多级高清视音频监控系统的实现.docx
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多级高清视音频监控系统的实现
多级高清视音频监控系统的实现
2007-03-1214:
34:
02| 分类：
电力监控| 标签：
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1CCD原理
说到CCD的尺寸，其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。
感光器件的面积大小，CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。
CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。
CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。
当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面。
如果分解CCD，你会发现CCD的结构为三层，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。
1）第一层“微型镜头”
我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，为了扩展CCD的采光率，必须扩展单一像素的受光面积。
但是提高采光率的办法也容易使画质下降。
这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。
因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型镜片的表面积来决定。
2）第二层是“分色滤色片”
CCD的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是RGB原色分色法，另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。
首先，我们先了解一下两种分色法的概念，RGB即三原色分色法，几乎所有人类眼镜可以识别的颜色，都可以通过红、绿和蓝来组成，而RGB三个字母分别就是Red,Green和Blue，这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。
再说CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（C）、洋红（M）、黄（Y）、黑（K）。
在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及RGB的多。
原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。
因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过400。
相对的，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，补色CCD可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上
3）第三层：
感光层
CCD的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。
传统的照相机胶卷尺寸为35mm，35mm为对角长度，35mm胶卷的感光面积为36x24mm。
换算到数码相机，对角长度约接近35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。
在单反数码相机中，很多都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，例如尼康德D100，CCD/CMOS尺寸面积达到23.7x15.6，比起消费级数码相机要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36x24mm，达到了35mm的面积，所以成像也相对较好。
现在市面上的消费级数码相机主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。
CCD/CMOS尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。
1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机（后者的感光面积只有前者的55%）。
而相同尺寸的CCD/CMOS像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。
