(品管工具D)D长鸿安防监控部(老员工)培训资料
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河南长鸿安防
监
控
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技术培训资料
2011年元月
目录
第壹章系统概述4
1.系统功能介绍4
2.系统设备的划分5
2.1前端图像采集设备5
2.2传输设备5
2.3存储和管理设备6
2.4显示设备6
第二章模拟监控主要设备功能7
1.摄像机7
2.嵌入式数字硬盘录像机10
3.视频分配器10
4.画面分割器11
5.监视器11
6.视频矩阵12
7.控制键盘12
8．大屏控制器12
9.摄像机镜头13
10.监控专用硬盘14
第三章监控中常用的名词解释15 1．水平分辨率15
2.最低照度16
3.背光补偿16
4.日夜转换17
5．宽动态17
6.白平衡18
7.隐私遮挡19
8.双电源设计19
9.防暴功能19
10.防爆摄像机19
11.自动增益功能20
12.信噪比20
13.移动侦测21
14.帧积累21
15.强光抑制21
16.双滤片切换22
第四章常用监控设备系统应用工作原理介绍23
1．概述23
2．模拟部分23
2.1．模拟图像光纤传输23
2.2.模拟监控的局域网传输24
2.3.模拟监控的广域网传输26
3.网络摄像机的应用27
3.1网络摄像机的优点：27
3.2网络摄像机于监控的应用33
4.监控和报警的联动应用34
第壹章系统概述
系统拓扑图
通常监控系统有前端设备，传输设备，存储管理设备和显示设备四部分组成。
1.系统功能介绍
于本图中前端设备指的是摄像机，摄像机的主要功能是像人的眼睛壹样对前端图像进行采集。传输设备包括电源线，视频线和球机的
控制线，电源线的作用是为前端摄像机提供电源是摄像机工作，视频线的作用相当于人的神经系统，将前端采集的图像传输至中心，控制线是将硬盘录像机的云台控制信号传输给前端云台摄像机，使其进行旋转，变倍及聚焦的控制。存储管理设备于本图中指硬盘录像机，其作用相当于人的大脑，对前端采集的图像进行记忆存储和管理，且对前端设备下达指令使其做出相应的动作。显示设备指监视器，显示器，电视墙等，本图中指监视器，其作用主要是将前端摄像机采集的图像显示出来。
2.系统设备的划分
2.1前端图像采集设备
按外形分；可分为枪式摄像机（枪式摄像机有摄像机和镜头俩部分组成，通常所说的枪式摄像机报价不包含镜头，镜头需要根据现场情况选配不同的品牌及型号，如监控面积的大小，图像画质的高低，要求镜头的反应速度，是否要根据现场情况自动调整亮度，是否要电动安倍变焦等来选定）半球型摄像机，红外壹体化摄像机，球形摄像机，针孔摄像机，红外球形云台摄像机，红外半球摄像机，烟感摄像机，飞碟型摄像机，壹体化摄像机等。
按功能分；可分为高清摄像机，彩转黑摄像机，低照度摄像机，宽动态摄像机，感红外摄像机，强光抑制摄像机，黑白摄像机，透雾摄像机等。
按传输方式；可分为数字摄像机和模拟摄像机俩种。
2.2传输设备
传输设备；按照传输方式的不同能够将传输设备分为，模拟信号传输设备和数字传输设备俩种。
模拟传输设备通常包括：视频线，电源线，控制线，光纤，跳纤，光端机等。
数字传输设备通常包括；网线，交换机，路由器，光纤，跳纤，光纤收发器等。
2.3存储和管理设备
模拟存储和管理设备包括嵌入式数字硬盘录像机（DVR），大屏控制器，，视频分配器，视频切换器、模拟视频矩阵，矩阵键盘等。
数字存储和管理设备网络硬盘录像机（NVR），网络存储硬盘录像机（SVR）,数字视频矩阵，虚拟数字矩阵服务器，存储服务器，管理服务器，目录服务器等。
2.4显示设备
显示设备包括；纯平监视器，超平监视器，液晶监视器，显示器，拼接屏等。
第二章模拟监控主要设备功能
1.摄像机
监控摄像机是用于安防方面的摄像机，他的像素和分辨率比电脑的视频头要高可是赶不上专业的数码相机或dv。监控摄像机只是壹个
单壹的视频扑捉设备，它不具备数据保存功能。
常用的监控摄像机如下；
（1）枪型摄像机
