2 欢 迎 使 用 安 讯 士 网 络 视 频 技 术 手 册 随 着 标 准 视 频 系 统 的 发 展 以 及 在 网 络 技 术 数 字 成 像 和 智 能 摄 像 机 等 技 术 的 推 动 下, 安 全 监 控 和 远 程 监 控 水 平 得 到 了 空 前 的 提 高 和 发 展 网 络

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1 网 络 摄 像 机 技 术 手 册 成 功 部 署 基 于 IP 的 安 全 监 控 和 远 程 监 控 应 用 需 要 考 虑 的 技 术 及 要 素

2 2 欢 迎 使 用 安 讯 士 网 络 视 频 技 术 手 册 随 着 标 准 视 频 系 统 的 发 展 以 及 在 网 络 技 术 数 字 成 像 和 智 能 摄 像 机 等 技 术 的 推 动 下, 安 全 监 控 和 远 程 监 控 水 平 得 到 了 空 前 的 提 高 和 发 展 网 络 视 频 可 提 供 模 拟 视 频 的 全 部 功 能, 并 具 备 只 有 网 络 技 术 才 能 实 现 的 各 种 创 新 功 能 和 特 性 在 安 装 系 统 之 前, 您 需 要 考 虑 自 己 所 需 的 功 能 同 时, 还 必 须 考 虑 系 统 性 能 互 操 作 性 可 扩 展 性 灵 活 性 以 及 可 满 足 未 来 需 求 的 功 能 等 因 素 本 手 册 将 为 您 介 绍 上 述 各 种 因 素, 帮 助 您 确 定 最 佳 的 解 决 方 案, 以 便 充 分 利 用 网 络 视 频 技 术 的 强 大 功 能 网 络 视 频 领 域 的 领 导 者 安 讯 士 是 全 球 网 络 视 频 市 场 的 领 导 者 1996 年, 我 们 率 先 将 网 络 视 频 技 术 应 用 于 专 业 视 频 监 控 和 远 程 监 控, 推 出 全 球 首 款 网 络 摄 像 机 凭 借 二 十 多 年 来 从 事 网 络 技 术 积 累 的 丰 富 经 验 最 大 的 网 络 视 频 产 品 用 户 群 以 及 与 全 球 主 导 企 业 建 立 的 广 泛 合 作 关 系, 安 讯 士 已 成 为 网 络 视 频 系 统 的 首 选 合 作 伙 伴 灵 活 可 扩 展 的 解 决 方 案 安 讯 士 采 用 易 于 集 成 和 扩 展 的 开 放 的 技 术 标 准 提 供 各 种 网 络 视 频 解 决 方 案, 满 足 各 行 业 的 安 全 监 控 与 远 程 监 控 的 需 求 我 们 先 进 的 产 品 系 列 包 括 具 有 划 时 代 意 义 的 网 络 摄 像 机 支 持 经 济 高 效 地 迁 移 到 最 佳 网 络 视 频 技 术 的 视 频 编 码 器, 以 及 全 面 的 视 频 管 理 软 件 解 决 方 案 和 各 种 附 件

3 目 录 3 目 录 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 网 络 视 频 系 统 简 介 优 点 应 用 零 售 交 通 教 育 工 业 城 市 监 控 政 府 医 疗 保 健 银 行 与 金 融 14 网 络 摄 像 机 什 么 是 网 络 摄 像 机? 网 络 摄 像 机 类 型 固 定 网 络 摄 像 机 固 定 半 球 网 络 摄 像 机 PTZ 摄 像 机 与 PTZ 网 络 快 球 日 夜 两 用 型 网 络 摄 像 机 百 万 像 素 网 络 摄 像 机 选 择 网 络 摄 像 机 的 基 本 原 则 24 摄 像 机 要 素 感 光 度 镜 头 要 素 视 野 镜 头 与 传 感 器 匹 配 镜 头 座 标 准 F 值 与 曝 光 手 动 或 自 动 光 圈 景 深 图 像 传 感 器 CCD 技 术 CMOS 技 术 百 万 像 素 传 感 器 图 像 扫 描 技 术 隔 行 扫 描 逐 行 扫 描 图 像 处 理 背 光 补 偿 曝 光 区 宽 动 态 范 围 安 装 网 络 摄 像 机 38

4 4 目 录 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 通 用 摄 像 机 外 壳 透 明 护 罩 固 定 摄 像 机 在 防 护 罩 中 的 位 置 环 境 防 护 防 破 坏 摄 像 机 / 防 护 罩 设 计 安 装 摄 像 机 布 局 智 能 视 频 安 装 方 法 天 花 板 安 装 墙 壁 安 装 架 杆 安 装 悬 垂 安 装 44 视 频 编 码 器 什 么 是 视 频 编 码 器? 视 频 编 码 器 构 成 与 考 虑 因 素 事 件 管 理 与 智 能 视 频 独 立 式 视 频 编 码 器 机 架 式 视 频 编 码 器 视 频 编 码 器 支 持 PTZ 摄 像 机 和 PTZ 半 球 摄 像 机 去 隔 行 技 术 视 频 解 码 器 50 分 辨 率 NTSC 与 PAL 分 辨 率 VGA 分 辨 率 百 万 像 素 分 辨 率 高 清 电 视 (HDTV) 分 辨 率 54 视 频 压 缩 压 缩 基 本 原 理 视 频 编 解 码 器 图 像 压 缩 与 视 频 压 缩 压 缩 格 式 M-JPEG MPEG H.264 或 MPEG-4 Part 10/AVC 可 变 与 固 定 比 特 率 比 较 标 准 61 音 频 音 频 应 用 音 频 支 持 与 设 备 音 频 模 式 单 工 半 双 工 全 双 工 66

5 目 录 音 频 检 测 报 警 音 频 压 缩 采 样 频 率 比 特 率 音 频 编 解 码 器 音 频 与 视 频 同 步 67 网 络 技 术 局 域 网 与 以 太 网 以 太 网 类 型 交 换 机 以 太 网 供 电 互 联 网 IP 寻 址 网 络 视 频 数 据 传 输 协 议 VLAN 服 务 质 量 网 络 安 全 用 户 名 与 密 码 验 证 IP 地 址 过 滤 IEEE 802.1X HTTPS 或 SSL/TLS VPN( 虚 拟 专 网 ) 85 无 线 技 术 WLAN 标 准 WLAN 安 全 WEP( 有 线 等 效 加 密 ) WPA/WPA2(WiFi 保 护 访 问 ) 建 议 无 线 网 桥 89 视 频 管 理 系 统 硬 件 平 台 PC 服 务 器 平 台 NVR 平 台 软 件 平 台 购 置 功 能 Windows 客 户 端 软 件 基 于 Web 的 软 件 视 频 管 理 软 件 扩 展 能 力 开 放 式 与 特 定 供 应 商 软 件 系 统 功 能 观 看 多 流 视 频 记 录 记 录 与 存 储 事 件 管 理 与 智 能 视 频 维 护 与 管 理 功 能 安 全 103

6 6 目 录 11.4 集 成 系 统 应 用 编 程 接 口 销 售 点 进 出 控 制 建 筑 管 理 工 业 控 制 系 统 RFID 106 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 带 宽 与 存 储 计 算 带 宽 需 求 量 计 算 带 宽 需 求 量 基 于 服 务 器 存 储 NAS 与 SAN 备 份 存 储 系 统 配 置 113 工 具 与 资 源 115 安 讯 士 学 院 117 联 系 信 息 118

7 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 第 1 章 7 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 与 电 子 邮 件 网 络 服 务 和 计 算 机 电 话 集 成 等 其 他 通 信 方 式 一 样, 网 络 视 频 可 通 过 有 线 或 无 线 IP( 互 联 网 协 议 ) 网 络 传 输 数 字 视 频 流 和 音 频 流 以 及 其 他 数 据 可 通 过 同 一 网 络 基 础 架 构 进 行 通 信 网 络 视 频 可 以 为 用 户 ( 特 别 是 安 全 监 控 产 业 ) 带 来 大 量 优 于 传 统 模 拟 CCTV( 闭 路 电 视 ) 系 统 的 特 性 本 章 将 简 要 介 绍 网 络 视 频 及 其 优 点, 以 及 网 络 视 频 在 各 种 行 业 中 的 应 用 通 过 与 模 拟 视 频 监 控 系 统 的 比 较, 可 以 更 好 地 了 解 数 字 网 络 视 频 系 统 的 应 用 领 域 及 应 用 潜 力 1.1 网 络 视 频 系 统 简 介 在 安 保 行 业 中, 网 络 视 频 往 往 也 称 为 基 于 IP 视 频 监 控 或 IP 监 控, 它 采 用 有 线 或 无 线 IP 网 络 作 为 主 干 网 络 来 传 输 数 字 视 频 音 频 及 其 他 数 据 采 用 以 太 网 供 电 (PoE) 技 术, 可 以 通 过 网 络 为 网 络 视 频 产 品 供 电 网 络 视 频 系 统 可 通 过 网 络 随 处 监 控 和 记 录 视 频, 无 论 该 网 络 是 局 域 网 (LAN) 还 是 广 域 网 (WAN), 如 互 联 网 等

8 8 第1章 网络视频 简介 优点及应用 ᝬ ܢ Ꭹፎ Ϸ ࠑऐ ҨМࠈ I/O O AUDI OUT IN ᝬ ܢ ᮟᎃᆉ٧ PS1 NETWORK PS2 ACTIVITY FANS 0 - INTERNET Web เ ٧ Power-one FNP AC Hz LOOP IP ᆀ 4-2 A AC 0 - Power-one FNP 30 AXIS Q7900 Rack Hz 4-2 A AC POWER POWER AXIS Q7406 Video Encoder Blade AXIS Q7406 Video Encoder Blade ഴ Ϸ థWeb เ ٧ᄉ ኪ థ ᮟ ክ ᣃ ᄉ ኪ 图1.1a 网络视频系统由大量不同的组件构成 如网络摄像机 视频编码器和视频管理软件等 网络 存储器和服务器等其他组件 都是标准的 IT 设备 网络视频系统的主要构成包括网络摄像机 视频编码器 用于连接模拟摄像机 网络 服务 器与存储器以及视频管理软件等 由于网络摄像机和视频编码器是基于计算机的设备 因此其 性能是模拟CCTV摄像机无法比拟的 网络摄像机 视频编码器和视频管理软件是IP监控解决方案 的基础 网络 服务器和存储器等组件都是标准IT设备 能够使用通用设备是网络视频的主要优点之一 网络视频系统的其他组件包括摄像机防护罩 PoE中跨设备及分离器等附件 本文其他章节将更 深入地介绍网络视频系统的每一个组部件 1.2 优点 数字网络视频监控系统提供了模拟视频监控系统所不能提供的一系列优势和先进功能 其优点 包括远程访问 高质量图像 事件管理与智能视频功能 易于集成以及更高的可扩展性 灵活 性和经济高效性 > 远程访问 网络摄像机和视频编码器可进行远程配置和远程访问 多个授权用户可同时从全 球几乎所有的联网位置随时查看现场视频和记录的视频 这一优势体现在当用户需要第三方 机构 如保安公司 访问视频时 采用传统模拟CCTV系统 用户只能在特定现场位置监控和 管理视频 如果没有视频编码器或网络数字视频录像机 DVR 等设备 则无法实现异地访 问视频 DVR是替代盒式磁带录像机的数字产品

9 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 第 1 章 9 > 超 凡 的 图 像 质 量 : 在 视 频 监 控 应 用 领 域 中, 若 要 清 晰 地 捕 捉 事 件 发 生 的 过 程, 并 识 别 这 一 过 程 中 所 涉 及 的 人 物 和 目 标, 就 必 须 具 有 超 凡 的 图 像 质 量 凭 借 逐 行 扫 描 和 百 万 像 素 技 术, 网 络 摄 像 机 可 以 提 供 更 卓 越 的 图 像 质 量 以 及 更 高 的 分 辨 率, 这 是 模 拟 CCTV 摄 像 机 所 望 尘 莫 及 的 关 于 逐 行 扫 描 和 百 万 像 素 技 术 的 详 细 信 息, 请 参 见 第 2 第 3 和 第 6 章 与 模 拟 监 控 系 统 相 比, 网 络 视 频 系 统 可 以 更 轻 松 地 保 持 图 像 质 量 目 前, 以 DVR 作 为 记 录 介 质 的 模 拟 系 统, 需 要 进 行 经 过 大 量 的 从 多 次 模 拟 到 数 字 的 转 换 : 首 先, 模 拟 信 号 要 在 摄 像 机 中 转 换 为 数 字 信 号, 然 后 再 转 换 成 模 拟 信 号 进 行 传 输 时 又 要 转 换 回 模 拟 信 号 ; 在 中 心 之 后, 又 需 要 对 模 拟 信 号 进 行 数 字 化 才 能 进 行 记 录 每 次 模 拟 与 数 字 间 的 转 换, 以 及 布 线 距 离 都 会 造 成 中 心 所 获 图 像 质 量 的 下 降 和 信 号 的 衰 减 在 全 数 字 IP 监 控 系 统 中, 来 自 网 络 摄 像 机 的 图 像 只 需 进 行 一 次 数 字 化, 就 可 以 始 终 保 持 数 字 制 式, 而 不 必 反 复 进 行 无 谓 的 转 换, 而 且 图 像 质 量 也 不 会 随 着 网 络 传 输 距 离 的 延 长 而 下 降 此 外, 与 将 模 拟 图 像 存 储 到 模 拟 录 像 带 的 做 法 相 比, 数 字 图 像 将 会 更 易 于 存 储 和 检 索 > 事 件 管 理 与 智 能 视 频 : 录 制 的 视 频 资 料 过 多 而 没 时 间 进 行 应 有 的 有 效 分 析 是 很 普 遍 的 现 象 具 有 内 置 智 能 或 分 析 功 能 的 先 进 网 络 摄 像 机 和 视 频 编 码 器 能 够 减 少 无 关 记 录 的 数 量, 并 按 照 预 先 设 定 的 程 序 做 出 响 应, 从 而 有 效 地 解 决 了 这 一 问 题 然 而, 模 拟 系 统 并 不 具 备 这 样 的 功 能 安 讯 士 网 络 摄 像 机 和 视 频 编 码 器 内 置 了 视 频 移 动 侦 测 音 频 检 测 报 警 主 动 防 拆 卸 报 警 I/O( 输 入 / 输 出 ) 连 接 以 及 报 警 和 事 件 管 理 等 功 能 这 些 特 性 使 网 络 摄 像 机 和 视 频 编 码 器 能 够 对 输 入 的 信 息 进 行 持 续 分 析, 侦 测 事 件 是 否 发 生, 并 自 动 进 行 视 频 记 录 和 发 送 报 警 通 知 等 相 应 操 作, 对 事 件 做 出 响 应

