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数字视频监控技术基本术语

//视频监控概述:================================================================

 

三个阶段的核心设备:

    模拟监控阶段的核心设备: 视频切换矩阵;

    数字监控阶段的核心设备: 硬盘录像机(DVR);

    智能监控阶段没有核心设备;

 

IVS : 智能网络视频监控系统 Intelligent Video Surverillance.

VCA : 视频内容分析技术 Video Content Analysis.

 

三个时代的主要产品:

    模拟视频监控时代:闭路电视 CCTV Closed Circuit Television;

 

    数字视频监控时代:DVR( 硬盘录像机 Digital Video Recorder );

        DVR的关键技术是编码压缩算法,主要的编码方式如下:MJPEG,MPEG-2,MPEG-4,H.264;

 

    智能网络视监时代:

    IVS : 智能网络视频监控系统 Intelligent Video Surverillance.

    主要构成:

        IPC : 网络摄像机 Internet Protocol Camera.

        DVS : 视频编码器 Digital Video Server.

        NVR : 网络录像机 Network Video Recorder.

            功能:视频存储、转发、回放;

            区别:DVR = NVR + (IPC / DVS);

 

        VCA : 视频内容分析技术  Video Content Analysis.

 

        CMS : 中央管理平台 Center Management System.

            功能:资源管理、媒体分发、存储设备、告警服务、用户服务;

 

        Decoder: 解码设备

 

视频监控的核心技术:

    光学成像器件:

        CCD  : Charge Coupled Device, 电荷耦合器件,含大量感光元素,每元素称为像素;

        CMOS : Complementary Metal Oxide Semiconductor, 集成电路制造原料;

    视频编压算法:

        例如:标清D1图像, 25帧/秒, 带宽要求16MB/s的数据量(720*576*12/8*25=15.5MB)

            MPEG-4压缩后码流为2Mbps,图像质量还可接受;

    视频编压芯片:

        DSP : 通用媒体处理芯片, 以DSP为核心集成视频单元和外围接口,通过软件编程实

                现视频编解码和扩展多种特色化功能;

        ASIC: 专用视频编码芯片, 集成外围接口,通过硬件实现视频编解码;

    视频管理平台:

 

//IPC技术:============================================================================================

 

定义:支持网络协议的摄像机, IPC = 模拟摄像机 +视频编码器(DVS);

IPC主要功能:

    视频编码 : 编压码;

    音频功能 : 编压码;

    网络功能 : 编压码的视音频信号通过网络传输;

    云台、镜头控制功能 : 通过网络控制云台、镜头的各种动作;

    缓存功能 : 可以吧压缩的视音频数据临时存储在本地的存储介质中;

    输入输出报警 : 接受、处理报警输入/输出信号,具有报警联动的功能;

    移动检测报警 : 检测场景内的移动并产生告警;

    视频分析 : 自动对视频场景进行分析,比对预设原则并触发报警;

    视觉参数调节 : 色调、亮度、对比度、饱和度等视觉参数;

    编码参数调节 : 帧率、分辨率、码率等编程参数可以调整;

    系统集成 : 可以与视频管理平台集成,实现大规模系统监控;

 

IPC的分类:

    半球:固定聚焦/收到变焦, 视场FOV(Field Of View)固定,难于调整;

    枪机:固定/手动可变焦, 视场FOV(Field Of View)可手动进行调整;

    PTZ + 球机:可变焦距 +可变角度,

    百万像素摄像机:>= 2 *模拟摄像机最大分辨率

 

IPC的优势:

    IP摄像机与模拟摄像机的比较:==> 模拟信号; -->数字信号;

        模拟Camera ==> CCD      --> (A/D) --> 信号处理 --> 数/模    ==模拟输出==> DVS DVR

        IP Camera   -> CCD/CMOS  -> (A/D)  -> 信号处理  -> 编码压缩 ---IP输出---> NVR

 

    1) 模拟使用DSP芯片多次A/D转换,牺牲图像质量;

    2) 模拟使用隔行扫描,IP使用逐行扫描;

    3) 模拟 : 分辨率 <= D1(PAL = 720*576; NTSC = 720*480); 像素 <= 40万;

    4) IP : 双向音频支持,具有音频输入/输出接口:输入:用于监听;输出,发送广播;

 

IPC的硬件构成:

    独立芯片+ CPU 架构:

        Camera --> 图像传感器 --> 信号处理 --> 编码压缩 --> (CPU + Flash + RAM) --> 网络接口 ==>

    SOC架构:

        Camera --> 图像传感器 --> 信号处理 --> (SOC(编码压缩) + Flash + RAM) --> 网络接口 ==>

 

    图像传感器:

        CCD : 集成在硅晶半导体上,  工艺复杂,灵敏度、信噪处理强;

        CMOS: 集成在"金属氧化物"上,低成本、低功耗、高整合度;

 

    编码压缩的架构:

        硬件编码压缩:编压算法固化到芯片上;

        软件编码压缩:软件运行在处理器上进行编压;

        编码压缩芯片= 编码芯片 + 相关RAM(作用 : 存储压缩原始数据 及 中间处理数据;需要16/32MB的 SDRAM);

 

    主控制器部分:一般为独立部件;若为软件解码,其可能就是运行压缩算法的DSP,即主控+编码;

        CPU   : 主控芯片;

        Flash : 固化OS内核、文件系统、应用软件和系统配置文件;

        SDRAM : 系统内存;由于系统优化和裁剪,一般为4MB的SDRAM;

 

IPC的软件构成:

    操作系统:嵌入式Linux系统;

 

    编码算法:MPEG-4(主流), H.264;

 

    软件架构层次:

        应用软件层  : 应用软件

        媒体层      : 自由开源软件(多媒体库ffmpeg) + 音频编码库 + 视频编码库 + 网络协议RTP/RTCP

        系统内核层  : 嵌入式Linux OS + 网络协议TCP/UDP/IP

        驱动程序层  : 设备驱动程序

        硬件层      : 底层硬件系统

 

    软件架构详解:

        设备驱动程序 : 802.3以太网MAC控制器、通用I/O、I2S、AC97、SD/MMC卡、LCD显示控制器、视频捕获设备、

            硬件控制器、高速USB控制器等;

        编码程序 : 支持MJPEG, MPEG-4, H.264, MP3, WMA, AAC, G.711, G.723, G.729等;

            ffmpge提供录制、转换、流化音视频完整方案;

        传输协

补充:综合编程 , 其他综合 ,
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