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监控系统专用名词解释

2016-09-12 18:55 技术交流 已读
1.视频video 
 
 基于目前的电视模式(可程序化行列逻辑彩色制式,没用的黑白制式 625行, 2 : 1 隔行扫描),所需的大约为 6 MHz 或更高带宽的基带信号。 
 
2.视频探测video detecting 
采用光电成像技术(从红外到可见光谱范围内)对目标进行感知并生成视频图像信号的一种探测手段。 
 
3.视频监控video monitoring 
利用视频探测手段对目标进行监视、控制和信息记录。 
 
4.视频传输video transmitting 
利用有线或无线传输介质,直接或通过调制解调等手段,将视频图像信号从一处传到另一处,从一台设备传到另一台设备。本系统中通常包括视频图像信号从前端摄像机到视频主机设备,从视频主机到显示终端,从视频主机到分控,从视频光发射机到视频光接收机等。 
 
5.视频主机video controller/switcher 
通常指视频控制主机,它是視頻系統操作控制的核心設備,通常可以完成對圖像的切換、云臺和鏡頭的控制等。 
 
6.報警圖像复核video check to alarm 
當報警事件發生時,視頻監控系統能夠自動實時調用与報警區域相關的圖像,以便對現場狀態進行觀察复核。 
 
7.报警联动action with alarm 
报警事件发生时,引发报警事件以外的其他设备进行动作(如报警图像复核、照明控制等)。 
 
8.视频音频同步synchronization of video and audio 
指对同一现场传来的视频、音频信号的同步切换。 
 
9.环境照度environmental illumination 
反映目标所处环境明暗的物理量,数值上等于垂直通过单位面积的光通量。 
 
10.图像质量picture quality 
指能够为观察者分辨的光学图像质量,它通常包括像素数量、分辨率和信噪比,但主要表现为信噪比。 
 
11.图像分辨率picture resolution 
指在显示平面水平或垂直扫描方向上,在一定长度上能够分辨最多的目标图像的电视线数。 
 
12.前端设备terminal device 
指分布于探测现场的各类设备,在本系统中,通常指摄像机以及与之配套的相关设备 (如镜头、云台、解码驱动器、防护罩等) 。 
 
13.分控branch console 
通常指在中心监控室以外设立的控制和观察终端设备。 
 
14.视频移动报警 video moving deteting 
指利用视频技术探测现场图像变化,一旦达到设定值即发出报警信息的一种报警手段。 
 
15.视频信号丢失报警 video loss alarm 
指视频主机对前端来的视频信号进行监控时,一旦视频信号的峰值小于设定值,系统即为视频信号丢失,并给出报警信息的一种系统功能。 
 
16.分辨率 
分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数,它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时,在监视器(应比摄像机的分辨率高)上能够看到的最多线数。当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不再能分辨出黑白相同的线条。 
 
17.信噪比及伽玛校正系数 
信噪比也是摄像机的一个主要参数。其基本定义是信号对于噪声的比值乘以20log,一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC关闭时的值,因为当AGC接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。CCD摄像机的信噪比的典型值一般为45-55dB。测量信噪比参数时,应使用视频测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。伽玛校正系数前面提到的γ值,其典型值为γ=0.45。现行摄像机大都采用了固定的γ值。 
 
18.白平衡与黑平衡 
1. 白平衡是彩色摄像机的重要参数,它直接影响重现图像的彩色效果,当摄像机的白平衡设置不当时,重现图像就会出现偏色现象,特别是会使原本不带色彩的景物(如白色的墙壁)也着上了颜色。 
2. 黑平衡也是彩色摄像机的一个重要参数,它是指摄像机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时,输出的3个基色以电平应相等,使在监视器屏幕上重现出纯黑色。 
3. 白平衡的定义 通常人们把拍摄白色物体是摄像机输出的红、绿、蓝三基色信号电压Ur=Ug=Ub的现象称为白平衡。 
4. A、自动光圈接口;B、电子快门;C、自动增益控制;D、背光补偿;E、锁定同步。

19、实时视频显示:
在权限许可的范围内,可实时显示监控网络内1-16路的实时视频图像,可以实现单画面、四画面、九画面、十六画面分割显示;支持轮巡显示;支持手动翻页。
 
20、PTZ控制:
在权限许可的范围内,通过对前端云台和镜头的控制,改变摄像机的方位、俯仰角度和焦距等。
 
21、中心录像查询及回放:
在权限许可的范围内,查询及回放中心服务器的录像文件。本客户端应用程序提供灵活的录像查询方式(例如,按录像模式、按时间段、按录像通道等),可以准确、方便的定位录像文件。
 
22、客户端本地录像:
在权限许可的范围内,将本客户端正在播放的实时视频,或者本客户端正在回放的中心录像视频在客户端本地进行录像。
 
23、视频图像抓拍:
实时视频抓拍是一个用来实时拍摄影像的辅助功能,它将动态图象中的单帧图像以特定的图像格式保存下来。可以对本客户端正在播放的实时视频图像,或者本客户端正在回放的中心录像视频图像进行抓拍。如果需要保存静态的影像画面,可以使用该功能。
 
24、视频图像局部放大显示:
在视频显示窗口的任意位置框定一个任意大小的矩形区域,并对该区域内的视频图像进行动态放大显示。可以对本客户端正在播放的实时视频图像,或者本客户端正在回放的中心录像视频图像进行局部放大显示操作。
 
