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

54 54 第 6 章 分 辨 率 4:3 16:9 图 6.3a 4:3 与 16:9 高 宽 比 图 像 对 比 6.4 高 清 电 视 (HDTV) 分 辨 率 HDTV 的 分 辨 率 优 于 标 准 模 拟 电 视 五 倍 HDTV 还 具 有 更 好 的 色 彩 保 真 度 并 支 持 16:9 格 式 根 据 SMPTE( 美 国 电 影 电 视 工 程 师 协 会 ) 定 义, 两 个 最 重 要 的 HDTV 标 准 分 别 为 SMPTE 296M 和 SMPTE 274M SMPTE 296M(HDTV 720P) 规 定 16:9 格 式 的 分 辨 率 为 1280x720 像 素 及 色 彩 保 真 度, 以 25/30 赫 兹 (Hz) 进 行 逐 行 扫 描, 这 相 当 于 25fps 或 30fps( 取 决 于 所 在 国 家 ) 以 及 以 50/60Hz(50/60fps) 进 行 逐 行 扫 描 SMPTE 274M(HDTV 1080) 规 定 16:9 格 式 的 分 辨 率 为 1920x1080 像 素 及 色 彩 保 真 度, 以 25/30Hz 和 50/60Hz 进 行 隔 行 扫 描 或 逐 行 扫 描 符 合 SMPTE 标 准 的 摄 像 机 可 达 到 HDTV 质 量, 并 具 备 HDTV 在 分 辨 率 色 彩 保 真 度 和 帧 速 方 面 的 所 有 优 点 HDTV 标 准 基 于 与 计 算 机 屏 幕 相 同 的 正 方 像 素, 因 此 网 络 视 频 产 品 的 HDTV 视 频 既 可 以 在 HDTV 屏 幕 上 显 示, 也 可 以 在 标 准 计 算 机 屏 幕 上 显 示 采 用 逐 行 扫 描 的 HDTV 视 频 在 计 算 机 上 进 行 处 理, 或 在 计 算 机 屏 幕 上 显 示 时, 不 必 进 行 转 换 或 采 用 去 隔 行 技 术

55 视 频 压 缩 第 7 章 55 视 频 压 缩 视 频 压 缩 技 术 用 于 减 少 和 删 除 冗 余 的 视 频 数 据, 以 便 更 加 高 效 地 通 过 网 络 传 送 数 字 视 频 数 据, 并 保 存 在 计 算 机 磁 盘 上 利 用 高 效 的 压 缩 技 术 可 显 著 减 小 归 档 的 文 件 大 小, 对 视 觉 效 果 几 乎 或 完 全 没 有 任 何 不 利 影 响 不 过, 如 果 提 高 某 个 特 定 压 缩 技 术 的 压 缩 比, 进 一 步 缩 小 文 件 大 小 的 话, 视 频 质 量 将 会 受 到 影 响 压 缩 技 术 有 不 同 的 类 型, 包 括 专 有 技 术 和 工 业 标 准 技 术 目 前, 大 部 分 网 络 视 频 供 应 商 采 用 标 准 压 缩 技 术 在 保 证 兼 容 性 和 互 操 作 性 方 面, 标 准 具 有 重 要 作 用 由 于 用 于 不 同 目 的, 而 且 有 些 视 频 监 控 应 用 领 域, 要 求 视 频 自 记 录 之 日 起 可 供 多 年 后 查 看, 因 此 兼 容 性 和 互 操 作 性 与 视 频 压 缩 有 着 极 为 密 切 的 关 系 利 用 标 准, 最 终 用 户 设 计 视 频 监 控 系 统 时, 可 在 不 同 供 应 商 之 间 进 行 挑 选, 而 不 必 依 赖 一 家 供 应 商 安 讯 士 采 用 三 种 不 同 的 视 频 压 缩 标 准, 分 别 为 M-JPEG MPEG-4 Part 2( 或 简 称 MPEG-4) 和 H.264 H.264 是 效 率 最 高 的 最 新 视 频 压 缩 标 准 本 章 介 绍 视 频 压 缩 基 本 原 理, 并 分 别 说 明 上 述 三 种 标 准

56 56 第 7 章 视 频 压 缩 7.1 压 缩 基 本 原 理 视 频 编 解 码 器 在 压 缩 过 程 中, 需 要 应 用 压 缩 算 法 对 源 视 频 进 行 压 缩 以 创 建 压 缩 文 件, 以 便 进 行 传 输 和 存 储 要 想 播 放 压 缩 文 件, 则 需 要 应 用 相 反 的 解 压 缩 算 法 对 视 频 进 行 还 原, 还 原 后 的 视 频 内 容 与 原 始 的 源 视 频 内 容 几 乎 完 全 相 同 文 件 压 缩 传 送 解 压 和 显 示 所 需 的 时 间 称 为 时 延 压 缩 算 法 越 高 级, 时 延 就 越 长 视 频 编 解 码 器 ( 编 码 器 / 解 码 器 ) 是 指 两 个 协 同 运 行 的 压 缩 - 解 压 算 法 使 用 不 同 标 准 的 视 频 编 解 码 器 通 常 彼 此 之 间 互 不 兼 容 ; 也 就 是 说, 使 用 一 种 标 准 进 行 压 缩 的 视 频 内 容 无 法 使 用 另 外 一 种 标 准 进 行 解 压 缩 例 如,MPEG-4 Part 2 解 码 器 就 不 能 与 H.264 编 码 器 协 同 运 行 这 是 因 为 一 种 算 法 无 法 正 确 地 对 另 外 一 个 算 法 的 输 出 信 号 进 行 解 码, 然 而 我 们 可 以 在 同 一 软 件 或 硬 件 中 使 用 多 种 不 同 的 算 法, 实 现 多 种 格 式 共 存 图 像 压 缩 与 视 频 压 缩 由 于 不 同 的 视 频 压 缩 标 准 会 使 用 不 同 的 方 法 来 减 少 数 据 量, 因 此 压 缩 结 果 在 比 特 率 质 量 和 时 延 方 面 也 各 不 相 同 图 像 压 缩 采 用 帧 内 编 码 技 术 这 种 技 术 通 过 删 除 肉 眼 看 不 到 的 无 关 信 息, 仅 压 缩 一 帧 图 像 内 的 数 据 M-JPEG 是 这 种 压 缩 标 准 的 一 个 例 子 M-JPEG 序 列 中 的 图 像 按 单 个 JPEG 图 像 进 行 编 码 或 压 缩 图 7.1a 对 M-JPEG 格 式 来 说, 上 述 序 列 中 的 三 个 图 像 分 别 作 为 独 立 的 图 像 (I 帧 ) 进 行 编 码 和 发 送, 彼 此 之 间 互 不 依 赖 视 频 压 缩 算 法, 如 MPEG-4 和 H.264 等, 采 用 帧 内 预 测 模 式 压 缩 一 系 列 帧 之 间 的 数 据 这 种 算 法 涉 及 多 种 技 术, 如 差 分 编 码, 一 帧 与 参 考 帧 进 行 比 较, 仅 编 码 相 对 于 参 考 帧 发 生 变 化 的 像 素 这 种 方 法 减 少 了 编 码 和 发 送 的 像 素 值 数 量 这 种 顺 序 编 码 的 图 像 以 原 有 视 频 顺 序 显 示

57 视 频 压 缩 第 7 章 57 图 7.1b 对 差 分 编 码 ( 包 括 H.264 在 内 的 大 多 数 视 频 压 缩 标 准 都 采 用 这 种 方 法 ) 来 说, 只 有 第 一 个 图 像 (I 帧 ) 是 将 全 帧 图 像 信 息 进 行 编 码 在 后 面 的 两 个 图 像 (P 帧 ) 中, 其 静 态 部 分 ( 即 房 子 ) 将 参 考 第 一 个 图 像, 而 仅 对 运 动 部 分 ( 即 正 在 跑 步 的 人 ) 使 用 运 动 矢 量 进 行 编 码, 从 而 减 少 发 送 和 存 储 的 信 息 量 其 他 技 术, 如 基 于 块 的 运 动 补 偿 可 用 来 进 一 步 减 少 数 据 基 于 块 的 运 动 补 偿 考 虑 到 视 频 序 列 中 构 成 新 帧 的 大 量 信 息 都 可 以 在 前 面 的 帧 中 找 到, 但 可 能 会 在 不 同 的 位 置 上 所 以, 这 种 技 术 将 一 个 帧 分 为 一 系 列 的 宏 块 ( 像 素 块 ) 然 后, 通 过 在 参 考 帧 中 查 找 匹 配 块 的 方 式, 逐 个 块 地 构 建 或 者 预 测 一 个 新 帧 如 果 发 现 匹 配 的 块, 编 码 器 只 需 要 对 参 考 帧 中 发 现 匹 配 块 的 位 置 进 行 编 码 从 名 称 可 以 看 出, 与 对 块 的 实 际 内 容 进 行 编 码 相 比, 只 对 运 动 矢 量 进 行 编 码 可 以 减 少 所 占 用 的 数 据 位 P 图 7.1c 基 于 块 的 运 动 补 偿 图 示 采 用 帧 间 预 测 编 码 帧 时, 将 会 把 图 像 序 列 中 的 帧 划 分 为 不 同 类 型 的 帧, 如 I 帧 P 帧 或 B 帧

58 58 第 7 章 视 频 压 缩 I 帧 ( 帧 内 编 码 帧 ) 是 一 种 自 带 全 部 信 息 的 独 立 帧, 无 需 参 考 其 它 图 像 便 可 独 立 进 行 解 码 视 频 序 列 中 的 第 一 个 帧 始 终 都 是 I 帧 如 果 所 传 输 的 比 特 流 遭 到 破 坏, 则 需 要 将 I 帧 用 作 新 查 看 器 的 起 始 点 或 重 新 同 步 点 I 帧 可 以 用 来 实 现 快 进 快 退 以 及 其 它 随 机 访 问 功 能 如 果 新 的 客 户 端 将 参 与 查 看 视 频 流, 编 码 器 将 以 相 同 的 时 间 间 隔 或 者 根 据 要 求 自 动 插 入 I 帧 I 帧 的 缺 点 在 于 它 们 会 占 用 更 多 的 数 据 位, 但 从 另 一 方 面 看,I 帧 不 会 因 丢 失 数 据 而 产 生 可 觉 察 的 模 糊 现 象 P 帧 ( 帧 间 预 测 编 码 帧 ) 需 要 参 考 前 面 的 I 帧 和 / 或 P 帧 的 不 同 部 分 才 能 进 行 编 码 与 I 帧 相 比,P 帧 通 常 占 用 更 少 的 数 据 位, 但 其 缺 点 是, 由 于 P 帧 对 前 面 的 P 和 I 参 考 帧 有 着 复 杂 的 依 赖 性, 因 此 对 传 输 错 误 非 常 敏 感 B 帧 ( 双 向 预 测 编 码 帧 ) 需 要 同 时 以 前 面 的 帧 和 后 面 的 帧 作 为 参 考 帧 采 用 B 帧 会 加 大 时 延 I B B P B B P B B I B B P 图 7.1d 带 有 I 帧 B 帧 和 P 帧 的 典 型 视 频 序 列 P 帧 只 需 要 参 考 前 面 的 I 帧 或 P 帧, 而 B 帧 则 需 要 同 时 参 考 前 面 和 后 面 的 I 帧 或 P 帧 当 视 频 解 码 器 逐 个 帧 地 对 比 特 流 进 行 解 码 以 便 重 构 视 频 时, 必 须 始 终 从 I 帧 开 始 解 码 如 果 使 用 了 P 帧 和 B 帧, 则 必 须 与 参 考 帧 一 起 解 码 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 允 许 用 户 设 置 GOV( 视 频 组 ) 长 度, 用 以 确 定 发 送 另 一 I 帧 之 前 需 要 发 送 多 少 P 帧 降 低 I 帧 的 频 率 ( 延 长 GOV), 可 降 低 比 特 率 若 要 缩 短 时 延, 则 不 使 用 B 帧 除 差 分 编 码 和 运 动 补 偿 外, 还 可 以 采 用 其 他 先 进 方 法 减 少 数 据 量, 提 高 视 频 质 量 例 如,H.264 支 持 各 种 高 级 技 术, 从 用 于 I 帧 编 码 的 预 测 机 制 改 进 运 动 补 偿 到 亚 像 素 精 度 环 内 去 块 效 应 滤 波 器 直 至 平 滑 块 边 缘 ( 模 糊 现 象 ) 等 关 于 H.264 技 术 的 更 多 信 息, 请 参 见 安 讯 士 的 H.264 白 皮 书 : com/corporate/corp/tech_ papers.htm

59 视 频 压 缩 第 7 章 压 缩 格 式 M-JPEG Motion JPEG 或 M-JPEG 是 由 单 个 JPEG 图 像 构 成 的 数 字 视 频 序 列 (JPEG 代 表 联 合 图 像 专 家 组 ) 当 每 秒 显 示 16 帧 以 上 图 像 时, 收 看 者 可 以 体 验 到 运 动 视 频 在 30fps(NTSC) 或 25fps(PAL) 的 帧 速 下 可 以 体 验 到 完 整 的 运 动 视 频 M-JPEG 的 优 点 之 一 是 可 以 保 证 视 频 序 列 中 的 每 幅 图 像 具 备 相 同 质 量, 由 选 择 的 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 的 压 缩 等 级 决 定 压 缩 等 级 越 高, 文 件 大 小 越 小, 图 像 质 量 越 好, 某 些 情 况 下, 如 光 线 弱 或 场 景 复 杂, 图 像 文 件 大 小 会 变 得 相 当 大, 占 用 很 大 带 宽 和 存 储 空 间 为 避 免 占 有 过 多 带 宽 和 存 储 空 间, 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 可 供 用 户 设 置 每 帧 图 像 的 最 大 文 件 大 小 由 于 M-JPEG 格 式 帧 与 帧 之 间 不 存 在 依 赖 关 系,M-JPEG 视 频 非 常 可 靠, 也 就 是 说, 如 果 一 个 帧 在 传 送 过 程 中 丢 失, 视 频 其 他 部 分 不 受 影 响 M-JPEG 是 一 种 无 需 许 可 证 的 标 准, 具 有 广 泛 兼 容 性, 普 遍 应 用 于 诸 如 需 要 对 视 频 序 列 中 每 一 帧 进 行 分 析, 一 般 每 秒 5 帧 以 下 低 帧 速 的 场 合 M-JPEG 还 可 以 用 来 满 足 需 要 集 成 支 持 M-JPEG 系 统 的 应 用 需 求 M-JPEG 的 主 要 缺 点 是, 不 能 采 用 任 何 视 频 压 缩 技 术 缩 减 数 据, 因 为 它 是 一 系 列 静 态 的 完 整 图 像 因 此, 在 给 定 质 量 的 情 况 下, 与 MPEG-4 和 H.264 等 其 他 视 频 压 缩 标 准 相 比, 比 特 率 较 高 或 压 缩 比 较 低

60 60 第 7 章 视 频 压 缩 MPEG-4 MPEG-4 在 视 频 监 控 应 用 中 提 到 过, 一 般 指 MPEG-4 Part 2, 也 称 MPEG-4 Visual 与 所 有 MPEG( 运 动 图 像 专 家 组 ) 标 准 一 样, 它 是 一 种 需 要 许 可 证 的 标 准, 因 此 用 户 必 须 以 监 控 站 为 单 位 支 付 许 可 证 费 用 MPEG-4 支 持 低 带 宽 应 用, 以 及 需 要 高 质 量 图 像 的 应 用, 不 限 帧 速, 几 乎 支 持 无 限 带 宽 H.264 or MPEG-4 Part 10/AVC H.264 也 称 MPEG-4 Part10/AVC for Advanced Video Coding, 是 最 新 视 频 编 码 MPEG 标 准 在 未 来 几 年 内,H.264 有 望 成 为 行 业 首 选 的 视 频 标 准 这 是 因 为 在 不 影 响 图 像 质 量 的 情 况 下, 与 采 用 M-JPEG 和 MPEG-4 Part 2 标 准 相 比,H.264 编 码 器 可 使 数 字 视 频 文 件 的 大 小 分 别 减 少 80% 和 50% 以 上 这 意 味 着 视 频 文 件 所 需 的 网 络 带 宽 和 存 储 空 间 将 大 大 降 低 或 者 从 另 一 个 角 度 来 说, 在 某 一 特 定 比 特 率 下, 视 频 图 像 质 量 将 得 到 显 著 提 高 H.264 由 电 信 行 业 (ITU-T 的 视 频 编 码 专 家 组 ) 和 IT 行 业 (ISO/IEC 运 动 图 像 专 家 组 ) 的 标 准 化 组 织 联 合 制 定, 与 先 前 标 准 相 比,H.264 有 望 得 到 更 广 泛 的 应 用 在 视 频 监 控 行 业,H.264 将 很 可 能 以 最 快 速 度 应 用 于 那 些 需 要 高 帧 速 和 高 分 辨 率 的 监 控 场 所, 例 如 高 速 公 路 机 场 和 娱 乐 场 所 等 对 于 这 些 监 控 场 所 而 言, 使 用 30/25fps(NTSC/PAL) 的 帧 速 已 经 成 为 一 种 通 行 的 标 准 然 而, 由 于 H.264 能 够 减 少 带 宽 和 存 储 需 求, 具 有 显 著 的 经 济 性, 因 此 可 以 帮 助 企 业 最 大 限 度 节 省 成 本 H.264 有 望 提 高 百 万 像 素 摄 像 机 的 普 及 速 度, 因 为 这 种 高 效 压 缩 技 术 能 够 在 不 影 响 图 像 质 量 的 前 提 下 对 大 文 件 进 行 大 比 例 压 缩, 并 减 少 生 成 的 比 特 率 不 过, 任 何 事 物 都 有 两 面 性 尽 管 H.264 节 省 了 带 宽 和 存 储 成 本, 但 它 却 对 网 络 摄 像 机 和 监 控 站 的 性 能 提 出 了 更 高 的 要 求 安 讯 士 的 H.264 编 码 器 采 用 基 准 类, 即 仅 采 用 I 帧 和 P 帧 由 于 不 采 用 B 帧, 时 延 短, 因 此 这 个 类 适 用 于 网 络 摄 像 机 和 视 频 编 码 器 在 现 场 监 控 场 合, 特 别 是 采 用 PTZ 摄 像 机 或 PTZ 网 络 快 球 的 情 况 下, 短 时 延 对 于 视 频 监 控 应 用 具 有 十 分 重 要 的 意 义