10 10 第 1 章 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 图 1.2 a 通 过 网 络 摄 像 机 用 户 界 面 设 置 事 件 触 发 器 事 件 管 理 功 能 可 通 过 网 络 视 频 产 品 的 用 户 界 面 或 视 频 管 理 软 件 程 序 进 行 配 置 用 户 可 以 通 过 设 置 触 发 器 的 类 型 和 触 发 时 间 来 定 义 报 警 或 事 件 用 户 还 可 以 配 置 响 应 措 施 ( 例 如, 记 录 到 一 个 或 多 个 站 点, 无 论 是 用 于 本 地 和 / 或 异 地 安 全 监 控 ; 激 活 报 警 器 灯 光 和 门 等 外 部 设 备 ; 以 及 向 用 户 发 送 通 知 消 息 ) 关 于 视 频 管 理 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 11 章 > 可 满 足 未 来 需 求 的 轻 松 集 成 : 除 视 频 管 理 和 应 用 软 件 外, 基 于 开 放 标 准 的 网 络 视 频 产 品 还 可 以 与 计 算 机 和 基 于 以 太 网 的 信 息 系 统 音 频 或 安 全 系 统 以 及 其 他 网 络 设 备 轻 松 集 成 例 如, 可 将 网 络 摄 像 机 的 视 频 集 成 到 销 售 PoS 终 端 系 统 或 智 能 建 筑 系 统 中 关 于 集 成 系 统 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 11 章 > 可 扩 展 性 和 灵 活 性 : 网 络 视 频 系 统 可 根 据 用 户 的 需 要 进 行 扩 展 基 于 IP 的 系 统 使 大 量 网 络 摄 像 机 和 视 频 编 码 器 以 及 其 他 类 型 的 应 用, 能 够 通 过 同 一 个 有 线 或 无 线 网 络 传 输 数 据, 因 此 系 统 中 可 添 加 任 意 数 量 的 网 络 视 频 产 品, 而 不 必 对 网 络 基 础 架 构 进 行 大 量 改 造 或 高 成 本 的 改 造 模 拟 系 统 不 具 备 这 种 特 点 在 模 拟 视 频 系 统 中, 每 台 摄 像 机 必 须 通 过 专 用 的 同 轴 电 缆 直

11 3115 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 第 1 章 11 接 连 接 到 监 控 / 记 录 站 如 果 需 要 音 频 功 能, 还 必 须 单 独 连 接 音 频 线 网 络 视 频 产 品 几 乎 可 以 安 装 在 任 何 位 置, 并 几 乎 可 以 从 任 何 位 置 进 行 联 网, 而 且 系 统 可 以 根 据 需 要 调 整 其 开 放 或 封 闭 程 度 > 经 济 高 效 :IP 监 控 系 统 的 总 拥 有 成 本 一 般 低 于 传 统 模 拟 CCTV 系 统 企 业 中 往 往 已 部 署 了 用 于 支 持 其 他 应 用 的 IP 网 络 基 础 架 构, 因 此 网 络 视 频 应 用 完 全 可 以 直 接 利 用 现 有 的 基 础 架 构 与 模 拟 CCTV 系 统 的 传 统 同 轴 电 缆 和 光 纤 布 线 相 比, 采 用 基 于 IP 的 网 络 和 无 线 功 能 选 项 的 成 本 要 低 得 多 此 外, 数 字 视 频 流 可 通 过 各 种 可 互 操 作 的 基 础 架 构 在 全 球 范 围 内 传 输 由 于 后 端 应 用 和 存 储 运 行 在 符 合 行 业 标 准 的 基 于 开 放 系 统 的 服 务 器 上, 不 像 模 拟 CCTV 系 统 那 样 需 要 采 用 DVR 等 专 有 硬 件, 因 此 大 幅 降 低 了 管 理 和 设 备 成 本 不 仅 如 此, 网 络 视 频 系 统 还 可 以 采 用 以 太 网 供 电 技 术, 但 这 种 技 术 无 法 应 用 于 模 拟 视 频 系 统 以 太 网 供 电 (PoE) 技 术 可 通 过 支 持 以 太 网 供 电 的 交 换 机 或 中 跨 设 备, 利 用 传 输 数 据 的 同 一 条 以 太 网 线 缆 为 网 络 设 备 供 电 以 太 网 供 电 技 术 显 著 降 低 了 安 装 成 本, 并 且 可 以 提 高 系 统 可 靠 性 关 于 以 太 网 供 电 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 9 章 PoE PoE UPS PoE 图 1.2b 采 用 以 太 网 供 电 的 系 统

12 12 第 1 章 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 1.3 应 用 网 络 视 频 几 乎 可 以 用 于 任 何 应 用 不 过, 大 部 分 用 途 主 要 用 来 对 人 员 地 点 财 产 和 操 作 进 行 安 全 监 控 或 远 程 监 控 以 下 是 网 络 视 频 在 主 要 行 业 领 域 的 典 型 应 用 零 售 零 售 店 采 用 网 络 视 频 系 统 可 显 著 减 少 盗 窃 情 况 的 发 生, 加 强 人 员 安 全 保 护, 优 化 商 店 管 理 网 络 视 频 的 主 要 优 点 是 可 与 商 店 EAS( 电 子 商 品 监 控 ) 系 统 或 POS( 销 售 点 ) 系 统 集 成, 提 供 商 品 失 窃 等 相 关 活 动 的 图 像 和 记 录 系 统 可 以 快 速 检 测 潜 在 异 常 以 及 欺 诈 情 况 网 络 视 频 具 有 很 高 的 系 统 互 操 作 性, 可 以 加 快 投 资 回 报 速 度 网 络 视 频 还 可 以 用 来 观 察 商 店 中 客 流 量 最 大 的 商 品 区, 记 录 消 费 者 的 活 动 和 购 物 行 为, 从 而 优 化 店 面 或 展 示 布 局 同 时, 网 络 视 频 系 统 可 以 识 别 需 要 补 货 的 货 架, 或 出 现 收 银 排 队 时 加 开 收 银 机 的 需 要 交 通 教 育 网 络 视 频 可 用 来 加 强 机 场 公 路 火 车 站 和 其 他 交 通 枢 纽, 以 及 公 交 车 火 车 和 客 轮 等 移 动 交 通 工 具 的 人 员 安 全 和 治 安 保 障 网 络 视 频 还 可 以 用 于 监 控 交 通 状 况, 减 少 拥 堵, 提 高 通 行 效 率 许 多 交 通 领 域 必 须 采 用 高 质 量 图 像 ( 网 络 摄 像 机 可 通 过 逐 行 扫 描 技 术 实 现 ) 高 帧 速 和 长 时 间 存 储 的 最 佳 系 统 在 一 些 恶 劣 的 使 用 环 境 下, 如 公 交 车 和 火 车, 安 讯 士 可 提 供 耐 受 温 度 湿 度 灰 尘 振 动 及 破 坏 的 网 络 摄 像 机 从 幼 儿 园 到 大 学, 网 络 摄 像 机 可 以 提 供 耐 受 破 坏 的 监 控 系 统, 提 高 师 生 的 安 全 水 平 在 已 建 有 IT 基 础 架 构 的 教 育 机 构, 网 络 视 频 是 一 种 优 于 模 拟 系 统 的 经 济 高 效 的 解 决 方 案, 因 为 网 络 视 频 不 需 要 重 新 布 线 此 外, 网 络 摄 像 机 事 件 管 理 功 能 可 以 生 成 报 警, 为 保 安 人 员 采 取 相 应 措 施 提 供 准 确 实 时 的 图 像 网 络 视 频 还 可 以 用 于 远 程 教 学, 如 无 法 上 课 的 学 生

13 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 第 1 章 工 业 网 络 视 频 可 用 来 监 控 和 提 高 生 产 线 加 工 流 程 和 物 流 系 统 的 工 作 效 率, 保 证 仓 库 和 库 存 控 制 系 统 的 安 全 网 络 视 频 还 可 以 用 来 举 行 虚 拟 会 议, 获 得 远 程 技 术 支 持 城 市 监 控 网 络 视 频 是 制 止 犯 罪, 保 护 市 民 安 全 最 有 效 的 工 具 之 一, 可 用 于 检 查 和 防 范 刑 事 案 件 的 发 生 网 络 视 频 可 利 用 无 线 网 络 在 整 个 城 市 有 效 部 署 网 络 视 频 的 远 程 监 控 功 能 便 于 警 察 根 据 实 况 观 察 对 犯 罪 活 动 迅 速 做 出 响 应 政 府 网 络 视 频 是 制 止 犯 罪, 保 护 市 民 安 全 最 有 效 的 工 具 之 一, 可 用 于 检 查 和 防 范 刑 事 案 件 的 发 生 网 络 视 频 可 利 用 无 线 网 络 在 整 个 城 市 有 效 部 署 网 络 视 频 的 远 程 监 控 功 能 便 于 警 察 根 据 实 况 观 察 对 犯 罪 活 动 迅 速 做 出 响 应 医 疗 保 健 网 络 视 频 提 供 经 济 高 效 高 质 量 图 像 的 患 者 监 控 和 视 频 监 控 解 决 方 案, 有 助 于 加 强 工 作 人 员 患 者 探 视 者 以 及 设 施 的 安 全 保 护 例 如, 经 过 授 权 的 医 务 人 员 可 在 多 个 地 点 查 看 现 场 图 像 检 查 活 动 并 提 供 远 程 护 理

14 14 第 1 章 网 络 视 频 : 简 介 优 点 及 应 用 银 行 与 金 融 网 络 视 频 可 用 于 保 证 银 行 分 行 总 部 和 ATM( 自 动 柜 员 机 ) 的 安 全 长 期 进 行 监 控 且 大 部 分 设 备 仍 为 模 拟 系 统 的 银 行, 特 别 是 图 像 质 量 具 有 重 要 作 用, 希 望 方 便 地 通 过 智 能 监 控 图 像 识 别 人 员 的 银 行, 已 开 始 采 用 网 络 视 频 网 络 视 频 是 一 种 成 熟 的 技 术, 并 正 在 被 视 频 监 控 行 业 迅 速 用 来 以 IP 监 控 取 代 模 拟 系 统 有 关 成 功 案 例 的 信 息, 请 访 问 : success_stories/

15 网 络 摄 像 机 第 2 章 15 网 络 摄 像 机 网 络 摄 像 机 有 各 种 类 型, 用 以 满 足 不 同 需 求 本 章 介 绍 网 络 摄 像 机 及 其 类 型 同 时, 还 介 绍 了 日 夜 两 用 以 及 百 万 像 素 网 络 摄 像 机 的 信 息 本 章 结 束 部 分 提 供 摄 像 机 选 型 指 导 关 于 摄 像 机 构 成 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 3 章 2.1 什 么 是 网 络 摄 像 机? 网 络 摄 像 机 也 称 IP 摄 像 机, 是 一 种 摄 像 机 与 计 算 机 相 合 二 为 一 的 系 统 网 络 摄 像 机 的 主 要 部 件 包 括 镜 头 图 像 传 感 器 一 个 或 多 个 处 理 器 以 及 存 储 器 处 理 器 用 于 图 像 处 理 压 缩 视 频 分 析 和 网 络 化 功 能 存 储 器 用 于 保 存 网 络 摄 像 机 固 件 ( 计 算 机 程 序 ), 支 持 本 地 记 录 视 频 与 计 算 机 一 样, 网 络 摄 像 机 也 有 自 己 的 IP 地 址, 可 以 直 接 连 接 网 络, 部 署 在 网 络 连 接 的 任 意 位 置 与 web 摄 像 机 不 同, 这 种 摄 像 机 只 能 通 过 USB 或 IEEE 1394 端 口 连 接 个 人 计 算 机 (PC) 才 能 使 用, PC 必 须 安 装 软 件 网 络 摄 像 机 具 有 web 服 务 器 FTP( 文 件 传 输 协 议 ) 和 电 子 邮 件 功 能, 并 且 包 括 许 多 其 他 IP 网 络 和 安 全 协 议 LAN LAN/ PoE 图 2.1 网 络 摄 像 机 直 接 连 接 网 络

16 16 第 2 章 网 络 摄 像 机 网 络 摄 像 机 经 过 配 置 可 通 过 IP 网 络 发 送 视 频, 按 排 定 时 间 根 据 活 动 或 授 权 用 户 的 申 请 进 行 现 场 查 看 和 / 或 记 录 采 集 的 图 像 可 以 是 采 用 不 同 网 络 协 议 的 M-JPEG MPEG-4 或 H.264 视 频 流, 或 采 用 FTP 电 子 邮 件 或 HTTP( 超 文 本 传 输 协 议 ) 上 传 的 JPEG 图 像 关 于 视 频 压 缩 格 式 和 网 络 协 议 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 7 章 和 第 9 章 除 采 集 视 频 外, 安 讯 士 网 络 摄 像 机 还 具 有 事 件 管 理 和 智 能 视 频 功 能, 如 视 频 移 动 检 测 音 频 检 测 破 坏 报 警 和 自 动 跟 踪 大 部 分 网 络 摄 像 机 还 配 有 输 入 / 输 出 (I/O) 端 口, 用 以 连 接 传 感 器 和 中 继 器 等 外 部 设 备 其 他 功 能 还 包 括 音 频 功 能 和 内 置 以 太 网 供 电 (PoE) 支 持 安 讯 士 网 络 摄 像 机 还 支 持 高 级 安 全 和 网 络 管 理 功 能 图 2.1b 网 络 摄 像 机 正 面 和 背 面 2.2 网 络 摄 像 机 类 型 网 络 摄 像 机 可 分 为 室 内 或 室 内 室 外 两 种 类 型 室 外 网 络 摄 像 机 一 般 配 有 自 动 变 焦 镜 头, 可 调 节 图 像 传 感 器 的 进 光 量 除 非 装 有 保 护 壳, 室 外 摄 像 机 还 需 安 装 外 部 防 护 罩 室 内 摄 像 机 也 需 要 安 装 防 护 罩, 以 避 免 恶 劣 环 境 下 灰 尘 和 湿 度 的 影 响, 防 止 损 坏 或 有 意 破 坏 有 些 采 用 内 置 防 破 坏 设 计 的 摄 像 机 不 需 要 外 部 防 护 罩 关 于 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 4 章 无 论 用 于 室 内 或 室 外, 网 络 摄 像 机 还 可 以 进 一 步 分 为 固 定 网 络 摄 像 机 固 定 半 球 网 络 摄 像 机 PTZ 网 络 摄 像 机 和 PTZ 网 络 快 球 等 类 型

17 网 络 摄 像 机 第 2 章 固 定 网 络 摄 像 机 固 定 网 络 摄 像 机 可 配 置 固 定 或 变 焦 镜 头, 是 一 种 安 装 后 取 景 范 围 ( 正 常 / 长 焦 / 广 角 ) 固 定 的 摄 像 机 固 定 摄 像 机 是 一 种 传 统 类 型 的 摄 像 机, 可 以 清 楚 地 看 到 摄 像 机 的 安 装 位 置 及 其 拍 摄 方 向 这 种 摄 像 机 特 别 适 合 安 装 在 明 显 位 置 固 定 摄 像 机 一 般 可 以 更 换 镜 头, 可 采 用 防 护 罩 安 装 在 室 内 或 室 外 图 2.2a 固 定 网 络 摄 像 机, 包 括 无 线 和 百 万 像 素 产 品 固 定 半 球 网 络 摄 像 机 固 定 半 球 摄 像 机 也 称 微 型 半 球 摄 像 机, 是 一 种 预 装 在 小 型 半 球 防 护 罩 中 的 固 定 摄 像 机 这 种 摄 像 机 可 以 拍 摄 任 意 方 向, 其 主 要 优 点 是 镜 头 采 用 隐 蔽 式 设 计, 实 际 上 很 难 看 出 摄 像 机 镜 头 方 向 这 种 摄 像 机 也 可 防 止 蓄 意 破 坏 固 定 半 球 摄 像 机 的 一 大 局 限 是 不 便 更 换 镜 头, 即 使 是 可 拆 卸 镜 头, 选 择 镜 头 受 半 球 防 护 罩 内 部 空 间 的 限 制 为 克 服 此 缺 陷, 可 采 用 变 焦 镜 头 调 整 摄 像 机 取 景 范 围 安 讯 士 固 定 半 球 摄 像 机 配 有 不 同 类 型 的 外 壳 用 于 户 外 安 装, 如 防 破 坏 外 壳 和 / 或 安 全 等 级 达 到 IP66 的 防 护 壳 不 需 要 加 装 外 部 防 护 罩 这 种 摄 像 机 一 般 安 装 在 墙 壁 或 天 花 板 上 图 2.2b 固 定 半 球 网 络 摄 像 机 自 左 至 右 分 别 为 :AXIS 209FD 和 AXIS 216FD( 提 供 恶 劣 环 境 应 用 版 和 百 万 像 素 版 ),AXIS P3301 和 AXIS 225FD