25、音频监听及对讲:
支持客户端与前端设备之间可进行双向音频传输。客户端可以监听前端设备的音频,在权限许可的范围内,客户端可将音频发送到前端的视频设备,与前端设备实现对讲。
 
26、报警处理:
支持客户端接收到应用服务器转发的报警信息后,将以显示报警设备的实时视频和显示报警设备所在场景的电子地图的方式来响应报警事件。
 
27、电子地图显示:
按照一定的权限显示应用服务器上的电子地图,电子地图中包括了监控场景名称和该场景中的摄像设备。点击电子地图上分布的前端设备图标,即可显示该设备的实时视频。
 
28、实时视频叠加水印信息(OSD):
在实时显示的视频图像上叠加字符。
 
29、报警处理及启动对讲:
支持在客户端主机上对所有报警信息进行处理,同时针对报警信息的顺序进行排列,用户可人工干预处理任意紧急警情并自动弹出图像,针对警情启动求助对讲和系统广播。
 
 
 30、什么是网关:
  网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B,网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0;网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”,子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集
线器)上,TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。所以说,只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。
 
31、什么是默认网关?
  如果搞清了什么是网关,默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样, 一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关,一般指的是默认网关。
 
32、 什么是子网掩码?
  子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩,它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
  背景资料
  一个用于 TCP/IP 协议的配置项,是一个可直接到达的 IP 路由器的 IP 地址。配置默认网关可以在 IP 路由表中创建一个默认路径。   赋予路由器IP地址的名称,与本地网络连接的机器必须把向外的流量传递到此地址中以超出本地网络,从而使那个地址成为本地子网以外的IP地址的"网关".也就是最近常用的网关,当主机路由表目或网络输入不存在于本地主机的路由表时数据包发送到那里.   网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。   按照不同的分类标准,网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的,在这里我们   所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。
 
 
33、CPU:
    CPU即网络摄像机的中央处理器,是网络摄像机最核心的部件之一,是网络摄像机的大脑,大部分的数据信息都是由它来完成的。它的工作速度快慢直接影响到网络摄像机的运行速度。CPU可分为控制单元(Control Unit;CU)、逻辑单元(Arithmetic Logic Unit;ALU)、存储单元(Memory Unit;MU)三大部分,从应用角度可以分为X86式、嵌入式和其他高性能式三大类。网络摄像机一般用的都是嵌入式的CPU。
 
34、Flash Memory
    Flash Memory即网络摄像机的快擦型存储器,在断电情况下仍能保持所存储的数据信息,但是数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位。区块大小一般由256KB到20MB。FLASH这个词最初由东芝因为该芯片的瞬间清除能力而提出。闪存源于EPROM,芯片价格不高,存储容量大。闪存正在成为EPROM的替代品,因为它们很容易被升级。闪存被用于PCMCIA卡,PCMCIA闪存盘,其它形式硬盘,嵌入式控制器和SMART MEDIA。如果闪存或其它相关的衍生技术能够在一定的时间内清除一个字节,那将导致永久性的(不易失)RAM的到来。
 
35、DRAM:
    DRAM(Dynamic Random-Access Memory),即网络摄像机的动态随机存储器最为常见的系统内存。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM 必须隔一段时间刷新(refresh)一次。如果存储单元没有被刷新,数据就会丢失。
 
34、操作系统
    网络摄像机的操作系统(Operating System,简称OS)传统上是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。网络摄像机的操作系统的功能一般包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等。当多个程序同时运行时,操作系统负责规划以优化每个程序的处理时间。在网络摄像机是了常见的操作系统是Linux。 一个操作系统可以在概念上分割成两部分:内核Kernel以及壳shell。一个壳程序包裹了与硬件直接交流的内核:硬件-内核-壳-应用程序。但有些操作系统上内核与壳完全分开(例如Unix、Linux等),这样用户就可以在一个内核上使用不同的壳;而另一些的内核与壳关系紧密(例如Microsoft Windows),内核及壳只是操作层次上不同而已。
 
34、图像分辨率
    图像分辨率的概念简单说就是指屏幕水平和方向垂直方向所显示的点数。比如1024×728,其中“1024”表示屏幕上水平方向显示的点数,“768”表示垂直方向显示的点数。分辨率越高,图像也就越清晰,且能增加屏幕上的信息容量。分辨率越高说明网络摄像机对图像的显示越清晰。
 
35、图像压缩速率
    图像压缩速率是指图像压缩过以后在传输过程中的传输速率,因为每幅图片就是一帧,PAL制式每秒钟25帧,NTSC制式每秒钟30帧,也就是PAL制式的每秒钟能传送25个画面,NTSC每秒能传送30个画面。捕捉动态视频内容时,此数字愈高愈好。但不能低于24帧/秒,因为低于这个数值时,动态的图像已经不连续,开始出现掉祯现象。
 