但如果在增加CCD/CMOS像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。
目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困难，成本也非常高。
因此，CCD/CMOS尺寸较大的数码相机，价格也较高。
感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。
超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS尺寸也小，而越专业的数码相机，CCD/CMOS尺寸也越大。
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2射频传输工程的方案设计和工程施工的要点！
！
射频传输工程的方案设计和工程施工的要点！
！
在工程上要注意的问题有这些。
设计前要准确掌握现场的数据——监控中心的位置，各个监控点到相邻的监控点的距离，前端设备的控制方式。
有了这些数据后，开始画出前端设备的现场拓扑图。
根据拓扑图计算出分支分配器型号（这个工作还是需要学习一下有线电视的基础知识）和放大器的插入位置（在信号小于70db的位置插入）。
然后是前端设备的安装方式（室外和室内两种），以及前端设备的供电系统。
这里要提醒一下——最远的摄像机必须使用频率最低的调制器（或者频道号最低的调制器）！
这里我说一下在拓扑图上计算分支分配器和放大器要注意的问题。
射频传输系统主要是一个问题，总线上信号的平坦度。
也就是说每一条总线上的信号的衰减不要差别很大，否则，传回来的信号不好，也不容易调整。
其实这也是射频传输系统最难的部分。
建议，咨询有经验的有线电视工程师指导一下，做几单就知道了。
另外，线材的品质也很重要。
一般3-4db/100米的衰减都是合格的线材。
这样的测试也很容易。
随便抽一卷线，找出两头（能展开是最好的），一头接摄像机和调制器，另一头接场强仪。
看看该信道的衰减量。
例如，我们使用第一信道的调制器，频率为49.75MHz，经过200米的线路到达场强仪显示为102db。
也就是说经过两百米的传输衰减了110-102=8db的信号，200米衰减了8db，则为4db/100米。
因此，线的品质还是可以的。
这些都是工程上的一些简单办法，但是很实用！
设计完毕后，按照图纸施工。
先是布线，既然是射频传输就有一条线传输多少路信号的问题，我们的产品可以传输25路信号，那么就以25路为1条传输总线计算。
总线的主干可以粗一些建议采用珠海汉胜的sywv75-7（分为室内型和室外型），摄像机到调制器可以采用sywv75-5的。
每一个前端设备在接入主干总线时，分支分配器的使用必须严格按照设计图纸的计算来安装。
所有的线布完后，回到监控中心，就可以通电测试了。
用场强仪测试每一条总线上的每一路信号，指标不低于72db就算合格的。
我的经验告诉我大多数信号为80db左右，这样的图像品质和电视的效果一样了（已经很清楚了）。
如果发现哪个摄像机的电平底与72db，可以在前端的调制器提高输出电平，如果是整条总线的电平都低，那么意味着需要加放大器了。
所有电平达到指标后，就接入视频还原设备，还原出视频信号，再送到矩阵、硬盘录像机、监视器等设备上。
整个的传输就完毕了。
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3视频服务器三点看法，请参点
1.市需上遇到视频服务器有两类：
一类是我们常见的单兵结构，即套上网线好，在网内输入IP即可看到（或是动态域名）；
另类是C/S结构，需要在一台电脑中安装服务器软件，所有图像转接来自这台电脑，而不是直接访问前端的视频服务器。
这两种结构，从技术上安全性能上，认为C/S结构的较为科学稳定，但从操作简便性上，单兵结构的操作更为适合用户使用。
大家有用过什么产品？
推荐一下！
2.编码与解码
只有部分视频服务器能提供视频还原功能，也就称之为编解码器。
压缩方式上，个人喜欢使用的是MPEG4（H264），从还原效果来看，觉得不比D1，MPEG1的还原效果差太多少，但是可以换取传输的速度快，连续性强，觉得更有价值。
声音的还原上，感觉有点滞后，基本比图像要滞后2-3秒左右。
有没有用过此类产品？
指点指点！
3.进口产品，仿造产品，自行生产产品
市场上基本上也就这些产品了。
进口的东西，只用过3M的，因为是最早期的产品，当时来说，效果比起国产同期的产品强太多了，图像效果清晰，连续强，可惜只有1路实时（4路非实时），但是价格不菲，不是有钱的用户，都不敢用。
仿造的产品也用过（这里也不方便说了），对比了一下同型号的原装产品，没有感觉到太大的差距，不过老是受到心里威胁，怕出事，好过歹过，目前还算平安。
心里也在想，如果能在仿造品上加进一些自己的元素，不是更好吗？
鲁迅先生所提导的“拿来主义”呀。
自行生产的产品，也使用过两三类，测试过三五个，感觉呀，除了做工粗糙，软件结构简单外，图像质量也不太稳定，虽然使用之前，个个都是拍心口说自己的产品都是NO.1，还描绘自己的产品线如何如何的发展。