18 18 第 2 章 网 络 摄 像 机 PTZ 摄 像 机 和 PTZ 网 络 快 球 PTZ 摄 像 机 或 PTZ 半 球 摄 像 机 可 根 据 拍 摄 区 域 或 对 象 手 动 或 自 动 旋 转 俯 仰 和 缩 放 所 有 PTZ 命 令 通 过 传 输 视 频 流 的 同 一 网 线 传 送, 不 必 安 装 模 拟 PTZ 摄 像 机 使 用 的 RS-485 导 线 PTZ 摄 像 机 或 PTZ 网 络 快 球 的 部 分 功 能 包 括 : > 电 子 稳 像 (EIS) 户 外 安 装 时, 缩 放 倍 数 在 20 倍 以 上 的 PTZ 网 络 快 球 对 交 通 或 风 力 产 生 的 振 动 和 移 动 十 分 敏 感 EIS 功 能 有 助 于 减 少 振 动 对 图 像 的 影 响 除 获 得 更 加 有 效 的 视 频 图 像 外,EIS 还 可 以 通 过 压 缩 图 像 减 小 文 件 大 小, 节 省 可 用 存 储 空 间 > 隐 密 保 护 隐 密 保 护 功 能 通 过 遮 挡 避 免 看 到 或 记 录 场 面 中 的 部 分 区 域, 各 种 网 络 视 频 产 品 均 可 配 置 这 种 功 能 PTZ 摄 像 机 或 PTZ 网 络 快 球 可 在 摄 像 机 改 变 取 景 时 保 持 隐 密 保 护, 因 为 隐 密 区 可 随 着 调 整 系 统 一 起 移 动 图 2.2c 利 用 内 置 隐 密 保 护 ( 图 像 中 的 灰 块 部 分 ), 摄 像 机 可 以 保 证 监 控 中 看 不 到 隐 密 部 分

19 网 络 摄 像 机 第 2 章 19 > 预 设 位 置 许 多 PTZ 摄 像 机 和 PTZ 网 络 快 球 可 以 预 设 大 量 位 置, 一 般 在 20 到 100 之 间, 摄 像 机 设 定 预 设 位 置 后, 操 作 者 可 快 速 地 由 一 个 位 置 移 至 下 一 个 位 置 > 电 子 翻 转 PTZ 网 络 快 球 装 在 天 花 板 上 对 人 员 进 行 监 控 时 ( 例 如 在 零 售 店 中 ), 会 出 现 人 员 恰 好 位 于 摄 像 机 下 方 的 情 况 没 有 电 子 翻 转 (E-flip) 功 能, 人 员 跟 踪 显 示 倒 立 图 像 这 时,E-flip 电 子 翻 转 功 能 可 将 图 像 旋 转 180 度 这 个 功 能 自 动 执 行, 不 需 要 操 作 者 控 制 > 自 动 翻 转 与 PTZ 网 络 快 球 不 同, 由 于 受 机 械 定 位 的 限 制 无 法 做 连 续 圆 周 运 动,PTZ 摄 像 机 一 般 不 能 连 续 360 度 全 方 位 旋 转 拍 摄 而 采 用 自 动 翻 转 功 能,PTZ 网 络 摄 像 机 可 在 零 点 位 置 180 度 翻 转 摄 像 头 连 续 旋 转 拍 摄 摄 像 机 可 连 续 跟 踪 任 意 方 向 经 过 的 人 员 > 自 动 跟 踪 自 动 跟 踪 是 一 种 智 能 视 频 功 能, 可 以 检 测 移 动 中 的 人 员 或 车 辆, 在 摄 像 机 的 视 距 范 围 内 进 行 跟 踪 在 需 要 注 意 偶 然 出 现 的 人 员 或 车 辆 的 无 人 区 视 频 监 控 场 合, 自 动 跟 踪 功 能 非 常 实 用 由 于 监 控 场 景 中 只 需 少 量 摄 像 机, 因 此 这 一 功 能 可 显 著 降 低 监 控 成 本 而 且,PTZ 摄 像 机 或 PTZ 网 络 快 球 仅 对 监 控 场 合 中 的 活 动 进 行 记 录, 从 而 提 高 了 解 决 方 案 的 经 济 效 益 尽 管 PTZ 摄 像 机 和 PTZ 网 络 快 球 功 能 相 似, 但 仍 存 在 以 下 差 别 : > 受 机 械 定 位 限 制,PTZ 网 络 摄 像 机 不 能 连 续 360 度 全 方 位 旋 转 拍 摄 这 意 味 着, 摄 像 机 不 能 围 绕 摄 像 机 连 续 进 行 人 员 跟 踪 配 有 自 动 翻 转 功 能 的 PTZ 摄 像 机 除 外 例 如,AXIS 215 PTZ 网 络 摄 像 机 > 摄 像 机 由 一 个 预 设 位 置 移 到 下 一 位 置 时,PTZ 网 络 摄 像 机 不 能 连 续 自 动 操 作, 即 不 能 进 行 巡 查 以 下 章 节 详 细 介 绍 机 械 式 和 非 机 械 式 PTZ 网 络 摄 像 机, 以 及 PTZ 网 络 快 球

20 20 第 2 章 网 络 摄 像 机 机 械 式 PTZ 网 络 摄 像 机 机 械 式 PTZ 摄 像 机 主 要 用 于 室 内 以 及 有 操 作 人 员 的 场 合 PTZ 摄 像 机 光 学 变 焦 一 般 为 10 倍 到 26 倍 PTZ 摄 像 机 可 安 装 在 天 花 板 或 墙 壁 上 图 2.2d PTZ 网 络 摄 像 机 自 左 至 右 :AXIS 212 PTZ-V( 非 机 械 式 ),AXIS 213 PTZ,AXIS 214 PTZ 和 AXIS 215 PTZ 非 机 械 式 PTZ 网 络 摄 像 机 非 机 械 式 PTZ 网 络 摄 像 机 ( 如 AXIS 212 PTZ) 及 其 防 破 坏 版 具 有 旋 转 俯 仰 和 缩 放 功 能, 不 需 要 移 动 部 件, 因 此 不 存 在 设 备 磨 损 采 用 广 角 镜 时, 取 景 范 围 大 于 机 械 式 PTZ 网 络 摄 像 机 图 2.2e 非 机 械 式 PTZ 网 络 摄 像 机 拍 摄 的 图 像 左 图 为 VGA 分 辨 率 140 度 全 景 图 右 图 为 3 倍 放 大 图 非 机 械 式 PTZ 摄 像 机 采 用 百 万 像 素 图 像 传 感 器, 操 作 者 可 立 即 放 大 场 景 中 的 局 部 图 像, 图 像 分 辨 率 不 会 受 到 任 何 影 响 这 样 可 以 显 示 VGA 分 辨 率 (640x480 pixels) 全 景, 摄 像 机 甚 至 可 以 采 集 更 高 分 辨 率 的 图 像 全 景 图 像 局 部 放 大 时, 摄 像 机 采 用 原 有 百 万 像 素 分 辨 率 显 示 VGA 分 辨 率 的 1:1 图 像 给 出 的 特 写 图 像 细 节 更 加 清 晰 并 保 持 原 有 锐 度 采 用 一 般 数 字 放 大 技 术, 放 大 图 像 往 往 缺 失 细 节, 锐 度 也 会 受 到 影 响 非 机 械 式 PTZ 摄 像 机 适 合 用 于 隐 蔽 式 墙 壁 安 装

21 网 络 摄 像 机 第 2 章 21 PTZ 网 络 快 球 PTZ 网 络 快 球 具 有 更 加 灵 活 的 旋 转 俯 仰 和 缩 放 功 能, 可 以 覆 盖 广 泛 区 域 这 类 摄 像 机 可 进 行 360 度 连 续 旋 转, 俯 仰 角 一 般 可 以 达 到 180 度 由 于 具 有 设 计 安 装 ( 特 别 是 天 花 板 吊 装 ) 和 难 以 观 察 摄 像 机 视 角 ( 半 球 护 罩 可 以 透 明 或 半 透 明 ) 的 特 点,PTZ 网 络 快 球 适 合 用 于 隐 蔽 安 装 PTZ 网 络 快 球 具 有 很 高 的 机 械 强 度, 支 持 巡 查 模 式 下 连 续 工 作, 摄 像 机 还 可 以 按 预 定 顺 序 或 随 机 方 式, 由 一 个 位 置 自 动 移 至 下 一 个 预 设 位 置 一 般 可 设 置 20 次 巡 查, 在 一 天 的 不 同 时 间 启 动 巡 查 模 式 下, 一 台 PTZ 半 球 网 络 摄 像 机 可 以 覆 盖 10 台 固 定 网 络 摄 像 机 监 控 的 区 域 其 主 要 缺 点 是, 在 给 定 的 任 意 时 间 内 只 能 监 控 一 个 位 置, 其 他 九 个 位 置 处 于 非 监 控 状 态 PTZ 网 络 快 球 的 光 学 变 焦 一 般 为 10 倍 到 35 倍 PTZ 网 络 快 球 适 合 用 于 有 操 作 人 员 的 场 合 室 内 使 用 时, 这 种 摄 像 机 通 常 安 装 在 天 花 板, 在 户 外 安 装 时, 则 安 装 在 架 杆 或 建 筑 物 墙 壁 上 图 2.2f PTZ 网 络 快 球 自 左 至 右 :AXIS 231D+,AXIS 232D+,AXIS 233D 2.3 日 夜 两 用 型 网 络 摄 像 机 包 括 固 定 固 定 半 球 PTZ 和 PTZ 网 络 快 球, 所 有 类 型 的 网 络 摄 像 机 都 具 有 日 夜 两 用 功 能 日 夜 两 用 摄 像 机 可 用 于 室 外 安 装, 或 照 明 条 件 较 差 的 室 内 环 境 日 夜 两 用 彩 色 网 络 摄 像 机 可 在 白 天 提 供 彩 色 图 像 当 光 线 低 于 某 个 级 别 时, 摄 像 机 可 自 动 切 换 到 夜 间 模 式, 利 用 近 红 外 光 (IR) 给 出 高 质 量 黑 白 图 像

22 22 第 2 章 网 络 摄 像 机 近 红 外 光 波 长 为 700 至 1000 纳 米 (nm), 肉 眼 看 不 到 但 大 部 分 摄 像 机 传 感 器 可 以 检 测 并 利 用 近 红 外 光 白 天, 日 夜 两 用 摄 像 机 采 用 红 外 线 阻 止 滤 镜 滤 除 红 外 光 可 避 免 肉 眼 看 到 的 图 像 颜 色 失 真 夜 间 ( 黑 白 ) 模 式 时, 取 下 摄 像 机 红 外 线 阻 止 滤 镜, 摄 像 机 感 光 度 可 降 低 到 0.001lux 以 下 图 2.3a 图 像 传 感 器 可 视 光 与 近 红 外 光 响 应 图 近 红 外 光 波 长 为 700 至 1000 纳 米 图 2.3b 位 置 左 图, 日 夜 两 用 型 网 络 摄 像 机 中 的 红 外 线 阻 止 滤 镜 ; 中 图, 红 外 线 阻 止 滤 镜 白 天 的 位 置 ; 右 图, 红 外 线 阻 止 滤 镜 夜 间 的

23 网 络 摄 像 机 第 2 章 23 日 夜 两 用 摄 像 机 用 于 人 造 光 源 使 用 受 到 限 制 的 环 境, 包 括 低 亮 度 状 态 下 的 视 频 监 控 隐 蔽 监 控 以 及 隐 藏 监 控 等 例 如, 夜 间 明 亮 照 明 会 干 扰 司 机 的 交 通 监 控 日 夜 两 用 摄 像 机 也 可 以 结 合 红 外 照 明 器 (IR) 提 供 近 红 外 光, 进 一 步 提 高 摄 像 机 在 低 亮 度 或 夜 间 条 件 下 的 视 频 质 量 关 于 红 外 照 明 器 的 更 多 信 息, 请 访 问 安 讯 士 网 站 : cam_irillum 图 2.3c 左 图 为 未 采 用 红 外 照 明 器 的 图 像 ; 右 图 为 采 用 红 外 照 明 器 的 图 像 2.4 百 万 像 素 网 络 摄 像 机 安 讯 士 固 定 摄 像 机 和 固 定 半 球 摄 像 机 中 的 百 万 像 素 网 络 摄 像 机 配 有 百 万 像 素 图 像 传 感 器, 图 像 质 量 可 达 100 万 以 上 像 素 这 至 少 是 模 拟 摄 像 机 像 素 分 辨 率 的 两 倍 百 万 像 素 固 定 网 络 摄 像 机 有 两 种 使 用 方 法 : 观 看 者 查 看 高 分 辨 率 图 像 中 的 细 微 情 景, 以 便 于 识 别 人 员 和 目 标 ; 或 者, 在 图 像 分 辨 率 保 持 与 非 百 万 像 素 摄 像 机 相 同 的 情 况 下, 用 来 覆 盖 更 大 的 场 景 目 前 百 万 像 素 摄 像 机 的 感 光 度 一 般 低 于 非 百 万 像 素 网 络 摄 像 机 百 万 像 素 摄 像 机 生 成 高 分 辨 率 视 频 流 也 对 网 络 带 宽 和 记 录 的 存 储 空 间 提 出 更 高 要 求, 尽 管 采 用 H.264 视 频 压 缩 标 准 会 对 此 有 所 缓 解 关 于 H.264 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 7 章