随着安防监控摄像机广泛深入的应用，枪式摄像机高清的成像技术，高清透雾功能、红外侦测锁定、日夜转换红外摄像功能等已于电视监控工程中被广泛使用。
（2）红外壹体化摄像机
红外壹体化摄像机，有指半球型红外壹体机、快速球型红外壹体机、结合云台的红外壹体化摄像机和镜头内建的红外壹体机。
和传统摄像机相比，红外壹体机体积小巧、美观，于安装方面具有优势，比较方便，其电源、视频、控制信号均有直接插口，不似传统摄像机有麻烦的连线。
（3）壹体化摄像机
对于壹体化摄像机，壹直以来有几种不同的理解，有指半球型壹体机、快速球型壹体机、结合云台的壹体化摄像机和镜头内建的壹体机。严格来说，快速球型摄像机、半球型摄像机和壹般的壹体机不是壹个概念，但所用摄像机技术是壹样的，因而壹般也会将其归为壹体化范畴。当下通常所说的壹体化摄像机应专指镜头内建、可自动聚焦的壹体化摄像机
（4）云台摄像机
云台摄像机就是带有云台的摄像机。它带有承载摄像机进行水平和垂直俩个方向转动的装置，把摄像机装云台上能使摄像机从多个角度进行摄像。云台内装俩个电动机。水平及垂直转动的角度大小可通过限位开关进行调整。又分为室内用云台及室外用云台。
（5）针孔摄像机
针孔摄像机，即超微型摄像机。它的拍摄孔径确实只有针孔壹般的大小，而摄像头的大小则大概有壹元硬币那么大。关于针孔摄像机的壹个误解是，人们往往会将“偷拍”、“暗访”这样的词和它联系起来，随之而来的是强烈的不安全感。然而，实际上，于大多数情况下，针孔摄像机被应用于保护人们的生命、财产和隐私上，而不是起到相反的作用。例如：记者的暗访调查，公安的暗访取证，ATM的防护等等。
（6）半球摄像机
半球摄像机，顾名思义就是形状是个半球，仅仅是针对外形命名的。半球式摄像机由于体积小巧，外型美观，比较适合办公场所以及装修档次高的场所使用。
2.嵌入式数字硬盘录像机
嵌入式数字硬盘录像机也叫DVR。它是壹套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能。
DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于壹身，用壹台设备就能取代模拟监控系统壹大堆设备的功能，而且于价格上也逐渐占有优势。DVR 采用的是数字记录技术，于图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR 代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的首选产品。当下市场上硬盘录像机根据视频输入路数的多少能够分为，4路，8路，16路，24路（只限于汉邦高科），32路（海康威视或大华）。按照分辨率可分为：常用的有CIF,D1格式。3.视频分配器
视频分配器是壹种把壹个视频信号源平均分配成多路视频信号的设备。
4.画面分割器
画面分割器，又称监控用画面分割器，有4分割、9分割、16分割几种，能够于壹台监视器上同时显示4、9、16个摄像机的图像，也能够送到录像机上记录。四分割是最常用的设备之壹，其性能价格比也较好，图像的质量和连续性能够满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分割后每路图像的分辨率和连续性均会下降，录像效果不好。另外仍有六分割、八分割、双四分割设备，但图像比率、清晰度、连续性且不理想，市场使用率很低，大部分分割器除了能够
同时显示图像外，也能够显示单幅画面，能够叠加时间和字符，设置自动切换，连报警器材等。
5.监视器
监视器是闭路监控系统（cctv）组成部分，是监控系统的显示部分，是监控系统的标准输出，有了监视器的显示我们才能观见前端送过来的图像。作为视频监控不可缺的终端设备，充当着监控人员的“眼睛”，同时也为事后凋查起到关键性作用。
6.视频矩阵
视频矩阵是指通过阵列切换的方法将m路视频信号任意输出至n路监见设备上的电子装置，壹般情况下矩阵的输入大于输出即m>n。有壹些视频矩阵也带有音频切换功能，能将视频和音频信号进行同步切换，这种矩阵也叫做视音频矩阵。目前的视频矩阵就其实现方法来说有模拟矩阵和数字矩阵俩大类。视频矩阵壹般用于各类监控场合。
7.控制键盘
