圖像視頻監(jiān)控

1、圖像通信基本概念2022年5月30日13時(shí)59分2l圖像監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)l視頻信號(hào)及其數(shù)字化l圖像壓縮編碼的基本原理l圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介l有關(guān)通信的幾個(gè)基本概念l數(shù)字圖像通信系統(tǒng)l監(jiān)控系統(tǒng)中的其它信號(hào)2022年5月30日13時(shí)59分3視頻切換器攝像機(jī)一體化攝像機(jī)E1圖像編碼器管理服務(wù)器視頻服務(wù)器以太網(wǎng)交換機(jī)終端1終端2終端3網(wǎng)橋網(wǎng)橋終端nE1云臺(tái)鏡頭控制器報(bào)警探頭燈光控制器各種燈具網(wǎng)絡(luò)型編碼器2022年5月30日13時(shí)59分4報(bào)警控制器報(bào)警探頭管理服務(wù)器視頻服務(wù)器以太網(wǎng)交換機(jī)終端1終端2終端3網(wǎng)橋網(wǎng)橋終端nE1網(wǎng)絡(luò)型編碼器一體化攝像機(jī)E1圖像編碼器(分割)單路控制解碼器攝像機(jī)各種燈具報(bào)警探頭

2、2022年5月30日13時(shí)59分52022年5月30日13時(shí)59分6l終端設(shè)備 H.323終端/H.320終端 桌面終端（基于計(jì)算機(jī)）/會(huì)議室終端（獨(dú)立）lMCU（多點(diǎn)控制器） H.320系統(tǒng)的MCU：多路信道接入 H.323系統(tǒng)的MCU：常用1至多個(gè)以太網(wǎng)接口l網(wǎng)關(guān)gateway ：用于H.320系統(tǒng)與H.323的系統(tǒng)互聯(lián)l網(wǎng)閘gatekeeper ：實(shí)現(xiàn)H.323系統(tǒng)中對(duì)會(huì)議的管理2022年5月30日13時(shí)59分7編解碼終端 編碼終端 解碼終端 網(wǎng)絡(luò)會(huì)議電視控制器 硬件編解碼 硬件編碼、軟件解碼 解碼終端 以太網(wǎng)獨(dú)立方式PC機(jī)桌面2022年5月30日13時(shí)59分8l電視信號(hào)：對(duì)圖像進(jìn)行隔行

3、掃描，是模擬信號(hào)l信號(hào)格式：我國(guó) 采用PAL D/K，l 625行（576有效行）, 25幀/秒l采樣方式：先解碼為 Y(亮度), U、V(色差）l數(shù)據(jù)量：576*704*3*8 *25 =243Mbitsl縮減后：352*288*2*8 *25 =40.5Mbits (4:2:2采樣）2022年5月30日13時(shí)59分9l基于余弦變換的圖像壓縮 圖像分塊：16*16或8*8 去除空間冗余度：余弦變換(DCT) 去除時(shí)間冗余度：幀間運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)，在以前（或以后）的圖像上找相似的分塊，只編碼它們間的差別 利用視覺特性：對(duì)邊緣處的細(xì)節(jié)不敏感，量化后去掉高頻成份l基于小波變換的圖像壓縮 將整幅圖像分解成許

4、多不同尺度的小波基函數(shù)2022年5月30日13時(shí)59分10l其它MPEG標(biāo)準(zhǔn) MPEG-7多媒體內(nèi)容描述接口 MPEG-21多媒體框架:框架中內(nèi)容可以編碼、描述、存儲(chǔ)、傳送、保護(hù)、交易、消費(fèi)等，目的是為多媒體用戶提供透明有效的電子交易和使用環(huán)境2022年5月30日13時(shí)59分11lJPEG：靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，MJPEGJPEG圖像序列 只對(duì)單幅圖像進(jìn)行編碼，沒有利用時(shí)間冗余度（幀間信息） 采用DCT和圖像分塊 圖像壓縮率低，不利于傳輸和存儲(chǔ) 適用于視頻制作非線性編輯 常見于早期的或低成本的監(jiān)控系統(tǒng)lJPEG2000：采用小波變換的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 壓縮率明顯高于JPEG，即相同比特?cái)?shù)時(shí)圖像質(zhì)量