61 视 频 压 缩 第 7 章 可 变 与 固 定 比 特 率 MPEG-4 和 H.264 支 持 用 户 编 码 可 变 或 固 定 比 特 率 视 频 流 合 理 选 择 取 决 于 应 用 和 网 络 基 础 架 构 VBR( 可 变 比 特 率 ) 可 以 保 持 预 定 的 图 像 质 量 水 平, 无 论 运 动 还 是 缺 少 运 动 的 场 合 这 意 味 着, 有 大 量 活 动 的 场 合 可 增 加 使 用 带 宽, 没 有 运 动 的 场 合 可 降 低 使 用 带 宽 在 需 要 高 质 量, 特 别 是 场 景 运 动 下 的 视 频 监 控 场 合, 往 往 采 用 这 种 模 式 由 于 比 特 率 可 变, 即 使 定 义 了 平 均 目 标 比 特 率 的 情 况 下, 网 络 基 础 架 构 ( 可 用 带 宽 ) 必 须 满 足 高 吞 吐 量 的 要 求 可 用 带 宽 有 限 的 情 况 下, 建 议 采 用 普 通 CBR( 固 定 比 特 率 ), 这 种 模 式 可 生 成 固 定 比 特 率, 由 用 户 预 定 CBR 的 缺 点 是, 当 场 景 中 活 动 增 加, 导 致 比 特 率 高 于 目 标 速 率 的 情 况 下, 受 比 特 定 固 定 的 限 制, 会 造 成 图 像 质 量 和 帧 速 下 降 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 在 比 特 率 高 于 目 标 比 特 率 时, 可 供 用 户 优 先 选 择 图 像 质 量 或 帧 速 7.4 比 较 标 准 在 对 MPEG 标 准 的 性 能 ( 如 MPEG-4 和 H.264) 进 行 比 较 时 需 要 注 意 的 是, 即 使 是 使 用 相 同 压 缩 标 准 的 编 码 器 之 间, 其 压 缩 结 果 也 可 能 会 存 在 差 异, 这 一 点 十 分 重 要 这 是 因 为 编 码 器 的 设 计 者 可 能 会 选 择 使 用 某 个 标 准 所 定 义 的 不 同 工 具 集 不 过, 只 要 编 码 器 的 输 出 信 号 符 合 标 准 的 格 式 以 及 解 码 器 的 要 求, 就 可 以 采 用 不 同 的 实 施 方 式 因 此,MPEG 标 准 不 能 保 证 提 供 特 定 的 比 特 率 或 质 量, 而 且 如 果 不 首 先 确 定 在 编 码 器 中 如 何 实 施 标 准, 则 无 法 进 行 正 确 的 比 较 与 编 码 器 不 同, 解 码 器 必 须 实 施 某 个 标 准 的 所 有 必 需 部 分, 才 能 对 符 合 标 准 的 比 特 流 进 行 解 码 这 是 因 为 标 准 中 明 确 规 定 了 解 压 缩 算 法 应 如 何 对 压 缩 视 频 的 每 个 比 特 进 行 还 原 下 图 是 在 相 同 图 像 质 量 水 平 下, 采 用 下 列 视 频 标 准 的 比 特 率 对 比 :M-JPEG,MPEG-4 Part 2( 无 运 动 补 偿 ) MPEG-4 Part 2( 有 运 动 补 偿 ) 和 H.264( 基 准 类 )

62 62 第 7 章 视 频 压 缩 H.264 MPEG-4 Part 2 MPEG-4 Part 2 M-JPEG kbit kbit 图 7.4a 对 于 视 频 序 列 样 本 来 说, 使 用 安 讯 士 的 H.264 编 码 器 能 够 比 使 用 有 运 动 补 偿 的 MPEG-4 编 码 器 降 低 50% 的 比 特 率 (bps) 在 没 有 运 动 补 偿 的 情 况 下,H.264 编 码 器 的 效 率 至 少 比 MPEG-4 编 码 器 高 3 倍, 比 M-JPEG 编 码 器 高 6 倍

63 音 频 第 8 章 63 音 频 虽 然 视 频 监 控 系 统 尚 未 普 遍 采 用 音 频, 但 配 置 音 频 功 能 可 提 高 系 统 事 件 检 测 和 报 警 能 力, 并 可 通 过 IP 网 络 进 行 音 频 通 信 不 过, 有 些 国 家 禁 止 采 用 音 频, 因 此 使 用 前 最 好 向 当 地 权 利 机 构 核 实 本 章 重 点 介 绍 应 用 场 景 音 频 设 备 音 频 模 式 音 频 检 测 报 警 音 频 压 缩 和 音 频 / 视 频 同 步 8.1 音 频 应 用 音 频 作 为 视 频 监 控 系 统 的 组 成 部 分, 除 了 可 以 检 测 和 报 警 事 件 及 紧 急 情 况 外, 还 可 以 使 系 统 发 挥 非 常 重 要 的 作 用 音 频 可 覆 盖 360 度 区 域, 将 视 频 监 控 系 统 的 工 作 范 围 延 伸 到 摄 像 机 视 野 之 外, 引 导 PTZ 摄 像 机 或 PTZ 网 络 快 球 ( 或 提 示 操 作 员 ) 从 图 像 上 核 实 音 频 报 警 情 况 采 用 音 频, 用 户 不 仅 可 以 对 区 域 进 行 侦 听, 而 且 可 向 访 问 者 或 入 侵 者 发 送 要 求 或 命 令 例 如, 当 摄 像 机 视 野 内 的 人 员 表 现 出 可 疑 行 为 时, 如 在 银 行 柜 员 机 附 近 游 荡, 或 发 现 有 人 要 进 入 禁 区, 远 端 保 安 人 员 可 向 其 发 出 口 头 警 告 有 人 员 受 伤 的 情 况 下, 可 以 远 程 通 知 伤 者 救 援 人 员 马 上 赶 到 音 频 还 可 以 在 入 口 处 充 当 门 禁 远 程 门 卫 其 他 应 用 领 域 包 括 远 程 帮 助 台 ( 如 无 人 值 守 的 停 车 场 ) 视 频 会 议 等 视 听 监 控 系 统 有 助 于 远 程 用 户 接 收 交 流 信 息, 提 高 安 全 性 或 远 程 监 控 能 力

64 64 第 8 章 音 频 8.2 音 频 支 持 与 设 备 与 模 拟 CCTV 系 统 相 比, 网 络 视 频 系 统 便 于 实 施 音 频 模 拟 系 统 中, 端 点 至 端 点, 即 自 摄 像 机 和 麦 克 风 至 查 看 / 记 录 位 置, 必 须 单 独 安 装 音 频 和 视 频 线 缆 如 果 麦 克 风 与 工 作 站 之 间 距 离 过 长, 还 必 须 安 装 音 频 均 衡 设 备, 增 加 了 安 装 成 本 和 难 度 网 络 视 频 系 统 中, 配 有 音 频 支 持 的 网 络 摄 像 机 可 以 处 理 音 频, 并 通 过 用 于 监 控 和 / 或 记 录 的 同 一 网 线 发 送 音 频 和 视 频 这 样 不 需 额 外 布 线, 也 便 于 音 频 和 视 频 同 步 IP 图 8.2a 网 络 视 频 系 统 集 成 音 频 支 持 音 频 和 视 频 流 通 过 同 一 网 线 传 送 AUDIO I/O IN OUT IP 图 8.2b 有 些 视 频 编 码 器 配 有 内 置 音 频, 这 种 情 况 下 可 添 加 音 频, 即 使 系 统 中 采 用 模 拟 摄 像 机 集 成 音 频 功 能 的 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器, 往 往 配 有 内 置 麦 克 风 和 / 或 mic-in( 麦 克 输 入 )/linein( 线 路 输 入 ) 插 孔 利 用 mic-in/line-in 支 持, 用 户 可 选 用 另 一 种 类 型 或 质 量 的 麦 克 风, 取 代 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 的 内 置 麦 克 风 而 且 可 将 网 络 视 频 产 品 连 接 一 个 以 上 麦 克 风, 麦 克 风 可 与 摄 像 机 保 持 一 定 距 离 麦 克 风 应 尽 可 能 靠 近 源, 以 减 小 噪 声 在 双 路 全 双 工 模 式 下, 麦 克 风 应 背 向 扬 声 器 并 保 持 一 定 距 离, 以 减 少 回 声 和 啸 叫

65 音频 第8章 65 许多安讯士网络视频产品不含内置扬声器 内置放大器的有源扬声器可通过音频插孔 直接连 接网络视频产品 如果扬声器不含内置放大器 则必须首先连接放大器 然后再连接网络摄像 机/视频编码器 为最大限度减少干扰和噪声 应始终采用屏蔽音频线 并避免靠近电源线和传送高频交换信号 的线缆 应尽可能保持短距离音频线 如果需要长音频线 应采用音频均衡设备 即线缆 放 大器和麦克风全部均衡 8.3 音频模式 根据应用环境的不同 进行单向或双向传送音频 双向是指同时两个方向或一次一个方向传 送 音频通信有三种基本模式 单工 半双工和全双工 单工 ၿ Ϸ Ԧ ᮟ LAN/WAN ੳ ܥ ٧ ၿ Ϸ Ԧ ᮟ PC Ꭹፎ Ϸ А᮲ 图8.3a 单工模式下 音频仅由一个方向发送 本例中 音频由摄像机发送给操作员 应用场合包括远程监控和视频监控 ၿୱͺտԦ ᮟ LAN/WAN А᮲ 图8.3b ၿ Ϸ Ԧ ᮟ PC Ꭹፎ Ϸ ੳ ܥ ٧ 本例单工模式中 音频由操作者发送给摄像机 例如 这种方式可用来向摄像机中看到的人发送指令 或惊吓停车场的 盗车嫌疑人

66 66 第8章 音频 半双工 ੳ ܥ ٧ ၿୱͺտԦ ᮟ ၿ Ϸ Ԧ ᮟ LAN/WAN ၿ Ϸ Ԧ ᮟ PC Ꭹፎ Ϸ А᮲ 图8.3c 半双工模式下 音频由两个方向发送 但一次只能由一方发送 这种情况类似对讲机 全双工 ੳ ܥ ٧ ୱͺտКԤ அԦ ᮟ LAN/WAN ၿ Ϸ Ԧ ᮟ PC Ꭹፎ Ϸ А᮲ 图8.3d 全双工模式下 操作员同时收发音频 这种通信模式类似于电话交谈 全双工模式要求客户端 PC 装有支持全双工音频的 声卡 8.4 音频检测报警 音频检测报警可用作视频运动检测的补充 因为它可以对正常工作光线过暗的区域发生的事件 做出响应 同时 还可用于检查摄像机视野以外的活动 通过破坏窗户或室内说话等声响 音频检测报警功能可触发网络摄像机发送并记录视频和音 频 发送电子邮件或其他报警 激活外部设备 如报警器 同样 运动检测和门禁等报警输入 也可以用来触发视频和音频记录 采用PTZ摄像机或PTZ网络快球时 音频检测报警可以触发摄像 机自动自动转向预设的位置 如特定的窗户 8.5 音频压缩 模拟音频信号必须经过采样处理转换为数字音频信号后 才能进行压缩 以提高传输和存储效 率 这种转换和压缩通过音频编解码器完成 音频编解码器是一种音频数据编码和解码算法

67 音 频 第 8 章 采 样 频 率 大 量 不 同 形 式 的 音 频 编 解 码 器 支 持 各 种 采 样 频 率 和 压 缩 级 别 采 样 频 率 指 每 秒 模 拟 音 频 信 号 抽 样 次 数, 以 赫 兹 (Hz) 为 单 位 一 般 来 说, 采 样 频 率 越 高, 音 频 质 量 越 好, 但 所 需 带 宽 和 存 储 空 间 也 越 大 比 特 率 比 特 率 是 一 种 重 要 的 音 频 设 置, 因 为 它 决 定 压 缩 级 别, 关 系 到 音 频 质 量 一 般 来 说, 压 缩 级 别 越 高 ( 比 特 率 越 低 ), 音 频 质 量 越 差 压 缩 级 别 高 的 情 况 下 ( 低 比 特 率 ), 编 解 码 器 的 音 频 质 量 差 别 尤 其 明 显, 压 缩 级 别 低 ( 高 比 特 率 ) 时 反 映 不 出 来 压 缩 级 别 高 还 会 延 长 响 应 时 间 或 时 延, 不 过 可 显 著 节 省 带 宽 和 存 储 空 间 音 频 编 解 码 器 最 常 选 择 的 比 特 率 在 32kbit/ 秒 和 64kbit/ 秒 之 间 与 视 频 比 特 率 一 样, 音 频 比 特 率 是 计 算 所 需 总 带 宽 和 存 储 的 重 要 考 虑 因 素 音 频 编 解 码 器 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 支 持 三 种 音 频 编 解 码 器 第 一 种 是 AAC-LC( 高 级 音 频 编 码 低 复 杂 度 规 格 ), 也 称 MPEG-4 AAC, 这 种 编 解 码 器 需 要 获 得 许 可 当 要 求 尽 可 能 达 到 获 得 最 佳 音 频 质 量 时, 建 议 采 用 AAC-LC, 特 别 是 采 样 频 率 高 于 16kHz, 比 特 率 为 64kbit/ 秒 的 编 解 码 器 另 两 种 编 解 码 器 分 别 为 G.711 和 G.726, 这 两 种 编 解 码 器 为 非 许 可 技 术 8.6 音 频 与 视 频 同 步 音 频 和 视 频 数 据 同 步 由 媒 体 播 放 器 ( 用 于 回 放 多 媒 体 文 件 的 计 算 机 软 件 程 序 ), 或 Microsoft DirectX 等 含 有 处 理 多 媒 体 文 件 的 应 用 编 程 接 口 的 多 媒 体 框 架 来 完 成 音 频 和 视 频 按 两 个 独 立 的 分 组 流 通 过 网 络 传 送 为 使 客 户 端 或 播 放 器 出 色 地 同 步 音 频 和 视 频 流, 音 频 和 视 频 包 必 须 加 盖 时 间 戳 网 络 摄 像 机 未 必 支 持 M-JPEG 压 缩 视 频 包 加 盖 时 间 戳 如 果 是 这 种 情 况, 且 如 果 同 步 视 频 和 音 频 十 分 重 要, 视 频 格 式 应 选 择 MPEG-4 或 H.264, 因 为 这 种 视 频 流 以 及 音 频 流 采 用 RTP( 实 时 传 输 协 议 ) 传 送, 可 对 视 频 和 音 频 包 加 盖 时 间 戳 不 过, 许 多 情 况 下, 同 步 音 频 并 不 重 要 或 根 本 不 需 要, 例 如, 如 果 音 频 用 于 监 控 而 不 是 记 录 的 话

68 68

69 网 络 技 术 第 9 章 69 网 络 技 术 网 络 视 频 系 统 采 用 不 同 网 络 技 术 加 以 支 持 并 具 有 许 多 优 点 本 章 讨 论 局 域 网, 重 点 介 绍 以 太 网 及 其 支 持 组 件 同 时, 说 明 以 太 网 供 电 的 使 用 本 章 还 将 介 绍 互 联 网 通 信, 讨 论 IP( 互 联 网 协 议 ) 寻 址 其 概 念 及 工 作 原 理, 包 括 如 何 通 过 互 联 网 接 入 网 络 视 频 产 品, 并 介 绍 网 络 视 频 采 用 的 各 种 数 据 传 输 协 议 本 章 其 他 内 容 包 括 虚 拟 局 域 网 和 服 务 质 量, 以 及 保 证 IP 网 络 安 全 通 信 的 不 同 方 法 关 于 无 线 技 术 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 10 章 9.1 局 域 网 和 以 太 网 局 域 网 (LAN) 是 一 组 计 算 机 在 局 部 区 域 相 互 连 接, 彼 此 通 信 并 共 享 打 印 机 等 资 源 数 据 以 分 组 形 式 发 送 并 调 节 分 组 传 输, 可 以 采 用 不 同 的 技 术 以 太 网 是 使 用 最 为 普 遍 的 LAN 技 术,IEEE 标 准 规 定 了 以 太 网 的 技 术 标 准 ( 其 他 类 型 的 LAN 网 络 技 术 包 括 令 牌 环 和 FDDI ) 以 太 网 采 用 星 形 拓 扑 结 构, 其 中 每 个 节 点 ( 设 备 ) 通 过 交 换 机 等 有 源 设 备 相 互 连 接 LAN 连 网 设 备 数 量 由 两 个 到 数 千 个 不 等 有 线 LAN 的 物 理 传 输 介 质 是 线 缆, 主 要 是 双 绞 线 或 光 纤 双 绞 线 缆 由 八 股 导 线 组 成 四 条 铜 线 对, 采 用 RJ-45 插 头 和 插 座 双 绞 线 缆 最 大 长 度 为 100 米 (328 英 尺 ), 而 光 缆 最 大 长 度 可 达 10 到 70 公 里, 取 决 于 光 纤 类 型 根 据 采 用 的 双 绞 线 或 光 缆 类 型, 目 前 数 据 速 率 可 以 达 到 100Mbit/ 秒 至 10,000Mbit/ 秒