矩阵控制键键盘主要用到视频监控中的图像切换和云台控制8．大屏控制器
用于于拼接屏的控制，能够使拼接屏单屏显示1个图像或相邻的俩个之上的屏幕显示壹个图像的屏幕控制设备。使用时根据需要输入和输
出的视频数量选定型号。
9.摄像机镜头
镜头于此指摄像机用以生成影像的光学部件，由多片透镜组成。各种不同的镜头，各有不同的造型特点，它们于摄影造型上的应用，构成光学表现手段；
镜头于实际应用中的选配公式如下：
F=A×L/H
F：镜头焦距
A:摄像机CCD垂向尺寸
L:被照射物体到摄像机的距离
H:被照射物体的高度
1/2英寸1/3英寸1/4英寸
CCD垂直尺寸
4.8mm3.6mm2.7mm
10.监控专用硬盘
监控硬盘是壹种比普通硬盘更实用的硬盘。
和普通硬盘相比有以下优点；
壹硬盘的寿命
二连续工作时间更长
三启动时对电源要求低
四运行功耗小及散热性能好
五不间断传输模式保证了图像的流畅和设备的稳定
第三章监控中常用的名词解释
1．水平分辨率
水平分辨率，也可叫做水平清晰度，是用电视线（简称线TVlines）来表示的，它是评估摄像机分辨率的指标，即成像后能够分辨的黑白线对的数目。
水平分辨率的大小和CCD（即电子耦合器件）和镜头有关，仍和摄像头电路通道的频带宽度直接关联，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。频带越宽，图像越清晰，线数值相对约大。
常用的黑白摄像机的分辨率壹般为420-600，彩色摄像机的典型分辨率是于420到600电视线之间，主要有420线、480线、540线,560线600线等不同档次。
壹般的监视场合，用420线左右的摄像机就能够满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。
2.最低照度
最低照度是当被摄景物的光亮度低到壹定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某壹规定值时的景物光亮度值，单位为Lux，此值越小，表示摄像机的灵敏度越高。另外，最低照度会根据所配镜头的F值而改变。
3.背光补偿
普通摄像机当所拍摄物体后面有强光时，会使主体画面发黑，从而只能显出轮廊。而背光补偿技术则可是摄像机能够于此种环境中拍摄时自动进行背光补足，是用户获得最清晰和最亮丽的图像。
4.日夜转换
白天为彩色图像，夜间自动转换成黑白图像，提高灵敏度和清晰度。5．宽动态
宽动态技术是于非常强烈的对比下让摄像机见到影像的特色而运用的壹种技术。当于强光源（日光、灯具或反光等）照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域于图像中同时存于时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。摄像机于同壹场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存于局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围”。
6.白平衡
白平衡，字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色？这
应。我们均知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的，而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混
合形成，当壹种光线中的三原色成分比例相同的时候，习惯上人们称之为消色，黑、白、灰、金和银所反射的光均是消色。通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。人眼所见到的白色或其他
人眼的视觉感应等诸多因素有关（请参阅《色彩学原理》），举个简单的例子，当有色光照射到消色物体时，物体反射光颜色和入射光颜色相同，既红光照射下白色物体呈红色，俩种之上有色光同时照射到消色物体上时，物体颜色呈加色法效应，如红光和绿光同时照射白色物体，该物体就呈黄色。当有色光照射到有色物体上时，物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体于品红光照射下呈现红色，于青色光照射下呈现绿色，于蓝色光照射下呈现灰色或黑色。