。
。
悲呀。
（不都是找来外国一些淘汰的方案，自己做个小作坊？
）
可能认识有点偏见，请指点一二？
网络视频服务器:
1、主要解决的问题：
主要解决远程低带宽下的视频传输问题和局域网的视频传输问题。
它的特点就是分布式存储和集中管理。
不需要将视频线会聚在一点，只要敷设到有网络的地方即可；
2、设备结构：
编/解码设备为嵌入式结构，但工作的软件需基于普通PC机。
现在每家公司都有自己的一套软件，基本上都比较的稳定，人为因素除外；
3、压缩方式：
MPEG4和H.264；
4、编码分辨率：
CIF（352*288）和D1（704*576）；
5、录像:
设备本身可以录像，如今有的公司的视频服务器内部集成了硬盘接口，可以放置硬盘；可以通过客户端PC进行本地录像，也可以通过相应软件进行网络录像，可以分布式录像（在多个PC机上录像，降低单台PC机录像的风险性）；支持公网和内部局域网对视频存储的访问功能；
6、组网结构：
编码设备+PC机+软件或者编码设备+解码设备+解码器软件（设置好可以关闭）+监视器或者电视墙；
7、单设备容量：
1路（25帧），4路（全实时，每路25帧）。
现在的有的产品可以做成4路全实时，通过高性能的DSP实现，比如T1的DM642DSP芯片等；
8、系统容量：
图像的存储均由中心处理，组网结构多采用点对点或者1点对多点的星形拓扑结构方式，一般情况下MPGE4的情况下，可以做到每路占用带宽300K，H.264情况下，每路占用带宽150K左右；而且一个大的监控系统中可以添加多个中心，中心之间既可以独立也可以级连；
9、多级联网功能：
实现代价低，如今网络基本上都已经普及，不需要反复敷设线缆，可以利用原来的网络，添加几台交换机即可；把原来的工控机改造成网络设备传输监控信息是一个焦点，也是一个趋势；
10、网络介质：
以太网、E1、光纤等多种方式，各种组网方式都可以使用；
11、对前端设备的控制（对云台、摄像机）：
通过PC机上安装的软件界面进行控制；
12、报警联动：
有各种规格的报警联动，取决于各个厂商；
13、中心控制切换功能：
有，如今的厂家都有一套自己的中心管理软件，对视频服务器进行控制管理；
14、网管功能：
我不知道你在这里所说的网管功能是什么意思？
？
一般情况下具有网管功能的是像路由器这样的设备；
15、带宽管理功能：
有，根据网络监控的需求和网络的需要，限制码流和帧率实际就是对带宽进行控制管理；
16、视频安全性：
有，在网络视频服务器的配套软件中，都有权限的设置，每个人可以根据管理员给他的权限进行浏览；
17、视频输出方式：
计算机+软件方式浏览或者通过计算机IE浏览，或是编码设备与解码设备可以进行多对一的绑定（即一个16路的电视墙只需要8个2路的解码器，每路可以和多个视频源进行绑定，通过轮跳的方式浏览），输出放大的CIF或者D1图像到监视器；
18、有的公司的网络视频服务器可以在车载等移动的物体上传输，它使用的联通的CDMA1X网络或者移动的GPRS网络传输。
虽然在视觉上做不到实时，一般5--8帧，但其他产品能通过这样的网络全球覆盖方式传输的还没有。
其他的产品也只能通过微波和无线--LAN传输，效果和性能、距离都有限制，真正做不到人们通常所说的无线。
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4中国DVR市场的研究与分析
一.市场状况及产品发展趋势研究
1.市场环境研究
1.1.政策法规
本行业管理机构为各级公安机关。
产品一般须经过公安部的指定的检测机构－公安部一所与三所进行检测，通过后方能进行销售，凡生产企业更要在取得型式检验证明后，再向当地公安技防办公室提出申请生产许可与销售许可，经过实际认证考核后方可取得生产许可与销售许可，产品才能在市场上销售，有些省市规定安防产品要在本省销售，必须持生产企业所在省公安厅的相关证明，在当地省公安厅备案后方可在当地市场销售。
对于工程，一般要求工程商具备工程项目相应风险之施工资质，并对工程与产品进行招投标后才能施工。
施工完成后，须报请当地县（市）以上公安局技防办进行工程验收。
验收通过，工程方可竣工。
DVR产品尚未标准化，目前产品检测依据一般为送检企业提供的《企业标准》与公安部三所拟定的《上海地标》进行检验。
《上海地标》为试行之标准，正式的标准由全国安全防范报警系统标准化技术委员会（简称安防标委会）负责拟定，安防标委会是经国家质量技术监督局批准成立的全国性专业标准化技术工作组织（代号为CSBTS/TC100），成立于1987年，负责我国安全防范技术领域国家标准、行业标准的制、修订工作和对口国际电工委员会／报警技术委员会（IEC/TC79）的工作。
安防标委会的常设工作机构TC100秘书处设在公安部第一研究所。
有关DVR产品行业标准正在编写当中。
安防产业为国家扶持产业。
十五规划中对安全防范产业作了规划。
1.2.产业结构
本行业从产业结构上大致可将相关企业分为产品生产商、销售商、工程商与服务商。