24 24 第 2 章 网 络 摄 像 机 2.5 选 择 网 络 摄 像 机 的 基 本 准 则 网 络 摄 像 机 种 类 多 种 多 样, 最 好 掌 握 一 些 选 择 网 络 摄 像 机 的 基 本 准 则 > 确 定 监 控 目 标 : 一 般 观 察 还 是 细 微 识 别 一 般 观 察 图 像 旨 在 大 致 了 解 整 个 场 景, 或 观 察 人 员 的 一 般 流 动 情 况 细 微 图 像 对 于 识 别 人 员 或 目 标 是 十 分 重 要 的 ( 例 如, 面 孔 或 证 件 识 别, 销 售 点 监 控 ) 监 控 目 标 决 定 取 景 范 围 摄 像 机 位 置 及 所 需 的 摄 像 机 类 型 关 于 镜 头 的 更 多 信 息, 参 见 第 3 章 > 覆 盖 范 围 针 对 给 定 地 点, 确 定 关 注 的 区 域 数 量, 覆 盖 的 区 域 范 围, 各 区 域 的 位 置 彼 此 相 近 还 是 相 对 独 立 区 域 决 定 摄 像 机 类 型 以 及 需 要 使 用 的 摄 像 机 数 量 - 百 万 像 素 还 是 非 百 万 像 素 例 如, 两 个 监 控 区 域 面 积 较 小, 彼 此 之 间 相 距 较 近, 这 时 应 采 用 一 台 百 万 像 素 摄 像 机 配 广 角 镜 头, 而 不 是 使 用 两 台 非 百 万 像 素 摄 像 机 - 固 定 还 是 PTZ ( 下 面 所 述 固 定 摄 像 机 也 指 固 定 半 球 摄 像 机,PTZ 摄 像 机 也 指 PTZ 网 络 快 球 ) 一 个 区 域 可 由 多 台 固 定 摄 像 机 监 控, 也 可 以 采 用 少 量 PTZ 摄 像 机 监 控 需 要 考 虑 的 因 素 是, 配 有 变 焦 功 能 的 PTZ 摄 像 机 可 以 提 供 细 微 图 像, 观 察 的 区 域 面 积 比 较 大 不 过,PTZ 摄 像 机 每 次 只 能 简 略 查 看 监 控 区 域 的 中 一 部 分, 而 固 定 摄 像 机 始 终 提 供 监 控 区 域 的 全 景 图 像 为 充 分 利 用 PTZ 摄 像 机 的 功 能, 需 要 操 作 者 控 制 或 设 置 自 动 巡 查 > 室 内 还 是 室 外 环 境 - 感 光 度 和 照 明 要 求 室 外 环 境 下 应 考 虑 采 用 日 夜 两 用 摄 像 机 需 要 考 虑 摄 像 机 的 感 光 度, 以 及 是 否 需 要 增 加 照 明 或 采 用 专 用 光 源, 如 红 外 线 灯 请 注 意, 网 络 摄 像 机 的 流 明 测 量 在 不 同 网 络 视 频 产 品 供 应 商 之 前 没 有 可 比 性, 因 为 目 前 尚 没 有 测 量 感 光 度 的 工 业 标 准 - 防 护 罩 如 果 摄 像 机 安 装 在 户 外 或 需 要 防 尘 防 湿 或 防 破 坏 的 环 境 下 应 采 用 防 护 罩 关 于 防 护 罩 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 4 章 > 公 开 或 隐 蔽 监 控 除 有 助 于 选 择 防 护 罩 和 安 装 方 法 外, 这 还 将 有 助 于 选 择 可 采 用 非 隐 蔽 或 隐 蔽 安 装 的 摄 像 机

25 网 络 摄 像 机 第 2 章 25 其 他 需 要 考 虑 的 摄 像 机 重 要 功 能 因 素 包 括 : > 图 像 质 量 图 像 质 量 是 任 何 摄 像 机 最 重 要 的 一 个 方 面, 且 很 难 量 化 并 加 以 测 量 确 定 图 像 质 量 最 好 的 方 法 是 安 装 不 同 的 摄 像 机 观 察 视 频 效 果 如 果 优 先 考 虑 清 晰 捕 捉 移 动 目 标, 网 络 摄 像 机 采 用 逐 行 扫 描 技 术 是 十 分 重 要 的 关 于 逐 行 扫 描 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 3 章 > 分 辨 率 要 求 图 像 细 节 清 晰 的 应 用, 最 好 采 用 百 万 像 素 摄 像 机 关 于 百 万 像 素 分 辨 率 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 6 章 > 压 缩 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 支 持 H.264 MPEG-4 和 M-JPEG 三 种 视 频 压 缩 标 准 H.264 是 最 新 标 准, 可 以 最 大 限 度 节 省 带 宽 和 存 储 空 间 关 于 视 频 压 缩 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 7 章 > 音 频 如 果 需 要 音 频 功 能, 应 考 虑 采 用 单 路 还 是 双 路 音 频 安 讯 士 网 络 摄 像 机 提 供 音 频 支 持, 配 有 内 置 麦 克 风 / 外 接 麦 克 风 及 扬 声 器 输 入, 或 外 接 扬 声 器 线 路 输 出 关 于 音 频 功 能 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 8 章 > 事 件 管 理 与 智 能 视 频 事 件 管 理 功 能 往 往 采 用 事 件 管 理 软 件 程 序 进 行 配 置, 由 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 的 输 入 / 输 出 端 口 和 智 能 视 频 功 能 加 以 支 持 视 频 基 于 事 件 触 发 器 通 过 网 络 视 频 产 品 的 输 入 端 口 和 智 能 视 频 功 能 进 行 记 录, 节 省 带 宽 和 存 储 空 间, 除 非 发 生 报 警 / 事 件, 不 必 对 所 有 摄 像 机 进 行 现 场 监 控, 因 此 操 作 人 员 可 以 监 控 更 多 的 摄 像 机 关 于 事 件 管 理 功 能 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 11 章 > 网 络 功 能 考 虑 因 素 包 括 PoE 对 视 频 流 加 密 后 再 通 过 网 络 传 输 的 HTTPS 加 密 允 许 或 拒 绝 访 问 定 义 IP 地 址 的 IP 地 址 过 滤 控 制 网 络 访 问 的 IEEE802.1X IPv6 以 及 无 线 功 能 关 于 网 络 和 安 全 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 9 章 > 开 放 式 接 口 与 应 用 软 件 采 用 开 放 式 接 口 的 网 络 视 频 产 品 便 于 集 成 其 他 系 统 同 时, 支 持 产 品 合 理 选 择 应 用 软 件 和 管 理 软 件, 易 于 安 装 和 升 级 网 络 视 频 产 品 也 是 十 分 重 要 的 安 讯 士 产 品 由 自 主 开 发 的 视 频 管 理 软 件, 以 及 550 多 家 应 用 开 发 伙 伴 的 各 种 视 频 管 理 软 件 解 决 方 案 提 供 支 持 关 于 视 频 管 理 系 统 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 11 章

26 26 第 2 章 网 络 摄 像 机 除 网 络 摄 像 机 外, 另 一 个 重 要 考 虑 因 素 是 选 择 网 络 视 频 产 品 供 应 商 由 于 工 程 可 能 的 扩 展 和 调 整, 因 此 应 从 合 作 伙 伴 的 角 度 来 考 虑 供 应 商 也 就 是 说, 选 择 能 够 提 供 全 线 网 络 视 频 产 品 和 附 件, 满 足 当 前 及 今 后 需 求 的 供 应 商 是 十 分 重 要 的 供 应 商 还 应 具 备 创 新 支 持 升 级 和 产 品 的 长 期 发 展 路 线 图 确 定 所 需 摄 像 机 之 后, 最 好 先 买 一 台 进 行 质 量 测 试, 然 后 再 下 批 量 订 单

27 摄 像 机 要 素 第 3 章 27 摄 像 机 要 素 影 响 图 像 质 量 和 取 景 的 摄 像 机 要 素 很 多, 因 此 选 择 网 络 摄 像 机 时 有 必 要 了 解 这 些 要 素 其 中 包 括 摄 像 机 感 光 度 镜 头 类 型 图 像 传 感 器 类 型 扫 描 技 术 以 及 图 像 处 理 功 能 等 本 章 将 讨 论 这 些 要 素, 并 在 结 束 部 分 介 绍 一 些 系 统 安 装 的 基 本 考 虑 原 则 3.1 感 光 度 网 络 摄 像 机 感 光 度 一 般 以 勒 克 斯 (lux) 为 单 位, 表 示 摄 像 机 看 到 可 用 图 像 所 需 照 明 度 勒 克 斯 指 标 越 低, 摄 像 机 感 光 度 越 好 通 常, 物 体 照 度 至 少 达 到 200 lux 才 能 获 得 质 量 良 好 的 图 像 一 般 情 况 下, 物 体 光 线 越 亮, 图 像 越 清 楚 光 线 过 差 难 以 聚 焦, 图 像 模 糊 和 / 或 昏 暗 为 在 昏 暗 光 线 条 件 下 拍 摄 质 量 良 好 的 图 像, 日 夜 两 用 摄 像 机 需 采 用 近 红 外 光 关 于 日 夜 两 用 摄 像 机 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 2 章 不 同 光 线 条 件 照 度 不 同 许 多 自 然 场 景 的 照 度 相 当 复 杂, 场 景 中 阴 影 和 高 亮 不 同 部 分 的 勒 克 斯 读 数 是 不 一 样 的 因 此, 有 必 要 注 意, 一 个 勒 克 斯 读 数 并 不 能 表 示 整 个 场 景 的 光 线 条 件 照 度 照 明 条 件 100,000 lux 强 阳 光 10,000 lux 晴 朗 日 光 500 lux 办 公 室 照 明 100 lux 光 线 差 的 房 间 表 3.1a 不 同 照 度 举 例

28 28 第 3 章 摄 像 机 要 素 许 多 制 造 商 规 定 了 网 络 摄 像 机 看 到 可 用 图 像 所 需 的 最 低 照 度 尽 管 这 些 技 术 指 标 有 助 于 比 较 同 一 厂 家 摄 像 机 之 间 的 感 光 度, 但 却 不 能 用 根 据 这 些 数 据 比 较 不 同 厂 家 的 摄 像 机 这 是 因 为 不 同 制 造 商 评 估 可 用 图 像 的 方 法 不 同, 采 用 的 标 准 也 不 一 样 为 正 确 对 比 两 台 不 同 摄 像 机 昏 暗 光 线 下 的 性 能, 可 将 摄 像 机 放 在 一 起 观 看 昏 暗 光 线 下 的 拍 摄 效 果 3.2 镜 头 要 素 网 络 摄 像 机 镜 头 组 合 具 有 多 种 功 能, 包 括 : > 决 定 视 野, 即 决 定 取 景 范 围 以 及 细 节 拍 摄 的 清 晰 程 度 > 控 制 图 像 传 感 器 进 光 量, 使 图 像 正 确 曝 光 > 通 过 调 整 镜 头 组 合 中 的 组 件, 或 镜 头 总 成 与 图 像 传 感 器 之 间 的 距 离 聚 焦 视 野 视 野 是 选 择 摄 像 机 时 需 要 考 虑 的 因 素 之 一, 即 拍 摄 的 取 景 范 围 及 细 节 的 清 晰 程 度 视 野 由 镜 头 焦 距 和 图 像 传 感 器 尺 寸 决 定, 网 络 摄 像 机 数 据 手 册 中 规 定 了 这 两 个 指 标 镜 头 焦 距 指 主 镜 头 ( 或 复 杂 镜 头 总 成 中 的 特 定 点 ) 与 所 有 光 线 聚 集 到 一 点 ( 通 常 为 摄 像 机 的 图 像 传 感 器 ) 之 间 的 距 离 焦 距 越 长, 视 野 越 窄 旋 转 镜 头 计 算 器 或 在 线 镜 头 计 算 器 ( 是 确 定 拍 摄 视 野 所 需 焦 距 的 镜 头 最 快 速 的 方 法, 安 讯 士 提 供 这 两 种 工 具 计 算 时, 还 必 须 结 合 网 络 摄 像 机 图 像 传 感 器 的 尺 寸, 一 般 为 1/4 1/3 1/2 和 2/3 ( 采 用 镜 头 计 算 器 的 缺 点 是, 不 能 考 虑 镜 头 可 能 出 现 的 几 何 形 状 变 形 )

29 摄 像 机 要 素 第 3 章 29 视 野 分 为 三 类 : > 普 通 视 野 : 与 肉 眼 的 视 野 相 同 > 长 焦 视 野 : 场 面 较 窄, 画 面 细 节 一 般 比 肉 眼 识 别 更 加 清 晰 当 监 控 目 标 较 少 或 距 摄 像 机 较 远 时, 采 用 长 焦 镜 头 长 焦 镜 头 聚 光 能 力 一 般 低 于 普 通 镜 头 > 广 角 : 场 面 较 大, 画 面 细 节 低 于 普 通 视 野 广 角 镜 头 通 常 景 深 比 较 好, 昏 暗 光 线 下 可 以 获 得 清 晰 的 拍 摄 效 果 广 角 镜 头 有 时 会 产 生 几 何 形 状 变 形, 类 似 鱼 眼 效 果 图 图 3.2a 不 同 视 野 : 广 角 取 景 ( 左 ); 正 常 取 景 ( 中 ); 长 焦 取 景 ( 右 ) 图 3.2b 不 同 焦 距 的 网 络 摄 像 机 镜 头 : 广 角 镜 头 ( 左 ); 普 通 镜 头 ( 中 ); 长 焦 镜 头 ( 右 ) 镜 头 主 要 分 为 三 种 类 型 : > 定 焦 镜 头 : 这 类 镜 头 的 焦 距 是 固 定 的, 即 只 有 一 种 视 野 ( 普 通 长 焦 或 广 角 ) 固 定 网 络 摄 像 机 镜 头 普 通 焦 距 为 4 mm

30 30 第 3 章 摄 像 机 要 素 > 变 焦 镜 头 : 这 种 镜 头 的 焦 距 可 在 一 定 范 围 内 变 化, 提 供 不 同 视 野 视 野 可 手 动 调 整 当 视 野 变 化 时, 用 户 可 手 动 调 整 镜 头 重 新 聚 焦 网 络 摄 像 机 变 焦 镜 头 的 焦 距 范 围 一 般 为 3mm 至 8 mm > 高 倍 镜 头 : 高 倍 镜 头 与 变 焦 镜 头 相 似, 可 供 用 户 选 择 不 同 视 野 不 过, 当 视 野 变 化 时, 高 倍 镜 头 不 需 要 重 新 聚 焦 变 焦 范 围 内 可 保 持 焦 距 例 如 6mm 至 48mm 镜 头 标 示 ( 如 3x 变 焦 ) 表 示 镜 头 最 长 与 最 短 焦 距 之 比 镜 头 与 传 感 器 匹 配 如 果 网 络 摄 像 机 可 更 换 镜 头, 选 择 适 合 摄 像 机 使 用 的 镜 头 是 十 分 重 要 的 配 用 1/2 英 寸 图 像 传 感 器 的 镜 头 可 用 于 1/2 英 寸 1/3 英 寸 和 1/4 英 寸 图 像 传 感 器, 但 不 适 合 用 于 2/3 英 寸 图 像 传 感 器 如 果 采 用 小 于 摄 像 机 中 实 际 安 装 的 图 像 传 感 器 的 镜 头, 图 像 会 存 在 黑 角 ( 如 图 3.2c 左 图 所 示 ) 如 果 采 用 大 于 摄 像 机 中 实 际 安 装 的 图 像 传 感 器 的 镜 头, 由 于 部 分 信 息 丢 失 在 图 像 传 感 器 外 部, 因 此 视 野 会 小 于 镜 头 拍 摄 能 力 ( 如 图 3.2c 右 图 所 示 ) 这 种 情 况 会 产 生 长 焦 效 果, 拍 摄 的 图 像 被 放 大 了 1/4 1/3 1/2 图 3.2c 1/3 英 寸 图 像 传 感 器 安 装 不 同 镜 头 举 例 更 换 百 万 像 素 摄 像 机 镜 头 时, 由 于 百 万 像 素 传 感 器 的 像 素 要 比 VGA 传 感 器 (640x480 像 素 ) 的 小 得 多, 因 此 需 要 采 用 高 质 量 镜 头 为 充 分 利 用 摄 像 机 能 力, 镜 头 分 辨 率 与 摄 像 机 分 辨 率 最 好 相 互 匹 配