7.隐私遮挡
于设备监控的范围内，能够遮蔽壹些区域以保护隐私。譬如于ATM 取款机的监控区域里，用户输入密码的地方则要采用隐私遮挡。8.双电源设计
兼容12V直流和24V交流电源，且根据所接入的电源自动切换到适合的模式。
9.防暴功能
指摄像机的抗击打功能，通常具有这个功能的摄像机被称为防暴力摄像机，简称防暴摄像机。
10.防爆摄像机
指的是防爆炸摄像机，这种摄像机通常用于煤矿，天然气站油库，弹药库等壹些易燃易爆等场合使用。
11.自动增益功能
自动增益控制是限幅输出的壹种,它利用线性放大和压缩放大的有效组合对助昕器的输出信号进行调整。当弱信号输入时,线性放大电路工作,保证输出信号的强度;当输入信号达到壹定强度时,启动压缩放大电路,使输出幅度降低。也就是说,AGC功能能够通过改变输入输出压缩比例自动控制增益的幅度。
12.信噪比
信噪比指的是信号电压和噪声电压的比值。信噪比越高，干扰噪点的影响就越小，图像就越洁净。
13.移动侦测
于设备的监控区域里，有物体移动时，会触发报警等命令。用户可根据需要选择不同的灵敏度等级和区域范围。
14.帧积累
祯积累的意思就是：当环境照度很低的时候，摄象机自动把前后收集到的图象内部调整叠加后输出较好的图象，可是有壹个缺点就是，图象反映挺慢，好象壹个图片壹图片的播放。
15.强光抑制
功能是：采用DSP技术，简单意思就是把强光部分弱化，把暗光部分亮化，达到光线平衡。
原理是：于图像中把强光部分的视频信息通过DSP处理，将视频的信号亮度调整为正常范围，避免同壹图像中前后反差太大。
强光抑制技术能有效抑制强光点直接照射造成的光晕偏大，视频图像模糊，能自动分辨强光点，且对强光点附近区域进行补偿以获得更清晰的图像
16.双滤片切换
就是摄象机内部有俩块滤光片。（壹块普通，壹块感应红外）。镜头座用了控制电路，于白天的时候，自动调整为普通滤光片，使图象更加清晰，色彩更鲜明。晚上照度低的时候调整为感应红外滤光片，能够感应到红外线，使图象清晰。
第四章常用监控设备系统应用工作原理介绍
1．概述
由于网线和视频线传输距离的限制（通常为了信号的稳定和图像的清晰度考虑，壹般SYV-75-3的国标视频线传输距离微300米，SYV-75-5的视频线传输距离为500米，可是于特殊场合传输距离能够延伸100至200米，网线传输距离小于100米），为了更远距离的传输，通常人们会依靠光纤，局域网，广域网，卫星等不同的传输方式对视频图像进行传输。常用的模拟监控传输方式如下；
2．模拟部分
2.1．模拟图像光纤传输
本图中前端摄像机采集前端图像通过视频线将模拟信号传之光端机（前端），由前端光端机将摄像机采集的模拟信号转换成光信号通过光纤传至监控中心光端机（后端），由光端机（后端）将光信号再仍原成原来的模拟信号接入视频分配器，视频分配器将壹路模拟视频信号分成相同的俩路模拟信号，然后壹路传至硬盘录像机，使硬盘录像机对前端图像资料进行存储和管理，另壹路图像传至模拟视频矩阵的输入端，将视频矩阵的输出端接入电视墙的各个监视器，通过矩阵键盘的控制，能够将输入矩阵的图像显示于电视墙的每壹块屏幕上。矩阵和硬盘录像机对前端的进行管理时，由矩阵或硬盘录像机发出指令通过光端机上的反向485数据口接入光端机（后端），光端机（后端）将其转换成光信号再通过光纤传至光端机（前端），光端机（前端）将其转换后，通过光端机（前端）的反向485数据接口传出，光端机和解码器之间的控制线传输至解码器上的485口，有解码器对前端的云台进行左右上下旋转的控制，及摄像机变倍和聚焦的控制。
2.2.模拟监控的局域网传输
随着当下科学技术的发展，模拟监也于通过各种手段转换成数字信号，以方便其远程传输或使其和新装的数字化设备相兼容，使其于扩容设备时能更大限度的利用以往的老设备，以降低工程的成本。常用的转换方式有以下俩种：1，于模拟摄像机后端加装视频服务器通过
