安防監(jiān)控攝像機分類

  攝象機分類安全防范系統(tǒng)中，圖像的生成當前主要是來自ccd攝像機,ccd是電荷耦合器件（charge coupled deice)的簡稱，它能夠將光線變?yōu)殡姾刹㈦姾纱鎯稗D移，也可將存儲之電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝像機元件，以其構成的ccd攝像機具有體積小、重量輕、不受磁場影響、具有抗震動和抗撞擊之特性而被廣泛應用。ccd攝像機大致可分為下列幾大類：依成像色彩劃分(1)彩色攝像機：適用于景物細部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。因有顏色而使信息量增大，信息量一般認為是黑白攝像機的10倍。(2)黑白攝像機：是用于光線不足地區(qū)及夜間無法安裝照明設備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動時，可選用分辨率通常高于彩色攝像機的黑白攝像機。依攝像機分辨率劃分(1)影像像素在25萬像素（pixel）左右、彩色分辨率為330線、黑白分辨率420線左右的低檔型。(2)影像像素在25萬~38萬之間、彩色分辨率為420線、黑白分辨率在500線上下的中檔型(3)影像在38萬點以上、彩色分辨率大于或等于480線、黑白分辨率，570線以上的高分辨率。

  依攝像機靈敏度劃分(1)普通型：正常工作所需照度為1~3lux(2)月光型：正常工作所需照度為0.1 lux左右(3)星光型：正常工作所需照度為0.01 lux以下(4)紅外照明型：原則上可以為零照度，采用紅外光源成像。按攝像元件的ccd靶面的大小劃分(1)l inch靶面尺寸為寬12.7mmx高9.6mm,對角線16mm(2)2/3inch靶面尺寸為寬8.8mmx高6.6mm,對角線11mm(3)1/2inch靶面尺寸為寬6.4mmx高4.8mm,對角線8mm(4)1/3inch靶面尺寸為寬4.8mmx高3.6mm,對角線6mm(5)1/4inch靶面尺寸為寬3.2mmx高2.4mm,對角線4mm(6)1/5inch正在開發(fā)之中，尚未推出正式產品此外 CCD攝像機有PAL制和NTSC制之分，還可以按圖像信號處理方式劃分或按攝像機結構區(qū)分。

  按掃描制式劃分PAL制,NTSC制

  中國采用隔行掃描（PAL）制式（黑白為CCIR），標準為625行，50場，只有醫(yī)療或其它專業(yè)領域才用到一些非標準制式。另外，日本為NTSC制式，525行，60場（黑白為EIA）。

  依供電電源劃分

  110VAC（NTSC制式多屬此類），220VAC，24VAC，12VDC或9VDC（微型攝像機多屬此類）。

 

  按外觀分

  有機板型、針孔型、半球型

 

  電子快門電子快門的時間在1/50-1/100000秒之間，攝像機的電子快門一般設置為自動電子快門方式，可根據環(huán)境的亮暗自動調節(jié)快門時間，得到清晰的圖像。

 

  攝像機按功能大致分為以下幾類：槍機、半球型攝像機、一體化攝像機、紅外日夜兩用攝像機、高速球攝像機、網絡攝像機。

  1、槍機：價格便宜，但不具備變焦和旋轉功能，只能完成一個角度固定距離的監(jiān)視、隱蔽性較差;

  2、半球型攝像機：具有一定的隱蔽性，同時外形小巧、美觀，可以吊裝在天花板上，彌補了槍機的某些不足;

  3、一體化攝像機：內置鏡頭、可以自動聚焦，對鏡頭控制方便，安裝和調試簡單;

  4、紅外日夜兩用攝像機：將攝像機、防護罩、紅外燈、供電散熱單元綜合成為一體的攝像設備，具有夜視距離遠、隱蔽性強、性能穩(wěn)定等優(yōu)點;

  5、高速球攝像機：集一體機化攝像機和云臺于一身的設備，另外具有快速跟蹤、360°水平旋轉、無監(jiān)視盲區(qū)和隱私區(qū)域遮蔽等特點和功能;