36、显示尺寸
    显示尺寸指网络摄像机可显示最大多大面积的画面,在特定的条件下也指此网络摄像机所监测的画面能否以全屏的方面显示,这也更方便了图像的观测。
 
37、网络协议
    对于网络摄像机来说就是传输所摄图像时所要遵守的一些规范,由于现有的网络都是在TCP/IP协议下的,所以大部分网络摄像机都遵守这个协议。下面主要介绍一下什么叫协议,和现有的几种常用的网络协议,。 网络协议就是网络中(包括互联网)传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样,计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则,这些规则就称为网络协议。 一台计算机只有在遵守网络协议的前提下,才能在网络上与其他计算机进行正常的通信。网络协议通常被分为几个层次,每层完成自己单独的功能。通信双方只有在共同的层次间才能相互联系。常见的协议有:TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBIOS协议等等。在互联网上被广泛采用的是TCP/IP协议,在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。用户如果访问Internet,则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。
 
38、LAN接口
    LAN接口同时也可分为广域网(WAN)接口和局域网接口,我们常用的广域网(WAN)接口有:V.35、RS232、ISDN、BRI、PRI、E1接口等。网络摄像机一般是以RJ-45接口和网络相连接的。
 
39、AUI端口
    AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口,它是一种“D”型15针接口,这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接,但更多的是借助于外接的收发转发器(AUI-to-RJ-45),实现与10Base-T以太网络的连接。当然也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆(10Base-2)或光缆(10Base-F)的连接。这里所讲的路由器AUI接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的,AUI接口示意图如图所示。
 
40、RJ-45端口
    RJ-45端口是我们最常见的端口了,它是我们常见的双绞线以太网端口,因为在快速以太网中也主要采用双绞线作为传输介质,所以根据端口的通信速率不同RJ-45端口又可分为10Base-T网RJ-45端口和100Base-TX网RJ-45端口、1000Base-TX三类。其中,10Base-T网的RJ-45 端口在路由器中通常是标识为“ETH”,而100Base-TX 网的RJ-45端口则通常标识为“10/100bTX”,这主要是现在快速成以太网路由器产品多数还是采用10Mbps/100Mbps带宽自适应的。
 
41、软件升级
    软件升级主要是指网络摄像机的配置软件在厂商有新版本的软件可利用时,通过何种方式对网络摄像机的配置软件进行升级的问题。有的网络摄像机内置实时操作系统,支持软件下载和配置设置,方便升级和操作管理。但一些产品只能先下载下新版本的软件,然后人工配置升级管理。
 
42、安全性
系统设置了不同等级的使用者权限,仅有最高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改。没有权限的用户是接收不到图像的。图像数据的存储是专有的格式。
 
43、视频输入/输出
视频输入输出的主要作用就是将显示信号输出到外部设备上,或收集外部采集的视频信号。对于网络摄像机来说由于它只要输出到浏览器上就行了,能被监控都看到就行了。
 
44、警报输入/输出
警报输入输出是指可根据需要提供多路的报警信号输入端口及一路的报警信号输出。用户可以根据情况接入烟火感应器、红外探头、湿度等各种传感器。甚至于现在有的新产品在有意外情况发生的监控画面将弹出到屏幕的最前端,并发出警报声,并可将发生图像送到指定邮箱中去。
 
45远程控制
Pan/Tilt/Zoom远程控制主要是指网络摄像机有没有远程控制功能,以及远程控制功能的通讯接口是哪种。现有的网络摄像机般都支持这三种远程控制。并且通讯接口大部分用的都是RS 485 TxD,RxD。
 
 
附:其他摄像机相关解释
 
1. 传感器
在视频监控系统中,摄像机是最基本的前端设备,而图像传感器这个光敏器件则是摄像机的核心部件,监控现场的景物,经过镜头在摄像机前端的感官器靶面上成像,然后输出反映监视现场景物的图像电信号。该电信号再经摄像机内部电路处理后,向监视器或录像机主机传输视频。传感器的性能好坏将直接影响到摄像机的性能。
图像传感器分为CCD与CMOS两种。
 
1.1 CCD传感器
CCD(charge Coupled Device)称为电荷耦合器件,它是在70年代初受磁泡存储器的启发,由MOS(metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体)技术延伸产生。CCD的结构原理就是由一行行紧密排列在硅衬底上的MOS电容器构成。
CCD芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造,市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片,现在韩国也有能力生产,但质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得途径不同等原因,造成各家的CCD摄像机效果也大不相同。
CCD按靶面大小划分:
1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。
  2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm。
  1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。
  1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm。
  1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。
目前采用的安防摄像机采用的CCD芯片大多数为1/3’和1/4’。在购买摄像机时,特别是对摄像角度有比较严格要求的时候,CCD靶面的大小,CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。
 
1.2 CMOS传感器
长期以来监控系统中的摄像机所采用的图像传感器大多是CCD。近年来,CMOS异军突起,它具有体积小,集成度高,功耗低等许多优点,被广泛用于数码相机、USB摄像机、手机等产品。
与CCD相比,CMOS图像传感器在分辨率、光照灵敏度和信噪比等方面均处于劣势,但最近几年来有了显著的改善,而在其成本、集成度与功耗等方面的优势则比CCD更胜一筹,CCD采用专用生产工艺,很难将其他功能模块集成于一体,而CMOS则可以方便地将A/D转换与DSP等多个功能模块集成于传感器自身的单个芯片中。特别是进入21世纪后,CMOS图像传感技术再次取得突破性进展,光照灵敏度提升了5倍以上,已经达到或接近了CCD的照度性能。同时分辨率也高达500万像素以上,因此有人预测,CMOS传感器将在未来的3-5年里取代CCD而成为市场主流。
 