70 70 第 9 章 网 络 技 术 图 9.1a 对 绞 线 包 括 四 条 线 对, 一 般 端 部 连 接 RJ-45 插 头 容 量 高 于 当 前 要 求 是 构 建 网 络 的 一 条 经 验 法 则 为 满 足 今 后 网 络 要 求, 现 有 用 量 仅 占 网 络 设 计 容 量 30% 比 较 理 想 目 前 越 来 越 多 的 应 用 通 过 网 络 运 行, 对 网 络 性 能 的 要 求 不 断 提 高 尽 管 网 络 交 换 机 ( 后 面 讨 论 ) 几 年 之 后 可 以 升 级, 但 更 换 布 线 一 般 比 较 困 难 以 太 网 类 型 快 速 以 太 网 快 速 以 太 网 指 数 据 传 输 速 率 为 100Mbit/ 秒 的 以 太 网, 可 采 用 双 绞 线 或 光 缆 进 行 传 输 ( 早 期 10 Mbit/ 秒 以 太 网 仍 在 安 装 使 用, 但 这 种 网 络 不 能 为 某 些 网 络 视 频 应 用 提 供 必 要 的 带 宽 ) 网 络 连 接 的 大 部 分 设 备, 如 桌 面 系 统 或 网 络 摄 像 机, 配 有 100BASE-TX/10BASE-T 以 太 网 接 口, 通 常 称 为 10/100 接 口, 支 持 10Mbit/ 秒 和 快 速 以 太 网 支 持 快 速 以 太 网 的 双 绞 线 称 为 Cat-5 网 络 线 千 兆 以 太 网 千 兆 以 太 网 也 采 用 双 绞 线 或 光 缆 进 行 传 输, 数 据 传 输 速 度 为 1,000Mbit/ 秒 (1Gbit/s) 千 兆 以 太 网 目 前 已 十 分 流 行, 并 有 望 很 快 取 代 快 速 以 太 网 成 为 事 实 标 准 支 持 千 兆 以 太 网 的 双 绞 线 为 Cat-5e 网 线, 线 缆 的 四 对 线 可 实 现 高 速 数 据 传 输 网 络 视 频 系 统 建 议 采 用 Cat-5e 或 更 高 规 格 的 网 络 线 大 部 分 接 口 向 后 兼 容 10 和 100Mbit/ 秒 以 太 网, 通 常 称 为 10/100/1000 接 口

71 网 络 技 术 第 9 章 71 远 距 离 传 输 可 采 用 光 缆, 如 1000BASE-SX( 最 远 550 米 /1,639 英 尺 ) 和 1000BASE-LX( 多 模 光 纤 最 远 550 米, 单 模 光 纤 最 远 5,000 米 ) 图 9.1b 远 距 离 传 输 可 采 用 光 缆 光 缆 一 般 用 于 网 络 主 干, 而 不 是 网 络 节 点, 如 网 络 摄 像 机 万 兆 以 太 网 万 兆 以 太 网 是 最 新 一 代 网 络, 传 输 速 率 达 10Gbit/s(10,000Mbit/ 秒 ), 以 光 纤 或 双 绞 线 作 为 传 输 介 质 10GBASE-LX4,10GBASE-ER 和 10GBASE-SR 光 缆 传 送 距 离 可 达 10,000 米 (6.2 英 里 ) 采 用 双 绞 线 时, 对 网 络 线 的 质 量 要 求 非 常 高 (Cat-6a 或 Cat-7) 交 换 机 当 只 有 两 台 设 备 需 要 通 过 双 绞 线 相 互 直 接 通 信 时, 可 采 用 所 谓 交 叉 线 交 叉 线 只 交 叉 连 接 线 缆 一 端 的 传 输 线 对 与 另 一 端 的 接 收 线 对, 反 之 亦 然 不 过, 要 连 网 LAN 中 的 大 量 设 备, 需 采 用 网 络 设 备, 如 网 络 交 换 机 采 用 网 络 交 换 机 时, 应 使 用 规 定 的 网 线 而 不 是 交 叉 线 网 络 交 换 机 的 主 要 功 能 是 将 一 台 设 备 的 数 据 传 送 给 同 一 网 络 中 的 另 一 台 设 备 这 的 确 是 一 种 高 效 的 传 输 方 式, 因 为 数 据 可 由 一 台 设 备 传 送 到 另 一 台 设 备, 而 不 会 影 响 同 一 网 络 中 的 其 他 设 备 其 工 作 原 理 是, 交 换 机 注 册 与 其 连 接 的 所 有 设 备 的 MAC( 介 质 访 问 控 制 ) 地 址 ( 每 台 入 网 设 备 有 各 自 唯 一 的 MAC 地 址, 由 制 造 商 设 置 的 序 号 和 字 母 组 成, 这 种 地 址 一 般 可 在 产 品 表 中 查 找 ) 收 到 数 据 时, 交 换 机 只 将 其 传 送 到 相 应 MAC 目 的 地 址 连 接 的 设 备 的 端 口

72 72 第 9 章 网 络 技 术 交 换 机 一 般 以 每 端 口 速 率, 以 及 主 干 或 内 部 数 据 传 输 速 率 ( 比 特 率 和 每 秒 包 数 ) 表 示 性 能 端 口 速 率 表 示 特 定 端 口 最 大 传 输 速 率 也 就 是 说, 交 换 机 的 速 率, 如 100Mbit/ 秒, 往 往 是 每 个 端 口 的 性 能 图 9.1c 端 口 采 用 网 络 交 换 机 可 以 非 常 有 效 地 管 理 数 据 传 输, 因 为 数 据 由 一 台 设 备 传 送 到 另 一 台 设 备 时, 不 会 影 响 交 换 机 的 任 何 其 他 网 络 交 换 机 一 般 可 以 同 时 支 持 不 同 的 数 据 传 输 速 度 最 常 用 的 速 度 是 10/100, 同 时 支 持 10Mbit/ 秒 以 及 快 速 以 太 网 不 过,10/100/1000 很 快 将 成 为 标 准 交 换 速 率, 因 此 可 同 时 支 持 10Mbit/ 秒 快 速 以 太 网 和 千 兆 以 太 网 交 换 机 端 口 与 连 接 设 备 之 间 的 传 输 速 率 和 模 式 一 般 通 过 自 动 检 测 决 定, 以 采 用 最 高 通 用 数 据 速 率 和 最 佳 传 输 模 式 为 准 交 换 机 还 可 以 使 连 接 的 设 备 以 全 双 工 模 式 工 作, 即 同 时 收 发 数 据, 从 而 提 高 性 能 交 换 机 可 以 配 置 不 同 的 性 能 或 功 能 有 些 交 换 机 包 括 路 由 器 功 能 ( 参 见 9.2) 交 换 机 还 可 以 支 持 以 太 网 供 电 或 服 务 质 量, 控 制 不 同 应 用 使 用 的 带 宽

73 网 络 技 术 第 9 章 以 太 网 供 电 以 太 网 供 电 (PoE) 功 能 可 将 电 源 设 备 接 入 以 太 网, 利 用 数 据 通 信 线 路 供 电 以 太 网 供 电 广 泛 用 于 为 IP 电 话 无 线 网 关 及 LAN 中 的 网 络 摄 像 机 供 电 PoE 的 主 要 优 点 是 节 省 固 有 成 本, 不 必 聘 用 电 工, 也 不 需 要 单 独 安 装 电 源 线 路 这 是 非 常 有 利 的, 特 别 是 在 难 以 进 行 电 源 布 线 的 区 域 事 实 上, 不 装 电 源 线 每 台 摄 像 机 可 以 节 省 几 百 美 元, 视 摄 像 机 的 位 置 而 定 PoE 还 便 于 摄 像 机 迁 至 新 的 位 置, 或 在 视 频 监 控 系 统 中 增 加 摄 像 机 同 时,PoE 使 视 频 系 统 更 加 可 靠 采 用 PoE 的 视 频 监 控 系 统 由 机 房 供 电, 机 房 通 常 备 有 UPS( 不 间 断 电 源 ) 这 意 味 着, 即 使 在 断 电 的 情 况 下, 视 频 监 控 系 统 仍 然 可 以 正 常 工 作 基 于 上 述 优 点, 建 议 设 备 尽 可 能 多 地 采 用 PoE PoE 交 换 机 和 中 跨 设 备 可 有 效 保 证 连 接 设 备 的 用 电 需 求, 设 备 支 持 电 源 分 类 这 些 内 容 将 在 下 面 详 细 说 明 802.3af 标 准 与 高 性 能 PoE 目 前, 大 部 分 PoE 设 备 符 合 2003 年 颁 布 的 IEEE 802.3af 标 准 IEEE 802.3af 标 准 采 用 标 准 Cat-5 或 更 高 规 格 的 线 缆, 确 保 数 据 传 输 不 受 影 响 标 准 中, 提 供 电 源 的 设 备 称 为 供 电 设 备 (PSE), 可 以 是 PoE 交 换 机 或 中 跨 设 备 接 受 电 源 的 设 备 称 为 受 电 设 备 (PD) 这 种 功 能 一 般 内 置 在 网 络 设 备 中, 如 网 络 摄 像 机, 或 通 过 独 立 的 分 离 器 提 供 ( 参 见 以 下 说 明 ) 保 证 向 后 兼 容 非 PoE 支 持 的 网 络 设 备 标 准 包 括 自 动 识 别 设 备 是 否 支 持 PoE 的 方 法, 仅 在 符 合 标 准 时 才 为 设 备 供 电 也 就 是 说, 如 果 连 接 的 不 是 PoE 支 持 设 备, 连 接 PoE 的 以 太 网 线 缆 不 供 电 这 样 可 以 避 免 安 装 或 改 造 网 络 线 路 时 发 生 触 电 对 绞 线 中 有 四 股 线 对 PoE 可 采 用 其 中 的 两 个 裸 线 对, 或 将 电 流 加 在 用 于 数 据 传 输 的 线 对 上 内 置 PoE 的 交 换 机 往 往 利 用 两 个 数 据 传 输 线 对 供 电, 而 中 跨 设 备 一 般 采 用 两 个 裸 线 对 受 电 设 备 支 持 这 两 种 供 电 方 式

74 74 第 9 章 网 络 技 术 根 据 IEEE 802.3af 标 准,PSE 提 供 48V 电 压 直 流 电, 每 端 口 最 大 功 率 15.4W 考 虑 到 双 绞 线 功 耗,PD 功 率 仅 保 证 12.95W IEEE 802.3af 标 准 规 定 了 各 种 性 能 类 型 的 PD 交 换 机 和 中 跨 设 备 等 PSE 一 般 提 供 一 定 量 的 功 率, 通 常 为 300W 到 500W 以 48 端 口 交 换 机 为 例, 线 每 端 口 平 均 为 6W 到 10W, 如 果 所 有 端 口 都 连 接 到 使 用 PoE 的 设 备 上 的 话 除 非 PD 支 持 电 源 分 类, 否 则 每 个 使 用 PoE 的 端 口 必 须 预 留 满 功 率 15.4W 这 意 味 着,300W 交 换 机 只 能 为 48 个 端 口 中 的 20 个 供 电 不 过, 如 果 所 有 设 备 能 够 让 交 换 机 知 道 他 们 是 1 类 设 备 的 话,300W 足 以 支 持 全 部 48 个 端 口 分 类 PSE 最 大 功 率 PD 使 用 的 最 大 功 率 用 法 W 0.44 W W 默 认 W 0.44 W W 可 选 W 3.84 W W 可 选 W 6.49 W W 可 选 4 视 为 0 类 备 用 表 9.1a IEEE 802.3af 电 源 分 类 大 部 分 固 定 网 络 摄 像 机 根 据 IEEE 802.3af 标 准 通 过 PoE 供 电, 一 般 标 记 为 1 类 或 2 类 设 备 根 据 IEEE802.3at 准 标 准 或 PoE+,PSE 两 个 线 对 功 率 权 限 至 少 提 高 到 30W 最 终 技 术 规 格 尚 待 确 定, 标 准 有 望 2009 年 中 期 获 得 批 准 在 此 期 间,PTZ 摄 像 机 和 配 有 电 机 控 制 的 PTZ 半 球 摄 像 机, 以 及 装 有 加 热 器 和 风 扇 的 摄 像 机 等 设 备, 可 采 用 IEEE 802.3at 准 标 准 ( 高 性 能 PoE) 中 跨 设 备 和 分 离 器, 所 需 功 率 将 高 于 IEEE 802.3af 标 准 中 跨 设 备 与 分 离 器 中 跨 设 备 和 分 离 器 ( 也 称 有 源 分 离 器 ) 是 用 于 现 有 网 络 支 持 以 太 网 供 电 的 设 备

75 3115 网 络 技 术 第 9 章 75 UPS PoE PoE 图 9.1 d 现 有 系 统 可 采 用 中 跨 设 备 和 分 离 器 升 级 配 置 PoE 功 能 为 以 太 网 线 缆 加 电 的 中 跨 设 备 位 于 网 络 交 换 机 与 受 电 设 备 之 间 为 保 证 数 据 传 输 不 受 影 响, 一 定 要 注 意, 数 据 源 ( 如 交 换 机 ) 与 网 络 视 频 产 品 之 间 的 最 大 距 离 不 得 超 过 100 米 (328 英 尺 ), 也 就 是 说, 中 跨 设 备 和 分 离 器 必 须 位 于 100 米 范 围 之 内 分 离 器 用 于 将 以 太 网 线 缆 中 的 电 源 和 数 据 分 成 单 独 两 路, 然 后 连 接 无 内 置 支 持 PoE 的 设 备 由 于 PoE 或 高 性 能 PoE 仅 支 持 48V 直 流 电 源, 因 此 分 离 器 的 另 一 个 功 能 是, 将 电 压 步 降 到 设 备 相 应 的 额 定 水 平, 例 如 12V 或 5V 安 讯 士 已 推 出 PoE 和 高 性 能 PoE 中 跨 设 备 和 分 离 器 9.2 互 联 网 为 在 一 个 局 域 网 中 的 设 备 与 另 一 LAN 中 的 设 备 之 间 传 送 数 据, 需 要 一 种 标 准 通 信 方 法, 因 为 局 域 网 可 能 采 用 不 同 类 型 的 技 术 这 种 要 求 促 进 了 IP 寻 址 及 大 量 支 持 互 联 网 通 信 的 IP 协 议 的 发 展, 互 联 网 是 全 球 计 算 机 系 统 互 连 网 络 ( 各 种 LAN 也 可 以 采 用 IP 寻 址 和 IP 协 议 支 持 局 域 网 内 通 信, 尽 管 采 用 MAC 地 址 足 以 完 成 内 部 通 信 ) 下 面, 在 讨 论 IP 寻 址 之 前, 首 先 介 绍 互 联 网 通 信 的 一 些 基 本 要 素, 如 路 由 器 防 火 墙 和 互 联 网 服 务 提 供 商 等 路 由 器 为 将 数 据 包 通 过 互 联 网 由 一 个 LAN 传 送 到 另 一 个 LAN, 必 须 采 用 一 种 称 为 网 络 路 由 器 的 网 间 设 备 根 据 IP 地 址, 路 由 器 将 一 个 网 络 的 信 息 传 送 另 一 网 络 它 只 将 应 传 的 数 据 包 传 送 给 另 一 网 络 路 由 器 主 要 用 来 连 接 局 域 网 与 互 联 网 传 统 上, 路 由 器 称 为 网 关