  6、網絡攝像機：又稱IP camera。它可以將圖像采集后進行數字處理并加以壓縮，通過IP網絡將壓縮的視頻信號送入到服務器側或客戶端側;在服務器端或客戶端側，通過軟件就可以實時查看遠端的圖像。

攝像機選擇時需注意那些指標

  1、攝像機的芯片時CCD還是CMOS?目前監(jiān)控攝像機大多數情況下采用CCD芯片;

  2、CCD芯片的大小：目前市場上主要有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸，其中1/3英寸和1/4英寸的CCD芯片居多，芯片越大圖像質量越好，價格越貴;

  3、CCD攝像頭的像素：像素越大，圖像越清晰;

  4、CCD的水平分辨率：分辨率是用電視線(簡稱線tv lines)來表示的。彩色攝像機的典型分辨率是在320到500電視線之間，主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次;

  5、鏡頭：根據物距、成像大小計算鏡頭焦距，選擇合適的焦距鏡頭如標準鏡頭、長焦距鏡頭、短焦距鏡頭，同時還需要考慮鏡頭的成像尺寸應與攝像機CCD靶面尺寸相一致，另外還有鏡頭分辨率、光圈等因素;

  6、最低照度：也稱為靈敏度，是CCD對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯(LUX),數值越小，表示需要的光線越小，攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在很暗條件，1～3lux屬一般照度。

  月光型：正常工作所需照度0.1lux左右;

  星光型：正常工作所需照度0.01lux以下;

  紅外型：采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像(黑白);

  7、信噪比：典型值為48db。若為50db,則圖像有少量噪聲，但圖像質量良好;若為60db,則圖像質量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲;

  8、其他因素：如自動增益和白平衡等。

紅外攝像機該如何選擇

  紅外攝像機主要用于目標需要日夜監(jiān)視，特別強調夜間需要監(jiān)視，而目標周圍環(huán)境又沒有太強光線的場景條件下。具體選擇主要根據攝像機和觀察目標之前的距離，一般的紅外攝像機的距離范圍20-100米，距離越遠價格越貴，同時功耗也大。

  另外，選擇紅外攝像機時應該考慮紅外燈電源的開關控制問題。這個問題可以采用手動和自動兩種控制方式。

  什么情況下網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備需考慮集成防雷設備？

  嚴格意義上來說，監(jiān)控系統(tǒng)都需要安裝防雷設備，無論是室內監(jiān)控還是室外監(jiān)控，但因每個行業(yè)乃至每個單位經濟狀況不同以及監(jiān)控需求的安全等級不一樣，防雷設備的集成因情況而異，通常情況下需要考慮如下的防雷因素：

  1、前端設備的防雷

  前端設備有室外和室內安裝兩種情況，安裝在室內的設備一般不會遭受直擊雷擊，但需考慮防止雷電過電壓對設備的侵害，而室外的設備則同時需考慮防止直擊雷擊，如前端設備攝像頭應置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內。為防止電磁感應，沿桿引上攝像機的電源線和信號線應穿過金屬管屏蔽。信號線傳輸距離長，耐壓水平低，極易感應雷電流而損壞設備，為了將雷電流從信號傳輸線傳導入地，信號過電壓保護器須快速響應，在設計信號傳輸線的保護時必須考慮信號的傳輸速率、信號電平、啟動電壓以及雷電通量等參數。

  2、傳輸線路的防雷

  監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸線路主要是傳輸信號線的電源線?？刂菩盘杺鬏斁€和報警信號傳輸線一般選用銅芯屏蔽軟線，架設(或敷設)在前端與終端之間。從防雷角度看，直埋敷設方式防護效果最佳，架空線最容易遭受雷擊，并且破壞性大，波及范圍廣，為避免首尾端設備損壞，架空線傳輸時應在每一電桿上做接地處理，架空線纜的吊線和線路中的金屬管道均應接地。  中間放大器輸入端的信號源和電源均應分別接入合適的避雷器。