5、高于JPEG 沒有方塊效應(yīng)2022年5月30日13時(shí)59分12lH.261：會(huì)議電視圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)(p*64k) 在JPEG基礎(chǔ)上增加了運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)，利用了幀間相關(guān)性 提高了圖像壓縮率 適用于較高帶寬的會(huì)議電視系統(tǒng)（128kbps) 采用CIF（352*288）圖像分辨率 通常數(shù)據(jù)率384kbps時(shí)有較好圖像質(zhì)量2022年5月30日13時(shí)59分13lH.263:低碼率的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 在H.261的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高壓縮比 增加了雙向運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)等特性 可支持4CIF(704*576)、16CIF圖像分辨率 用于基于普通電話線的可視電話（QCIF） 用于會(huì)議電視系統(tǒng)，常用CIF分辨率lH.263V2(H.

6、263+):是對(duì)H.263的進(jìn)一步改進(jìn)，壓縮率提高，算法也更復(fù)雜lH.26L 是ITU與MPEG合作的一個(gè)協(xié)議，是對(duì)MPEG4和H.263V2的改進(jìn)l通常數(shù)據(jù)率小于128kbps或384kbps2022年5月30日13時(shí)59分14lMPEG1：運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 采用了前向預(yù)測(cè)（P幀）和雙向預(yù)測(cè)（B幀）技術(shù) 增加了幀內(nèi)編碼幀（I幀），便于視頻檢索 廣泛用于VCD和圖像存貯 支持CIF分辨率 含音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)率在1.5Mbps2022年5月30日13時(shí)59分15lMPEG2：運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 在MPEG1的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)等性能 支持高分辨率（D1，Half

7、D1,HDTV等) 廣泛用于DVD、DVB、DVR等 通常數(shù)據(jù)率在4-15Mbps2022年5月30日13時(shí)59分16lMPEG4:一種新的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 主要特點(diǎn)是基于內(nèi)容的圖像壓縮，可用于視頻交互游戲 有較高的圖像壓縮率,200kbps時(shí)已有較好的圖像質(zhì)量，400kbps時(shí)圖像質(zhì)量與MPEG1相當(dāng) 目前一般采用與H.263相似的圖像壓縮方法 常用于網(wǎng)上視頻傳輸lH.26L/JVT2022年5月30日13時(shí)59分17l串行通信-如RS232，RS485，USB，以太網(wǎng)等l并行通信-如打印機(jī)口，ISA、PCI接口l同步通信-如DDN，E1等l異步通信-如RS232，RS422，RS485等l

8、差分通信-如RS485,視頻差分等,一般用雙絞線作介質(zhì)l調(diào)制與解調(diào)lE1/G.703lISDN(綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)，基本速率2B+D，基群速率30B+D)2022年5月30日13時(shí)59分18lInternet 通信協(xié)議: IP:Internet 協(xié)議(IP地址) UDP:用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 TCP:傳輸控制協(xié)議lTCP/IP體系結(jié)構(gòu)l局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）lIP Unicast(單播)lIP Multicast(組播或多播）lIP Broadcast(廣播）應(yīng)用TCP/UDPIP數(shù)據(jù)鏈路2022年5月30日13時(shí)59分19l網(wǎng)絡(luò)線(常用5類線, 是非屏蔽雙絞線,用RJ45

9、連接器, 千兆網(wǎng)用超5類或6類線)l集線器(HUB):星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè),一般10/100M，無(wú)管理HUB,工作在物理層l交換式HUB交換機(jī)，工作在數(shù)據(jù)鏈路層,利用MAC地址進(jìn)行交換l路由式交換機(jī)三層交換，基于協(xié)議,虛擬局域網(wǎng)(V L A N )l網(wǎng)橋：將一個(gè)L A N 段與另一L A N 段連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有學(xué)習(xí)、過濾和轉(zhuǎn)發(fā)功能，與協(xié)議無(wú)關(guān)。l路由器：有網(wǎng)橋的功能，如學(xué)習(xí)、過濾和轉(zhuǎn)發(fā)等。能尋找最優(yōu)路徑，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離，組播。路由信息協(xié)議（RIP）。2022年5月30日13時(shí)59分20l數(shù)字圖像壓縮編碼l數(shù)字音頻壓縮編碼l數(shù)據(jù)復(fù)合，包括其它控制等數(shù)據(jù)l糾錯(cuò)編碼（常用BCH，T