76 76 第 9 章 网 络 技 术 防 火 墙 防 火 墙 用 于 防 止 未 经 授 权 的 用 户 访 问 专 用 网 络 可 以 实 施 硬 件 或 软 件 防 火 墙, 也 可 以 两 种 方 式 相 结 合 防 火 墙 一 般 用 于 防 止 未 经 授 权 的 互 联 网 用 户 访 问 与 互 联 网 连 接 的 专 用 网 络 信 息 经 防 火 墙 通 过 互 联 网 收 发, 这 样 可 以 对 每 一 条 信 息 进 行 检 查, 拦 劫 不 符 合 规 定 安 全 标 准 的 信 息 互 联 网 连 接 为 连 接 LAN 与 互 联 网, 必 须 通 过 互 联 网 服 务 提 供 商 (ISP) 建 立 网 络 连 接 连 接 互 联 网 时, 采 用 上 游 和 下 游 等 术 语 上 游 指 数 据 利 用 传 输 速 率 由 设 备 上 传 到 互 联 网, 如 网 络 摄 像 机 发 送 视 频 下 游 指 利 用 传 输 速 率 下 载 文 件, 如 监 控 PC 接 收 视 频 大 部 分 情 况 下, 例 如 连 接 到 互 联 网 的 桌 面 系 统, 由 互 联 网 下 载 信 息, 速 度 是 最 重 要 的 考 虑 因 素 在 网 络 摄 像 机 位 于 远 程 地 点 的 网 络 视 频 应 用 中, 较 为 关 注 的 是 上 游 速 度, 因 为 需 要 将 网 络 摄 像 机 的 数 据 ( 视 频 ) 上 传 到 互 联 网 IP 寻 址 任 何 设 备 若 想 通 过 互 联 网 与 其 他 设 备 通 信, 必 须 有 相 应 的 唯 一 IP 地 址 IP 地 址 用 来 识 别 发 送 和 接 收 设 备 目 前 有 两 个 IP 版 本 :IP 版 本 4(IPv4) 和 IP 版 本 6(IPv6) 两 个 版 本 的 主 要 区 别 是,IPv6 地 址 较 长 (128 位, 而 IPv4 地 址 仅 为 32 位 ) 目 前 应 用 最 为 普 遍 的 是 IPv4 地 址 IPv4 地 址 IPv4 地 址 由 四 个 地 址 块 组 成, 每 个 地 址 块 之 间 用 圆 点 隔 开 每 个 地 址 块 用 0 到 255 之 间 的 数 字 表 示, 如 某 些 IPv4 地 址 块 是 为 专 用 预 留 的 这 些 专 用 IP 地 址 是 至 , 至 和 至 这 些 地 址 仅 供 专 网 使 用, 不 允 许 通 过 路 由 器 向 互 联 网 传 送 所 有 准 备 通 过 互 联 网 通 信 的 设 备, 必 须 有 自 己 的 公 共 IP 地 址 公 共 IP 地 址 是 由 互 联 网 服 务 提 供 商 分 配 的 地 址 ISP 可 以 分 配 动 态 IP 地 址, 可 在 会 话 中 更 改 ; 也 可 以 分 配 静 态 地 址, 一 般 需 要 按 月 付 费

77 网 络 技 术 第 9 章 77 端 口 端 口 号 规 定 特 定 的 服 务 或 应 用, 以 便 接 收 服 务 器 ( 如 网 络 摄 像 机 ) 知 道 如 何 处 理 数 据 当 计 算 机 发 送 与 特 定 应 用 关 联 的 数 据 时, 一 般 在 IP 地 址 中 自 动 添 加 端 口 号, 不 必 用 户 通 知 端 口 号 选 择 范 围 由 0 至 有 些 应 用 采 用 互 联 网 编 号 分 配 机 构 (IANA) 预 先 为 其 分 配 的 端 口 号 例 如,HTTP 网 络 服 务 一 般 在 网 络 摄 像 机 上 映 射 为 端 口 80 设 置 IPv4 地 址 为 使 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 在 IP 网 络 环 境 下 工 作, 必 须 为 其 分 配 IP 地 址 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 主 要 通 过 两 种 方 法 设 置 IPv4 地 址 :1) 自 动 采 用 DHCP( 动 态 主 机 配 置 协 议 ),2) 手 动 输 入 网 络 视 频 产 品 接 口 静 态 IP 地 址 子 网 掩 码 和 默 认 路 由 器 IP 地 址, 或 采 用 管 理 软 件, 如 AXIS Camera Management DHCP 管 理 IP 地 址 库, 对 网 络 摄 像 机 / 视 频 编 码 器 进 行 动 态 分 配 DHCP 功 能 往 往 通 过 宽 带 路 由 器 执 行, 依 次 获 取 互 联 网 服 务 提 供 商 分 配 的 IP 地 址 采 用 动 态 IP 地 址, 网 络 设 备 的 IP 地 址 可 以 按 天 变 更 采 用 动 态 IP 地 址 时, 建 议 用 户 在 动 态 DNS( 域 名 系 统 ) 服 务 器 上 注 册 网 络 视 频 产 品 的 域 名 ( 如 这 样 可 使 产 品 域 名 始 终 与 目 前 为 其 分 配 的 IP 地 址 关 联 ( 域 名 可 以 在 一 些 流 行 的 动 态 DNS 网 站 注 册, 如 安 讯 士 还 提 供 自 己 的 安 讯 士 互 联 网 动 态 DNS 服 务 : 可 通 过 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 的 web 接 口 访 问 ) 采 用 DHCP 设 置 IPv4 地 址 的 过 程 如 下 网 络 摄 像 机 / 视 频 编 码 器 登 录 后 发 送 查 询, 请 求 DHCP 服 务 器 进 行 配 置 DHCP 服 务 器 回 复 IP 地 址 和 子 网 掩 码 网 络 视 频 产 品 用 最 新 IP 地 址 更 新 动 态 DNS 服 务 器, 这 样 用 户 便 可 以 用 域 名 访 问 产 品 采 用 AXIS Camera Management 时, 该 软 件 可 自 动 查 找 和 设 置 IP 地 址 并 显 示 连 接 状 态 这 个 软 件 还 可 以 用 来 为 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 分 配 静 态 专 用 IP 地 址 采 用 视 频 管 理 软 件 访 问 网 络 视 频 产 品 时, 建 议 设 置 这 个 地 址 在 有 可 能 发 展 为 数 百 台 摄 像 机 的 网 络 视 频 系 统 中, 采 用 软 件 程 序 是 十 分 必 要 的, 如 AXIS Camera Management, 这 样 可 以 更 加 有 效 地 管 理 系 统 关 于 视 频 管 理 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 11 章

78 78 第 9 章 网 络 技 术 NAT( 网 络 地 址 转 换 ) 当 有 专 用 IP 地 址 的 网 络 设 备 需 要 通 过 互 联 网 发 送 信 息 时, 必 须 采 用 支 持 NAT 的 路 由 器 采 用 这 种 方 法, 路 由 器 可 将 专 用 IP 地 址 转 换 为 公 共 IP 地 址, 不 必 通 知 主 机 端 口 转 发 若 想 通 过 互 联 网 访 问 位 于 专 用 LAN 中 的 摄 像 机, 应 使 用 路 由 器 的 公 共 IP 地 址, 以 及 网 络 摄 像 机 / 视 频 编 码 器 对 应 于 这 个 专 用 网 络 的 端 口 号 通 过 HTTP 的 网 络 服 务 一 般 映 射 为 端 口 80 那 么, 专 用 网 络 中 多 个 网 络 摄 像 机 / 视 频 编 码 器 采 用 HTTP 的 端 口 80 如 何 处 理 呢? 这 时, 不 是 变 更 每 个 网 络 视 频 产 品 默 认 HTTP 端 口 号, 而 是 通 过 配 置 路 由 器 将 唯 一 HTTP 端 口 号 与 特 定 网 络 视 频 产 品 的 IP 地 址 和 默 认 HTTP 端 口 关 联 这 个 过 程 称 为 端 口 转 发 端 口 转 发 过 程 如 下 进 来 的 数 据 包 通 过 路 由 器 公 用 ( 外 部 )IP 地 址 和 特 定 端 口 号 进 入 路 由 器 路 由 器 经 配 置 后 将 来 自 预 定 端 口 号 的 数 据 发 送 到 路 由 器 专 用 网 络 一 侧 的 特 定 设 备 然 后, 路 由 器 用 自 己 的 专 用 ( 内 部 )IP 地 址 取 代 发 送 方 地 址 从 接 收 一 侧 的 客 户 端 看, 数 据 包 好 像 是 从 路 由 器 发 过 来 的 发 送 数 据 包 时, 这 个 过 程 相 反 通 过 互 联 网 发 出 数 据 前, 路 由 器 用 自 己 的 公 共 IP 地 址 取 代 源 设 备 的 专 用 IP 地 址 Port mapping in the router External IP address External port Internal IP address Internal port of router of network device Port 80 HTTP Request URL: Port Router Port 80 图 9.2a 经 过 路 由 器 端 口 转 发, 可 通 过 互 联 网 访 问 配 有 本 地 网 络 专 用 IP 地 址 的 网 络 摄 像 机 如 本 图 所 示, 路 由 器 知 道 来 自 8032 端 口 的 数 据 ( 请 求 ) 要 发 送 到 专 用 IP 地 址 为 port 80 的 网 络 摄 像 机 于 是, 这 台 网 络 摄 像 机 开 始 发 送 视 频

79 网 络 技 术 第 9 章 79 传 统 上, 端 口 转 发 首 先 配 置 路 由 器 不 同 路 由 器 配 置 端 口 转 发 有 不 同 的 方 法, com 等 网 站 提 供 不 同 路 由 器 的 配 置 指 导 端 口 转 发 过 程 一 般 用 互 联 网 浏 览 器 调 出 路 由 器 界 面, 然 后 输 入 路 由 器 的 公 共 ( 外 部 )IP 地 址, 以 及 需 要 映 射 到 特 定 网 络 视 频 产 品 内 部 IP 地 址 的 唯 一 端 口 号 及 其 应 用 的 端 口 号 为 简 化 端 口 转 发 过 程, 安 讯 士 在 其 许 多 网 络 视 频 产 品 中 配 置 了 NAT 转 换 穿 越 功 能 NAT 转 换 穿 越 功 能 采 用 UPnP, 自 动 尝 试 配 置 网 络 NAT 路 由 器 端 口 映 射 在 网 络 视 频 产 品 界 面 中, 用 户 可 手 动 输 入 NAT 路 由 器 的 IP 地 址 如 果 路 由 器 不 支 持 手 动 输 入, 网 络 视 频 产 品 将 自 动 搜 索 网 络 中 的 NAT 路 由 器, 并 选 择 默 认 路 由 器 此 外, 如 果 未 手 动 输 入, 服 务 将 自 动 选 择 HTTP 端 口 图 9.2b 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 可 采 用 NAT 转 换 穿 越 功 能 设 置 端 口 转 发

80 80 第 9 章 网 络 技 术 IPv6 地 址 IPv6 地 址 采 用 十 六 进 制 符 号 编 写, 再 用 冒 号 将 地 址 分 成 八 块, 每 个 地 址 块 16 位 例 如 : 2001:0da8:65b4:05d3:1315:7c1f:0461:7847 IPv6 的 主 要 优 点 是, 除 大 量 IP 地 址 可 供 使 用 外, 设 备 还 可 以 采 用 其 MAC 地 址 自 动 配 置 自 己 的 IP 地 址 对 于 互 联 网 通 信, 主 机 通 过 路 由 器 请 求 和 接 收 公 用 地 址 块 的 前 缀 及 其 他 信 息 然 后 采 用 这 个 前 缀 和 主 机 的 后 缀, 因 此 IPv6 不 必 再 进 行 DHCP 的 IP 地 址 分 配 和 人 工 设 置 IP 地 址 IPv6 的 其 他 优 点 包 括, 重 新 编 号 简 化 供 应 商 之 间 转 换 整 个 企 业 网 络, 加 快 路 由 分 配 速 度 根 据 IPSec 点 对 点 加 密 变 更 网 络 时 采 用 同 一 地 址 连 接 (Mobile IPv6) IPv6 地 址 附 在 URL 的 方 括 号 中, 专 用 端 口 按 以 下 方 法 分 配 地 址 : 设 置 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 的 IPv6 地 址 时, 只 需 选 中 复 选 框 即 可 在 产 品 中 启 用 IPv6 产 品 将 根 据 网 络 路 由 器 的 配 置 接 收 IPv6 地 址 网 络 视 频 数 据 传 输 协 议 传 输 控 制 协 议 (TCP) 和 用 户 数 据 报 协 议 (UDP) 是 基 于 IP 的 数 据 发 送 协 议 这 些 协 议 是 其 他 协 议 的 载 体 例 如, 用 于 通 过 互 联 网 浏 览 全 球 服 务 器 网 页 的 HTTP( 超 文 本 传 输 协 议 ) 便 是 由 TCP 加 以 支 持 的 TCP 是 一 种 可 靠 连 接 的 传 输 通 道 它 可 将 大 块 数 据 分 成 较 少 的 分 组, 确 保 一 端 发 送 的 数 据 可 以 在 另 一 端 接 收 TCP 通 过 重 发 保 证 可 靠 性, 因 此 存 在 明 显 时 延 在 重 点 保 证 可 靠 通 信 而 不 在 意 传 输 时 延 的 情 况 下, 一 般 采 用 TCP UDP 是 一 种 无 连 接 协 议, 不 保 证 能 够 收 到 发 送 的 数 据, 整 个 控 制 机 制 和 误 差 校 验 由 应 用 本 身 处 理 UDP 不 再 重 发 丢 失 的 数 据, 因 此 不 会 造 成 长 时 间 时 延

81 网 络 技 术 第 9 章 81 协 议 FTP ( 文 件 传 送 协 议 ) SMTP( 电 子 邮 件 传 输 协 议 ) HTTP( 超 文 本 传 输 协 议 ) HTTPS( 安 全 超 文 本 传 输 协 议 ) RTP( 实 时 传 输 协 议 ) RTSP( 实 时 流 协 议 ) 传 输 协 议 端 口 一 般 用 途 网 络 视 频 用 途 TCP 21 TCP 25 TCP 80 TCP 443 UDP/TCP Not defined 通 过 互 联 网 / 内 部 网 传 送 文 件 发 送 电 子 邮 件 的 协 议 用 于 浏 览 web, 即 由 web 服 务 器 检 索 网 页 用 于 采 用 加 密 技 术 安 全 访 问 网 页 RTP 用 于 标 准 化 互 联 网 传 送 音 频 的 包 格 式 - 通 常 用 于 流 媒 体 系 统 或 视 频 会 议 将 网 络 摄 像 机 / 视 频 编 码 器 的 图 像 或 视 频 传 送 给 FTP 服 务 器 或 应 用 网 络 摄 像 机 / 视 频 编 码 器 可 采 用 其 内 置 电 子 邮 件 客 户 端 发 送 图 像 或 报 警 通 知 最 常 用 的 方 法 是 传 输 网 络 摄 像 机 / 视 频 编 码 器 视 频, 这 种 环 境 下 的 网 络 视 频 设 备 实 际 上 充 当 web 服 务 器, 根 据 用 户 或 应 用 服 务 器 的 请 求 提 供 视 频 安 全 传 送 网 络 摄 像 机 / 视 频 编 码 器 的 视 频 常 用 方 法 是 传 送 基 于 H.264/MPEG 的 网 络 视 频, 同 步 视 频 和 音 频,RTP 提 供 数 据 包 序 号 并 加 盖 时 间 戳, 便 于 按 正 确 顺 序 重 新 组 装 数 据 包 传 输 可 以 单 点 传 送, 也 可 以 多 点 传 送 TCP 554 用 于 设 置 和 控 制 通 过 RTP 的 多 媒 体 会 话 表 9.2a 一 般 TCP/IP 协 议 及 网 络 视 频 使 用 的 端 口

82 82 第9章 网络技术 9.3 VLAN 设计网络视频系统时 从安全和性能角度考虑 总是希望将网络独立于其他网络 乍看上去 理所当然是单独构建一个网络 尽管简化了设计 但网络采购 安装和维护成本往往高于采用 虚拟局域网 VLAN 技术 VLAN是一种虚拟分割网络技术 大部分网络交换机支持这种功能 将网络用户划分为逻辑分组 可实现网络分割 只有特定分组中的用户才能交换数据 或访问网络的某些资源 如果网络视 频系统被分割成VLAN 只有这个VLAN中的服务器可以访问网络摄像机 与独立网络相比 VLAN 一般是更好且更加经济高效的解决方案 IEEE 802.1Q是配置VLAN时使用的主要协议 每个帧或分 组用附加字节标记 表示分组所属的虚拟网络 VLAN 30 VLAN 20 VLAN 20 VLAN 30 图9.3a 本图中 VLAN 建立在多个交换机之间 两个不同的LAN中 每个先分割成VLAN 20和VLAN 30 交换机之间的链路传输不同 VLAN的数据 仅同一VLAN中的成员可以交换数据 可以是同一网络的 也可以是不同网络的 VLAN可以用于将视频网络与办公 网络相分离 9.4 服务质量 由于不同应用可采用同一IP网络 如电话 电子邮件和监控视频 因此需要控制如何共享网络资 源 以满足每一种服务的要求 一种解决方案是在网络传送通信时 让网络路由器和交换机根 据不同类型的服务 话音 数据和视频 以不同的方式工作 利用服务质量 QoS 不同的 网络应用可在同一网络上共存 而不占用彼此的带宽