  3、終端設備的防雷

  在監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控室的防雷最為重要，應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護多方面進行。由于有80%雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設備安全，一般電源上應設置三級避雷保護。在視頻傳輸線、信號控制線，入侵報警信號線進入前端設備之前或進入中心控制臺前應加裝相應的避雷保護器。

攝像快球高速球的技術

  在現(xiàn)代電視監(jiān)控系統(tǒng)中，越來越多地使用了球形一體化攝像機(簡稱為“球機”)，其中有些結構更緊湊、旋轉速度更快的球形一體化攝像機還被簡稱為“快球”，而在早期，也有公司稱這種攝像機為集成式穹頂攝像機。

 

  1.球機與快球

  所謂球機，其實就是將攝像機、電動變焦鏡頭、球形云臺、球形護罩等模塊集成于一體，有些球機(特別是品牌機)往往進一步將解碼器也集成進來。這樣，整個攝像前端系統(tǒng)就由原來普通分立的攝像機、電動變焦鏡頭、全方位云臺、防護罩和解碼器等5個獨立的部分有機地結合為一個整體，而設備制造商在設計并整合球機時還會充分考慮各功能模塊的結構關系，使集成后的球機結構更加緊湊。

  另外，由于球機本身已經是一個小的集成系統(tǒng)，因此還可以在其內部再增加一部分協(xié)調各獨立模塊功能的智能信號處理電路，從而實現(xiàn)基于電動鏡頭的自動聚焦、基于云臺及鏡頭的自動跟蹤以及在連續(xù)跟蹤過程中因移動目標垂直經過球機下方而自動上下翻轉畫面、因移動目標與球機作徑向運動而自動變焦放大的功能等等。如此說來，雖然球機中的攝像機、電動變焦鏡頭、球形云臺、球形護罩、解碼器這5部分模塊的工作原理與分立設備完全一樣，但它們各自的外形結構與分立設備相比則有了較大的差異，并且，作為小而全的集成設備，球機中還可能再增加第6個模塊(智能信號處理)、第7個模塊(通信協(xié)議轉換)以及第8個模塊(網絡接口)等。

  有了上述球機的概念，就不難理解快球了，因為快球指的就是可快速變焦、快速旋轉的球形一體化攝像機。

 

  2.快球的顯著特點

  隨著科學技術的不斷發(fā)展，無論是球機還是快球，其功能、技術指標等都有了很大程度的提高，其中快球往往又可看成是增加了更多功能且指標也進一步提高的高檔球機。在當今的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，球機特別是快球的應用已成為一大特征。

  由于快球可能由上述5～8個功能模塊組成，因而它既具有這5～8個功能模塊各自的特點，又具有各模塊整合后的整體特點。

  就攝像機部分來說，快球一般都具備了高分辨率、低照度、高信噪比、寬動態(tài)等當今攝像機技術的最高指標，其中有些攝像機自身即是日夜兩用型的。通過機器內部的DSP處理，快球在攝像方面還可以提供多區(qū)域(如8～24個區(qū)域)的畫面隱私遮擋功能，當設定了這些隱私遮擋區(qū)域后，這些區(qū)域的畫面內容將不再顯示。

  就變焦鏡頭部分來說，快球一般都選擇了較高性能的非球面鏡頭，有些還特別配備了紅外適應型鏡頭，其光學變焦倍率一般可達20倍以上，而結合數碼變焦的快球的整體變焦倍率更是可高達200倍以上。智能型的快球甚至可實現(xiàn)對徑向跟蹤目標的自動變焦及聚焦，也就是，當目標走近或遠離攝像機時，快球可以自動地調整焦距，以保證目標物體在畫面中占據合適的比例。

  就云臺部分來說，快球一般都配備可預置球形全方位云臺，且預置位數量、掃描速度均達到很高指標。有些快球的預置位已達255個，最高掃描速度也已達400o/s，這就意味著快球旋轉一周的時間還不到1秒鐘。