31 摄 像 机 要 素 第 3 章 镜 头 座 标 准 更 换 镜 头 时, 了 解 网 络 摄 像 机 镜 头 座 类 型 也 是 十 分 重 要 的 网 络 摄 像 机 主 要 采 用 两 种 标 准 镜 头 座 :CS 型 底 座 和 C 型 底 座 两 种 镜 头 座 螺 距 均 为 1 英 寸, 外 观 相 同 其 区 别 是 摄 像 机 上 安 装 的 镜 头 至 传 感 器 的 距 离 不 同 : > CS 型 底 座 传 感 器 至 镜 头 的 距 离 为 12.5 mm > C 型 底 座 传 感 器 至 镜 头 之 间 的 距 离 为 mm C 型 底 座 镜 头 可 采 用 5 mm 垫 块 (C/CS 适 配 环 ) 安 装 在 CS 型 底 座 摄 像 机 机 身 上 如 果 摄 像 机 不 能 聚 焦, 有 可 能 使 用 的 镜 头 类 型 不 对 F 值 与 曝 光 光 线 昏 暗 条 件 下, 特 别 是 在 室 内 环 境 中, 网 络 摄 像 机 的 一 个 重 要 因 素 是 确 定 镜 头 聚 光 能 力 这 由 镜 头 的 F 值 (f- 系 数 ) 决 定, 也 称 光 圈 级 数 (f-stop) F 值 决 定 镜 头 进 光 量 F 值 是 镜 头 焦 距 与 孔 径 直 径, 即 光 圈 直 径 之 比,F 值 = 焦 距 / 光 圈 F 值 越 小 ( 相 对 于 光 圈 焦 距 短, 或 相 对 于 焦 距 光 圈 大 ), 镜 头 聚 光 能 力 越 高 ; 即 通 过 镜 头 进 入 图 像 传 感 器 的 进 光 量 越 多 昏 暗 光 线 条 件 下, 光 圈 越 大, 拍 摄 的 图 像 质 量 越 好 ( 不 过 由 于 设 计 方 面 的 原 因, 有 些 传 感 器 在 昏 暗 光 线 条 件 下 不 能 采 用 大 光 圈 ) 另 一 方 面, 小 光 圈 可 以 改 善 景 深, 关 于 景 深 参 见 节 说 明 F 值 较 小 的 镜 头 一 般 比 F 值 较 大 的 镜 头 贵 F 值 通 常 记 为 F/x 斜 线 代 表 除 号 F/4 表 示 光 圈 直 径 等 于 焦 距 除 以 4 因 此, 如 果 摄 像 机 采 用 8mm 镜 头, 光 圈 开 度 的 进 光 直 径 为 2mm 尽 管 自 动 调 整 光 圈 的 镜 头 (DC 镜 头 ) 的 F 值 有 一 定 范 围, 但 一 般 仅 标 记 这 个 范 围 末 端 ( 最 小 F 值 ) 的 最 大 进 光 量 镜 头 聚 光 能 力 或 F 值, 以 及 曝 光 时 间 ( 即 图 像 传 感 器 曝 光 时 长 ) 是 控 制 图 像 传 感 器 接 收 进 光 量 的 两 个 主 要 因 素 第 三 个 因 素 是 放 大 器 增 益, 放 大 器 用 来 加 大 图 像 亮 度 不 过, 提 高 增 益 也 会 加 大 图 像 噪 声 ( 粗 糙 度 ) 因 此, 应 首 先 调 整 曝 光 时 间 或 光 圈 开 度

32 32 第 3 章 摄 像 机 要 素 一 些 安 讯 士 摄 像 机 可 通 过 设 置 限 制 曝 光 时 间 和 增 益 曝 光 时 间 越 长, 图 像 传 感 器 接 收 的 进 光 量 越 多 光 线 较 亮 的 环 境, 应 缩 短 曝 光 时 间, 而 光 线 较 暗 的 环 境 应 延 长 曝 光 时 间 延 长 曝 光 时 间 也 会 增 加 运 动 模 糊, 而 增 加 光 圈 开 度 将 对 景 深 造 成 不 良 影 响, 了 解 这 一 点 是 十 分 重 要 的, 我 们 将 节 详 细 说 明 确 定 曝 光 时, 建 议 缩 短 快 速 运 动 或 高 帧 速 曝 光 时 间 光 线 差 的 条 件 下, 延 长 曝 光 时 间 可 以 提 高 图 像 质 量, 但 也 会 增 加 运 动 拖 尾, 而 且 由 于 延 长 了 每 帧 曝 光 时 间, 因 此 总 帧 速 下 降 一 些 网 络 摄 像 机 配 有 自 动 曝 光 设 置, 可 随 着 可 用 光 量 提 高 或 降 低 帧 速 光 照 度 下 降 的 情 况 下, 需 要 考 虑 增 加 人 工 光 源 或 优 化 帧 速 或 图 像 质 量 图 3.2d 摄 像 机 设 置 光 线 差 条 件 下 的 曝 光 及 其 他 选 项 的 用 户 界 面 手 动 或 自 动 光 圈 在 光 照 度 恒 定 的 室 内 环 境 下, 可 采 用 手 动 光 圈 镜 头 这 种 镜 头 要 么 配 有 光 圈 调 整 环, 要 么 将 光 圈 安 装 在 某 个 F 值 安 讯 士 室 内 网 络 摄 像 机 采 用 后 一 种 方 法 室 外 及 场 景 照 明 不 断 变 化 的 环 境 下, 建 议 采 用 自 动 光 圈 镜 头 这 种 光 圈 的 孔 径 由 摄 像 机 控 制, 在 没 有 曝 光 和 增 益 设 置 或 在 网 络 摄 像 机 中, 用 来 保 持 最 佳 照 明 度 这 种 光 圈 还 可 以 用 来 控 制 景 深 ( 将 在 下 面 加 以 说 明 ), 获 得 轮 廓 清 晰 的 图 像 大 部 分 自 动 光 圈 镜 头 由 摄 像 机 处 理 器 通 过 直 流 (DC) 进 行 控 制, 因 此 称 为 直 流 驱 动 光 圈 镜 头 无 论 固 定 固 定 半 球 PTZ 还 是 PTZ 网 络 快 球, 所 有 安 讯 士 室 外 摄 像 机 均 采 用 直 流 驱 动 光 圈, 即 自 动 光 圈 镜 头

33 摄 像 机 要 素 第 3 章 景 深 景 深 是 视 频 监 控 应 用 的 一 个 重 要 标 准 景 深 指 清 晰 显 示 焦 点 近 处 及 远 物 体 的 距 离 景 深 可 以 是 很 重 要 的 因 素, 例 如 监 控 停 车 场 时, 需 要 识 别 和 50 米 (60 90 和 150 英 尺 ) 远 的 汽 车 牌 照 景 深 受 三 个 因 素 的 影 响 : 焦 距 光 圈 直 径 和 摄 像 机 距 目 标 的 距 离 焦 距 长 光 圈 大 或 摄 像 机 与 物 体 之 间 距 离 短 都 将 限 制 景 深 图 3.2e 深 良 好 景 深 : 以 排 成 一 行 的 人 为 例, 如 果 焦 点 位 于 一 行 人 的 中 间, 能 够 识 别 中 点 前 后 15 米 (45 英 尺 ) 距 离 内 每 个 人 的 面 孔 为 景 图 3.2f 光 圈 开 度 与 景 深 上 图 以 2 米 (7 英 尺 ) 焦 距 为 例 显 示 不 同 F 值 的 景 深 大 F 值 ( 小 光 圈 ) 可 以 识 别 焦 点 较 大 范 围 内 的 物 体 ( 光 圈 开 度 非 常 小 会 因 衍 射 作 用 造 成 图 像 模 糊, 这 是 像 素 尺 寸 决 定 的 )

34 34 第 3 章 摄 像 机 要 素 3.3 图 像 传 感 器 光 线 经 镜 头 聚 焦 在 摄 像 机 的 图 像 传 感 器 上 图 像 传 感 器 由 大 量 感 光 像 元 组 成, 每 个 感 光 像 元 对 应 于 图 像 传 感 器 上 的 一 个 成 像 元 素, 简 称 像 素 图 像 传 感 器 上 的 每 个 像 素 记 录 曝 光 量, 并 将 其 转 换 为 相 应 数 量 的 电 子 光 线 越 强, 生 成 的 电 子 越 多 组 装 摄 像 机 时, 摄 像 机 图 像 传 感 器 可 采 用 两 种 主 要 技 术 : > CCD( 电 荷 耦 合 器 件 ) > CMOS( 互 补 金 属 氧 化 物 半 导 体 ) 图 3.3a 图 像 传 感 器 :CCD( 左 图 );CMOS( 右 图 ) 尽 管 CCD 与 CMOS 传 感 器 往 往 相 互 竞 争, 但 两 种 传 感 器 各 有 优 缺 点, 适 用 于 不 同 的 应 用 CCD 传 感 器 采 用 专 门 针 对 摄 像 机 行 业 开 发 的 技 术 早 期 CMOS 传 感 器 基 于 已 在 诸 如 PC 存 储 芯 片 中 广 泛 采 用 的 标 准 技 术 现 代 CMOS 传 感 器 已 采 用 更 加 专 业 化 技 术, 传 感 器 质 量 迅 速 提 高 CCD 技 术 CCD 传 感 器 已 在 摄 像 机 中 使 用 30 多 年, 在 质 量 方 面 具 有 许 多 优 点 一 般 来 说, 它 们 的 感 光 度 略 好 一 点, 产 生 的 图 像 噪 声 略 低 于 CMOS 传 感 器 感 光 度 越 高, 微 弱 光 线 条 件 下 生 成 的 图 像 质 量 越 好 不 过,CCD 传 感 器 较 贵, 在 摄 像 机 中 的 构 成 也 比 较 复 杂 CCD 的 耗 电 量 是 同 等 COMS 传 感 器 的 100 倍 CMOS 技 术 近 来, 随 着 CMOS 传 感 器 技 术 的 进 步, 其 图 像 质 量 已 接 近 CCD 传 感 器 CMOS 传 感 器 含 有 装 配 摄 像 机 的 所 有 逻 辑 电 路, 可 以 降 低 摄 像 机 的 总 成 本 与 CCD 相 比,CMOS 传 感 器 集 成 能 力 更 高, 功 能 更 加 丰 富

35 摄 像 机 要 素 第 3 章 35 CMOS 传 感 器 读 出 速 度 快 ( 这 在 需 要 高 分 辨 率 图 像 时 十 分 有 利 ) 功 率 耗 散 低 系 统 体 积 小 百 万 像 素 CMOS 传 感 器 有 更 加 广 泛 的 用 途, 成 本 低 于 百 万 像 素 CCD 传 感 器 百 万 像 素 传 感 器 从 成 本 角 度 看, 百 万 像 素 摄 像 机 采 用 的 许 多 百 万 像 素 传 感 器 ( 即 含 有 100 万 以 上 像 素 的 传 感 器 ), 其 体 仅 积 相 当 于 甚 至 略 小 于 分 辨 率 为 640x480(307,200) 像 素 的 VGA 传 感 器 这 意 味 着, 百 万 像 素 传 感 器 每 个 像 素 的 尺 寸 小 于 VGA 传 感 器 上 的 像 素 例 如, 百 万 像 素 传 感 器 ( 如 1/3 英 寸 200 万 像 素 传 感 器 ), 每 个 像 素 尺 寸 仅 为 3urn( 微 米 /microns) 相 比 之 下,1/3 英 寸 VGA 传 感 器 的 像 素 尺 寸 为 7.5urn 因 此, 百 万 像 素 摄 像 机 分 辨 率 更 高, 画 面 更 为 精 细, 同 时 由 于 像 素 体 积 小, 物 体 反 射 光 会 散 射 给 更 多 像 素, 因 此 其 光 敏 度 低 于 VGA 传 感 器 3.4 图 像 扫 描 技 术 隔 行 扫 描 和 逐 行 扫 描 是 目 前 读 取 和 显 示 图 像 传 感 器 信 息 采 用 的 两 种 技 术 隔 行 扫 描 主 要 用 于 CCD 逐 行 扫 描 则 用 于 CCD 或 CMOS 传 感 器 网 络 摄 像 机 可 以 采 用 两 种 扫 描 技 术 ( 而 模 拟 摄 像 机 只 能 采 用 隔 行 扫 描 技 术 通 过 同 轴 电 缆 传 送 图 像, 在 模 拟 监 控 器 上 显 示 ) 隔 行 扫 描 CCD 生 成 交 错 图 像 时 产 生 两 个 行 场 : 一 个 场 显 示 奇 数 行, 另 一 个 场 显 示 偶 数 行 不 过, 为 生 成 奇 场, 需 要 组 合 CCD 传 感 器 奇 行 和 偶 行 信 息 偶 场 的 情 况 也 同 样, 需 要 组 合 偶 数 行 和 奇 数 行 信 息 形 成 隔 行 图 像 传 输 交 错 图 像 时, 每 次 仅 传 送 一 半 行 数 ( 奇 数 行 与 偶 数 行 交 替 ) 的 图 像, 带 宽 利 用 率 降 低 了 一 半 监 控 器 ( 以 传 统 TV 为 例 ) 也 必 须 采 用 隔 行 扫 描 技 术 首 先 显 示 图 像 的 奇 数 行, 再 显 示 偶 数 行, 然 后 以 25fps(PAL 制 ) 或 30fps(NTSC 制 ) 交 替 刷 新 这 样, 人 的 视 觉 系 统 看 到 的 是 完 整 的 图 像 所 有 模 拟 视 频 格 式 以 及 部 分 现 代 HDTV 格 式 都 采 用 隔 行 扫 描 尽 管 隔 行 扫 描 技 术 由 于 缺 失 数 据 产 生 伪 像 或 失 真, 但 在 隔 行 扫 描 监 控 器 上 看 不 到 这 种 现 象 但 是, 当 以 逐 行 扫 描 监 控 器 显 示 交 错 视 频 时, 例 如 计 算 机 监 控 器, 由 于 连 续 扫 描 图 像 的 行, 因 此 可 以 看 到 伪 像 这 种 伪 像 看 上 去 是 间 断 的, 这 是 由 于 奇 行 和 偶 行 刷 新 略 有 时 延 造 成 的, 仅 有 一 半 行 数 与 运 动 图 像 保 持 同 步, 另 一 半 等 待 刷 新 视 频 停 放 以 及 视 频 定 格 进 行 分 析 时, 这 种 情 况 特 别 明 显