视频服务器将摄像机采集的模拟信号转换成数字信号。2，将模拟摄像机接入嵌入式数字硬盘录像机，通过嵌入式数字硬盘录像机将其转换成数字信号，通过嵌入式数字硬盘录像机后的网口将其接入网络。本图中前端摄像机通过前端摄像机采集图像，通过视频线传输至硬盘录像机，通过硬盘录像机进行存储管理，且将模拟信号转换成数字信号，通过硬盘录像机后端的网口和局域网内的交换机等设备连接，于局域网内的电脑上通过访问硬盘录像机内的固定IP或于电脑上安装客户端软件，对前端设备进行访问，且通过授权对前端设备进行控制，参数修改，图像查见，录像下载下载等管理。如果软件功能足够强大的话，能够通过于电脑上安装客户端软件后，通过客户端中的解码上墙模块，对解码器进行管理和控制，使数字信号转换成模拟信号，且通过客户端里的管理工具，是前端图像显示于电视墙上面，且对电视墙显示的图像进行控制和管理。可是要考虑局域网的带宽和软件的兼容性。
2.3.模拟监控的广域网传输
广域网的视频监控，主要有依靠带有域名解析和端口映射功能的路由器，域名解析服务器或固定IP等访问方式，
路由器访问和域名解析服务器访问的工作原理是壹样的，通过前端摄像机采集图像后传至硬盘录像机，给硬盘录像机设置壹个局域网内的固定IP，且设置好端口，然后将硬盘录像机后端的网口通过网线连接至局域网内，于局域网内，将带有域名解析和端口映射功能路由器或域名解析服务器的域名解析功能运行（成本较低但不稳定），且
做好端口映射，这样于外网通过电脑访问所申请的域名，就能够对前端设备进行进行管理和查见（通过网通或电信的服务器运行域名解析和端口映射也能实现此功能，可是造价比较高，且且参数修改不方便）。固定IP访问，是将网通或电信申请的固定IP，直接做到设备中，然后于广域网内直接点击所申请的固定IP，对设备进行访问（系统稳定，效果好，但收费较高）。
3.网络摄像机的应用
什么是网络摄像机
网络摄像机就是拥有独立的IP地址和嵌入式的操作系统从而实现网络监控的智能化产品。它能够通过LAN、DSL连接或者是无线网络适配器直接连接到网络上。网络摄像机包括壹个镜头、光学过滤器、影像感应器、数字化压缩控制器以及嵌入式操作系统。新型的网络摄像机仍能够配备其它更高级的功能如动态监测功能。
3.1网络摄像机的优点：
广泛的讲，安防产业向IP网络的融合过程涉及很多因素，不仅仅限于下文中即将讨论到的网络摄像机和模拟摄像机所不同各个
方面。诸如系统性能、开放性、互操作性、灵活性、可持续发展性及网络连接性等因素，均是需要考虑的重要内容。
1.终结隔行扫描问题
模拟摄像机于高分辨率（4CIF）条件下均会遇到壹个非常突出的问题，即隔行扫描问题。这是因为模拟视频图像是由壹些行扫描信号所构成的，而每壹幅完整的图像又是由俩个隔行扫描的场信号所构
成，即便是将模拟信号连接到DVR上也是如此。这意味着我们见到的每壹幅图像均是由俩个采集时间不同的“半幅”图像合且而成的。
2.支持PoE技术，有效节约成本，提高系统可靠性
PoE（PoweroverEthernet），指的是通过以太网为网络设备提供电力的技术，由IEEE802.3af标准所规定，是IT行业的壹个成熟标准。PoE技术使网络设备能够通过同壹根以太网5类线同时接收数据和工作电力，实事证明该技术能够为用户节省大量的安装成本。这意味着用户不必为支持PoE功能的摄像机专门进行电源安装工作，而于模拟视频监视系统中，为模拟摄像机供电壹直以来均是壹个主要的工程难点，同时也是主要成本之壹。此外，支持PoE功能的网络摄像机仍能够和UPS不间断供电系统配合使用，实现电源的集中化管理，从而大大提高系统的可靠性，使网络摄像机能够于停电的情况下依然能够正常工作。
3.百万象素分辨率
由于受到NTSC/PAL规范的制约，模拟摄像机的最高分辨率壹直被限制于4CIF，大约相当于40万象素的样子。近年来，高分辨率电脑显示器和数字摄像机不断出现，最终用户也开始要求将图像分辨率提高到百万象素的级别，视频监视应用的最终用户同样也开始提出类似的要求。网络摄像机的最高分辨率能够达到百万象素甚至更高，因此能够提供更多的画面细节且覆盖更大的区域。高分辨率能够确保于安全事故发生时，能够从视频画面或监控录像中清晰的分辩肇事者的面部特征或者其搬运的物品，从而使用户不会浪费对于安全系统的投