  就解碼器部分來說，由于快球一般都有預置功能，因而解碼器部分的功能也就更多一些，除了基本的控制指令輸出外，還可進行預置點以及巡游路徑的設置，并通過本地或遠程鍵盤使快球高速旋轉到預置的位置，或直接啟動巡游程序。有些型號的快球更是內置了協(xié)議轉換器，可以直接接收由不同廠家(品牌)的控制主機發(fā)出的指令，經內部協(xié)議轉換后去響應指令動作。

  在其他方面，有些球機或快球還進一步集成了網絡接口，從而實現(xiàn)了網絡攝像機的所有功能，不僅可通過網絡對攝像機進行全方位控制，還可以實現(xiàn)報警輸出以及自動跟蹤功能，更有些球形攝像機還具備了PoE(Power over Ethernet)功能，只要插上網線，無需額外的供電即可正常工作。

  需要注意的是，高速球形云臺與大倍數變焦鏡頭結合在一起固然提高了快球的整體性能，但若攝像機在高倍率望遠狀態(tài)下拍攝時，其鏡頭的視場角只有2o～4o，因而鏡頭在轉動時的視場線速度極高。例如，對于一個轉速為400o/s的球形攝像機來說，1/100s的時間誤差即會造成4o的視場角變化，結果極有可能使被拍攝的對象越出視場角而漏監(jiān)。

基于網絡視頻監(jiān)控嵌入式技術的應用

  基于嵌入技術的監(jiān)控系統(tǒng)不需處理模擬視頻信號的PC，而是把攝像機輸出的模擬視頻信號通過嵌入式視頻編碼器直接轉換成IP數字信號。嵌入式視頻編碼器具備視頻編碼處理、網絡通信、自動控制等強大功能，直接支持網絡視頻傳輸和網絡管理，使得監(jiān)控范圍達到前所未有的廣度。

 

基于嵌入式設備的監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點

  除了編碼器外，還有嵌入式解碼器、控制器、錄像服務器等獨立的硬件模塊，它們可單獨安裝，不同廠家設備可實現(xiàn)互連。數字化視頻監(jiān)控的優(yōu)點是克服了模擬閉路電視監(jiān)控的局限性：首先，數字化視頻可以在計算機網絡(局域網或廣域網)上傳輸圖像數據，基本上不受距離限制，信號不易受干擾，可大幅度提高圖像品質和穩(wěn)定性;其次，數字視頻可利用計算機網絡聯(lián)網，網絡帶寬可復用，無須重復布線;另外，數字化存儲成為可能，經過壓縮的視頻數據可存儲在磁盤陣列中或保存在光盤中，查詢十分簡便快捷。

  由于這種系統(tǒng)的硬件是一個同處理器和操作系統(tǒng)捆綁較為緊密、功能專一、專門設計的獨立的設備，不像插卡系統(tǒng)那樣受通用計算機系統(tǒng)中其它軟件硬件的影響，因此性能上更穩(wěn)定，且便于安裝、維護，易于實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設計，便于管理、維護。

 

基于嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控應用

  在基于嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控應用結構中，前端采用模擬攝像機，通過網絡視頻編碼器，將模擬視頻經過數字化、壓縮、打包等過程變成基于網絡協(xié)議的視頻流或采用一體化的網絡攝像機，在視頻監(jiān)控的前端完成網絡化、數字化，視頻流通過網絡進行傳輸，發(fā)送到視頻需求者。視頻的使用者可利用軟件進行解碼，在PC機上進行顯示和處理，也可通過硬件解碼，解出模擬視頻信號輸出到監(jiān)視器，利用鍵盤進行控制，利用分布在網絡上的服務器或其他類型的網絡存儲設備根據需要進行錄像，利用網管系統(tǒng)代替視頻矩陣。由于沒有監(jiān)控中心的概念，任何授權的用戶都可根據權限進行視頻監(jiān)控、錄像。

新一代網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心技術

 