36 36 第 3 章 摄 像 机 要 素 逐 行 扫 描 逐 行 扫 描 图 像 传 感 器 连 续 获 取 传 感 器 每 个 像 素 的 值, 并 连 续 扫 描 每 一 行 图 像 生 成 全 帧 图 像 换 句 话 说, 捕 捉 到 的 图 像 不 用 被 分 割 为 类 似 隔 行 扫 描 中 单 独 的 扫 描 场 采 用 逐 行 扫 描 时, 网 络 传 输 整 帧 图 像, 然 后 在 逐 行 扫 描 计 算 机 监 控 器 上 显 示, 屏 幕 上 按 顺 序 一 次 显 示 一 行 图 像 因 此, 采 用 逐 行 扫 描 技 术 的 计 算 机 屏 幕 可 以 更 好 地 显 示 移 动 物 体 在 视 频 监 控 应 用 中, 观 察 移 动 物 体 ( 如 奔 跑 的 人 ) 的 细 节 是 十 分 重 要 的 第 1 场 : 奇 行 第 2 场 : 偶 行 [17/20 ms(ntsc/pal) 时 延 ] 动 点 定 格 采 用 隔 行 扫 描 动 点 定 格 采 用 逐 行 扫 描 图 3.4a 左 图, 逐 行 扫 描 ( 计 算 机 ) 监 控 器 显 示 隔 行 扫 描 图 像 ; 右 图, 计 算 机 监 控 器 显 示 逐 行 扫 描 图 像 图 3.4b 左 图, 采 用 隔 行 扫 描 技 术 的 模 拟 摄 像 机 显 示 的 全 幅 图 像 右 图, 采 用 逐 行 扫 描 技 术 的 安 讯 士 网 络 摄 像 机 显 示 的 全 幅 图 像 两 种 摄 像 机 采 用 的 镜 头 一 样, 车 速 同 为 20 km/h(15 mph) 两 副 图 像 的 背 景 清 晰 但 只 有 采 用 逐 行 扫 描 技 术 的 图 像 中 才 能 清 楚 地 看 到 驾 驶 员

37 摄 像 机 要 素 第 3 章 图 像 处 理 背 光 补 偿 曝 光 区 域 和 宽 动 态 范 围 是 网 络 摄 像 机 提 高 图 像 质 量 的 三 种 功 能 背 光 补 偿 尽 管 摄 像 机 自 动 曝 光 功 能 极 力 使 图 像 显 示 的 亮 度 与 人 眼 看 到 的 场 景 相 同, 但 很 可 能 适 得 其 反 强 背 光 会 造 成 前 景 中 的 物 体 变 暗 配 有 背 光 补 偿 功 能 的 网 络 摄 像 机 尽 力 忽 略 有 限 的 高 亮 区 域, 如 同 不 存 在 一 样 这 样, 即 使 明 亮 区 域 感 光 过 度, 仍 然 可 以 看 到 前 景 中 的 物 体 这 种 照 明 状 况 也 可 以 通 过 提 高 摄 像 机 动 态 范 围 来 处 理, 参 见 节 说 明 曝 光 区 除 处 理 有 限 高 亮 区 外, 网 络 摄 像 机 自 动 曝 光 还 必 须 选 择 图 像 中 需 要 确 定 曝 光 值 的 区 域 例 如, 背 景 ( 一 般 为 图 像 底 部 ) 所 含 信 息 可 能 比 天 空 ( 一 般 为 图 像 顶 部 ) 等 前 景 中 的 更 重 要 场 景 中 不 重 要 的 部 分 应 确 定 为 非 过 度 曝 光 区 采 用 高 级 安 讯 士 网 络 摄 像 机, 用 户 可 以 选 择 场 景 中 部 左 部 右 部 顶 部 或 底 部 作 为 曝 光 区, 从 而 更 加 准 确 地 曝 光 宽 动 态 范 围 有 些 安 讯 士 网 络 摄 像 机 具 有 宽 动 态 范 围 功 能, 可 处 理 照 明 变 化 大 的 场 景 区 域 过 亮 或 过 暗, 或 人 位 于 玻 璃 幕 墙 背 光 场 景 中, 一 般 摄 像 机 生 成 的 图 像, 处 于 暗 区 中 的 物 体 很 难 清 晰 看 到 宽 动 态 范 围 技 术 采 用 场 景 中 不 同 物 体 不 同 曝 光 率 等 方 法 解 决 这 一 问 题, 使 得 明 暗 区 域 中 的 物 体 都 能 看 得 很 清 楚 图 3.5a 左 图, 未 采 用 宽 动 态 范 围 的 图 像 右 图, 采 用 宽 动 态 范 围 的 图 像

38 38 第 3 章 摄 像 机 要 素 3.6 安 装 网 络 摄 像 机 购 买 网 络 摄 像 机 后, 安 装 方 法 十 分 重 要 下 面 就 如 何 根 据 摄 像 机 位 置 及 环 境 条 件, 获 得 最 佳 质 量 视 频 监 控 提 出 部 分 建 议 > 监 控 目 标 如 果 是 为 了 监 控 一 个 区 域, 跟 踪 移 动 的 人 员 或 物 体, 一 定 要 将 摄 像 机 安 装 在 便 于 观 察 物 体 的 位 置 如 果 是 为 了 识 别 人 员 或 物 体, 摄 像 机 必 须 以 适 当 方 式 进 行 部 署 或 对 焦, 从 而 获 得 足 够 丰 富 的 图 像 细 节, 以 支 持 进 行 识 别 关 于 摄 像 机 的 最 佳 部 署 位 置 也 可 向 当 地 公 安 机 关 咨 询 > 根 据 需 要 采 用 多 点 照 明 或 提 高 亮 度 一 般 比 较 简 单 且 经 济 高 效 的 方 法 是 在 室 内 或 室 外 增 加 强 光 灯, 以 便 为 获 得 良 好 图 像 提 供 必 要 照 明 条 件 > 避 免 阳 光 直 射, 因 为 这 样 会 使 摄 像 机 什 么 也 看 不 见, 图 像 传 感 器 性 能 下 降 在 可 能 的 情 况 下, 摄 像 机 的 位 置 应 背 对 阳 光 > 避 免 背 光 拍 摄 窗 前 物 体 时 一 般 会 出 现 这 种 问 题 为 解 决 这 一 问 题, 可 调 整 摄 像 机 位 置, 或 在 可 能 的 条 件 下 采 用 窗 帘 或 关 闭 百 叶 窗 如 果 摄 像 机 不 能 重 新 定 位, 可 增 加 前 景 照 明 在 背 光 的 环 境 下, 最 好 采 用 支 持 宽 动 态 范 围 的 摄 像 机 > 减 小 场 景 动 态 范 围 室 外 环 境 下, 广 阔 的 天 空 会 造 成 动 态 范 围 过 宽 如 果 摄 像 机 不 支 持 宽 动 态 范 围, 解 决 办 法 是 将 其 安 装 在 高 于 地 面 的 位 置, 必 要 时 可 采 用 架 杆 > 调 整 摄 像 机 设 置 必 要 时, 可 以 调 整 白 平 衡 亮 度 和 锐 度, 以 获 得 最 佳 图 像 在 光 线 微 弱 的 条 件 下, 用 户 必 须 首 先 考 虑 帧 速 或 图 像 质 量 > 法 律 因 素 各 国 情 况 不 同, 视 频 监 控 可 能 受 到 限 制 或 禁 止 安 装 视 频 监 控 系 统 前, 建 议 检 查 本 地 区 相 关 法 律 规 定 例 如, 特 别 是 在 公 共 场 所, 必 要 时 必 须 注 册 或 领 取 视 频 监 控 牌 照 可 能 要 求 做 标 志 视 频 记 录 可 能 需 要 标 记 时 间 和 日 期 视 频 保 存 时 间 可 能 也 不 相 关 的 监 管 规 定 有 可 能 不 允 许 进 行 音 频 记 录

39 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 第 4 章 39 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 监 控 摄 像 机 经 常 在 极 为 恶 劣 的 环 境 下 使 用 摄 像 机 应 配 置 防 护 罩 以 避 免 雨 淋 高 温 和 寒 冷 环 境, 以 及 灰 尘 腐 蚀 性 物 质 振 动 和 破 坏 的 影 响 摄 像 机 和 摄 像 机 附 件 制 造 商 采 用 各 种 方 法 解 决 使 用 环 境 中 面 临 的 问 题 解 决 办 法 包 括 将 摄 像 机 装 在 单 独 的 防 护 罩 中 设 计 专 用 内 置 摄 像 机 外 壳, 或 利 用 智 能 程 序 感 知 摄 像 机 工 作 条 件 的 变 化, 及 时 向 用 户 报 警 下 面 将 介 绍 摄 像 机 护 罩 固 定 摄 像 机 在 外 壳 中 的 位 置 环 境 防 护 防 破 坏 和 防 拆 卸 以 及 各 种 安 装 方 法 4.1 通 用 摄 像 机 外 壳 当 环 境 变 化 超 出 摄 像 机 运 行 条 件 时, 需 采 用 防 护 罩 摄 像 机 防 护 罩 尺 寸 和 质 量 各 异, 有 不 同 的 功 能 防 护 罩 可 采 用 金 属 或 塑 料 材 质, 一 般 分 为 两 类, 枪 式 防 护 罩 和 半 球 摄 像 机 防 护 罩 选 择 外 壳 时, 应 结 合 各 种 因 素 加 以 考 虑, 包 括 : > 侧 开 口 还 是 滑 动 开 口 ( 枪 式 防 护 罩 ) > 安 装 支 架 > 透 明 还 是 烟 色 球 罩 ( 半 球 摄 像 机 防 护 罩 ) > 线 缆 管 理 > 温 度 及 其 他 额 定 条 件 ( 可 考 虑 加 热 器 遮 阳 板 风 扇 和 雨 刷 器 ) > 电 源 (12 V, 24 V, 110 V 等 ) > 抗 破 坏 级 别 有 些 防 护 罩 还 配 有 外 设 装 置, 如 用 于 无 线 环 境 的 天 线 金 属 防 护 罩 需 要 采 用 外 置 天 线 内 置 在 塑 料 防 护 罩 中 的 无 线 摄 像 机 不 需 要 采 用 外 置 天 线

40 40 第 4 章 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 4.2 透 明 护 罩 摄 像 机 护 罩 的 窗 口 或 透 明 护 罩 一 般 采 用 优 质 玻 璃 或 耐 用 聚 碳 酸 脂 塑 料 由 于 窗 口 与 光 学 镜 头 的 作 用 一 样, 因 此 应 选 用 高 质 量 的 材 质, 以 免 影 响 图 像 质 量 透 明 材 料 的 内 部 瑕 疵 会 影 响 透 明 度 PTZ 摄 像 机 和 PTZ 网 络 快 球 对 防 护 罩 的 要 求 更 为 严 格 护 罩 不 仅 需 要 专 门 设 计 为 球 形, 而 且 必 须 具 有 极 高 的 清 晰 度, 因 为 尘 埃 微 粒 等 瑕 疵 将 会 被 放 大, 特 别 是 在 安 装 了 采 用 高 倍 变 焦 摄 像 机 的 情 况 下 此 外, 如 果 窗 口 材 料 厚 度 不 均 匀, 直 线 会 在 图 像 中 成 为 曲 线 在 不 考 虑 摄 像 机 变 焦 倍 数 和 镜 头 位 置 的 情 况 下, 优 质 球 罩 对 图 像 质 量 几 乎 没 有 什 么 影 响 增 加 球 罩 的 厚 度 可 以 抵 御 强 力 撞 击, 但 护 罩 越 厚, 出 现 瑕 疵 的 几 率 就 越 高 增 加 厚 度 还 会 产 生 多 余 的 光 线 反 射 和 折 射 因 此, 加 厚 防 护 罩 应 满 足 更 为 严 格 的 要 求, 以 减 少 对 图 像 质 量 的 影 响 半 球 护 罩 或 球 罩 有 各 种 规 格, 如 透 明 版 本 与 烟 色 版 本 虽 然 烟 色 版 本 更 便 于 进 行 隐 蔽 式 安 装, 但 它 们 也 会 起 到 太 阳 镜 的 效 果, 减 少 摄 像 机 的 进 光 量, 从 而 影 响 摄 像 机 的 感 光 度 4.3 固 定 摄 像 机 在 防 护 罩 中 的 位 置 在 外 壳 中 安 装 固 定 摄 像 机 时, 摄 像 机 的 镜 头 一 定 要 贴 紧 窗 口, 以 免 出 现 炫 光 否 则, 图 像 中 会 出 现 摄 像 机 和 背 景 的 反 射 光 为 减 少 反 光, 镜 头 前 的 玻 璃 可 采 用 专 用 涂 料 图 4.3a 摄 像 机 安 装 在 玻 璃 后 面 时, 摄 像 机 布 局 是 否 得 当 对 避 免 反 射 起 着 重 要 作 用

41 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 第 4 章 环 境 防 护 冷 热 水 气 和 灰 尘 是 摄 像 机, 特 别 是 安 装 在 室 外 的 摄 像 机 面 临 的 主 要 环 境 威 胁 低 温 和 高 温 环 境 下 可 使 用 内 置 加 热 器 和 风 扇 ( 风 机 ) 的 防 护 罩 在 炎 热 环 境 下, 摄 像 机 可 安 装 在 配 有 独 立 热 交 换 器 可 提 供 主 动 冷 却 的 护 罩 里 为 抵 御 水 气 和 灰 尘, 防 护 罩 ( 一 般 为 IP66 级 ) 应 仔 细 密 封 在 某 些 情 况 下 摄 像 机 有 可 能 暴 露 在 酸 性 挥 发 气 体 中, 如 食 品 行 业, 因 此 防 护 罩 应 采 用 不 锈 钢 材 料 此 外, 市 面 上 还 有 一 些 专 用 防 护 罩, 如 增 压 防 护 罩 潜 水 防 护 罩 防 弹 防 护 罩 或 专 门 用 于 有 可 能 发 生 爆 炸 的 地 方 的 防 爆 防 护 罩 如 果 从 美 观 性 角 度 考 虑, 也 可 以 采 用 某 些 特 制 的 护 罩 其 他 需 要 考 虑 的 环 境 因 素 包 括 风 力 和 交 通 为 减 少 振 动, 特 别 是 安 装 在 支 架 或 立 柱 上 的 摄 像 机, 最 好 采 用 小 型 防 护 罩 并 牢 靠 固 定 所 谓 室 内 防 护 罩 和 室 外 防 护 罩 往 往 指 环 境 防 护 级 别 室 内 防 护 罩 主 要 用 来 阻 止 灰 尘 进 入, 不 含 加 热 器 和 / 或 风 扇 这 两 个 术 语 会 令 人 产 生 位 置 的 误 解, 无 论 室 内 还 是 室 外, 并 不 总 能 与 现 场 安 装 条 件 相 对 应 例 如, 安 装 在 冷 冻 室 的 摄 像 机, 需 要 采 用 配 有 加 热 器 的 室 外 防 护 罩 无 论 内 置 还 是 独 立 于 摄 像 机, 防 护 罩 保 护 等 级 往 往 按 以 下 标 准 划 分 的 类 别 来 表 示,IP 表 示 进 入 防 护 ( 有 时 也 称 国 际 防 护 ), 全 球 适 用 标 准 ; 美 国 NEMA( 国 家 电 气 制 造 商 协 会 ); 代 表 机 械 撞 击 防 护 等 级 的 IK, 这 一 标 准 适 用 于 欧 洲 摄 像 机 安 装 在 有 可 能 爆 炸 的 环 境 下 时, 还 有 其 他 相 应 标 准, 如 全 球 认 证 的 IECEx, 以 及 欧 洲 认 证 即 将 实 行 的 ATEX 关 于 IP 等 级 的 更 多 信 息, 请 访 问 : products/cam_housing/ip66.htm 4.5 防 破 坏 和 防 拆 卸 有 些 监 控 场 所, 摄 像 机 会 遭 到 恶 意 和 暴 力 破 坏 尽 管 摄 像 机 或 防 护 罩 不 能 100% 防 止 每 种 情 况 下 的 恶 意 破 坏 行 为, 但 充 分 考 虑 以 下 各 种 因 素 可 将 破 坏 程 度 降 至 最 低 : 摄 像 机 / 防 护 罩 设 计 安 装 布 局 以 及 采 用 智 能 视 频 报 警 摄 像 机 / 防 护 罩 设 计 金 属 材 料 的 外 壳 及 相 关 部 件 的 防 破 坏 能 力 优 于 塑 料 材 质 的 外 壳 防 护 罩 或 摄 像 机 形 状 是 另 一 个 考 虑 因 素 从 墙 壁 或 天 花 板 伸 出 的 防 护 罩 或 传 统 固 定 摄 像 机, 比 固 定 半 球 或 PTZ 网 络 快 球 的 隐 蔽 式 防 护 罩 更 易 受 到 破 坏 ( 如 脚 踢 或 击 打 ) 固 定 半 球 或 PTZ 网 络 快 球 的 护 罩 是 一 个 光 滑 的 圆 形 护