 
2. 摄像机
摄像机是获取监视现场图像的前端设备,目前在电视监控系统中使用的模拟摄像机绝大多数字是以CCD为核心的固态摄像机,而早期的摄像管式摄像机因其攻好高、体积大、低照度指标差等原因,已经基本绝迹。
2.1原理
摄像机的工作原理:摄像机前端感光器根据光线强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号转给DSP,再由DSP进行色彩调节等图像处理并调制成符合电视标准视频输出。
 
2.2分类
 
摄像机按色彩划分为彩色摄像机与黑白摄像机。
 
2.2.1  黑白摄像机
相对于彩色CCD摄像机来说,黑白CCD摄像机具有高分辨率、低照度等许多彩色CCD摄像机所不具备的优点。夜视黑白摄像的最低照度通常可以达到0.001LUX以下,因而在微弱的星光下,不需要其他辅助光源也能清晰地摄取图像。但是这种摄像机价格极其昂贵。一般用于长距离大范围无照明场合的监视,如海域船只监视。
2.2.2 彩色摄像机
这种摄像机电路中要处理红绿蓝三种基色信号。
 
按CCD数量划分为三片式CCD彩色摄像机、二片式CCD彩色摄像机与单片式CCD彩色摄像机。
2.2.3 三片式彩色CCD摄像机
仿照早期的三个摄像管式的摄像机工作原理,最初的彩色CCD摄像机也是由三片CCD图像传感器配合彩色分光菱镜及彩色编码器等部分组成。这种摄像机具有三个CCD,分别接受从分光菱镜分出的红、绿、蓝三基色光信号,经光电转换后送入各自的信号处理电路,最后经色彩编码后输出。
三片式彩色CCD摄像机中还使用了“空间像素错开”的方法,使得等效水平像素扩展了一倍,从而使得分辨率明显提高,分辨率可高达720线以上,达到了广播指标。
 
2.2.4 二片式CCD彩色摄像机
这种摄像机只有二片CCD,这二片CCD利用两个分离彩色的分菱镜,把入射光分成绿色和红蓝色两个系统。从绿光用的CCD取出宽带亮度信号和绿色信号。在红蓝光的成像位置放置彩色滤色器,再通过中继透镜,使红、蓝信号再次在红蓝光用的CCD成像。从而得到红蓝信号。
二片式CCD彩色摄像机具有彩色分离光学系统简单、调制容易、CCD芯片数量少、外围电子电路简单等优点。
 
2.2.5 单片式CCD摄像机
上述三片与二片式CCD彩色摄像机主要用于广播级专业级的摄像机,对于分色后的每一条基色光路来说,该光路上的CCD传感器的各感光单元全部用于该路光信号的感光,因而感光单元密度高,可以得到最高的分辨率,而在安防闭路电视监控系统中所采用到的彩色摄像机绝大多数都是单片式CCD摄像机。单片CCD上3个光敏单元才对应一个彩色像素。因此,单片式彩色CCD摄像机的分辨率不入前者高。但成本也比前者低许多。
 
 
 
2.3. 参数
在监控工程设计与施工中,需要根据监视现场的实际情况来正确选配摄像机,只有充分了解摄像机的参数特性,才能针对监视现场的具体情况及用户要求选择合适的摄像机。
 
2.3.1扫描制式
为了使得摄像机能按现有电视标准输出视频信号,必须要求CCD传感器的扫描规律与现有电视扫描制式相同,也就是说,摄像端与显示端的信号相对于某个同步信号时同步的. 中国采用隔行扫描(PAL)制式(黑白为CCIR),标准为625行,50场,只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外,美国为NTSC制式,525行,60场(黑白为EIA)。
摄像机输出的为复合视频信号,它另外还包含行同步与消隐信号,场同步与场消隐信号。去除行消隐信号。
2.3.1.1 隔行扫描
隔行扫描是将一帧图像分成两场来扫描,第一场(奇数场)扫描1,3,5.。。等奇数行,第二场扫描第2,4,6---等偶数行,这相当于将一幅画的扫描行数减少了一半。两场合起来才构成一幅完整的图像。
 
2.3.2 光谱特性
CCD感应的光谱范围,可以是可见光到红外光区域,但不包括紫外光,利用红外感应特性,可以在夜间无可见光下,用红外光照明,也可使CCD清晰成像。但是这种传感器在强光照射下容易出现光晕及拖尾。
 
2.3.3分辨率
分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数,指的是当摄像机摄取相等间隔的黑白相间条纹时,在监视器(应该比摄像机分辨率高)上能够看到的最多线数TVL,当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片儿不再能分辨出黑白相间的线条。
 
2.3.4灵敏度(照度)
灵敏度也就是最低照度,照度是反映光照强度的一种单位,其物理意义就是照射到单位面积上的光通量,单位是lx(勒克斯)或lm,通常点光源发出的光照度是遵守平方反比律的,距离加到5倍,则光照度要降到1/25.
 