83 网 络 技 术 第 9 章 83 服 务 质 量 指 许 多 技 术, 如 差 异 性 服 务 代 码 点 (DSCP), 它 可 以 识 别 数 据 包 中 的 数 据 类 型, 将 数 据 包 分 成 通 信 类, 从 而 安 排 发 送 的 先 后 顺 序 QoS 感 知 网 络 的 主 要 优 点 包 括, 可 以 排 列 业 务 的 先 后 顺 序, 紧 急 数 据 流 先 于 优 先 级 低 的 数 据 流 发 送, 控 制 应 用 的 带 宽 使 用 量, 从 而 控 制 应 用 之 间 带 宽 争 用, 显 著 提 高 网 络 可 靠 性 PTZ 通 信 通 常 视 为 紧 急, 要 求 缩 短 时 延, 这 是 QoS 可 以 用 来 保 证 快 速 响 应 传 送 要 求 的 一 个 典 型 例 子 所 有 交 换 机 路 由 器 和 网 络 视 频 产 品 必 须 支 持 QoS, 是 视 频 网 络 中 采 用 QoS 的 必 要 条 件 PC 3 PC 1 FTP Mbit 100 Mbit FTP Mbit Mbit PC 2 2 图 9.4a 普 通 ( 非 QoS 感 知 ) 网 络 本 例 中,PC1 观 看 摄 像 机 1 和 2 的 两 个 视 频 流, 每 台 摄 像 机 传 输 速 率 为 2.5Mbit/ 秒 突 然,PC2 开 始 与 PC3 传 送 文 件 这 种 情 况 下, 文 件 传 送 将 尽 力 使 用 路 由 器 1 和 2 之 间 的 全 部 10Mbit/ 秒 容 量, 而 视 频 流 也 要 极 力 保 持 5Mbit/ 秒 总 速 率 监 控 系 统 给 定 带 宽 量 得 不 到 保 证, 视 频 帧 速 下 降 最 糟 糕 的 情 况 下,FTP 通 信 将 占 用 全 部 可 用 带 宽 PC 3 FTP PC Mbit 1 1 FTP 2 HTTP Mbit Mbit PC Mbit 2 图 9.4b QoS 感 知 网 络 图 中, 路 由 器 1 占 用 10Mbit/ 秒 中 的 5Mbit/ 秒 传 送 视 频 FTP 业 务 可 使 用 2Mbit/ 秒,HTTP 及 所 有 其 他 业 务 最 多 使 用 3Mbit/ 秒 通 过 这 样 的 分 配, 可 保 证 视 频 流 必 要 的 可 用 带 宽 文 件 传 输 视 为 重 要 性 低, 所 获 带 宽 也 少, 但 web 浏 览 和 其 他 业 务 仍 有 可 用 带 宽 请 注 意, 这 些 最 大 值 仅 适 用 于 无 网 络 阻 塞 的 情 况 未 使 用 的 分 配 带 宽, 将 用 于 其 他 类 型 的 业 务

84 84 第 9 章 网 络 技 术 9.5 网 络 安 全 保 证 IP 网 络 信 息 传 输 有 不 同 的 安 全 级 别 首 先 是 验 证 与 授 权 用 户 或 设 备 由 网 络 和 远 端 通 过 用 户 名 和 密 码 进 行 识 别, 设 备 经 验 证 后 方 可 进 入 网 络 加 密 数 据 避 免 他 人 使 用 或 读 取 可 以 提 高 安 全 性 一 般 方 法 是 HTTPS( 也 称 SSL/ TLS) VPN 和 WEP, 或 无 线 网 络 中 的 WPA ( 关 于 无 线 安 全 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 10 章 ) 采 用 加 密 会 降 低 通 信 速 度, 取 决 于 实 施 的 种 类 和 使 用 的 加 密 技 术 用 户 名 与 密 码 验 证 用 户 名 和 密 码 验 证 是 IP 网 络 保 护 数 据 最 基 本 的 方 法, 在 安 全 水 平 要 求 不 高, 或 视 频 网 络 未 与 主 网 络 分 离, 未 经 授 权 的 用 户 无 法 对 视 频 网 络 进 行 物 理 访 问 的 情 况 下, 这 种 方 法 足 以 保 证 数 据 安 全 密 码 发 送 时 可 以 加 密, 也 可 以 不 加 密 前 者 最 安 全 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 提 供 多 级 密 码 保 护 三 个 级 别 为 : 管 理 员 ( 全 权 访 问 所 有 功 能 ), 操 作 员 ( 访 问 除 配 置 页 以 外 的 所 有 功 能 ), 监 控 人 ( 仅 访 问 现 场 视 频 ) IP 地 址 过 滤 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 具 有 IP 地 址 过 滤 功 能, 可 允 许 可 拒 绝 访 问 定 义 的 IP 地 址 典 型 配 置 下, 网 络 摄 相 机 仅 允 许 装 有 视 频 管 理 软 件 的 服 务 器 IP 地 址 访 问 网 络 视 频 产 品 IEEE 802.1X 许 多 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 支 持 IEEE 802.1X, 该 协 议 验 证 LAN 端 口 连 接 的 设 备 IEEE 802.1X 建 立 点 对 点 连 接, 或 防 止 LAN 端 口 的 访 问, 如 果 验 证 失 败 的 话 IEEE 802.1X 可 防 止 端 口 劫 持, 即 未 经 授 权 的 计 算 机 通 过 建 筑 内 外 的 网 络 插 口 进 入 网 络 IEEE 802.1X 对 于 网 络 视 频 应 用 非 常 实 用, 因 为 网 络 摄 像 机 往 往 装 在 公 共 空 间, 这 里 的 公 开 接 入 的 网 络 插 口 存 在 安 全 隐 患 在 当 今 企 业 网 络 中,IEEE 802.1X 正 在 成 为 各 种 网 络 连 接 设 备 的 基 本 要 求 IEEE 802.1X 在 网 络 视 频 系 统 中 的 工 作 过 程 如 下 :1) 网 络 摄 像 机 向 交 换 机 或 接 入 点 发 送 网 络 接 入 请 求 ;2) 交 换 机 或 接 入 点 将 请 求 发 送 至 验 证 服 务 器 ; 例 如 RADIUS( 拨 入 用 户 远 程 认 证 服 务 ) 服

85 网 络 技 术 第 9 章 85 务 器, 如 Microsoft Internet Authentication Service 服 务 器 ;3) 如 果 验 证 成 功, 服 务 器 通 知 交 换 机 或 接 入 点 打 开 端 口, 允 许 网 络 摄 像 机 的 数 据 经 交 换 机 在 网 络 中 传 送 (RADIUS) 图 9.5a IEEE X 支 持 基 于 端 口 的 安 全, 涉 及 的 对 象 包 括 请 求 者 ( 如 网 络 摄 像 机 ), 验 证 者 ( 如 交 换 机 ) 和 验 证 服 务 器 步 骤 1: 请 求 网 络 访 问 ; 步 骤 2: 请 求 发 送 给 验 证 服 务 器 ; 步 骤 3: 验 证 成 功, 通 知 交 换 机 允 许 网 络 摄 像 机 通 过 网 络 发 送 数 据 HTTPS 或 SSL/TLS HTTPS( 安 全 超 文 本 传 输 协 议 ) 等 效 于 HTTP, 一 个 主 要 区 别 是 : 传 输 的 数 据 采 用 加 密 套 接 字 协 议 层 (SSL), 或 传 输 层 安 全 (TLS) 加 密 这 种 安 全 方 法 对 数 据 本 身 加 密 许 多 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 具 有 HTTPS 内 置 支 持 功 能, 保 证 web 浏 览 器 安 全 查 看 视 频 不 过, 采 用 HTTPS 会 降 低 通 信 链 路 速 度, 影 响 视 频 帧 速 VPN( 虚 拟 专 网 ) VPN 可 在 两 个 通 信 设 备 之 间 建 立 安 全 隧 道, 通 过 互 联 网 安 全 可 靠 地 通 信 这 种 设 置 中, 原 封 包, 其 中 包 括 数 据 及 其 可 能 含 有 源 和 目 的 地 址 等 信 息 的 标 头 发 送 信 息 的 类 型 包 在 封 包 序 列 中 的 编 号 和 包 长 加 密 加 密 包 封 装 在 另 一 个 包 中, 仅 显 示 两 个 通 信 设 备 ( 即 路 由 器 ) 的 IP 地 址 这 样, 可 以 防 止 未 经 授 权 访 问 通 信 及 其 内 容, 仅 有 正 确 密 钥 的 设 备 可 以 进 入 VPN 客 户 端 与 服 务 器 之 间 的 网 络 设 备 不 能 访 问 或 查 看 数 据

86 86 第 9 章 网 络 技 术 HTTPS SSL/TLS DATA PACKET VPN 图 9.5b HTTPS(SSL/TLS) 与 VPN 的 区 别 是,HTTPS 仅 对 包 中 的 实 际 数 据 加 密 VPN 对 整 个 包 加 密 封 装, 建 立 安 全 隧 道 两 种 技 术 可 并 行 使 用, 但 不 建 议 这 样 做, 因 为 加 一 种 技 术 会 增 大 开 销, 降 低 网 络 性 能

87 无 线 技 术 第 10 章 87 无 线 技 术 对 于 视 频 监 控 应 用 而 言, 无 线 技 术 为 部 署 摄 像 机, 特 别 是 在 停 车 场 或 市 中 心 监 控 区 域 部 署 摄 像 机, 提 供 了 灵 活 快 速 经 济 高 效 的 方 法 地 下 不 需 要 敷 设 电 缆 在 老 旧 建 筑 中, 如 果 不 能 安 装 以 太 网 线, 无 线 技 术 或 许 是 唯 一 可 行 的 办 法 安 讯 士 提 供 内 置 无 线 支 持 的 摄 像 机 如 果 采 用 无 线 网 桥, 未 内 置 无 线 技 术 的 网 络 摄 像 机 也 可 以 集 成 到 无 线 网 络 中 图 10a 采 用 b/g 的 安 讯 士 无 线 网 络 摄 像 机 图 10b 利 用 无 线 网 桥, 无 线 网 络 中 可 以 采 用 任 何 网 络 摄 像 机

88 88 第 10 章 无 线 技 术 WLAN 标 准 无 线 局 域 网 (WLAN) 最 常 用 的 标 准 是 IEEE 制 定 的 标 准 尽 管 还 有 其 他 标 准 和 专 有 技 术, 但 无 线 标 准 的 优 点 是 免 许 可 证, 也 就 是 说, 建 立 和 运 行 网 络 不 需 要 支 付 许 可 费 与 这 一 标 准 关 系 最 为 紧 密 的 修 订 标 准 包 括 b g a 和 n b 于 1999 年 获 得 批 准, 工 作 频 率 为 2.4GHz, 数 据 速 率 11Mbit/ 秒 至 2004 年, 售 出 的 大 部 分 WLAN 产 品 采 用 b g 于 2003 年 获 得 批 准, 是 市 场 上 最 通 用 的 修 订 标 准, 其 工 作 频 率 为 2.4GHz, 数 据 速 率 54Mbit/ 秒 WLAN 产 品 一 般 均 符 合 b/g 标 准 a 于 1999 年 获 得 批 准, 工 作 频 率 为 5GHz, 数 据 速 率 54Mbit/ 秒 5GHz 频 率 范 围 的 问 题 是, 在 部 分 部 署 军 用 雷 达 系 统 的 欧 洲 国 家 不 能 使 用 这 些 地 区,5GHz WLAN 分 量 应 符 合 a/h 标 准 a 的 另 一 个 缺 点 是, 信 号 量 程 短 于 g 的 信 号 量 程, 因 为 它 的 工 作 频 率 更 高 因 此,5GHz 范 围 内 的 传 输 所 需 的 接 入 点 多 于 2.4GHz n 尚 未 完 成 并 得 到 批 准, 是 下 一 代 标 准, 数 据 速 率 达 600Mbit/ 秒 支 持 n 的 产 品 目 前 以 标 准 草 案 为 准 建 立 无 线 网 络 时, 应 考 虑 接 入 点 的 带 宽 容 量, 以 及 网 络 设 备 的 带 宽 要 求 一 般 情 况 下, 受 信 令 和 协 议 开 销 的 影 响, 特 定 WLAN 支 持 的 数 据 吞 吐 量 是 标 准 规 定 比 特 率 的 一 半 采 用 支 持 g 的 网 络 摄 像 机, 无 线 接 入 点 连 接 的 此 类 摄 像 机 不 超 过 四 到 五 台 10.2 WLAN 安 全 由 于 无 线 通 信 的 性 质, 无 线 网 络 覆 盖 范 围 内, 任 何 持 有 无 线 设 备 的 人 都 可 以 共 享 网 络, 截 取 传 送 的 数 据, 除 非 网 络 是 安 全 的 为 防 止 未 经 授 权 访 问 传 送 的 数 据, 进 入 网 络, 已 开 发 出 WEP 和 WPA/WPA2 等 安 全 技 术, 防 止 未 经 授 权 访 问 和 加 密 网 络 传 送 的 数 据

89 无 线 技 术 第 10 章 WEP( 有 线 等 效 加 密 ) WEP 防 止 无 正 确 密 钥 的 人 员 访 问 网 络 不 过,WEP 也 存 在 弱 点 它 们 所 含 的 密 钥 比 较 短, 而 且 通 过 少 量 截 取 的 通 信 可 以 改 组 密 钥 目 前,WEP 已 不 再 被 认 为 能 够 提 供 充 分 的 安 全 保 障, 因 为 从 网 上 可 以 随 意 找 到 各 种 工 具 破 解 WEP 密 钥 WPA/WPA2(WiFi 保 护 访 问 ) WPA 克 服 了 WEP 标 准 的 缺 点, 显 著 加 强 了 安 全 性 WPA 增 加 了 发 布 密 钥 的 标 准 方 法 建 议 以 下 是 采 用 无 线 摄 像 机 进 行 监 控 时 的 一 些 安 全 准 则 : > 摄 像 机 注 册 用 户 / 密 码 > 无 线 路 由 器 / 摄 像 机 加 密 (HTTPS) 这 应 该 在 设 置 WLAN 的 密 钥 或 证 书 之 前 完 成, 以 免 利 用 盗 窃 的 证 书 未 经 授 权 访 问 网 络 > 保 证 无 线 摄 相 机 支 持 各 种 安 全 协 议, 如 IEEE 802.1X 和 WPA/WPA 无 线 网 桥 有 些 解 决 方 案 采 用 其 他 标 准, 而 不 是 IEEE , 提 高 性 能 并 延 长 距 离, 同 时 保 证 极 高 的 安 全 性 微 波 和 激 光 是 普 遍 采 用 的 两 种 技 术, 可 通 过 点 对 点 高 速 数 据 链 路 连 接 建 筑 或 现 场

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91 视 频 管 理 系 统 第 11 章 91 视 频 管 理 系 统 视 频 监 控 的 一 个 重 要 方 面 是 管 理 视 频 的 实 况 观 看 记 录 回 放 和 存 储 如 果 系 统 由 一 台 或 少 量 摄 像 机 组 成, 可 通 过 网 络 摄 相 机 和 视 频 编 码 器 内 置 web 界 面 管 理 观 看 及 某 些 基 本 视 频 记 录 功 能 多 台 摄 像 机 组 成 的 系 统, 建 议 采 用 网 络 视 频 管 理 系 统 目 前, 不 同 操 作 系 统 (Windows UNIX Linux 和 Mac OS) 市 场 细 分 和 不 同 语 言 的 视 频 管 理 系 统 多 达 数 百 种 应 考 虑 硬 件 平 台 ( 基 于 PC 服 务 器 的 平 台, 还 是 基 于 网 络 视 频 录 像 机 的 平 台 ) 软 件 平 台 系 统 功 能 的 选 择, 包 括 安 装 与 配 置 事 件 管 理 智 能 视 频 维 护 与 安 全, 以 及 与 其 他 系 统 的 集 成 能 力, 如 销 售 点 或 建 筑 管 理 系 统 11.1 硬 件 平 台 网 络 视 频 管 理 系 统 的 硬 件 平 台 分 为 两 种 :PC 服 务 器 平 台, 可 支 持 一 台 或 多 台 运 行 视 频 管 理 软 件 程 序 的 PC; 基 于 网 络 视 频 录 像 机 (NVR) 的 平 台, 这 是 一 种 预 装 视 频 管 理 软 件 的 专 有 硬 件 PC 服 务 器 平 台 基 于 PC 服 务 器 平 台 的 视 频 管 理 解 决 方 案 包 括 PC 服 务 器 和 存 储 设 备, 可 选 择 现 成 的 性 能 最 高 的 专 用 系 统 这 种 开 放 式 平 台 便 于 添 加 系 统 功 能, 如 增 加 或 外 接 存 储 防 火 墙 防 病 毒 和 智 能 视 频 算 法, 结 合 视 频 管 理 软 件 程 序

92 92 第 11 章 视 频 管 理 系 统 PC 服 务 器 平 台 还 支 持 全 面 扩 展, 可 根 据 需 要 在 系 统 中 添 加 任 意 数 量 的 网 络 视 频 产 品 系 统 硬 件 可 以 扩 展 或 升 级, 满 足 增 长 的 性 能 要 求 开 放 式 平 台 还 便 于 集 成 其 他 系 统, 如 访 问 控 制 建 筑 管 理 和 工 业 经 控 制 这 样, 用 户 可 以 利 用 单 一 程 序 和 用 户 界 面 管 理 视 频 及 其 他 建 筑 控 制 功 能 关 于 服 务 器 和 存 储 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 12 章 AXIS Camera Station AXIS Camera Station AUDIO I/O IN OUT IP INTERNET AXIS Camera Station 图 11.1a. 基 于 开 放 式 PC 服 务 器 平 台, 采 用 AXIS Camera Station 视 频 管 理 软 件 的 网 络 视 频 监 控 系 统 NVR 平 台 网 络 视 频 录 像 机 是 一 种 预 装 视 频 管 理 功 能 的 硬 件 盒 从 这 种 意 义 上 说,NVR 类 似 于 DVR( 有 些 DVR 或 称 混 合 DVR 也 包 括 NVR 功 能, 可 以 记 录 基 于 网 络 的 视 频 ) NVR 一 般 是 专 有 技 术, 针 对 视 频 管 理 进 行 设 计, 专 门 用 于 支 持 网 络 视 频 的 记 录 分 析 和 回 放, 往 往 不 能 在 其 中 安 装 任 何 其 他 应 用 操 作 系 统 可 以 是 Windows UNIX/Linux 或 专 有 操 作 系 统 NVR 主 要 用 于 优 化 一 定 数 量 的 摄 像 机 的 性 能, 扩 展 能 力 不 如 基 于 PC 服 务 器 的 系 统 这 一 特 点 决 定 了, 这 种 设 备 适 用 于 摄 像 机 数 量 保 持 在 NVR 设 备 容 量 以 内 的 小 型 系 统 NVR 一 般 比 基 于 PC 服 务 器 平 台 的 系 统 易 于 安 装

