如，摄 像机要看车牌的话，车辆在行驶中，你不可能让车开慢些来让你提取 图像。还有收费站，你不可能让通过的司机把车灯关掉让你提取图像 ，所以只能靠监控产品自身的优秀功能去适应这种现实环境的需求。 因此，要保证颜色的真实性，要确保动态目标的图像清晰，就要求枪 机、半球、一体机、球机等产品灵敏度好，能快速、精确的聚焦。在 晚上使用，还有确保对灵敏度、不同景深的图像效果、宽动态的良好 功能。
- 107. 4 、高清监控是 CMOS的高清 目前使用 CMOS 芯片的高清摄像机非常普遍。不管是 CCD 还是 CMOS ，都是感光芯片，不存在太多争议。我们为什么把高清摄像机 转用 CMOS ？最主要是 CMOS 的高帧率、高灵敏度更适合高清。索 尼利用在 CCD 方面所积累的经验与技术，解决了传统的 CMOS 芯片 具有的缺陷，如噪点、低照度、拖尾等问题。对索尼来说，无所谓用 CCD 还是 CMOS ，而是选择更合适的感光芯片来生产产品。而且， 索尼目前还在针对 CCD 做研发，将来可能还会推出更好的 CCD 。 索尼针对安防开发的 CMOS 芯片，发挥了它自身特有的优势：速度 快，帧率高，分辨率高，功耗低。针对安防业务的优化，索尼的 CMOS 感光芯片有以下几个特色：一是每列像素的 A/D 转换器可以 迅速将每列产生的模拟信号转换成数字信号；二是 . 双向降噪，它有 对模拟的电信号的降噪，还有对转换成数字信号后的降噪；第三是本 身结构的变化，从原来的前照射结构改为背照射结构，这可以有效提 高感光效应，使噪点更少，灵敏度更好，图像更明亮。
- 108. 5 、高清监控是“高效”的高清 高清监控带来了海量数据，这就要求系统在网络压缩处理方面要非 常高效。如果要单张图像清晰， JPEG 压缩格式的效果是最好的，而 MPEAG4 的兼容性很好，它对服务器资源的要求比较少。索尼可以提供 多种编码格式，同时支持任意格式，任意格式都可以达到实时图像。 除此之外， POE 供电、无线网络都是高效的标志。产品的安装、使用 也必须高效。 6 、高清必须是安全可靠的 不仅仅是对高清产品，安全可靠对整个安防系统都很重要。环境方 面的设计，比如防水、防尘设计、工作温度，在某种环境能够正常工 作多少时间？这些都是保证产品寿命、保证产品正常工作的因素。另 外，如何防止人为破坏，这些都是设计时必须考虑的。有些产品具有 智能防破坏功能，当摄像机被枝叶、塑料袋覆盖，或者虚焦，系统都 能自动分辨出来。
- 109. 7 、 高清是有声的高清 视频受限于视角，但音频受限比较小，可以全方位监听，这在一定 程度上可以弥补死角。如果摄像机照度不好，或者产品被关闭，音频 可以一直监控。通过使用智能的语音报警功能，在破坏行为还没有发 生前就能够及时警示。对于索尼来说，做音频不仅仅是推概念，索尼 通过使用高级的语音处理技术，比如回声消除、动态帧义，不光保证 有声，而且保证声音的高品质。 8 、高清是智能的高清 高清可以更好的实现智能。针对高清，我们将智能分析完全前移， 并且可以按照需要来监控，有些地方，如围墙、警界线，如果没有东 西存在的话，就可以不发图像回来。索尼有视频分析、音频分析、设 备防暴探测，还有智能的移动探测。目前，智能还没有完全成熟，但 可以作为一个辅助手段，在比较理想的状态下，视频分析的效率会比 较高，但影响视频分析效果的因素很多，比如安装位置、人的行为等。 以计数为例，要保证人一个接一个走，不能乱走。所以，智能视频分 析技术的发展还需要一段比较长的时间。
