1、安防技术培训 技术 部 20124.3 一 .视频监控（ CCTV） 二 .门 禁 四 .楼宇对讲 三 .防盗报警 1. 摄像机 2. 录像机 3. 配线 4. 监控外围设备 摄像机基础知识 摄像机分类 CCD摄像机选购 摄像机镜头概述 镜头选择计算 Sub title 1.摄 像 机 1.1 摄像机基础知识 摄像机是把光学图象信号转变为电信号，以便于存储或者传输。 当我们拍摄一个物体时，此物体上反射的光被摄像机镜头收集，使其聚焦在摄像器件的受光面（例如摄像管的靶面）上，再通过摄像器件把光转变为电能，即得到了 “ 视频信号 ” 。再经过各种电路进行处理和调整，最后得到的标准信号可以
2、送到录像机等记录媒介上记录下来，或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。 广义的摄像机太多了，本课程只涉及到监控摄像机，其成像技术发展历程： DSP/CMOS/CCD，目前主要是使用 CCD技术。 监控摄像机安全防范系统中，图像的生成当前主要是来自CCD摄像机， CCD是电荷耦合器件（ charge coupled deice)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化。 摄像机基础知识 摄像机分类 CCD摄像机选购 摄像机镜头概述 镜头选择计算 Sub title 1.摄 像 机 按成像色彩划分： (1)彩色摄像机： 适用于景物细部辨别，如辨别衣
3、着或景物的颜色。因有颜色而使 信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的 10倍。 (2)黑白摄像机： 是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视 景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。 按摄像机分辨率划分： (1)影像像素在 25万像素（ pixel）左右、彩色分辨率为 330线 、黑白分辨率 400线 左右的低档型。 (2)影像像素在 25万 38万之间、彩色分辨率为 420线 、黑白分辨率在 500线上下的 中档型 (3)影像在 38万点以上、彩色分辨率大于或等于 480线 、黑白分辨率， 600线以上 的高分辨率。 按摄像机灵敏度划分： (1)普通
4、型：正常工作所需照度为 131x (2)月光型：正常工作所需照度为 0.1x左右 (3)星光型：正常工作所需照度为 0.01x以下 (4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。 1.2 CCD摄像机分类 按摄像元件的 CCD靶面的大小划分： (1)1 in靶面尺寸为宽 12.7mmX高 9.6mm，对角线 16mm (2)2/3in靶面尺寸为宽 8.8mmX高 6.6mm，对角线 11mm (3)1/2in靶面尺寸为宽 6.4mmX高 4.8mm，对角线 8mm (4)1/3in靶面尺寸为宽 4.8mmX高 3.6mm，对角线 6mm (5)1/4in靶面尺寸为宽 3.2mmX高
5、 2.4mm，对角线 4mm (6)1/5in正在开发之中，尚未推出正式产品 按制式分： (1)PAL制式（中国） (2)NTSC制式（美国） 按外观分： (1)枪机 (2)球机（半球、全球、高速球） (3)一体机（红外、变倍） (4)针孔 (5)烟感、笔型摄像机 1.2 CCD摄像机分类 按视频信号： (1)模拟摄像机 (2)数字摄像机 (3)IP摄像机 按传输方式： (1)有线 (2)无线 摄像机基础知识 摄像机分类 CCD摄像机选购 摄像机镜头概述 镜头选择计算 Sub title 1.摄 像 机 1.3 CCD摄像机选购 1）确定色彩（黑白 /彩色） 2）确定分辨率（ 380-60
6、0/380-480 ） 3）成像灵敏度（即确定使用场合，光线强度） 4）电子快门（一般为自动） 5）外同步与外触发 6）光谱响应特性（摄像机对红外、紫外光的敏感性） 7） CCD芯片的尺寸 8）选择镜头 9）确定安装方式 摄像机基础知识 摄像机分类 CCD摄像机选购 摄像机镜头概述 镜头选择计算 Sub title 1.摄 像 机 1.4 摄像机镜头概述 镜头是摄像机的眼睛，如果摄像机没有镜头，将看不到任何图像。同时镜头也能满足一些特殊场合摄像要求，如长距离、大角度及清晰度等 镜头的分类 按外形功能 按尺寸大小 按光圈 按变焦类型 按焦距长矩 按安装 球面镜头 1” 25mm 自动光圈 电