10、CP用CRC校驗(yàn)）l通信接口（E1 G.703,以太網(wǎng)IEEE802.3，ISDN，普通電話線)l解碼端是以上的逆過程，還要增加顯示接口和顯示設(shè)備2022年5月30日13時(shí)59分21l控制信號(hào)（下行）l報(bào)警信號(hào)（上行）l應(yīng)答信號(hào)（雙向）l其它設(shè)備信息（上行）2022年5月30日13時(shí)59分22l設(shè)計(jì)方面的問題 硬件方面(設(shè)計(jì)一般要求)l時(shí)序配合、電平配合、阻抗匹配、抗干擾、電源功率l接地、布局、布線、濾波、接口要求l芯片性能必須能滿足要求 軟件方面(設(shè)計(jì)一般要求)l實(shí)現(xiàn)方法和手段、內(nèi)存分配、多個(gè)進(jìn)程或線程的沖突、邊界條件、死鎖l軟件優(yōu)化、模塊劃分、設(shè)計(jì)規(guī)范（注釋、變量定義等） 強(qiáng)調(diào)可靠性和實(shí)時(shí)

11、性，力求簡(jiǎn)單，降低成本2022年5月30日13時(shí)59分23l軟件安裝 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、主板補(bǔ)丁 版本的一致性l設(shè)備安裝 機(jī)殼地、信號(hào)地、一點(diǎn)接地 屏蔽、互聯(lián)、距離l設(shè)備配置和設(shè)置 設(shè)備自恢復(fù)、參數(shù)設(shè)置 地址設(shè)置 系統(tǒng)配置l關(guān)機(jī)重開、試用2022年5月30日13時(shí)59分242022年5月30日13時(shí)59分25l產(chǎn)品命名規(guī)則l圖像編解碼器 適用于以太網(wǎng)、E1/G.703、電話線等 編碼方式：MJPEG、H.261、H.263、MPEG1、MPEG2、MPEG4、Wavelet 嵌入式處理器和RTOS（VxWorks)或單片機(jī)或PC機(jī)加Windows2022年5月30日13時(shí)59分26l圖像監(jiān)控終端（

12、圖像監(jiān)控終端（WINDOWSWINDOWS）l視頻服務(wù)器視頻服務(wù)器IPIP網(wǎng)與網(wǎng)與E1E1信道互聯(lián)信道互聯(lián) 工控機(jī)，工控機(jī)，WindowsWindows 嵌入式處理器，嵌入式處理器，RTOSRTOSl管理服務(wù)器管理服務(wù)器 工控機(jī)，工控機(jī)，WindowsWindows 嵌入式處理器，嵌入式處理器，RTOSRTOSl網(wǎng)絡(luò)會(huì)議電視控制器網(wǎng)絡(luò)會(huì)議電視控制器l會(huì)議電視終端會(huì)議電視終端2022年5月30日13時(shí)59分27l視頻切換控制器 完成視頻切換、報(bào)警接收、警笛控制等功能l云臺(tái)鏡頭控制器(多路,單路解碼器)l控制鍵盤l一體化快速球型攝像機(jī)一體化快速球型攝像機(jī)( (跟蹤型跟蹤型) )l紅外測(cè)溫?cái)z像機(jī)紅外測(cè)溫?cái)z像機(jī)l無(wú)線攝像設(shè)備無(wú)線攝像設(shè)備l神采神采1 1號(hào)、號(hào)、2 2號(hào)圖像編解碼卡號(hào)圖像編解碼卡2022年5月30日13時(shí)59分28l以太網(wǎng)網(wǎng)橋以太網(wǎng)網(wǎng)橋 E1/G.703,E1/G.703,復(fù)接型復(fù)接型 V.35V.35 SDSLSDSL DDNDDNl數(shù)字錄像機(jī)(網(wǎng)絡(luò)輸入,視頻輸入)l視頻切換矩陣 控制攝像機(jī)的普通云臺(tái)和普通鏡頭 l燈光控制器l報(bào)警控制器(16,32路)l升降機(jī)lIP可視電話2022年5月30日13時(shí)59分2919971998199920002001