93 视 频 管 理 系 统 第 11 章 93 (NVR) PC AXIS 262 Network Video Recorder IP 图 11.1b A 采 用 NVR 的 网 络 视 频 监 控 系 统 11.2 软 件 平 台 视 频 管 理 可 采 用 不 同 的 软 件 平 台, 包 括 采 用 许 多 网 络 视 频 产 品 现 有 的 内 置 web 界 面, 或 采 用 基 于 Windows 或 基 于 web 界 面 的 独 立 视 频 管 理 软 件 程 序 内 置 功 能 在 计 算 机 的 web 浏 览 器 Address/Location( 地 址 / 位 置 ) 字 段 中 输 入 产 品 IP 地 址, 即 可 通 过 网 络 访 问 安 讯 士 网 络 摄 像 机 和 视 频 编 码 器 与 网 络 视 频 产 品 建 立 连 接 后,web 浏 览 器 自 动 显 示 产 品 首 页, 以 及 产 品 配 置 页 面 的 链 接 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 内 置 web 界 面 提 供 简 单 记 录 功 能, 即 通 过 点 击 图 标 可 将 视 频 流 (H.264, MPEG-4, M-JPEG) 手 动 记 录 到 服 务 器 上, 或 通 过 事 件 触 发 将 JPEG 图 像 记 录 到 一 个 或 多 个 位 置 支 持 本 地 存 储 的 网 络 视 频 产 品 可 通 过 事 件 触 发 记 录 视 频 流 这 种 情 况 下, 视 频 流 记 录 到 产 品 的 SD/SDHC 卡 上 为 提 高 模 式 ( 如 连 续 或 预 定 记 录 ) 和 功 能 的 灵 活 性, 需 采 用 单 独 的 视 频 管 理 软 件 程 序 由 仅 有 少 量 摄 像 机 组 成 的 系 统, 可 采 用 内 置 web 界 面 配 置 和 管 理 网 络 视 频 产 品 Windows 客 户 端 软 件 采 用 单 独 软 件 程 序 进 行 视 频 管 理 时, 最 常 用 的 是 基 于 Windows 客 户 端 的 程 序 同 时, 也 采 用 基 于 Web 的 软 件 程 序

94 94 第 11 章 视 频 管 理 系 统 采 用 Windows 客 户 端 程 序, 必 须 首 先 在 录 像 服 务 器 上 安 装 视 频 管 理 软 件 然 后, 在 同 一 录 像 服 务 器 或 任 何 其 他 PC 上 安 装 监 控 客 户 端 软 件 程 序, 无 论 其 位 于 本 地 录 像 服 务 器 一 侧 的 同 一 网 络, 还 是 位 于 远 程 独 立 网 络 的 监 控 台 上 有 些 情 况 下, 客 户 端 应 用 还 支 持 用 户 在 装 有 视 频 管 理 软 件 的 不 同 服 务 器 之 间 切 换, 便 于 管 理 大 型 系 统 或 大 量 远 程 站 点 的 视 频 基 于 Web 的 软 件 基 于 web 的 视 频 管 理 软 件 程 序 必 须 首 先 安 装 在 PC 服 务 器 上, 服 务 器 可 以 用 作 web 和 记 录 服 务 器 全 球 任 意 位 置 任 何 连 网 计 算 机 类 型 的 用 户, 只 需 采 用 web 浏 览 器, 即 可 访 问 视 频 管 理 服 务 器 及 其 管 理 的 网 络 视 频 产 品 视 频 管 理 软 件 扩 展 能 力 大 部 分 视 频 管 理 软 件 支 持 摄 像 机 数 量 和 每 秒 帧 速 的 扩 展 能 力, 往 往 受 硬 件 容 量 而 不 是 软 件 的 限 制 保 存 视 频 加 大 了 存 储 硬 件 的 压 力, 因 为 与 仅 在 正 常 工 作 时 间 记 录 相 比, 视 频 需 要 连 续 保 存 此 外, 视 频 的 性 质 决 定 了 其 含 有 的 数 据 量 相 当 大, 这 对 存 储 解 决 方 案 提 出 了 更 高 的 要 求 关 于 服 务 器 和 存 储 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 12 章 开 放 式 与 特 定 供 应 商 软 件 网 络 视 频 产 品 供 应 商 提 供 视 频 管 理 软 件 程 序 它 们 一 般 仅 支 持 供 应 商 自 己 的 网 络 视 频 设 备 也 有 支 持 多 种 品 牌 网 络 视 频 产 品 的 软 件 程 序, 一 般 由 独 立 公 司 提 供 550 多 家 安 讯 士 应 用 开 发 伙 伴 提 供 各 种 软 件 解 决 方 案 参 见 软 件 功 能 视 频 管 理 系 统 可 支 持 大 量 不 同 功 能 部 分 常 用 功 能 如 下 : > 同 时 观 看 多 台 摄 像 机 的 视 频 > 记 录 视 频 和 音 频 > 事 件 管 理 功 能, 包 括 视 频 运 动 检 测 等 智 能 视 频 > 摄 像 机 维 护 与 管 理 > 搜 索 选 项 与 回 放 > 用 户 访 问 控 制 与 活 动 ( 审 计 ) 记 录

95 视 频 管 理 系 统 第 11 章 观 看 视 频 管 理 系 统 的 一 个 重 要 功 能 是 在 客 户 端 以 用 户 友 好 的 方 式 观 看 实 况 或 记 录 视 频 大 部 分 视 频 管 理 软 件 支 持 多 个 用 户 以 不 同 模 式 观 看, 如 分 屏 ( 同 时 观 看 多 台 摄 像 机 ) 全 屏 或 摄 像 机 轮 巡 ( 观 看 的 不 同 摄 像 机 相 继 自 动 显 示 ) PTZ 图 11.3a AXIS Camera Station 实 况 观 看 屏 幕 许 多 视 频 管 理 软 件 程 序 还 包 括 多 摄 像 机 回 放 功 能, 用 户 可 同 时 观 看 不 同 摄 像 机 的 记 录 这 样, 用 户 可 获 得 事 件 比 较 画 面, 有 助 于 调 查 其 他 功 能 还 包 括 多 监 控 器 观 看 和 映 射, 这 一 功 能 可 覆 盖 建 筑 或 区 域 图 上, 表 示 摄 像 机 所 在 位 置 的 摄 像 机 图 标 多 流 安 讯 士 高 级 网 络 视 频 产 品 支 持 多 流 功 能, 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 的 多 个 视 频 流 可 以 不 同 帧 速 压 缩 格 式 和 分 辨 率 单 独 配 置, 发 送 给 不 同 的 接 收 方 这 种 功 能 优 化 了 网 络 带 宽 的 使 用 率

96 96 第11章 视频管理系统 ኍ ኍѫᣱညᤉር ᄹ ഴ Ϸ I/O AUDIO OUT IN К ѫ ᣱည ڠ ᄹ ᮟᎃᆉ٧ ኍ ѫ ᣱညѽၸ ᄹ 图11.3b 多个单独配置的视频流以不同帧的视频和分辨率发送给不同的接收方 视频记录 采用视频管理软件 如AXIS Camera Station 视频可基于触发 运动或报警 手动连续记录 按计划在一周每一天选定时间连续触发记录 连续记录一般比报警触发记录占用的磁盘空间多 报警触发记录根据诸如视频运动检测 或 摄像机或视频编码器输入端口的外部输入信号启动 采用预定记录时 可以设置连续和报警/ 运动触发的时间表 图 11.3c 采用AXIS Camera Station视频管理软件 可设置预定记录及连续和报警/运动触发记录

97 视 频 管 理 系 统 第 11 章 97 选 定 记 录 方 法 后, 通 过 选 择 视 频 格 式 ( 如 H.264 MPEG-4 M-JPEG) 分 辨 率 压 缩 级 别 和 帧 速, 可 以 决 定 记 录 质 量 这 些 参 数 将 影 响 带 宽 的 大 小, 以 及 所 需 存 储 空 间 的 尺 寸 网 络 视 频 产 品 支 持 不 同 的 帧 速, 取 决 于 分 辨 率 所 有 摄 像 机 始 终 以 全 帧 速 记 录 和 / 或 观 看 (NTSC 标 准 为 30fps,PAL 标 准 为 25fps), 远 高 于 大 部 分 应 用 所 需 的 水 平 低 于 正 常 条 件 下 的 帧 速 可 设 置 的 很 低, 如 每 秒 一 到 四 帧, 这 样 大 大 降 低 了 存 储 要 求 发 生 报 警 事 件 时, 如 视 频 运 动 检 测 或 外 部 传 感 器 触 发, 可 单 独 发 送 较 高 记 录 帧 速 的 视 频 流 记 录 与 存 储 大 部 分 视 频 管 理 软 件 采 用 标 准 Windows 文 件 记 录 系 统, 因 此 可 采 用 任 何 系 统 硬 盘 或 网 络 连 接 硬 盘 记 录 视 频 视 频 管 理 软 件 程 序 支 持 一 种 以 上 级 别 的 存 储, 如 在 主 硬 盘 ( 本 地 硬 盘 ) 上 记 录, 在 本 地 磁 盘 网 络 连 接 硬 盘 或 远 程 硬 盘 归 档 用 户 可 以 规 定 归 档 硬 盘 自 动 删 除 或 清 除 之 前, 图 像 在 主 硬 盘 上 的 保 存 时 间 用 户 还 可 以 将 事 件 触 发 的 视 频 专 门 屏 蔽 或 锁 定 在 系 统 中, 防 止 被 自 动 删 除 事 件 管 理 与 智 能 视 频 事 件 管 理 是 识 别 或 创 建 输 入 触 发 的 事 件, 无 论 网 络 视 频 产 品 内 置 功 能 的 输 入, 还 是 销 售 点 终 端 等 其 他 系 统 或 智 能 视 频 软 件 的 输 入, 配 置 网 络 视 频 监 控 系 统 自 动 对 事 件 做 出 响 应, 如 记 录 视 频 发 送 报 警 通 知 以 及 启 动 门 和 照 明 等 不 同 设 备 事 件 管 理 和 智 能 视 频 功 能 可 结 合 使 用, 使 视 频 监 控 系 统 更 加 有 效 地 利 用 网 络 带 宽 和 存 储 空 间 并 非 总 是 需 要 摄 像 机 实 况 监 控, 因 为 发 生 事 件 时 可 向 操 作 员 发 送 报 警 通 知 所 有 配 置 的 响 应 可 自 动 启 动, 加 快 响 应 速 度 事 件 管 理 有 助 于 操 作 员 观 察 更 多 的 摄 像 机 事 件 管 理 和 智 能 视 频 功 能 可 以 内 置 在 网 络 视 频 产 品 或 视 频 管 理 软 件 程 序 中 运 行 这 两 种 情 况 下, 视 频 管 理 软 件 程 序 可 以 利 用 网 络 视 频 产 品 中 内 置 的 智 能 视 频 功 能 这 样, 网 络 视 频 产 品 可 执 行 智 能 视 频 功 能, 如 视 频 运 动 检 测 和 摄 像 机 防 破 坏, 并 记 录 到 管 理 软 件 程 序 中, 以 便 采 取 进 一 步 措 施 这 种 处 理 模 式 具 有 许 多 优 点 :

98 98 第 11 章 视 频 管 理 系 统 > 更 加 有 效 地 利 用 带 宽 和 存 储 空 间, 因 为 摄 像 机 不 必 向 视 频 管 理 服 务 器 连 续 发 送 视 频 分 析 任 何 可 疑 事 件 分 析 在 网 络 视 频 产 品 中 进 行, 发 生 事 件 时 发 送 视 频 流 供 记 录 / 查 看 > 视 频 管 理 服 务 器 不 必 具 备 快 速 处 理 能 力, 从 而 节 省 成 本 执 行 智 能 视 频 算 法 基 本 由 CPU 完 成 > 实 现 扩 展 如 果 服 务 器 执 行 智 能 视 频 运 算, 任 何 时 候 只 能 管 理 少 量 摄 像 机 边 缘 即 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 具 备 智 能 功 能, 可 加 快 响 应 速 度, 主 动 管 理 非 常 大 量 摄 像 机 PIR IP INTERNET 图 11.3d 事 件 管 理 和 智 能 视 频 可 以 使 监 控 系 统 不 断 分 析 输 入 信 号 检 测 事 件 检 测 到 事 件 后, 系 统 自 动 采 取 相 应 措 施, 如 视 频 记 录 并 发 送 报 警 事 件 触 发 器 事 件 可 以 预 定 或 触 发 事 件 可 通 过 以 下 方 式 触 发, 例 如 : > 输 入 端 口 : 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 输 入 端 口 可 连 接 外 部 设 备, 如 运 动 传 感 器 或 门 开 关 > 人 工 触 发 : 操 作 员 可 以 采 用 按 钮 人 工 触 发 事 件

99 视 频 管 理 系 统 第 11 章 99 > 视 频 运 动 检 测 : 摄 像 机 检 测 到 摄 像 机 运 动 检 测 窗 口 出 现 某 种 运 动 时 触 发 事 件 关 于 视 频 运 动 检 测 的 更 多 信 息, 请 参 见 102 页 > 摄 像 机 防 破 坏 : 这 种 使 摄 像 机 能 够 检 测 被 故 意 遮 挡 拆 卸 或 不 再 聚 焦 的 功 能, 可 以 触 发 事 件 关 于 主 动 破 坏 报 警 的 更 多 信 息, 请 参 见 102 页 > 音 频 触 发 : 在 检 测 到 音 频 低 于 或 高 于 某 个 阈 值 时, 内 置 音 频 支 持 的 摄 像 机 可 触 发 事 件 关 于 音 频 检 测 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 8 章 > 温 度 : 如 果 温 度 高 于 或 低 于 摄 像 机 工 作 范 围 时, 触 发 事 件 图 11.3e 采 用 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 web 界 面 设 置 事 件 触 发 响 应 网 络 视 频 产 品 或 视 频 管 理 软 件 程 序 可 配 置 随 时 或 在 某 个 设 定 的 时 间 响 应 事 件 事 件 触 发 时, 可 配 置 的 部 分 常 规 响 应 如 下 : > 以 一 定 帧 速 将 图 像 或 视 频 流 记 录 上 传 至 特 定 地 点 采 用 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 web 界 面 中 的 事 件 触 发 功 能 时, 仅 能 上 传 JPEG 图 像 采 用 视 频 管 理 软 件 程 序, 可 向 网 络 视 频 产 品 请 求 规 定 压 缩 格 式 (H.264/MPEG-4/M-JPEG) 和 压 缩 级 别 的 视 频 流

100 100 第 11 章 视 频 管 理 系 统 > 有 源 输 出 端 口 : 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 的 输 出 端 口 可 连 接 外 部 设 备, 如 报 警 器 ( 详 细 说 明 请 参 见 以 下 输 出 端 口 部 分 ) > 发 送 电 子 邮 件 通 知 : 通 知 用 户 发 生 事 件 电 子 邮 件 中 可 附 图 像 > 发 送 HTTP/TCP 通 知 : 提 示 视 频 管 理 系 统, 例 如 启 动 记 录 > 进 入 PTZ 预 设 :PTZ 摄 像 机 或 PTZ 网 络 快 球 可 以 配 置 这 种 功 能, 用 于 将 摄 像 机 对 准 规 定 位 置, 如 发 生 事 件 时 对 准 窗 户 > 发 送 SMS( 短 信 息 ) 含 报 警 的 文 本 信 息, 或 含 事 件 图 像 的 MMS( 多 媒 体 信 息 ) > 启 动 视 频 管 理 系 统 的 音 频 报 警 > 启 动 画 中 画, 显 示 启 动 事 件 的 摄 像 机 的 图 像 > 显 示 操 作 员 应 采 取 的 措 施 此 外, 通 过 设 置 预 报 警 和 后 报 警 图 像 缓 冲 区, 网 络 视 频 产 品 在 事 件 触 发 后, 可 以 设 置 的 长 度 和 帧 速 发 送 捕 捉 到 的 图 像, 有 助 于 提 供 事 件 更 加 完 整 的 图 像 输 入 / 输 出 端 口 网 络 摄 像 机 和 视 频 编 码 器 有 别 于 模 拟 摄 像 机 的 特 有 功 能 是 它 们 的 集 成 式 输 入 和 输 出 (I/O) 端 口 这 些 端 口 可 供 网 络 视 频 产 品 连 接 外 部 设 备, 通 过 网 络 对 设 备 进 行 管 理 例 如, 可 以 控 制 通 过 输 入 端 口 连 接 外 部 报 警 传 感 器 的 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器, 仅 在 传 感 器 触 发 时 传 送 图 像 网 络 视 频 产 品 输 入 端 口 连 接 的 设 备 种 类 几 乎 是 无 限 的 其 基 本 原 则 是, 凡 可 以 在 开 路 和 闭 路 之 间 切 换 的 设 备, 均 可 与 网 络 摄 像 机 或 视 频 编 码 器 连 接 网 络 视 频 产 品 输 出 端 口 的 主 要 功 能 是 触 发 外 部 设 备, 可 以 自 动 触 发, 也 可 由 操 作 员 或 通 过 软 件 程 序 远 程 控 制