7、动变焦 长焦距镜头 C 非球面镜头 2/3” 17mm 手动光圈 手动变焦 标准镜头 CS 针孔镜头 1/2” 3mm 固定光圈 固定焦距 广角镜头 鱼眼镜头 1/3” 8.5mm 1）以镜头安装分类： 所有的摄象机镜头均是螺纹口的， CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即安装座和安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。 C安装座： 从镜头安装基准面到焦点的距离是 17.526mm。 CS安装座： 特种安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是 12.5mm。如果要将一个安装座镜头安装到一个 CS安装座摄象机上时，则需要使用镜头转换器。
8、 ）以摄象机镜头规格分类 摄象机镜头规格应视摄象机的 CCD尺寸而定，两者应相对应。 摄象机的靶面大小为 /英寸时，镜头应选英寸。 摄象机的靶面大小为英寸时，镜头应选英寸。 摄象机的靶面大小为英寸时，镜头应选英寸。 如果镜头尺寸与摄象机靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。 3）镜头的种类 (根据应用场合分类 ) 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，焦距越长成像越大。 变倍镜头：也称
9、为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。 1.4 摄像机镜头概述 4）以镜头光圈分类 镜头有： 手动光圈（ manual iris）和自动光圈（ auto iris）之分，配合摄象机使用。 手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮度变化的场合。 自动光圈镜头有两类： 一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到透镜来控制镜头上的光圈，称为视频输入型； 另一类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光圈，称为输入型。 5）从镜头焦距上分 短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。 中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视的尺寸而定。 长焦距镜头：
10、因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离监视。 变焦距镜头：通常为电动式，可作广角、标准或远望等镜头使用。 1.4 摄像机镜头概述 摄像机基础知识 摄像机分类 CCD摄像机选购 摄像机镜头概述 镜头选择 Sub title 1.摄 像 机 焦距值的选择： 短焦距镜头： 适合于对大范围的全景监视； 长焦距镜头： 适合于对远距离的特写监视； 实际的焦距值可以根据下列公式进行估算。 估算后得出的焦距值和实际镜头产品相比较，并结合摄象机 CCD尺寸来确定实际使用镜头的型号。 设计中有关镜头的其它参数可以不用重点考虑，因为一旦焦距参数确定后，也就确定了镜头型号，对于某种品牌的镜头来说，其它参
11、数基本就由产品本身决定了。 在选择镜头时，有以下五个因素确定镜头标准： 1）监控现场的大小； 2）被摄物体的大小； 3）物距； 4）焦距； 5） CCD靶面尺寸 。 1.5 镜头选择计算 则选用 4.8 mm 的镜头即可。 附 CCD 靶面规格尺寸 (单位： mm) 例：某闭路监控工程中，用 1/3”的摄像机，摄像机安装在收银员的 2 米高的上方，需要监控制收银员 2 米宽的柜台情况，选用多少毫米的镜头？ 1.5 镜头选择实例 录像机概述 DVR NVR NVR vs. DVR 存储容量计算 Sub title 2.录 像 机 录像机就是供记录视频图像及伴音 ， 能存储视频信号 ，并且过