其中生产商又分为板卡生产商、DVR产品集成商；销售商可分为器材代理商与工程商；服务商包含第三方软件提供商与工程设计、咨询等服务商。
经过这几年的发展，中国国内诞生了一批新兴的数字化监控产品生产企业，特别是以数字化安防产品的代表—DVR（数字硬盘录像机）生产企业为代表的厂家迅速崛起，使原有的监控市场发生了根本性的变化，传统监控企业如松下、SANYO、SONY产品在市场中的份额不断缩减，民族品牌的数字化监控产品逐步占据市场。
根据相关资料，目前就产品而言，模拟与数字产品的比率为65：
35；国内厂商与国外产品的比率为85：
15。
根据中国国内数字化监控产品企业的研发、生产、销售的能力，现阶段可划分三种不同的企业类型。
第一种类型的企业是利用国外芯片和技术，开发自己的专业数字化监控产品，这样的企业一般拥有自己稳定的研发队伍，具有主板和相关板卡设计制造能力，有一定规模的生产检测能力，有确保产品稳定可靠的质量保证体系。
产品功能、技术指标围绕数字化监控需求专业开发制造，产品在市场上具有良好的品牌信誉和知名度。
第二种类型企业是具有开发或生产图像压缩板卡和主板能力的公司，公司本身并不生产数字化监控产品，他们生产的图像处理板卡的目的是要使产品应用到不同的行业，如影视、视频会议、网络视频点播、家电、娱乐、监控等。
他们的产品被监控公司、IT企业用来组装自己的数字监控产品。
严格的来讲，这类企业不应该划分到监控行业来。
第三种类型企业为数众多，本身不具备主板或板卡等核心技术的开发和研制能力，一般是利用其他企业生产的板卡，加上自己的应用软件，开发自己的数字监控产品。
这类企业一般均以PC架构的数字监控录像主机为自己的主要产品，少数企业则购买其他企业的嵌入式主板生产自己的录像机。
真正处于第一种类型，甚至第二类型的监控企业在中国国内并不太多，这与这两类企业需要大的技术研发投入以及规模化生产有关系，目前大多数企业还是处于第三类企业的起步阶段，但他们是推动数字化监控产品应用的主力军。
就从业人员的数量而言，其中销售商和工程商的数量居多，生产商从业人员数量较少。
从事服务特别是增值服务的从业人员更少，此部分应是以后发展的方向与重点。
1.3.景气分析与预测
1）业内人士对安防产品应用领域需求情况的发展预测包括以下方面：
Ø安防工程数量会持续高速增长；
Ø智能楼宇、各类学校的安防设备需求将会快速增长；
Ø入世、申奥带来的商机，会极大地刺激需求；
Ø市场需求的区域性差异将会淡化；
Ø预防类设备将会受到更多用户青睐；
Ø短期监控市场需求会有很大增长，中长期看，这种需求会渐趋稳定。
2）安防行业未来最具发展潜力的设备市场（设备市场供应方前景）
最具潜力的设备市场
有效样本数
比例（％）
排序
闭路监控
30
29.1
3
防盗报警
33
32.0
1
门禁设备
31
30.1
2
对讲设备
19
18.4
4
停车场设备
18
17.5
5
总量
103
——
——
上表显示，防盗报警、门禁、闭路监控三类设备市场的发展潜力较大，停车场和对讲设备次之。
可以得出这样一个结论：
闭路监控设备市场在中短期（3年）内具备高速发展、需求旺盛、竞争十分残酷的特色，长期来看，新的应用领域与新的市场空间不断出现，市场潜力无穷。
3）安防行业未来最具发展潜力的设备应用领域（设备市场需求方前景）
最具潜力的设备市场
有效样本数
比例（％） 排序
金融
13
20.0
2
交通
10
15.4
3
智能建筑
27
41.5
1
电信
9
13.8
4
机场
5
7.7
6
海关
5
7.7
6
公安
5
7.7
6
教育
9
13.8
4
工厂
2
3.1
9
总量
65
——
——
由上表可以看出，智能建筑是未来最具发展潜力的设备应用领域，即其在未来的需求潜力最大。
其次是金融、交通、教育和电信，机场、海关、公安部门的设备需求比较稳定，不会有大幅增长。
4）安防市场发展前景预测
Ø从单一中、小型系统向大型网络集成系统发展。
Ø从单一的产品经销向系统经销方向发展。
Ø从简单的总经销制向大型集团网络经销方向发展。
Ø销售及服务将从写字楼走向社会。
Ø从重点防范领域（银行，监狱等）向多领域（公路、交通、学校、医院、商场、安全小区、通讯、电力等）方向发展。
毫无疑问地，目前中国已是全球产业人士眼中潜力巨大的市场，未来几年内，中国整体经济成长率仍可维持在7%的高水平（尽管遭受SARS，但专家预测今年增长率仍会维持7%），而在政府鼓励安防产业发展、大力推动智能小区及各项基础建设的既定政策，辅以入世、北京申奥成功等众多有利因素刺激下，预估2004年监视、防盗、门禁、对讲四大安防市场仍会增长强劲（估计2004安防行业增长率在25-35%之间）。
在监视产业方面，估计到2008年中国CCTV市场总额可达到10亿美元（不含工程费用），届时将与美国、欧洲与日本市场规模看齐。
由于北京申奥成功，有业内专家预估北京市场在未来的3～5年内将发展为DVR最大的需求市场。
而对讲产业向来与房地产景气度相关，估计中短期内安防产业因智能小区集中兴建会带来20-30%的增长速度，然而随着工程逐渐结案、智能小区兴建密度愈来愈高，产业成长幅度势将向下。
5）安防市场发展预测