42 42 第 4 章 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 罩, 要 想 在 摄 像 机 前 挂 一 块 布 以 遮 挡 摄 像 机 拍 摄 将 会 比 较 困 难 防 护 罩 或 摄 像 机 越 能 融 入 周 围 环 境 中, 或 看 上 去 越 不 像 摄 像 机, 例 如 像 一 盏 室 外 照 明 灯, 就 越 有 利 于 防 止 破 坏 图 4.5a 固 定 摄 像 机 防 护 罩 样 例 仅 中 间 和 右 侧 的 防 护 罩 为 防 破 坏 型 图 4.5b 小 型 或 微 型 固 定 网 络 摄 像 机 ( 左 ), 固 定 半 球 网 络 摄 像 机 ( 中 ) 和 PTZ 摄 像 机 ( 右 ) 防 破 坏 防 护 罩 样 例 安 装 摄 像 机 和 防 护 罩 的 安 装 方 法 也 很 重 要 与 嵌 入 在 天 花 板 或 墙 壁 仅 露 出 摄 像 机 或 防 护 罩 透 明 部 分 的 固 定 半 球 或 PTZ 网 络 快 球 相 比, 安 装 在 天 花 板 表 面 的 传 统 固 定 网 络 摄 像 机 和 PTZ 网 络 快 球 更 易 受 到 破 坏 图 4.5c 用 于 固 定 网 络 摄 像 机 的 天 花 板 嵌 入 式 防 护 罩 样 例 另 一 个 重 要 考 虑 因 素 是 如 何 安 放 摄 像 机 线 缆 直 接 从 摄 像 机 后 面 的 墙 壁 或 天 花 板 引 出 线 缆 可 以 提 供 最 有 效 的 保 护 如 果 不 能 使 用 这 种 方 法, 应 采 用 金 属 导 管 防 止 线 缆 受 到 破 坏

43 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 第 4 章 摄 像 机 布 局 摄 像 机 布 局 也 是 防 止 破 坏 的 重 要 因 素 将 摄 像 机 放 在 墙 壁 高 处 够 不 到 的 位 置 或 天 花 板 内, 可 以 防 止 大 量 轻 而 易 举 的 破 坏 由 于 安 装 位 置 高 而 产 生 的 俯 视 效 果, 可 选 择 不 同 的 镜 头 弥 补 这 一 不 足 智 能 视 频 安 讯 士 防 拆 报 警 功 能 有 助 于 保 护 摄 像 机 受 到 破 坏 这 种 功 能 可 以 检 测 摄 像 机 是 否 被 转 向 遮 挡 或 拆 卸, 并 且 可 以 向 操 作 者 发 送 报 警 信 号 在 苛 求 环 境 下 安 装 数 百 台 摄 像 机, 难 以 跟 踪 所 有 摄 像 机 是 否 正 常 工 作 的 情 况 下, 这 一 功 能 非 常 实 用 采 用 这 一 功 能, 在 不 能 进 行 现 场 查 看 的 情 况 下, 当 发 生 摄 像 机 拆 卸 破 坏 时, 操 作 者 也 可 以 得 到 通 知 4.6 安 装 方 法 摄 像 机 需 要 部 署 在 各 种 不 同 的 位 置, 因 此 需 要 采 用 不 同 的 安 装 方 式 天 花 板 安 装 天 花 板 安 装 主 要 用 于 室 内 安 装 防 护 罩 本 身 可 以 : > 表 面 安 装 : 直 接 安 装 在 天 花 板 平 面 上, 因 此 可 以 看 到 完 整 的 摄 像 机 > 嵌 入 式 安 装 : 安 装 在 天 花 板 内 部, 只 能 看 到 部 分 摄 像 机 和 防 护 罩 ( 一 般 是 球 形 护 罩 ) > 悬 垂 安 装 : 防 护 罩 像 吊 灯 一 样 悬 挂 在 天 花 板 上 图 4.6a 表 面 安 装 ( 左 ), 嵌 入 式 安 装 ( 中 ) 和 悬 垂 安 装 ( 右 ) 样 例

44 44 第 4 章 摄 像 机 保 护 与 防 护 罩 墙 壁 安 装 墙 壁 安 装 通 常 用 于 将 摄 像 机 装 在 建 筑 物 内 壁 或 外 壁 上 防 护 罩 安 装 在 墙 壁 上 的 支 撑 臂 高 级 安 装 架 内 部 装 有 保 护 线 缆 的 导 管 护 罩 装 在 建 筑 物 墙 角 上 时, 一 般 采 用 墙 壁 安 装 架 与 墙 角 结 合 支 架 其 他 专 用 安 装 架 还 包 括 悬 垂 安 装 架, 这 种 安 装 架 便 于 使 用 类 似 安 装 PTZ 网 络 快 球 外 壳 的 方 式 安 装 固 定 网 络 摄 像 机 图 4.6b 固 定 半 球 摄 像 机 的 悬 垂 安 装 架 进 行 墙 壁 安 装 样 例 架 杆 安 装 架 杆 安 装 通 常 用 于 将 PTZ 摄 像 机 安 装 在 停 车 场 等 位 置 这 种 安 装 方 法 一 般 要 考 虑 风 力 的 影 响 架 杆 尺 寸 及 其 自 身 的 安 装 方 式 应 能 够 最 大 限 度 防 止 摆 动 线 缆 通 常 封 闭 在 杆 内, 接 口 部 分 必 须 牢 固 密 封 比 较 高 级 的 PTZ 网 络 快 球 内 置 电 子 图 像 稳 定 功 能, 尽 可 能 减 小 风 力 和 摆 动 的 影 响 悬 垂 安 装 悬 垂 安 装 用 于 将 防 护 罩 安 装 在 屋 顶, 或 提 升 摄 像 机 高 度 以 取 得 更 好 的 视 角 图 4.6c 悬 垂 安 装 样 例 安 讯 士 提 供 在 线 工 具 帮 助 用 户 确 定 适 用 的 防 护 罩 以 及 必 要 的 安 装 附 件 欲 了 解 相 关 信 息, 请 访 问 :

45 视频编码器 第5章 45 视频编码器 视频编码器也称视频服务器 用于将现有模拟CCTV视频监控系统集成到网 络视频系统中 在需要维护大量模拟摄像机的应用场所中 视频编码器发挥 着重要作用 本章重点说明视频编码器及其优点 各种组件及编码器主要类 型 同时 本章还将简要探讨视频解码器的去隔行技术 5.1 什么是视频编码器? 视频编码器用于将现有CCTV系统迁移至网络摄像机系统 从而使用户在不必淘汰模拟CCTV摄像 机和同轴电缆等现有模拟设备的情况下 利用具备大量优点的网络摄像机 视频编码器通过同轴电缆连接模拟摄像机 将模拟视频信号转换为数字视频流 然后通过有线 或无线IP网络传输 如LAN WLAN或互联网 查看和/或记录数字视频时 可采用计算机监控 器或PC 而不必采用DVR或VCR和模拟监控器 ᝬ ܢ Ꭹፎ Ϸ ࠑऐ ҨМࠈ I/O AUDIO OUT IN ᝬ ܢ ᮟᎃᆉ٧ 36 1(7: $&7,9,7< )$ IP Ꭹፎ INTERNET Web เ ٧ Power-one FNP AC Hz / A AC 0 - Power-one FNP 30 AXIS Q7900 Rack Hz 4-2 A AC POWER POWER AXIS Q7406 Video Encoder Blade AXIS Q7406 Video Encoder Blade 图5.1a 模拟摄像机和模拟监控器通过视频编码器和解码器与网络视频系统集成结构图 POWER AXIS 292 Network Video Decoder STATUS ᦠథ ᮟክ ᣃ ᄉ ኪ NETWORK ᦠథ Web เ ٧ᄉ ኪ VIDEO ഴ Ϸ VIDEO ON/OFF ᝬ ܢ ᮟ ᝌᆉ٧ ഴ ᄢଌ٧

46 46 第 5 章 视 频 编 码 器 采 用 视 频 编 码 器, 可 通 过 IP 网 络 远 程 访 问 和 控 制 各 类 模 拟 摄 像 机, 如 固 定 室 内 / 室 外 半 球 PTZ 网 络 快 球, 以 及 高 热 敏 摄 像 机 和 显 微 摄 像 机 等 专 业 摄 像 机 视 频 编 码 器 还 具 有 其 他 优 点, 如 事 件 管 理 智 能 视 频 功 能 以 及 先 进 的 安 全 措 施 此 外 还 具 有 扩 展 能 力, 便 于 与 其 他 安 全 系 统 集 成 (PoE) I/O RS-422 RS-485 图 5.1b 单 通 道 独 立 视 频 编 码 器, 配 有 控 制 传 感 器 和 报 警 器 等 外 置 设 备 的 音 频 I/O( 输 入 / 输 出 ) 接 口, 控 制 PTZ 模 拟 摄 像 机 的 串 口 (RS-422/485), 以 及 用 于 支 持 以 太 网 供 电 的 以 太 网 接 口 视 频 编 码 器 构 成 及 考 虑 因 素 安 讯 士 视 频 编 码 器 许 多 功 能 与 网 络 摄 像 机 相 同 视 频 编 码 器 主 要 构 成 包 括 : > 模 拟 视 频 输 入 用 于 通 过 同 轴 电 缆 连 接 模 拟 摄 像 机 > 处 理 器 用 于 运 行 视 频 编 码 器 操 作 系 统 网 络 及 安 全 功 能, 采 用 不 同 压 缩 格 式 编 码 模 拟 视 频, 进 行 视 频 分 析 处 理 器 决 定 视 频 编 码 器 的 性 能, 主 要 以 最 高 分 辨 率 下 的 每 秒 帧 速 计 算 高 级 视 频 编 码 器 每 视 频 通 道 在 最 高 分 辨 率 下 可 达 到 全 帧 速 (NTSC 制 模 拟 摄 像 机 为 30fps, 或 PAL 制 模 拟 摄 像 机 25fps) 安 讯 士 视 频 编 码 器 还 具 有 自 动 识 别 功 能, 可 自 动 识 别 模 拟 视 频 输 入 信 号 是 NTSC 制 式 还 是 PAL 制 式 关 于 NTSC 和 PAL 分 辨 率 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 6 章 > 存 储 器 用 于 通 过 闪 存 保 存 固 件 ( 计 算 机 程 序 ) 以 及 缓 存 视 频 序 列 ( 采 用 RAM) > 以 太 网 / 以 太 网 供 电 端 口 连 接 IP 网 络 收 发 数 据, 为 所 连 接 的 模 拟 的 固 定 摄 像 机 供 电, 如 果 支 持 以 太 网 供 电 的 话 关 于 以 太 网 供 电 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 9 章 > 串 口 (RS-232/422/485) 往 往 用 于 控 制 模 拟 PTZ 摄 像 机 水 平 / 俯 仰 / 图 像 缩 放 功 能

47 视 频 编 码 器 第 5 章 47 > 输 入 / 输 出 接 口 用 于 连 接 外 接 设 备 ; 例 如, 检 测 报 警 事 件 的 传 感 器, 激 活 事 件 指 示 灯 等 装 置 的 继 电 器 > 连 接 麦 克 风 或 线 路 输 入 设 备 的 音 频 输 入, 以 及 连 接 扬 声 器 的 音 频 输 出 专 业 的 视 频 编 码 器 应 满 足 可 靠 性 和 质 量 的 严 格 要 求 选 择 视 频 编 码 器 的 其 他 考 虑 因 素 包 括, 支 持 模 拟 通 道 的 数 量 图 像 质 量 压 缩 格 式 分 辨 率 帧 速 及 各 种 功 能, 如 平 行 / 俯 仰 / 图 像 缩 放 支 持, 音 频 事 件 管 理 智 能 视 频 以 太 网 供 电 和 安 全 功 能 等 事 件 管 理 与 智 能 视 频 安 讯 士 视 频 编 码 器 的 主 要 优 点 之 一 是 具 备 事 件 管 理 和 智 能 视 频 功 能, 这 类 功 能 是 模 拟 视 频 系 统 不 能 提 供 的 内 置 多 窗 口 视 频 移 动 检 测 音 频 检 测 和 防 拆 报 警 等 智 能 视 频 功 能, 以 及 支 持 外 接 传 感 器 的 输 入 端 口, 可 以 保 证 网 络 监 控 系 统 对 事 件 进 行 持 续 检 测 检 测 到 事 件 后, 系 统 可 以 自 动 采 取 相 应 措 施, 如 视 频 记 录 以 电 子 邮 件 和 SMS 的 形 式 发 送 报 警 启 动 指 示 器 打 开 / 关 闭 门 道 和 发 出 音 响 报 警 关 于 事 件 管 理 和 智 能 视 频 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 11 章 5.2 独 立 式 视 频 编 码 器 独 立 式 视 频 编 码 器 是 视 频 编 码 器 中 最 普 通 的 类 型, 具 有 一 个 或 多 个 通 道 ( 一 般 为 四 通 道 ) 连 接 模 拟 摄 像 机 多 通 道 视 频 编 码 器 适 用 中 央 监 控 室 之 外 远 程 现 场 或 地 点, 配 有 多 台 模 拟 摄 像 机 的 场 合 通 过 多 通 道 视 频 编 码 器, 远 程 摄 像 机 的 视 频 信 号 可 以 共 享 同 一 网 络 布 线 系 统, 从 而 节 省 布 线 成 本 已 投 资 模 拟 摄 像 机, 尚 未 安 装 同 轴 电 线 的 情 况 下, 最 好 采 用 独 立 式 视 频 编 码 器, 并 将 其 置 于 靠 近 模 拟 摄 像 机 的 位 置 由 于 视 频 可 通 过 以 太 网 传 送, 不 必 布 线 同 轴 电 缆 与 中 央 地 点 连 接, 因 此 可 以 节 省 安 装 成 本 同 时, 可 以 消 除 视 频 通 过 同 轴 电 缆 长 距 离 传 输 造 成 图 像 质 量 下 降 的 问 题 因 为 采 用 同 轴 电 缆, 视 频 质 量 会 随 着 信 号 传 输 距 离 的 延 长 而 下 降 视 频 编 码 器 生 成 数 字 图 像, 因 此 不 会 出 现 因 数 字 视 频 流 传 输 距 离 影 响 图 像 质 量 的 现 象 图 5.2a 摄 像 机 防 护 罩 中 模 拟 摄 像 机 旁 安 装 小 型 单 通 道 视 频 编 码 器 的 结 构 图