测试低照度参数时,还应特别注明镜头的最大相对孔径。例如,使用F1.2的镜头,当被摄景物的光亮度值低到0.04LUX时,摄像机输出的视频信号幅值为最大幅度的50%,则称此摄像机的最低照度为0.04lx/F1.2, 不能抛开测试标准而单纯地以某品牌摄像机的照度标称值去和另一个品牌摄像机的照度标称值去比较,并不能准确得出哪一台摄像机的低照度性能更好的结论。因为他们所用的镜头相对孔径和输出视频信号的规定值可能是不一样的。
 
2.3.5 噪声
信噪比指的是信号电压对于噪声电压的比值,信噪比越大,干扰噪点对画面的影响越小。一般摄像机给出信噪比值都市在AGC(自动增益控制)关闭时的值。因为AGC开通时会对小信号进行提升,使得噪点电平也相应提高。CCD摄像机信噪比的典型值一般为45-55db。
 
2.3.6 自动光圈
摄像机通常都是在大范围光照度变化的场合应用的,如早晚的光照度与中午光照度有很大差别,晴天的光照度与阴天的光照度也有很大的差别,因此,为了保证CCD摄像机能够正确曝光成像,就必须随时调整镜头的光圈,以保证电视图像不出现“限幅”现象,否则可能使图像亮处失去灰度层次,或因通光量不够使得灰暗且出现噪点。所有这种情况下就要使用附带自动光圈功能的摄像机,才能让摄像机图像信号自动保持在标准状态。
目前市场上见到的标准CCD摄像机大多都带有驱动自动光圈镜头的接口,其中有的只提供一种驱动方式(通常为视频驱动video drive 简称VD),有的则可以支持两种驱动方式(视频驱动与直流驱动)供用户选择,因此可以配任何自动光圈镜头。
 
2.3.7 电子快门
电子快门是比照照相机的机械快门功能提出的一个术语。它相当于控制CCD图像传感器的感光时间,由于CCD感光的市值就是信号电荷的积累,感光越长,信号电荷积累实践也越长,输出信号电流的幅值也越大。
目前,市面上常见的CCD摄像机绝大多数都带有电子快门功能,其电子快门时间一般为1/50s—1/10000s. 高档CCD摄像机一般将电子快门时间分为若干档,可通过多档拨动开光手动调节,也可以在自动方式下由摄像机根据检测到的光强度自动调节。普通CCD摄像机一般只在其身侧面或后面板上设有一个自动电子快门ON/OFF开关,还有些产品干脆将自动电子快门做成内置式,使用者无法干预。
为了在低照度环境下也能拍摄到较为清晰的画面,有些摄像机还具有多场积累电子快门方式,这种方式下,CCD感光单元可以暂停若干场的电荷转移,使其光敏单元中的电荷得以暂存,直到对某场景进行多场曝光后再进行电荷转移。这就相当于提高了低照度,注意,这种多场积累电子快门一般仅适合非运动场景或缓慢运动物体的摄像监视。否则会出模糊现象。
在大多数场合,CCD的电子快门功能还能实现自动光圈的效果。当光线较亮时,电子快门自动调节到高速档,使得信号电荷积累时间变短。进而使输出信号电流的幅值减少。应当注意的是:当选用高速电子快门档时,应该相应加大摄像机的光圈或相应提高监视现场的光照度。
 
2.3.8  自动增益(AGC)控制
这种增益就是检测视频信号的平均电平,对信号放大,同时也放大了噪点
 
2.3.9 逆光补偿
当引入逆光补偿功能时,摄像机将对整个视场的一个子区域进行监测,通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点. 由于子区域的平均电平很低,AGC放大器会有较高的增益,使输出视频信号的幅值提高,从而使得监视器上的主题画面明朗,此时背景也跟着变亮,但其与主体画面的亮度差会大大降低,整个画面可视性得到了改善。
 
2.3.10 色温
色温并非是摄像机自身的参数,而是色学中的物理量,但它却是一个与摄像机白平衡调整效果密切相关的参数。黑体在温度提高到一定程度时,颜色将会由黑色变成红色,黄色与蓝色,铁匠打铁时,黑色的铁经过火烧加温后变成了红色,灯泡的钨丝在高温时变成了亮黄色,这就是色温的典型实例。摄像机在不同的环境色温下,应该正确的重现白色,就需要进行白平衡调整。当光源的色温变化范围较大时,单靠调整基色信号的增益可能仍然达不到理想效果,在这种情况下就要通过使用色温校正片来改变一下入射到CCD图像感光器的光谱特性。广播级的彩色摄像机一般都有高中低三档色温校正片,而在闭路电视监控系统中所采用的摄像机一般都不配备色温校正片。
 
2.3.11 自动白平衡与黑平衡
简单地说白平衡就是无论环境光线如何,仍然把“白”定义为“白”的一种功能。颜色实质上就是对光线的解释,在正常光线下看起来是白颜色的东西在不同色温的光线下看起来就不是白色。所谓白平衡就是运用计算机技术把不同色温下的白颜色调整正确,从理论上说白颜色调整正确其它色彩就都准确了。黑白摄像机的核心部件CCD传感器在输出信号时进行一定的修正,这种修正就叫做白平衡。当摄像机白平衡设置不当时,重现图像就会出现偏色现象,特别是会使得原本不带色彩的景物(如白色的墙壁)也着上了颜色。
白平衡的调整是在摄像机中的处理放大器中进行的,通过调整红、蓝路信号放大器的增益使得红、绿、蓝三路信号满足等幅关系即可完成白平衡的调整。拍摄图像之前首先拍摄一个标准的白色目标,调节各路放大器增益是指达到白平衡标准。然后才能正式拍摄其他图像。当色温变化时,必须重新调整白平衡。
黑平衡也是彩色摄像机的一个重要参数,它是指摄像机在拍摄黑色景物时,输出的三基色电平应相等,使得监视器屏幕上重现纯黑色。考虑到黑平衡对人眼视觉的影响远不如白平衡那么强烈,一般电视监控用摄像机不设黑平衡调整电路。
 