  1.視頻壓縮技術

  a.靜止圖像壓縮技術：JPEG，M-JPEG，小波變換wavelet等其運用幀內處理技術，所以靜止圖像較清晰。小波變換是基于結構的壓縮方法，處理較容易，可獲得比JPEG更大的壓縮。但對連續(xù)運動圖像，文件占用的帶寬和硬盤都很大。

  b.運動圖像壓縮技術：MPEG-1，MPEG-2，H.263，MPEG-4

  頒布于1993年的MPEG-1和1994年的MPEG-2是ISO的運動圖像專家組(MPEG)的第一階段解決方案，除了沿用幀內技術，首次采用了PB幀的幀間技術，從而獲得了比靜止圖  像壓縮技術更大的壓縮。但由于是基于結構的壓縮技術，算法固定，采用專用硬件，隨著軟硬件技術的發(fā)展，不能擴展更多基于內容的算法。另外其網絡傳輸碼率要求較高，否則需要緩存，不能適應傳輸速率不等的各種網絡的一致訪問，容錯性差。

  基于以上原因，國際電聯(lián)于1998年頒布H.263甚低比特率視頻編解碼標準，該標準除了沿用JPEG靜止圖像壓縮標準的幀內技術、MPEG-1、MPEG-2動態(tài)圖像壓縮標準的幀間技術外，還采用了以下4種先進技術：

  1)無限制的運用運動矢量模式;

  2)基于語法的算術編碼模式;

  3)先進的預測模式;

  4)PB幀模式

  它是一種可擴展的算法，針對網絡傳輸速率處于變化的狀態(tài)，解決了易錯網絡的容錯性。

  MPEG于1998年制定了第二階段解碼方案MPEG-4，其開放的編碼系統(tǒng)，可隨時擴展豐富的基于內容的編碼算法，采用了包括小波變換等多種變換，可獲得更小的硬盤空間，更高的清晰度。特別是其對象分離的控制，交互性、重用性更強，基于內容的分級擴展，保證了同時在低高帶寬下的最佳畫面質量。

  2.嵌入式實時操作系統(tǒng)

  目前很多監(jiān)控系統(tǒng)采用Windows操作系統(tǒng)，因為Windows提供大量的圖形界面，有各種外部設備及應用程序，所以系統(tǒng)的開發(fā)就容易很多。但Windows系統(tǒng)龐大復雜，占用CPU資源大，外圍硬件較為復雜，穩(wěn)定性、可靠性不如RTOS系統(tǒng)。為監(jiān)控專門設計的嵌入式實時操作系統(tǒng)的特點在于系統(tǒng)簡單，去掉了與監(jiān)控無關的功能，減少了出問題的幾率。由于開發(fā)者掌握源代碼，可隨時解決硬件沖突及優(yōu)化系統(tǒng)。

  隨著計算機技術及網絡技術的迅猛發(fā)展，世界掀起一股強大的數字化、網絡化浪潮，對于公安、安防行業(yè)的發(fā)展，必須經歷模擬數字混合的階段，但是最終的趨勢必然是全面數字化，即視頻在前端進行數字化、網絡化，采用嵌入式網絡攝像機，利用網絡進行傳輸，采用分布式存儲系統(tǒng)，模塊化結構，完成視頻監(jiān)控任務。

  什么是弱電井?

  弱電井是用來敷設弱電線路(纜)的一個(應該說是)通道.弱電井在指定的樓層會設制檢查口,方便給專業(yè)工作人員檢查弱電線路(纜)用的。

  弱電線路(纜)在弱電井里敷設即可以保護弱電線路(纜)減少人為的破壞,又可方便專業(yè)施工人員定時檢查維護,而且線路(纜)從弱電井走,不會影響大樓的整體影響,比較美觀。

  弱電也不僅僅是指通訊,其實有線電視線(纜)、消防報警線(纜)等等都屬于弱電。

  一般弱電井是每層樓都有一張門，能進人去做些維護工作的，面積不會太大，不到1平方米。主要是布有消防、公共廣播、衛(wèi)星電視、有線電視、程控電話、電腦網絡、電視監(jiān)控等弱電系統(tǒng)線路和線槽。防止和強電干擾，又能將這些弱電設備的樓層分支、分配、放大等設備固定，方便維護。