48 48 第 5 章 视 频 编 码 器 5.3 机 架 式 视 频 编 码 器 机 架 式 视 频 编 码 器 适 用 于 大 量 模 拟 摄 像 机 通 过 同 轴 电 缆 与 专 用 监 控 室 连 接 的 场 合 这 样, 中 央 地 点 安 装 一 个 机 架 即 可 连 接 并 管 理 大 量 模 拟 摄 像 机 机 架 可 安 装 多 种 不 同 类 型 的 刀 片 视 频 编 码 器, 因 此 是 一 种 灵 活 扩 展 的 高 密 度 解 决 方 案 一 个 刀 片 视 频 编 码 器 可 支 持 一 四 或 六 台 模 拟 摄 像 机 刀 片 是 一 种 未 封 装 的 视 频 编 码 器, 必 须 安 装 到 机 架 中 图 5.3a 满 配 置 6 通 道 刀 片 视 频 编 码 器 的 AXIS Q7900 机 架 ( 图 中 所 示 ) 可 支 持 84 台 模 拟 摄 像 机 安 讯 士 视 频 编 码 器 机 架 支 持 各 种 功 能, 如 刀 片 热 插 拔, 刀 片 可 在 机 架 不 断 电 的 情 况 下 拆 装 机 架 还 为 每 个 刀 片 视 频 编 码 器 提 供 串 行 通 信 和 输 入 / 输 出 接 口, 除 普 通 电 源 外, 可 共 享 的 网 接 口 5.4 视 频 编 码 器 支 持 PTZ 摄 像 机 与 PTZ 网 络 快 球 网 络 视 频 系 统 中, 控 制 台 的 的 平 行 / 俯 仰 / 图 像 缩 放 命 令 利 用 视 频 传 输 的 同 一 IP 网 络 传 送, 通 过 视 频 编 码 器 的 串 口 (RS-232/422/485) 传 送 到 模 拟 PTZ 摄 像 机 或 PTZ 网 络 快 球 视 频 编 码 器 实 现 了 远 距 离, 甚 至 通 过 互 联 网 对 模 拟 PTZ 摄 像 机 进 行 控 制 ( 模 拟 CCTV 系 统 中, 每 台 PTZ 摄 像 机 需 要 由 控 制 台 单 独 专 门 布 线 连 接 摄 像 机, 同 时 还 要 采 用 控 制 杆 及 其 他 控 制 钮 ) 控 制 专 用 PTZ 摄 像 机 时, 驱 动 程 序 必 须 上 传 到 视 频 编 码 器 许 多 视 频 编 码 器 制 造 商 提 供 PTZ 驱 动 程 序, 支 持 大 部 分 模 拟 PTZ 摄 像 机 和 PTZ 网 络 快 球 PTZ 驱 动 程 序 还 可 以 安 装 在 运 行 视 频 管 理 软 件 的 PC 上, 如 果 视 频 编 码 器 串 口 设 置 为 串 口 服 务 器 的 话, 这 样 可 以 透 明 命 令 传 输 RS-485 AUDIO I/O IN OUT IP PC 图 5.4a 模 拟 PTZ 半 球 摄 像 机 可 通 过 视 频 编 码 器 串 口 ( 如 RS-485) 进 行 控 制, 实 现 IP 网 络 远 程 控 制

49 视 频 编 码 器 第 5 章 49 控 制 PTZ 功 能 最 常 用 的 串 口 是 RS-485 RS-485 的 优 点 之 一 是, 可 以 利 用 对 绞 线 控 制 多 台 PTZ 摄 像 机, 一 台 摄 像 机 与 另 一 台 摄 像 机 之 间 采 用 菊 花 链 式 串 连 不 采 用 转 发 器 的 情 况 下,RS-485 线 缆 最 长 距 离 为 1,220 米 (4,000 英 尺 ), 波 特 率 为 90kbit/ 秒 5.5 去 隔 行 技 术 模 拟 摄 像 机 多 采 用 隔 行 扫 描 技 术 并 在 模 拟 监 控 器 上 观 看, 如 传 统 监 视 器 采 用 隔 行 扫 描 技 术, 显 示 的 图 像 是 两 个 连 续 隔 行 的 扫 描 场 这 种 视 频 在 计 算 机 屏 幕 上 显 示 时, 由 于 计 算 机 采 用 逐 行 扫 描 技 术, 运 动 物 体 会 出 现 隔 行 效 果 ( 即 间 断 或 梳 齿 状 ) 为 避 免 产 生 隔 行 效 果, 可 采 用 不 同 的 去 隔 行 技 术 利 用 安 讯 士 视 频 编 码 器, 用 户 可 以 选 择 两 种 不 同 的 去 隔 行 技 术 : 自 适 应 内 插 和 混 合 图 5.5a 左 图, 计 算 机 屏 幕 上 显 示 的 隔 行 扫 描 图 像 特 写 右 图, 同 一 图 像 采 用 去 隔 行 技 术 后 的 效 果 自 适 应 内 插 具 有 最 佳 图 像 质 量 这 种 技 术 仅 利 用 两 个 连 续 扫 描 场 中 的 一 个 场, 通 过 内 插 生 成 另 一 行 的 扫 描 场 构 成 完 整 图 像 混 合 是 将 两 个 连 续 行 组 合 为 一 个 图 像, 显 示 所 有 行 然 后 对 图 像 进 行 过 滤, 清 除 捕 捉 到 的 两 行 存 在 略 微 时 差 造 成 的 运 动 伪 像, 即 梳 齿 效 果 混 合 技 术 不 像 自 适 应 内 插 那 样 需 要 处 理 器 进 行 大 量 处 理

50 AXIS 292 Network Video Decoder POWER STATUS VIDEO VIDEO ON/OFF 50 第 5 章 视 频 编 码 器 5.6 视 频 解 码 器 视 频 解 码 器 将 视 频 编 码 器 或 网 络 摄 像 机 的 数 字 视 频 和 音 频 还 原 为 模 拟 信 号, 供 模 拟 监 控 器 使 用, 如 传 统 电 视 机 视 频 矩 阵 等 以 零 售 环 境 为 例, 用 户 可 能 希 望 在 公 共 场 合 采 用 传 统 监 控 器 进 行 视 频 监 控 视 频 解 码 器 另 一 种 常 用 方 式 是 进 行 模 - 数 - 模 转 换, 用 以 支 持 远 距 离 视 频 传 输 与 远 距 离 模 拟 信 号 传 输 不 同, 数 字 视 频 质 量 不 受 传 输 距 离 影 响 唯 一 缺 点 是 可 能 存 在 一 定 程 度 的 时 延, 从 100ms 到 几 秒 不 等, 取 决 于 两 个 端 点 间 的 传 输 距 离 和 网 络 质 量 AUDIO I/O IN OUT NETWORK 图 5.6a 编 码 器 和 解 码 器 可 用 于 由 模 拟 摄 像 机 向 模 拟 监 控 器 远 距 离 传 送 视 频 信 号 视 频 解 码 器 可 视 频 轮 巡 即, 每 隔 一 段 时 间 ( 可 设 定 时 间 长 短 ) 切 换 一 个 摄 像 机 的 图 像

51 分 辨 率 第 6 章 51 分 辨 率 模 拟 和 数 字 领 域 的 分 辨 率 相 似, 但 在 如 何 定 义 方 面 存 在 明 显 差 别 就 模 拟 视 频 而 言, 由 于 模 拟 视 频 技 术 源 于 电 视 工 业, 图 像 是 由 行 或 电 视 行 组 成 的 而 数 字 系 统 的 图 像 是 由 正 方 像 素 组 成 的 以 下 说 明 网 络 视 频 的 不 同 分 辨 率, 包 括 NTSC PAL VGA 百 万 像 素 和 HDTV 6.1 NTSC 与 PAL 分 辨 率 NTSC( 美 国 国 家 电 视 系 统 委 员 会 ) 和 PAL( 逐 行 倒 相 ) 分 辨 率 是 模 拟 视 频 标 准 它 们 与 网 络 视 频 有 关 是 由 于, 视 频 编 码 器 在 对 模 拟 摄 像 机 信 息 进 行 数 字 化 时 需 支 持 这 两 种 分 辨 率 由 于 采 用 模 拟 视 频 摄 像 机 的 摄 像 机 模 块 ( 包 括 摄 像 机 缩 放 自 动 聚 焦 和 自 动 光 圈 功 能 ), 以 及 内 置 视 频 编 码 器 板, 因 此 目 前 PTZ 网 络 摄 像 机 和 PTZ 网 络 快 球 也 支 持 NTSC 和 PAL 分 辨 率 在 北 美 和 日 本,NTSC 几 乎 是 模 拟 视 频 一 统 天 下 的 标 准 而 欧 洲 及 许 多 亚 洲 和 非 洲 国 家, 则 采 用 PAL 标 准 这 两 种 标 准 都 源 于 电 视 工 业 NTSC 分 辨 率 为 480 行, 刷 新 率 每 秒 隔 行 扫 描 60 行 ( 或 每 秒 30 帧 画 面 ) 定 义 行 数 扫 描 类 型 和 刷 新 率 的 新 命 名 协 定 规 定 这 种 标 准 为 480i60( i 表 示 隔 行 扫 描 ) PAL 制 的 分 辨 率 为 576 行, 刷 新 率 每 秒 隔 行 扫 描 50 行 ( 或 每 秒 25 帧 画 面 ) 新 命 名 协 定 规 定 这 种 标 准 为 576i50, 两 种 标 准 每 秒 总 信 息 量 相 同 模 拟 视 频 进 行 数 字 化 处 理 时, 生 成 的 最 大 像 素 数 量 由 可 用 以 数 字 化 的 电 视 行 数 决 定 数 字 图 像 的 最 大 尺 寸 一 般 为 D1, 最 常 用 的 分 辨 率 为 4CIF

52 52 第 6 章 分 辨 率 在 计 算 机 屏 幕 上 显 示 时, 数 字 化 模 拟 视 频 显 示 隔 行 效 果 出 现 闪 烁 现 象, 由 于 生 成 的 像 素 与 计 算 机 屏 幕 上 的 正 方 像 素 不 一 致, 显 示 的 形 状 略 有 变 形 采 用 去 隔 行 技 术 可 以 减 轻 隔 行 效 果 ( 参 见 第 5 章 ), 而 视 频 经 过 高 宽 比 修 正 后 再 显 示, 可 保 证 诸 如 模 拟 视 频 中 的 圆 形, 在 计 算 机 屏 幕 上 仍 显 示 为 圆 形 D1 720 x 480 4CIF 704 x 480 2CIF 704 x 240 D1 720 x 576 4CIF 704 x 576 2CIF 704 x 288 CIF 352 x 240 CIF 352 x 288 QCIF 176 x 120 QCIF 176 x 144 图 6.1a 左 图, 不 同 的 NTSC 图 像 分 辨 率 右 图, 不 同 的 PAL 图 像 分 辨 率 6.2 VGA 分 辨 率 基 于 100% 数 字 标 准 的 网 络 摄 像 机, 分 辨 率 源 于 计 算 机 工 业 并 已 实 现 全 球 标 准 化, 具 有 很 好 的 灵 活 性 不 受 NTSC 和 PAL 局 限 性 的 影 响 VGA( 视 频 图 形 阵 列 ) 是 一 种 最 初 由 IBM 开 发 的 电 脑 图 形 显 示 标 准, 分 辨 率 为 640x480 像 素, 这 是 非 百 万 像 素 网 络 摄 像 机 的 通 用 格 式 由 于 VGA 视 频 生 成 的 正 方 像 素 与 计 算 机 屏 幕 像 素 相 匹 配, 因 此 VGA 分 辨 率 通 常 更 适 合 用 于 网 络 摄 像 机 计 算 机 监 控 器 可 处 理 VGA 或 VGA 倍 数 分 辨 率 显 示 格 式 QVGA (SIF) VGA SVGA XVGA 4x VGA 像 素 320x x x x x960 表 6.2 VGA 分 辨 率

53 分 辨 率 第 6 章 百 万 像 素 分 辨 率 支 持 百 万 像 素 的 网 络 摄 像 机 采 用 百 万 像 素 传 感 器, 传 输 含 有 100 万 以 上 像 素 的 图 像 传 感 器 获 得 的 像 素 越 多, 捕 捉 的 细 节 更 加 精 细, 生 成 的 图 像 质 量 也 越 好 采 用 百 万 像 素 网 络 摄 像 机, 用 户 观 察 到 的 细 节 更 为 精 细 ( 有 利 于 识 别 人 员 和 物 体 ), 或 者 查 看 场 面 更 大 的 区 域 这 种 优 点 是 视 频 监 控 应 用 的 重 要 考 虑 因 素 显 示 格 式 百 万 像 素 像 素 SXGA 130 万 像 素 1280x1024 SXGA+ (EXGA) 140 万 像 素 1400x1050 UXGA 190 万 像 素 1600x1200 WUXGA 230 万 像 素 1920x1200 QXGA 310 万 像 素 2048x1536 WQXGA 410 万 像 素 2560x1600 QSXGA 520 万 像 素 2560x2048 表 6.3 以 上 为 部 分 百 万 像 素 格 式 百 万 像 素 分 辨 率 是 网 络 摄 像 机 优 于 模 拟 摄 像 机 的 一 个 重 要 方 面 视 频 信 号 经 硬 盘 录 像 机 或 视 频 编 码 器 数 据 化 处 理 后, 传 统 模 拟 摄 像 机 的 最 大 分 辨 率 为 D1, 即 720x480 像 素 (NTSC) 或 720x576 像 素 (PAL) D1 分 辨 率 相 当 于 最 大 414,720 像 素, 即 40 万 像 素 对 比 之 下, 普 通 百 万 像 素 格 式 1280x1024 像 素 的 分 辨 率 为 130 万 像 素, 是 模 拟 CCTV 摄 像 机 分 辨 率 的 三 倍 以 上 目 前, 已 推 出 分 辨 率 达 到 200 万 和 300 万 像 素 的 网 络 摄 像 机, 今 后 有 望 进 一 步 提 高 百 万 像 素 分 辨 率 为 生 成 不 同 高 度 比 图 像 提 供 了 更 大 的 灵 活 性 ( 高 宽 比 是 图 像 高 度 与 宽 度 之 比 ) 普 通 电 视 监 控 器 显 示 的 图 像 高 宽 比 为 4:3 安 讯 士 百 万 像 素 网 络 摄 像 机 除 提 供 同 样 高 宽 比 外, 支 持 其 他 比 例, 如 16:9 16:9 高 宽 比 的 优 点 是 不 显 示 不 重 要 的 细 节, 这 些 细 节 一 般 位 于 普 通 尺 寸 图 像 的 顶 部 和 底 部, 从 而 节 省 带 宽 和 存 储 空 间