101 视 频 管 理 系 统 第 11 章 101 设 备 类 型 说 明 用 途 门 触 点 简 易 磁 开 关, 用 以 检 测 门 或 窗 户 当 断 路 断 开 时 ( 门 打 开 ), 摄 像 机 发 送 的 开 启 图 像 / 视 频 及 通 知 无 源 红 外 检 测 器 玻 璃 破 碎 检 测 器 基 于 热 辐 射 检 测 运 动 的 传 感 器 测 量 室 内 气 压, 检 测 压 力 突 然 下 降 的 有 源 传 感 器 ( 传 感 器 可 由 摄 像 机 供 电 ) 检 测 到 运 动 时,PIR 断 开 电 路, 摄 像 机 发 送 图 像 / 视 频 及 通 知 检 测 到 气 压 下 降 时, 检 测 器 断 开 电 路, 摄 像 机 发 送 图 像 / 视 频 及 通 知 表 11.3a 可 连 接 输 入 端 口 的 设 备 举 例 设 备 类 型 说 明 用 途 门 继 电 器 控 制 门 锁 开 闭 的 继 电 器 ( 电 磁 远 程 操 作 员 ( 通 过 网 络 ) 通 过 报 警 事 件 阀 ) 自 动 响 应 控 制 门 的 锁 闭 / 解 锁 警 报 器 报 警 / 入 侵 系 统 经 过 配 置 的 警 报 器 可 在 检 测 到 报 警 时 鸣 响 连 续 监 控 常 开 或 常 闭 报 警 电 路 的 报 警 安 全 系 统 网 络 视 频 产 品 可 通 过 内 置 视 频 检 测 或 采 用 数 字 输 入 的 信 息 在 检 测 到 运 动 时 启 动 警 报 器 网 络 视 频 产 品 可 以 作 为 报 警 系 统 的 传 感 器, 通 过 事 件 触 发 视 频 传 输 加 强 报 警 系 统 的 性 能 表 11.3b 可 连 接 输 入 出 口 的 设 备 举 例

102 102 第 11 章 视 频 管 理 系 统 视 频 运 动 检 测 视 频 运 动 检 测 (VMD) 是 视 频 管 理 系 统 的 通 用 功 能, 可 通 过 分 析 系 列 图 像 中 的 数 据 和 差 异 确 定 场 景 中 的 活 动 采 用 VMD, 可 检 测 摄 像 机 取 景 中 任 何 部 分 的 运 动 用 户 可 配 置 包 含 窗 口 ( 摄 像 机 取 景 中 检 测 运 动 的 特 定 区 域 ) 和 排 除 窗 口 ( 包 含 窗 口 中 可 忽 略 的 部 分 ) 数 量 VMD 有 助 于 排 列 记 录 的 先 后 顺 序, 减 少 记 录 的 视 频 量 并 便 于 搜 索 事 件 图 11.3f 采 用 AXIS Camera Station 视 频 管 理 软 件 设 置 视 频 运 动 检 测 防 破 坏 报 警 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 嵌 入 的 智 能 视 频 功 能, 可 用 作 以 任 何 方 式 对 摄 像 机 进 行 破 坏 时 的 事 件 触 发 器 例 如, 故 意 转 向 遮 挡 散 焦 或 喷 涂 缺 少 这 些 检 测, 监 控 摄 像 机 的 用 途 将 受 到 限 制 维 护 与 管 理 功 能 所 有 视 频 管 理 软 件 都 可 以 添 加 配 置 摄 像 机 设 置 帧 速 分 辨 率 和 压 缩 格 式, 而 且 有 些 软 件 还 包 括 更 加 高 级 的 功 能, 如 摄 像 机 发 现 和 成 套 设 备 管 理 视 频 监 控 系 统 规 模 越 大, 越 需 要 有 效 管 理 连 网 设 备

103 视 频 管 理 系 统 第 11 章 103 简 化 网 络 中 网 络 摄 像 机 和 视 频 编 码 器 管 理 的 软 件 一 般 具 有 以 下 功 能 : > 定 位 并 显 示 网 络 中 视 频 设 备 的 连 接 状 态 > 设 置 IP 地 址 > 配 置 单 一 或 多 台 设 备 > 管 理 多 种 设 备 固 件 升 级 > 管 理 用 户 访 问 权 限 > 提 供 配 置 表 供 用 户 在 一 个 位 置 全 面 了 解 所 有 摄 像 机 及 记 录 配 置 图 11.3g AXIS Camera Management 软 件 便 于 查 找 安 装 和 配 置 网 络 视 频 产 品 安 全 安 全 是 视 频 管 理 的 重 要 内 容 网 络 视 频 产 品 或 视 频 管 理 软 件 应 能 够 进 行 以 下 定 义 或 设 置 : > 授 权 用 户 > 密 码 > 不 同 用 户 访 问 级 别, 例 如 : - 管 理 员 : 访 问 所 有 功 能 ( 例 如 采 用 AXIS Camera Station 软 件, 管 理 员 可 以 选 择 用 户 可 以 访 问 的 摄 像 机 和 功 能 ) - 操 作 员 : 访 问 除 某 些 定 制 页 面 的 所 有 功 能 - 收 看 者 : 仅 能 访 问 选 定 摄 像 机 的 实 况 视 频

104 104 第 11 章 视 频 管 理 系 统 11.4 集 成 系 统 视 频 与 其 他 系 统 集 成 时, 如 销 售 点 和 建 筑 管 理 系 统, 其 他 系 统 的 信 息 可 用 来 触 发 网 络 视 频 系 统 中 的 功 能, 如 基 于 事 件 记 录, 反 之 也 一 样 同 时, 用 户 可 以 利 用 通 用 界 面 管 理 不 同 的 系 统 应 用 编 程 接 口 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 配 有 基 于 HTTP 的 应 用 编 程 接 口 或 称 为 的 网 络 接 口, 便 于 开 发 人 员 构 建 支 持 网 络 视 频 产 品 的 应 用 视 频 管 理 软 件 程 序 或 建 筑 管 理 系 统 可 通 过 VAPIX, 请 求 安 讯 士 网 络 视 频 产 品 发 送 视 频, 控 制 网 络 摄 像 机 功 能 ( 如 PTZ 和 中 继 器 ), 设 置 或 恢 复 内 部 参 数 值 事 实 上, 它 可 以 使 系 统 完 成 网 络 视 频 产 品 web 界 面 提 供 的 各 种 功 能 及 其 他 功 能, 例 如, 以 位 图 文 件 格 式 获 取 未 压 缩 的 图 像 2008 年 初,Axis Bosch 和 Sony 联 合 成 立 了 全 球 开 放 工 业 论 坛, 简 称 ONVIF, 旨 在 推 动 网 络 视 频 产 品 网 络 接 口 实 现 标 准 化 标 准 化 网 络 接 口 可 以 显 著 提 高 互 操 作 性 和 灵 活 性, 便 于 最 终 用 户 构 建 多 供 应 商 网 络 视 频 系 统 更 多 信 息, 请 访 问 : 销 售 点 零 售 环 境 引 入 网 络 视 频 已 能 轻 松 地 将 视 频 与 销 售 点 (PoS) 系 统 集 成 这 种 集 成 便 于 所 有 收 银 台 交 易 与 实 际 交 易 视 频 链 接, 有 助 于 发 现 并 防 止 员 工 和 消 费 者 欺 诈 PoS 异 常 活 动, 如 退 货 人 工 录 入 价 值 线 路 连 接 交 易 取 消 团 购 折 扣 特 价 货 品 交 换 和 退 款 等, 都 可 以 利 用 捕 捉 的 图 像 进 行 直 观 验 证 PoS 系 统 与 视 频 监 控 集 成, 便 于 发 现 并 核 实 可 疑 活 动 可 以 采 用 基 于 事 件 的 记 录 例 如,PoS 交 易 或 异 常, 或 收 银 台 抽 屉 打 开 等 事 件, 都 可 以 用 来 触 发 摄 像 机 记 录 并 做 相 应 的 记 录 标 识 事 件 前 和 事 件 后 记 录 缓 冲 区 可 捕 捉 事 件 前 后 的 情 景 基 于 事 件 的 记 录 提 高 了 记 录 材 料 的 质 量, 并 且 可 以 降 低 存 储 量, 缩 短 调 查 事 故 的 时 间

105 视 频 管 理 系 统 第 11 章 105 图 11.4a PoS 系 统 集 成 视 频 监 控 样 屏 这 个 截 屏 显 示 收 款 及 事 件 视 频 夹 本 图 像 取 自 Milestone Systems 进 出 控 制 视 频 管 理 系 统 与 设 施 通 道 控 制 系 统 集 成, 可 利 用 视 频 记 录 设 施 和 房 间 的 人 员 进 出 情 况 例 如, 捕 捉 所 有 门 道 人 员 进 出 设 施 的 图 像 这 样, 在 发 生 意 外 事 件 时, 可 以 核 实 现 场 实 况 同 时, 还 可 以 识 别 违 规 事 件 例 如, 有 人 有 意 或 无 意 刷 通 行 卡, 其 他 人 借 机 未 刷 卡 进 入 建 筑 管 理 视 频 可 与 建 筑 管 理 系 统 (BMS) 集 成, 从 采 暖 通 风 和 空 调 (HVAC) 到 安 全 应 急 能 源 和 消 防, 控 制 各 种 系 统 的 数 量 部 分 应 用 举 例 如 下 : > 设 备 故 障 报 警 除 启 动 BMS 报 警 外, 还 可 以 触 发 摄 像 机 向 操 作 员 显 示 图 像 > 消 防 系 统 可 触 发 摄 像 机 监 控 出 口, 为 安 全 起 见 开 始 记 录

106 106 第 11 章 视 频 管 理 系 统 > 智 能 视 频 可 用 来 检 查 因 疏 散 等 事 件 打 开 安 全 门, 建 筑 内 出 现 的 反 向 人 流 > 利 用 安 装 在 会 议 室 中 的 摄 像 机 视 频 运 动 检 测 功 能 提 供 的 信 息, 照 明 和 供 热 系 统 可 在 房 间 清 场 后 关 闭 照 明 和 供 暖, 从 而 节 省 能 源 工 业 控 制 系 统 复 杂 的 工 业 自 动 化 系 统 中, 远 程 图 像 检 查 往 往 十 分 有 利, 而 且 十 分 必 要 利 用 监 控 流 程 的 同 一 界 面 访 问 网 络 视 频, 操 作 员 不 必 离 开 控 制 台 即 可 通 过 图 像 检 查 各 道 流 程 同 时, 发 生 操 作 故 障 时, 可 以 触 发 网 络 摄 像 机 发 送 图 像 在 一 些 无 尘 流 程 或 存 在 危 险 化 学 品 的 设 施 中, 视 频 监 控 是 直 观 了 解 流 程 进 展 的 唯 一 方 法 电 网 系 统 偏 远 变 电 站 的 情 况 也 是 如 此 RFID 许 多 应 用 场 合 采 用 RFID( 射 频 标 识 ) 跟 踪 系 统 或 类 似 方 法 跟 踪 货 品 例 如, 机 场 行 李 站 跟 踪 行 李, 将 其 运 送 到 准 确 的 目 的 地 如 果 集 成 视 频 监 控, 可 以 通 过 图 像 检 查 行 李 是 否 丢 失 或 损 坏, 搜 索 最 佳 路 线

107 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 第 12 章 107 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 网 络 带 宽 和 存 储 要 求 是 设 计 视 频 监 控 系 统 的 重 要 考 虑 因 素 主 要 因 素 包 括, 摄 像 机 数 量 压 缩 类 型 和 比 例 帧 速 及 场 景 复 杂 程 度 本 章 介 绍 系 统 设 计 的 部 分 原 则, 以 及 存 储 解 决 方 案 和 各 种 系 统 配 置 方 面 的 信 息 12.1 带 宽 与 存 储 计 算 网 络 视 频 产 品 以 网 络 带 宽 和 存 储 空 间 为 基 础 进 行 配 置 如 上 所 述, 这 取 决 于 以 下 条 件 : > 摄 像 机 数 量 > 连 续 还 是 基 于 事 件 记 录 > 摄 像 机 每 天 记 录 的 时 长 > 帧 / 秒 > 图 像 分 辨 率 > 视 频 压 缩 类 型 :M-JPEG, MPEG-4, H.264 > 场 景 : 图 图 像 复 杂 度 ( 如 灰 墙 或 森 林 ) 照 明 条 件 和 运 动 流 量 ( 办 公 环 境 还 是 人 流 拥 挤 的 火 车 站 ) > 数 据 保 存 多 长 时 间 带 宽 需 求 量 由 8 至 10 台 摄 像 机 构 成 的 小 型 监 控 系 统, 可 采 用 基 础 的 100MB 网 络 交 换 机, 不 必 考 虑 带 宽 限 制 大 部 分 企 业 可 以 采 用 现 有 网 络 实 施 这 种 规 模 的 监 控 系 统

108 108 第 12 章 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 部 署 10 台 以 上 摄 像 机 时, 可 采 用 以 下 规 则 估 算 网 络 负 荷 : > 配 置 的 摄 像 机 以 高 帧 速 提 供 高 质 量 图 像 时, 使 用 的 可 用 网 络 带 宽 约 为 2 至 3Mbit/ 秒 > 部 署 12 至 15 台 以 上 摄 像 机 时, 可 考 虑 采 用 交 换 机 结 合 千 兆 主 干 如 果 采 用 千 兆 支 持 的 交 换 机, 运 行 视 频 管 理 软 件 的 服 务 器 应 安 装 千 兆 适 配 器 管 理 带 宽 耗 用 的 技 术 包 括, 采 用 基 于 网 络 的 VLAN, 服 务 质 量 和 基 于 事 件 的 记 录 关 于 这 些 内 容 的 更 多 信 息, 请 参 见 第 9 和 11 页 计 算 存 储 需 求 量 如 上 所 述, 使 用 的 压 缩 类 型 是 影 响 存 储 量 的 因 素 之 一 H.264 压 缩 格 式 是 目 前 效 率 最 高 的 压 缩 技 术 在 不 影 响 图 像 质 量 的 情 况 下, 与 采 用 M-JPEG 和 MPEG-4 Part 2 标 准 相 比,H.264 编 码 器 可 使 数 字 视 频 文 件 的 大 小 分 别 减 少 80% 和 50% 以 上 这 意 味 着,H.264 文 件 所 需 带 宽 和 存 储 空 间 更 小 下 表 举 例 说 明 三 种 压 缩 格 式 的 存 储 计 算 结 果 由 于 影 响 平 均 比 特 率 的 变 量 因 素 很 多,H.264 和 MPEG-4 的 计 算 不 一 定 很 准 确 M-JPEG 有 准 确 的 计 算 公 式, 因 为 M-JPEG 每 个 图 像 仅 有 一 个 文 件 M-JPEG 记 录 的 存 储 需 求 量 依 帧 速 分 辨 率 和 压 缩 级 别 而 变 化 H.264 计 算 : 大 约 比 特 率 / 8( 一 个 字 节 中 的 位 数 )x 3600s = KB 每 小 时 / 1000= MB/ 小 时 MB/ 小 时 x 每 天 工 作 小 时 /1000 = GB/ 天 GB/ 天 x 所 需 存 储 时 长 = 存 储 需 求 量 摄 像 机 分 辨 率 大 约 比 特 率 (kbps) 每 秒 帧 数 MB/ 小 时 工 作 小 时 GB/ 天 No. 1 CIF No. 2 CIF No. 3 4CIF 台 摄 像 机 30 天 总 存 储 量 =135GB 表 12.1a 以 上 数 字 以 场 景 中 的 大 量 运 动 为 依 据 场 景 中 变 化 少 的 情 况 下, 数 字 可 以 降 低 20% 场 景 中 的 运 动 流 量 对 存 储 需 求 量 的 计 算 有 很 大 影 响

109 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 第 12 章 109 MPEG-4 计 算 : 大 约 比 特 率 / 8( 每 字 节 中 的 位 数 )x 3600s = KB 每 小 时 / 1000 = MB/ 小 时 MB / 小 时 x 每 天 工 作 小 时 / 1000 = GB / 天 GB / 天 x 所 需 存 储 时 长 = 存 储 需 求 量 注 意 : 公 式 未 考 虑 运 动 流 量, 这 是 影 响 所 需 存 储 量 的 重 要 因 素 摄 像 机 分 辨 率 大 约 比 特 率 (kbps) 每 秒 帧 数 MB/ 小 时 工 作 小 时 GB/ 天 No. 1 CIF No. 2 CIF No. 3 4CIF 台 摄 像 机 30 天 总 存 储 量 =204GB 表 12.1b M-JPEG 计 算 : 图 像 尺 寸 x 帧 / 秒 x 3600s = Kilobyte(KB) 每 小 时 / 1000= Megabyte(MB)/ 小 时 MB / 小 时 x 每 天 工 作 小 时 / 1000 = Gigabyte(GB)/ 天 GB / x 所 需 存 储 时 长 = 所 需 存 储 量 摄 像 机 分 辨 率 大 约 比 特 率 (kbps) 每 秒 帧 数 MB/ 小 时 工 作 小 时 GB/ 天 No. 1 CIF No. 2 CIF No. 3 4CIF 台 摄 像 机 30 天 总 存 储 量 =1002GB 表 12.1c