监控基础名词解释
    垂直同步、彩色视频复合信号同步、外同步、直流线锁定和完全同步是摄像机之间不同的同步方法。
    完全同步:全体锁定是两部用于精密的应用如广播摄影棚摄像机之间完全同步最好的方法。它将同步:水平,垂直,偶数/奇数区域,色彩触发频率和阶段。

    垂直同步:是最简单的方法来同步两部摄像机,通过垂直驱动频率来保证视频能够采用老式的切换期或者四分割机器,在同一个监视器上显示几个影像源。垂直驱动信号通常由重复频率20/16.7毫秒(50/60赫兹)和脉冲1~3毫秒宽度的脉冲组成。

    彩色视频复合信号同步:彩色视频复合信号代表视频和彩色触发信号,意味着摄像机能和外部的复合彩色视频信号同步。然而尽管称作彩色视频复合信号同步,实际上只进行水平同步和垂直同步,而没有色彩触发同步。
    外同步:非常类似于彩色视频复合信号同步。一个摄像机能够同步于另一个摄像机的视频信号,一个外同步摄像机能使用输入的彩色视频复合信号,提取水平和垂直同步信号来做同步。

    直流线锁定:是一种古老的技术,利用直流50/60赫兹电源线电流来同步摄像机。因为直流24伏电源广泛使用于多数建筑物防火警报系统,由于非常容易获得。由于老型号的切换器和分割系统没有数字记忆功能,要保持稳定的影像,摄像机之间的同步非常必要,直流线锁定就是摄像机同步于交流50/60赫兹,彩色信道之间时间的关联和水平/垂直信号没有约束会导致糟糕的色彩转换(色彩阶段设计),因此所有使用交流线锁定的用户不可避免地失去很好的色彩转换。幸运的是,现在的分割器和16通道复合处理器以及硬盘录象机都有内部记忆体来克服这个问题,不再需要同步信号,因此交流线锁定可能若干年后会被淘汰掉。

无色滚动:数字讯号处理器视频摄像机使用在荧光灯下时,只能产生严重色滚动的影像。影像会从白色转变成蓝色、粉红色再回到白色,如此循环。这是因为交流电源运行在50/60赫兹所引起的问题。白热灯泡能提供稳定的光线,而日光灯的光线由于交流电的强度和色彩以8.3ms的速度在变换而波动。传统摄像机计算出白平衡需要 100~150ms(0.1~0.15) ,比交流电慢了8.5ms,因此永远不能赶上。对当前影像通过8次循环周期才能清楚地产生色滚动。

背光补偿:能提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光,无论主要的目标移到中间、上下左右或者荧幕的任一位置。一个不具有超强动态特色的普通摄像机只有如1/60秒的快门速度和F2.0的光圈的选择,然而一个主要目标后面的非常亮的背景或一个点光源是不可避免的,摄像机将取得所有近来光线的平均值并决定曝光的等级,这并不是一个好的方法,因为当快门速度增加的时候,光圈会被关闭导致主要目标变得太黑而不被看见。为了克服这个问题,一种称为背光补偿的方法通过加权的区域理论被广泛使用在多数摄像机上。影像首先被分割成7块或6个区域(两个区域是重复的),每个区域都可以独立加权计算曝光等级,例如中间部分就可以加到其余区块的9倍,因此一个在画面中间位置的目标可以被看得非常清晰,因为曝光主要是参照中间区域的光线等级进行计算。然而有一个非常大的缺陷,如果主要目标从中闲移动到画面的上下左右位置,目标会变得非常黑,因为现在它不被区别开来已经不被加权。

F表示镜头的孔径,F停止2:1和f3.4毫米表示镜头的焦距是3.4毫米。
镜头F2.0和f3.4~4采用非常经济的形式,应此价格较低,广泛应用于单板摄像机,F2.0的镜头的孔径能收集人眼一半的光线,f3.4毫米的镜头在1/4英寸CCD上有60度的视角,在1/3英寸CCD上有90度视角,非常接近于人眼的视角。人眼的两只眼睛能包含更大的视角,从人到人一般有150到180的角度,但是请记住,F停止和f焦距只是一个镜头的基本参数,并不代表质量。

超宽动态:是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色。宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍。自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。当摄像机从室内看窗户外面,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000/100=100:1。这个对比人眼能很容易地看到,因为人眼能处理1000:1的对比度,然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题,传统摄像机只有3:1的对比性能,它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光,但是室外的影像会被清除掉(全白);或者换种方法摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光,但是室内的影像会被清除(全黑)。

峰值感应模式:是用通过影像亮点代替整个影像的平均值来决定曝光指数,使用规则系统的用户能应对最苛刻的要求,如在黑夜抓取一个白点的影像,而且还要看到这个小亮白点的细节和色彩。
CMOS全称为Complementary Metal-Oxide Semiconductor,中文翻译为互补性氧化金属半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电)和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。