市场预测
有效样本数
百分比（％）
潜力巨大，市场会不断扩大，需求将更旺盛
65
60.7
市场会更加规范
19
17.8
市场竞争会愈演愈烈
12
11.2
其他
11
10.3
总量
107
——
该题目是对所有调查对象的开放式答案整理所得结论（资料来源：
慧聪安防市场研究部）。
可以看出，绝大多数业内人士首先均对安防市场发展具有很强信心，认为在很长一段时间内，市场容量会不断扩大，需求会更加旺盛，市场管理会更加规范。
2.产品市场研究
2.1.市场份额及变动趋向
2.1.1.有关监控点设备
监控点设备主要有DVR、视频服务器、IP摄像机、HCR等设备。
就整个市场需求而言，模拟产品的销量，占整个采集、记录设备出货量的60%左右，数字设备不到40%。
在数字设备中，DVR占销售量的85%，IP-CAM与视频服务器占约15%左右。
DVR中PC式与嵌入式的比率大概为8：
2。
在PC式产品中，MPEG－I产品主要是成都德加拉公司的板卡SDK的DVR居多，约占MPEG－I市场的60%，主要销售时段集中于2001年3月至2002年8月左右。
MPEG－IV产品主要以杭州康银公司的板卡为基础SDK的DVR产品为主，约占50%，如果将康银的抄板卡加上的话，可能会占到80%。
软件一般为第三方软件提供商提供或由DVR产品集成商SDK，第三方软件windos版提供商最主要为四川威视，Linux版本提供商主要是上海优浦。
目前海康公司已停止生产M卡（MPEG－IV），转而生产H卡（H.264）。
2002年度，自6月份海康公司向市场供应MPEG－IV的板卡至年底，其销售板卡10万路左右，销售收入在1亿元人民币左右；2003年的营销目标为20万路，至七月底已完成销售12万路，销售额1亿元人民币。
鉴于销售与生产抄板卡的相关企业已被起诉并勒令停止生产与销售，估计海康公司的销售量将突破20万路。
对于嵌入式架构的产品，因其尚处于未成熟阶段，市场占有量有限，但因其稳定性、可靠性、易操作、便于维护等优点，必将成为市场需求的主流。
嵌入式DVR进入市场始于2000年，但真正有可统计的销售在2002年，主要销售厂商为北京中视里程科技与蓝色之星公司（MPEG－II产品），浙江大华、深圳锐明科技是MPEG－I嵌入式产品的供应商，锐明主要供上海三利、深圳奥申、NPE等公司。
2002年度MPEG－II嵌入式产品的销售量大约为1万台，2003年度为1.2万台；MPEG－I产品2002－2003年度的销售量大约在1万台左右。
目前MPEG－IV嵌入式产品从技术上讲已经成熟，并且因为出货量越来越大、方案越来越多，所以成本有较大程度的降低。
现在主流的MPEG－IV嵌入式产品价位如下述：
6000元/4CH、9000元/9CH。
通过分析我们发现：
往往一个在技术、价格上占有优势的产品能在较短时间内市场所接受，并能占有大部分的市场份额，直到被另一个具有同样优势的产品所取代。
有理由相信嵌入式产品正处于技术更新的时期，因为MPEG－I、II的产品已不能满足实际的网络传输及大路数的产品需求了，但是PC－BASED产品的也不能满足监控高可靠性的要求了。
因此MPEG－IV嵌入式产品正面临一个谁先进入谁就能占领先机的一个转折点上。
目前有三个产品供应商提供的产品有可能扮演这一角色：
深圳深傲公司的1、2、4、9、16嵌入式产品（MPEG－IV），杭州海康威视公司的MPEG－IV嵌入式产品，浙江大华公司的MPEG－IV嵌入式产品系列。
2.1.2.有关智能网络管理软件（DSS:
DigitalSurveillanceSystem）
一类是DVR产品集成商在作此类的开发，主要企图是想由DVR产品价格战的泥潭中抽身而出，对DVR产品进行增值。
一类是系统集成商在进行研发，主要是实际的工程甲方需求提出的要求，但DVR提供商无法满足此类要求，这类集成商并不多见，主要能力所限。
目前有较成熟产品的产品集成商有：
上海诚丰、天津天大天财、四川爱普、上海迈兰德、研华等公司可提供二级C/S结构的远程视频管理软件。
但产品管理能力因其设计结构而能力有限，更无法提供开放式的接口以集成其它系统。
另外，有专门的软件开发公司提供针对某行业的视频集中监控管理软件，这些企业主要有：
上海优浦、北京中视里程科技公司、深圳方正网络视频技术有限公司，它们的产品作为专门为项目提供服务用，而非作为通用性的产品进行推广，所以开放性与升级空间有限。
2.1.3.竞争者的新变化
新的产业进入者主要有以下四类：
一是传统的IT类厂商，它们进入本行业的方式主要是以收购行业内较有影响力的企业。
譬如联想收购了北京黄金眼公司。
以此方式联想可以较快速地拥有安防的相关技术人员与销售渠道，这是最便捷的进入行业的方法之一。
松本收购了深圳先天下公司也是如此。
二是传统的家电厂商的介入，它们主要是以创自己品牌的方式进入，但所介入的产品与自己的传统产品的产品有联系。
如四川长虹推出嵌入式DVR、PC－BASED DVR和视频服务
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