12、后可把它们重新放送到显示设备中的记录器 。CCTV录像机可分为： 1） 磁带式录像机 （ VCR） 即模拟视频磁带录像机 ， 采用传统的模拟视频进行直接录像 ， 不需要额外压缩和转换 ， 采用磁带录像 ， 故常常被称为磁带录像机 ， 也被称为 VCR。 录像机概述 用于监控系统的磁带录像机大多数都是长时间录像机 ， 指的是一盘 180分钟录像带可记录 8小时以上的监控图像 ， 长时间录像机按照录像时间分为： 24小时录像机 、 480小时录像机和 960小时录像机三种；按照制式分为 VHS模式和 S-VHS模式两种 。 2） 数字硬盘录像机 （ DVR） 它是一套进行图像存储处理的计算机系统
13、， 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一身 ， 用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能 。 3） 网络硬盘录像机 （ NVR） NVR是 DVR以后才出来的产品 ， NVR作为全网络化架构的全数字 IP视频监控系统 ，监控点设备与 NVR之间可以通过任意 IP网络互联 布线 。 录像机概述 DVR NVR NVR vs. DVR 存储容量计算 Sub title 2.录 像 机 目前市面上主流的 DVR采用的压缩技术有： MPEG-2、 MPEG-4、 M
14、-JPEG、 H.264， 而 MPEG-4、 H.264是国内最常见的压缩方式； 按压缩卡上分有软压缩 、 硬压缩两种 ， 软压受到 CPU的影响较大 ， 多半做不到全实 时显示和录像 ， 故逐渐被应压缩淘汰； 从摄像机输入路数上分为： 4路 、 8路 、 16路 、 32路等； 按系统结构可以分为两大类： PC式 DVR、 嵌入式 DVR。 DVR概述 1） PC式 DVR： 这种架构的 DVR以传统的 PC机为基本硬件 ， 以 Windows、 Linux为基本软件 ，配备图像采集或图像采集压缩卡 ， 编制软件成为一套完整的系统 。 分为： 工控机 PC DVR、 商用机 PC DVR、
15、 服务器 PC DVR。 2） 嵌入式 DVR： 就是基于嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统的嵌入式系统 ， 它采用专用芯片对图像进行压缩及解压回放 ， 嵌入式操作系统主要是完成整机的控制及管理 。 当前很多公司的嵌入 DVR方案都是基于 Philips公司提供的 TriMedia 1300和 pSOS操作系统 。 嵌入式处理器 有：摩托罗拉的 68K、 ColdFire、 860、 8260， ARM处理器 ， IBM的 PowerPC系列 ， TI的 DSP处理器 ， 常见的 MCS51单片机 。 嵌入式操作系统 有： WindRiver公司的 VxWorks、 pSOS， ATI公司的 N
16、ucleus， 微软的WinCE， 开放源码的嵌入 Linux等 。 1. 录像速度 对录像速率而言，其实所有的 DVR在实时状态下都是 30画面 / 秒或 60图场 / 秒（ NTSC格式），凡是超过此指标的广告宣传都是不切实际的。 2. 储存容量及备份 录像容量也是越大越好，但最重要的是要有接口连接外部数字储存设备，进行图象数据的备份，只有经常进行备份，才能保证有价值的图象能够被安全地保存下来，并方便进行传输。把几个月的图像都存在机器内置硬盘上是很不明智的，一旦机器损毁，所有资料都将完全丢失。 3. 图像清晰度 图像清晰度的高低直接反映了 DVR的品质，但是从技术原理上来说，清晰度越高，
17、占用的储存容量就越大。 4.操作简便与否 操作使用是否简便最终决定产品在实际应用中的适应性，越来越多的用户希望自己使用的设备最好按一个键就能完成所有功能。 DVR关键性能指标 录像机概述 DVR NVR NVR vs. DVR 存储容量计算 Sub title 2.录 像 机 NVR概述 在视频监控从模拟向数字化发展的进程中 ， DVR扮演了极其重要的角色 ， 可以说 ， DVR开创了一个数字监控时代 。 但 DVR作为数模混合产品 ， 又始终没有走出其半数字半模拟的尴尬境地 。 随着网络化技术的发展和信息化建设的深入，视频监控产业开始进入网络化时代，一些主流厂商开始推出 DVS（网络视频