CCD全称为Charge Coupled Device,中文翻译为电荷藕合器件。它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,然后通过模数转换器芯片将电信号转换成数字信号,数字信号经过压缩处理经USB接口传到电脑上就形成所采集的图像。

景深:的概念:当某一物体聚焦清晰时,从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也都当清晰的。焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。景深分为前景深和后景深,后景深大于前景深。景深越深,那么离焦点远的景物也能够清晰,而景深浅,离焦点远的景物就模糊。

焦距:是一个任何的光学仪器都有的不折不扣的光学参数。从光学原理来讲焦距就是从焦点到透镜中心的距离。对于镜头来说,焦距有着非常重要的意义。焦距长短与成像大小成正比,焦距越长成像越大,焦距越短成像越小。镜头焦距长短与视角大小成反比,焦距越长视角越小,焦距越短视角越大。焦距长短与景深成反比,焦距越长景深越小,焦距越短景深越大。焦距长短与透视感的强弱成反比,焦距越长透视感越弱,焦距越短透视感越强。焦距长短与反差成反比,焦距越长反差越小,焦距越短反差越大。对焦距离越远景深越深,对焦距离越近景深越浅。因此在拍摄远景时应该选择较大对焦距离的镜头,而在拍摄近景时则应该使用较小对焦距离的产品。镜头对焦距离是用cm(厘米)表示的,可谓一目了然。

切换器:有手动切换、自动切换两种工作方式,手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路;自动方式是让预设的视频按顺序延时切换,切换时间通过一个旋钮可以调节,一般在1秒到35秒之间。如果不要求时时刻刻监控,可以在监控室增设一台切换器,把摄像机输出信号接到切换器的输入端,切换器的输出端接监视器,切换器的输入端分为2、4、 6、8、12、16路,输出端分为单路和双路,而且还可以同步切换音频(视型号而定)。

视频服务器:是一种对视音频数据进行压缩、存储及处理的专用计算机设备,它在视频监控、网络教学、Ip视频会议、广告插播及视频节目点播等方面都有广泛的应用。视频服务器采用M—JPEG、H.261、H.263、MPEG—2、MPEG—4等压缩格式,在符合技术指标的情况下对视频数据进行压缩编码,以满足存储和传输的要求。具有多通道输入输出、多种视音频格式接口。可配备SCSI、FC等网络接口进行组网,实现视音频数据的传输和共享。它由视音频压缩编码器、大容量存储设备、输入/输出通道、网络接口、视音频接口、RS422串行接口、协议接口、软件接口、视音频交*点矩阵等构成,同时,提供外锁相和视频处理功能。

网络摄像机:是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机,它可以将影像通过网络传至有网络连接端口的另一端,且远端的浏览者不需用任何专业软件,只要标准的网络浏览器(如“Microsoft IE或Netscape)即可监视其影像。网络摄像机内置一个嵌入式芯片,采用嵌入式实时*作系统。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过网络总线传送到Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像,授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行*作。

动态侦测:整个监控画面被分成多个小区域,用户可以任意选择区其中的区域,并且可以对选中的监控区域进行1-20级的敏感度设置。 这样当有东西移动时将被摄像机服务器检测到,同时进行录像。

通讯接口:在安防监控系统中的通讯接口主要是对视频、音频的输入输出来说的。所以通讯接口一般有以下几种:RS-232、RS-485、通用网络接口,可支持PSTN、ISDN以及LAN各种联网环境、具有USB2.0超高速数据接口,连接计算机对重要图像资料进行备份、可选配具有逐行扫描VGA输出接口等。

监视器:是监控系统的标准输出,有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两种,尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等,常用的是14英寸。 监视器也有分辨率,同摄像机一样用线数表示,实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。另外,有些监视器还有音频输入、S-video输入、RGB分量输入等,除了音频输入监控系统用到外,其余功能大部分用于图像处理工作,在此不作介绍。

视频放大器:当视频传输距离比较远时,最好采用线径较粗的视频线,同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号,但线路内干扰信号也会被放大。另外,回路中不能串接太多视频放大器,否则会出现饱和现象,导致图像失真。

云台:就是两个交流电组成的安装平台,可以水平和垂直的运动。按使用环境分为室内型和室外型,主要区别是室外型密封性能好,防水、防尘,负载大。装方式分为侧装和吊装,就是把云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。外形分为普通型和球型,球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中,除了防止灰尘干扰图像外,还隐蔽、美观、快速。

嵌入式系统:是指*作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化,类似与BIOS的工作方式。具有软件代码小,高度自动化,响应速度快等特点。特别适合于要求实时的和多任务的体系。

全双工:同一时刻既可发又可收。全双工要求:收与发各有单独的信道、可用于实现两个站之间通讯及星型网、环网、不可用于总线网。

半双工:同一时刻不可能既发又收,收发是时分的。半双工要求:收发可共用同一信道,可用于各种拓扑结构的局域网络最常用于总线网、半双工数据速率理论上是全双工的一半。

方向幕帘红外探测器:一般是采用双向脉冲记数的工作方式,即A方向到B方向报警,B方向到A方向不报警。具有入侵方向识别能力,用户从内到外进入警戒区,不会触发报警,在一定时间内返回不会引发报警,只有非法入侵者从外界侵入才会触发报警,极大的方便了用户在设防的警戒区域内活动,同时又不触发报警系统。