- 110. 9 、高清是低成本的高清 因为高清有很多优势，能给目前的系统与用户带来更大的价值，所 以，高清的应用将会越来越普及。索尼有不同层次、不同价位的高清 产品，能适合不同行业的应用。以前，大家一直对索尼品牌的印象就 是：品质不错，但价位太高。现在，我们推出体积比较小但品质还不 错的低价位产品来满足普通用户的需求。并且，我们针对比较便宜的 ，性价比比较高的产品提供免费的软件。小超市、小学校只要几个摄 像机加台电脑就可以使用，很低的价格就可以享受到索尼的高清产品 应用。 10 、高清是融合的高清 当前，很多国内外大型监控厂商都加入了 ONVIF ，大家都很看好并 推动 ONVIF 的发展。这本身就是一种合作，一种融合，索尼也非常注 重行业间的合作。融合整体来讲包括几个方面：一是标准，意味着不 同的厂商共同来遵守；二是产品的兼容性，除了标准之外，本身的接 口等，比如说与模拟、报警系统是否兼容；三是合作，意味着行业内 相关的不同类型的厂商、媒体、机构之间，都应该合作，才能推动它 的发展。
- 111. 高清视频监控典型应用领域 • 平安城市、公安系统高清网络视频监控 • 金融银行业高清视频联网监控 • 机场、海关、边防安检高清视频网络监控 • 水利电力、移动基站系统无人值守高清视频网络监控 • 排污、环保监测、森林防火减灾高清视频网络监控 • 大中型连锁超市卖场联网监控 • 校园、工业园区、医院联网监控
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- 115. • HD-SDI 高清监控系统涵盖前端、传输、 管理中心以及后端环节的完整的解决方 案，比如 HD-SDI 高清摄像机 + HD-SDI 光端机 + HD-SDI 高清矩阵或 HD-SDI 监视器 + HD-SDI 高清编码器 + 相适 应的存储设备 ( 如 IP-SAN) 。
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- 117. 网络摄像机需求分析 选择 IPC时，首先要了解客户的需求： 自然环境条件如何？－主机指标 辅助光源照度如何？－光照评估 被摄物体范围大小？－镜头选择 用户的经济承受能力？－系统造价
- 118. 自然环境条件如何？ 光照条件 是否有逆光 是否有强光 是否晚上使用 室内或室外 …
- 119. 辅助光源照度如何？ 常规可见光照明 被动红外与主动红外摄像技术 红外灯：半导体固体发光红外灯、热辐射红外灯
- 120. 被摄物体范围大小？ 视角 距离 景深
- 121. 用户的经济承受能力？ 系统成本对比分析 模拟摄像机＋视频服务器的方式 模拟摄像机＋硬盘录像机的方式 客户经济能力与产品需求分析
- 122. 网络摄像机选择—要点 • IPC 厂商一般都提供非常完整的全面的参数列表，其中包 括传感器类型、芯片类型、视频输出、音频接口、报 警接口、存储接口、网络接口、 POE 功能等硬性指标 ，还有如操作系统、压缩算法、帧率、分辨率、码流 、网络协议、照度、 Web 功能等软性参数，通常参数 表基本可以了解 IPC 的功能、档次。但是，还有一类参数 如二次开发支持、本地存储空间、图像延时、网络适 应性、并发访问数支持 • 图像质量是 IPC 的根本，包括色彩还原能力、静态动态 下的清晰度、无拖影、马赛克。网络适应性是 IPC 的重 点考察点，尤其对恶劣环境的适应性，传输的延迟情况 是一个重要指标。
- 123. • 设计的重点不在安装施工，而在网络与存储方面，因此需 要考虑录像系统在网络的位置，需要考虑带宽的占用、平 台的功能应用等。在 IPC 应用设计时，首先需要明确具体 项目的应用需求，点位的数量、分布情况，存储系统 的架构，网络建设情况等。其次要注意，目前并非 IPC 适用所有的项目，只有在网络建设可以良好实现的情况下 ，具有集中存储优势及前端点位分布比较分散的情况 下， IPC 是不错的选择。
- 124. Q&A for more informationvisit www.jiangyu.org