18、服务器） 产品。但由于 DVS产品强大了网络功能，却降低了本地管理和控制能力，其显然无法涵盖 DVR的原有市场。 2007年开始，被称为 DVR的取代者 NVR（ Network Video Recorder） 概念被频繁提及。NVR其核心优势主要体现在网络化，该系统使用户能够通过 IP网络（ LAN/WAN/Internet）实现视频监控及视频图像的录制。 录像机概述 DVR NVR NVR vs. DVR 存储容量计算 Sub title 2.录 像 机 部署与扩容 传统嵌入式 DVR系统为模拟前端，监控点与中心 DVR之间采用模拟方式互联，因受到传输距离以及模拟信号损失的影响，监控点
19、的位置也存在很大的局限性，无法实现 高清 远程部署。而NVR作为全网络化架构的视频监控系统，监控点设备与 NVR之间可以通过任意 IP网络互联，因此，监控点可以位于网络的任意位置，不会受到地域的限制。 布线 因 DVR采用模拟前端，中心到每个监控点都需要布设 视频线、音频线、报警线、控制线、电源线 等诸多线路，稍不留神，哪条线出了问题还需一条一条进行人工排查，因此布线的工作量相当繁琐，并且，工程规模越大则工作量越大，布线成本也越高。对比 NVR，在 NVR系统中，中心点与监控点都 只需一条网线 即可进行连接，免去了上述包括视频线、音频线、电源线（ PoE）等在内的所有繁琐线路，成本的降低也就自
20、然而然了。 即插即用 长久以来，包括 NVR在内的网络产品，因罩着网络这层神秘面纱 要设 IP地址，要操作复杂的管理后台等等，一直让大部分工程商“敬而远之”，但现在，使用 NVR已经不必这样了，只需接上网线、打开电源，系统会自动搜索 IP前端、自动分配 IP地址、自动显示多画面，在安装设置上不说优于 DVR，但至少是旗鼓相当了。 NVR vs. DVR 录像存储 DVR受到用户欢迎的一个重要因素就是它拥有强大的录像、存储功能，但是这一性能的发挥仍旧受制于其模拟前端，即 DVR无法实现前端存储，一旦中心设备或线路出现故障，录像资料就无从获取了；而目前，市面上的 NVR产品及系统可以支持 中心存
21、储、前端存储 以及 客户端存储 三种存储方式，并能实现中心与前端互为备份，一旦因故导致中心不能录像时，系统会自动转由前端录像并存储；在存储的容量上， NVR也装置了大容量硬盘，并设硬盘接口、网络接口、USB接口，可满足海量的存储需求。 安全性 网络产品长期以来被认为有安全隐患，的确，在没有安全可靠的机制条件下，网络确实是一个多事之地，然而，在网络监控系统中，一旦通过使用 AES码流加密、用户认证 和 授权 等这些手段来确保安全，网络监控产品源于网络的安全隐忧就完全消除了，目前， NVR产品及系统已经可以实现这些保障；而相比之下， DVR模拟前端传输的音频、视频裸信号，没有任何加密机制，很容易被
22、非法截获，而一旦被截获则很轻易就被显示出来。 管理 NVR监控系统的全网管理应当说是其一大亮点，它能实现传输线路、传输网络以及所有 IP前端的全程监测和集中管理，包括设备状态的监测和参数的浏览；而 DVR同样又是因其中心到前端为模拟传输，从而无法实现传输线路以及前端设备的实时监测和集中管理，前端或线路有故障时，要查实具体原因非常不便。 NVR vs. DVR 录像机概述 DVR NVR NVR vs. DVR 存储容量计算 Sub title 2.录 像 机 回放分辨率（存储图像格式）： PAL（ 25帧 /秒）： QCIF 176 144， CIF 352 288， 2CIF 704 2
23、88， DCIF 528 384， 4CIF 704 288 D1 704 576 NTSC （ 30帧 /秒） ： QCIF 176 120， CIF 352 240， 2CIF 704 240， DCIF 528 320， 4CIF 704 288， D1 704 480。 提 示： QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF/D1是按清晰度从低到高排列的， 2和 4就是个倍数关系。 由于每个厂家的使用的码流技术不同，每帧图像容量也不一样，一般各厂家都有一个估算格式。 通用计算公式： 存储容量 =每帧的容量 x帧率 x监控点数 x录像天数 x小时数 x3600秒 厂家 实例： 若 DVR采用 CIF分辨率，通常每 1路的所需硬盘容量为 180MB250MB/小时，一般取 200MB/小时； D1的分辨率为 720MB1000MB/小时 /路，一般取 900MB/小时计算。 计算举例： 8路 CIF格式 24小时不间断录像 30天所需硬盘容量？ 8路 200M 24小时 30天 1024M = 1.125G (注： 1G = 1024M) 存储容量计算