110 110 第 12 章 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 AXIS Design Tool 是 估 算 带 宽 和 存 储 需 求 量 的 辅 助 工 具, 该 工 具 可 通 过 以 下 网 址 获 取 : com/products/video/design_tool/ 图 12.1a AXIS Design Tool 包 括 高 级 项 目 管 理 功 能, 可 用 于 计 算 大 型 复 杂 系 统 所 需 带 宽 和 存 储 量 12.2 基 于 服 务 器 存 储 根 据 PC 服 务 器 中 央 处 理 器 (CPU) 网 卡 和 内 部 RAM( 随 机 存 取 存 储 器 ), 服 务 器 可 以 处 理 一 定 数 量 的 摄 像 机 每 秒 帧 速 和 图 像 尺 寸 大 部 分 PC 装 有 两 到 四 个 硬 盘, 每 个 磁 盘 的 空 间 约 为 300gigabyte(GB) 在 中 小 型 网 络 系 统 中, 运 行 视 频 管 理 软 件 的 PC 也 可 用 于 视 频 记 录, 称 为 直 接 附 加 存 储 例 如, 采 用 AXIS Camera Station 视 频 管 理 软 件, 一 个 硬 盘 可 存 储 六 至 八 台 摄 像 机 的 记 录 12 至 15 台 以 上 摄 像 机 组 成 的 网 络, 至 少 要 配 置 两 个 硬 盘 分 担 负 载 50 台 以 上 摄 像 机, 建 议 采 用 第 二 个 服 务 器 12.3 NAS 与 SAN 当 存 储 的 数 据 和 管 理 需 求 量 超 过 直 接 附 加 存 储 极 限 时, 可 采 用 网 络 附 加 存 储 (NAS) 或 存 储 区 域 网 络 (SAN), 提 高 存 储 空 间 灵 活 性 和 系 统 恢 复 能 力

111 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 第 12 章 111 图 12.3a 网 络 附 加 存 储 NAS 是 一 种 直 接 与 LAN 连 接 的 单 存 储 设 备, 为 网 络 中 的 所 有 客 户 端 提 供 共 享 存 储 NAS 设 备 易 于 安 装, 便 于 管 理 员 维 护, 是 一 种 经 济 高 效 的 解 决 方 案 不 过, 由 于 只 有 一 个 网 络 接 点, 它 支 持 入 径 数 据 吞 吐 量 的 能 力 有 限, 在 高 性 能 系 统 中 会 成 为 一 个 问 题 SAN 是 高 速 专 用 网 络 存 储, 一 般 通 过 光 纤 连 接 一 个 或 更 多 服 务 器 用 户 可 以 通 过 服 务 器 访 问 SAN 中 的 任 何 存 储 设 备, 存 储 量 可 以 扩 展 到 数 百 个 TB 集 中 存 储 减 少 了 管 理 的 工 作 量, 为 多 个 服 务 器 环 境 中 的 用 户 提 供 高 性 能 灵 活 的 存 储 系 统 一 般 采 用 光 纤 通 道 进 行 数 据 传 输, 速 率 可 达 4Gbps, 利 用 高 容 量 备 份 系 统 可 存 储 大 量 数 据 TCP/IP LAN RAID RAID 图 12.3b 存 储 设 备 互 连, 服 务 器 共 享 存 储 容 量 的 SAN 架 构

112 112 第 12 章 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 12.4 备 份 存 储 SAN 系 统 构 成 存 储 设 备 备 份 存 储 系 统 可 将 视 频 或 其 他 数 据 同 时 保 存 在 一 个 以 上 位 置 这 样 可 以 在 存 储 系 统 出 现 故 障 时, 提 供 备 份 恢 复 视 频 IP 监 控 系 统 可 通 过 多 种 方 法 添 加 这 样 的 存 储 层, 包 括 独 立 磁 盘 冗 余 阵 列 (RAID) 数 据 复 制 服 务 器 集 群 和 多 视 频 接 收 RAID. RAID 是 一 种 配 置 标 准 现 成 硬 盘 的 方 法, 从 操 作 系 统 看 过 去 如 同 一 个 大 型 硬 盘 RAID 将 数 据 保 存 在 有 足 够 富 余 量 的 多 个 硬 盘 上, 当 一 个 磁 盘 发 生 故 障 时, 可 以 进 行 数 据 恢 复 RAID 分 为 不 同 的 级 别, 从 实 际 上 无 冗 余 到 全 镜 像 解 决 方 案, 这 种 解 决 方 案 在 发 生 硬 盘 故 障 时, 不 会 出 现 中 断 和 数 据 丢 失 图 12.4a 数 据 复 制 数 据 复 制. 这 是 许 多 网 络 操 作 系 统 的 通 用 功 能 网 络 中 经 过 配 置 的 文 件 服 务 器 可 相 互 复 制 数 据, 当 一 个 服 务 器 发 生 故 障 时 提 供 备 份 服 务 器 集 群. 常 用 的 服 务 器 集 群 方 法 是 将 两 个 服 务 器 作 为 一 个 存 储 设 备, 如 RAID 系 统 当 一 个 服 务 器 发 生 故 障 时, 由 另 一 个 配 置 相 同 的 服 务 器 接 替 这 些 服 务 器 甚 至 可 以 共 享 同 一 IP 地 址, 故 障 倒 换 对 用 户 完 全 透 明 多 视 频 接 收. 为 保 证 容 灾 和 现 场 外 存 储, 网 络 视 频 一 般 将 视 频 同 时 发 送 到 单 独 位 置 的 两 个 不 同 服 务 器 这 些 服 务 器 配 有 RAID 在 集 群 环 境 下 工 作, 或 利 用 远 端 服 务 器 复 制 数 据 当 监 控 系 统 位 于 危 险 或 不 便 操 作 的 地 区 时, 如 公 共 交 通 系 统 或 工 业 设 施, 这 种 方 法 非 常 实 用

113 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 第 12 章 系 统 配 置 小 型 系 统 (1 至 30 台 摄 像 机 ) 小 型 系 统 一 般 包 括 一 个 运 行 监 控 应 用 的 服 务 器, 将 视 频 记 录 到 本 地 硬 盘 上 通 过 同 一 服 务 器 查 看 和 管 理 视 频 尽 管 大 部 分 查 看 和 管 理 由 服 务 器 完 成, 但 也 可 以 连 接 客 户 端 ( 本 地 或 远 程 ) 完 成 同 样 的 工 作 IP 图 12.5a 小 型 系 统 中 型 系 统 (25 至 100 台 摄 像 机 ) 中 型 系 统 一 般 配 有 一 个 服 务 器 及 与 其 连 接 的 附 加 存 储 存 储 通 常 配 置 RAID, 以 提 高 性 能 和 可 靠 性 一 般 情 况 下, 视 频 通 过 客 户 端 而 不 是 录 像 服 务 器 本 身 查 看 和 管 理 IP RAID 图 12.5b 中 型 系 统 大 型 集 中 式 系 统 (50 至 1000 台 以 上 摄 像 机 ) 大 型 系 统 要 求 具 备 很 高 的 性 能 和 可 靠 性, 以 便 管 理 大 量 数 据 和 带 宽 这 需 要 采 用 多 个 服 务 器 执 行 专 门 的 任 务 主 服 务 器 控 制 系 统, 决 定 何 种 视 频 保 存 到 何 种 存 储 服 务 器 上 由 于 有 专 用 服 务 器, 因 此 可 以 均 衡 负 载 这 种 环 境 下, 可 根 据 需 要 增 加 存 储 服 务 器 扩 展 系 统, 并 且 可 在 不 中 断 整 个 系 统 运 行 的 情 况 下 进 行 维 护

114 114 第 12 章 带 宽 与 存 储 考 虑 因 素 IP 图 12.5c 大 型 集 中 式 系 统 大 型 分 布 式 系 统 (25 至 1000 台 以 上 摄 像 机 ) 多 个 地 点 需 要 集 中 管 理 影 视 时, 可 采 用 分 布 式 记 录 系 统 每 个 地 点 由 本 地 摄 像 机 记 录 和 保 存 视 频 主 控 制 器 可 以 查 看 和 管 理 每 个 地 点 的 记 录 IP LAN WAN RAID RAID 图 12.5d 大 型 分 布 式 系 统

115 工 具 与 资 源 115 工 具 与 资 源 安 讯 士 提 供 各 种 工 具 和 信 息 资 源 帮 助 设 计 IP 监 控 系 统 其 中 许 多 工 具 和 资 源 可 由 安 讯 士 网 站 获 取 : Lens Calculators 该 工 具 帮 助 您 计 算 所 需 焦 距 的 镜 头, 以 便 捕 获 某 个 距 离 的 场 景 Camera Reach Tool 该 工 具 侧 重 于 Axis 网 络 摄 像 机 在 不 同 距 离 处 的 场 景 捕 获 和 面 部 识 别 性 能, 并 与 可 换 镜 头 结 合 使 用 该 工 具 可 帮 助 您 浏 览 Axis 产 品 系 列, 使 您 找 到 最 能 满 足 您 需 求 的 摄 像 机 AXIS Design Tool 这 是 一 种 模 拟 计 算 工 具, 可 在 线 或 基 于 DVD 获 取, 帮 助 您 确 定 专 门 的 网 络 视 频 项 目 所 需 带 宽 和 存 储 量 Axis Housing Configurator 这 种 工 具 帮 助 您 确 定 特 定 摄 像 机 应 用 所 需 的 防 护 罩 及 附 件, 如 支 架 电 源 和 线 缆 智 能 网 络 视 频 : 了 解 现 代 监 控 系 统 这 本 390 页 的 手 册 由 Fredrik Nilsson 和 安 讯 士 (Axis Communications) 网 络 通 讯 公 司 编 写, 为 详 细 了 解 高 级 数 字 网 络 和 智 能 视 频 功 能 提 供 第 一 手 资 料 本 书 2008 年 出 版, 可 通 过 Amazon Barnes & Noble 和 CRC Press 购 买, 或 与 当 地 安 讯 士 办 事 处 联 系

116 116

117 安 讯 士 学 院 117 安 讯 士 学 院 网 络 视 频 专 业 知 识 权 威 通 过 安 讯 士 培 训 课 程 深 入 了 解 网 络 视 频 技 术 > 丰 富 的 课 程 设 置 > 手 动 实 践 培 训 > 由 经 验 丰 富 的 专 家 提 供 培 训 > 获 得 竞 争 优 势 随 着 传 统 模 拟 系 统 向 网 络 视 频 技 术 发 展, 视 频 监 控 市 场 也 不 断 发 生 变 化 新 的 技 术 应 用 和 集 成 正 在 推 动 这 种 融 合 为 在 竞 争 日 趋 激 烈 的 市 场 中 成 功 发 展, 您 需 要 掌 握 基 于 IP 视 频 解 决 方 案 的 出 色 技 能 和 丰 富 经 验 与 网 络 视 频 专 业 知 识 权 威 安 讯 士 学 院 合 作, 可 以 确 保 您 在 竞 争 中 始 终 保 持 领 先 优 势 基 础 课 程 网 络 视 频 基 础 课 程 和 视 频 解 决 方 案 基 础 课 程 是 安 讯 学 院 培 训 计 划 的 框 架 这 两 门 基 础 课 程 经 过 不 断 改 进 和 完 善, 可 满 足 传 统 模 拟 CCTV 和 IT 专 业 人 员 的 技 术 培 训 要 求 因 此, 无 论 您 的 技 术 水 平 如 何, 都 可 以 通 过 培 训 提 高 业 务 素 质, 熟 练 掌 握 成 功 实 施 安 讯 士 产 品 和 解 决 方 案 的 必 要 技 能 关 于 更 多 信 息, 请 访 问 :

118 118 联 系 信 息 联 系 信 息 公 司 总 部 瑞 典 Axis Communications AB Emdalavägen 14 SE Lund Tel: Fax: 中 国 Shanghai Axis Communications Equipment Trading Co.,Ltd. Room 6001, Novel Building 887 Huai Hai Zhong Rd. Shanghai Tel: 香 港 Axis Communications Limited Unit 1801, 18/F 88 Gloucester Road, Wanchai Hong Kong Tel: Fax: 阿 根 廷 Axis Communications Av. Del Libertador 2442, Piso 4, CP B1636SR Olivos Buenos Aires Tel Fax Int 澳 大 利 亚 Axis Communications Pty Ltd. Level 27, 101 Collins Street Melbourne VIC 3000 Tel: 巴 西 Axis Communications Rua Mario Amaral 172, 13º Andar, Conjunto , Sao Paulo Tel 加 拿 大 Axis Communications, Inc. 117 Lakeshore Road East Suite 304 Mississauga ON L5G 4T6 Tel: AXIS (2947) Fax: Support: Beijing Axis Communications Rm. 2003, Tower B Tian Yuan Gang Center C2 Dongsanhuan North Road Chaoyang District Beijing Tel: Fax: 法 国 比 利 时 卢 森 堡 Axis Communications SAS Antony Parc I 2 à 8 place du Général de Gaulle Antony, France Tel : +33 (0) Fax : +33 (0) 德 国 奥 地 利 瑞 士 Axis Communications GmbH Lilienthalstr. 25 DE Hallbergmoos Tel: Fax: Support: 印 度 Axis Video Systems India Private Limited Kheny Chambers 4/2 Cunningham Road Bangalore Karnataka Tel: +91 (80) Fax: +91 (80) 意 大 利 Axis Communications S.r.l. Corso Alberto Picco, Torino Tel: Fax: 日 本 Axis Communications K.K. Shinagawa East 1 Tower 13F Konan Minato-ku Tokyo Tel: Fax:

119 联 系 信 息 119 韩 国 Axis Communications Korea Co., Ltd. Rm 407, Life Combi B/D Yoido-dong Yeongdeungpo-Ku, Seoul Tel: Fax: 墨 西 哥 AXISNet, S.A. de C.V. Unión 61, 2º piso Col. Escandón, Mexico City México, D.F., C.P Tel: Fax: 新 加 坡 Axis Communications (S) Pte Ltd. 7 Temasek Boulevard #11-01A Suntec Tower 1 Singapore Tel: Fax: 西 班 牙 Axis Communications C/ Yunque 9, 1A Tres Cantos, Madrid Tel: Fax: Support: 联 系 信 息 阿 联 酋 Axis Communications Middle East PO Box DAFZA, Dubai Tel: 英 国 Axis Communications (UK) Ltd Suite 6-7, Ladygrove Court Hitchwood Lane Preston, Nr Hitchin Hertfordshire SG4 7SA Tel: Fax: Support: 荷 兰 Axis Communications BV Glashaven 38 NL-3011 XJ Rotterdam Tel: Fax: Support: 俄 罗 斯 联 邦 OOO Axis Communications Leningradsky prospekt 31/3, of , Moscow Tel: Fax: 南 非 Axis Communications SA Pty Ltd. Hampton Park, Atterbury House, 20 Georgian Crescent Bryanston, Johannesburg Tel: Fax: PO Box Bryanston 2021 中 国 台 湾 Axis Communications Ltd. 8F-11,101 Fushing North Road Taipei Tel: Fax: 美 国 Axis Communications Inc. 100 Apollo Drive Chelmsford, MA Tel: Fax: Support:

120 /CN/R1/0904 关 于 安 讯 士 安 讯 士 (Axis Communications) 是 一 家 专 业 提 供 与 实 施 网 络 视 频 解 决 方 案 的 IT 公 司 作 为 全 球 网 络 视 频 解 决 方 案 的 领 导 者, 安 讯 士 始 终 致 力 于 推 进 传 统 模 拟 视 频 监 控 技 术 向 数 字 视 频 监 控 技 术 的 演 变 安 讯 士 的 产 品 与 解 决 方 案 基 于 创 新 的 开 放 的 技 术 平 台, 且 始 终 专 注 于 安 全 监 视 和 远 程 监 控 应 用 领 域 安 讯 士 是 一 家 总 部 位 于 瑞 典 的 公 司, 在 全 球 的 20 个 国 家 和 地 区 开 设 有 分 支 机 构, 并 与 超 过 70 个 国 家 和 地 区 的 合 作 伙 伴 展 开 合 作 安 讯 士 公 司 创 建 于 1984 年, 是 一 家 北 欧 上 市 公 司 (NASDAQ OMX Stockholm 股 票 代 码 为 AXIS) 关 于 安 讯 士 的 更 多 信 息, 请 访 问 Axis Communications AB. AXIS COMMUNICATIONS AXIS ETRAX ARTPEC 和 VAPIX 均 为 Axis AB 的 注 册 商 标 或 正 在 申 请 的 商 标, 安 讯 士 公 司 对 其 拥 有 各 类 管 辖 权 所 有 其 它 的 公 司 名 称 和 产 品 均 为 其 各 自 公 司 的 商 标 或 注 册 商 标 我 们 保 留 在 未 预 先 通 知 的 情 况 下 提 出 修 改 的 权 利