自动高速跟踪快球:是集光学、电子、机械、信息处理和网络于一体,由摄像头、动力传动、运动控制装置,基于高速并行处理的图像分析、识别、压缩和通信等部分组成。具有视频摄像、位置控制、方位和镜头预置、运动目标检测、识别和跟踪、火焰及烟雾检测报警等功能。当运动目标进入球形摄像机的视场范围内,利用高速DSP芯片在前一帧图像和现在的图像进行差分计算,当达到某个特定数值,判定一帧中的某个特定部分为移动物体,然后球机自发出指令给球机云台,如此循环往复,从而控制球形摄像机实现对运动物体的连续跟踪而不需要人的*作,也不需要计算机系统的支持。

线锁定同步:(LINE  LOCK)是一种利用交流电源来锁定摄像机场同步脉冲的一种同步方式。当图像出现因交流电源造成的网波干扰时,将此开关拨到线锁定同步(LL)的位置,就可消除交流电源的干扰。

自动增益控制:摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即,为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路,简称AGC电路。具有AGC功能的摄像机,在低照度时的灵敏度会有所提高,但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。

音源:就是声音的源头,没有音源,用音响系统还原声音也就无从谈起。音源有两层含义,一是指记录声音的载体,只有先把声音记 录在某种载体上,才谈得上用音响设备把载体上的声音还原出来,这些 载体是音响系统中声音的来源,所以叫音源。音源的另一层含义,是指播放音源载体的设备。时间上连续、而且幅度随时间连续变化的讯号称为模拟讯号(例如声波就是模拟讯号,音响系统中传输的电流、电压讯号也是模拟讯号),记 录和处理模拟讯号的音源就是模拟音源,例如磁带/卡座、LP/LP唱机。模拟音源记录和处理的讯号是声音(准确地说应该是从声音转换而来的 电讯号)的本来面目,可以直接用传统的放大器放大,处理起来方便直 接;数码音源记录、处理的都是0和1排列组合形成的抽象二进制数据流 ,非常不直观。声波是模拟的,不能直接为数码音源使用,必然通过转 换设备转为数字讯号,才能记录在数码音源载体上。播放时,数码音源 设备读出的数据不能直接由传统的放大器放大,必须先转换为模拟讯号才行。可见,数码音源讯号处理过程要复杂得多。但数码音源优点很突 出:信噪比和动态范围远胜模拟音源,讯号经多次复制和多个传输环节 后质量不下降,这一点模拟音源无论如何也办不到。

AVS是中国自主制定的音视频编码技术标准。AVS工作组成立于2002年6月,当年8月开始了第一次的工作会议。经过7次AVS正式工作会议和3次视频组附加会议,经历一年半的时间,审议了182个提案,先后采纳了41项提案,2003年12月19日AVS视频部分终于定稿。AVS-视频当中具有特征性的核心技术包括:8x8整数变换、量化、帧内预测、1/4精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。目前的AVS-视频技术可实现标准清晰度(CCIR 601或相当清晰度)、低清晰度(CIF、SIF)等不同格式视频的压缩。

实时编解技术:是指硬盘录像机能实时将采集的原始数据进行加工,转变成标准的MPEG-1或MPEG-2格式的图像文件,直接存储到硬盘,中间不会出现数据的积压和丢失;这主要是与电脑刻录相对比的,电脑刻录时,先将原始数据采集好,然后再对数据进行加工转换成标准的MPEG-1或MPEG-2格式的图像文件。实时编解码技术要求整个系统的速度足够快,否则,则只能通过降低图像的质量,降低数据量来达到要求。

超级HAD图像传感器:内置应用"Super Hole Accumulation Diode(HAD)"电子画质提升技术的CCD影像感应器,提高CCD的感应性能及加强数码信号处理功能,有效地于拍摄影像时降噪及减低不必要的干扰,令画面更清晰明丽,色彩层次更分明,对现场光源不足或拍摄夜景时效果尤其显着。

白平衡:即White Balance。物体颜色会因投射光线颜色产生改变,在不同光线的场合下拍摄出的图像会有不同的色温。例如以钨丝灯(电灯泡)照明的环境拍出的照片可能偏黄,一般来说,CCD没有办法像人眼一样会自动修正光线的改变。所以通过白平衡的修正,它会按目前画像中图像特质,立即调整整个图像红绿蓝三色的强度,以修正外部光线所造成的误差。有些摄像机除了设计自动白平衡或特定色温白平衡功能外,也提供手动白平衡调整。

可变码流编解码技术:是指编解码器可根据数据量的大小自动调节带宽,遇到图像变化较快,颜色较丰富时分配的带宽大一些;图像变化较慢,颜色较不丰富时分配的带宽小一些,这样在保证图像录制质量的同时最大限度地节省硬盘了空间。

固定码流编解码:提供的带宽是固定的,不管数据量的大小,当图像颜色丰富,变化较快时,往往带宽不够而降低录像的质量,看起来图像有点停顿或色彩变样;而图像数据量不大时,提供的带宽有多于,浪费存储空间。

像素:是衡量摄像头的一个重要指标之一,一些产品都会在包装盒标着30万像素或35万像素。一般来说,像素较高的产品其图像的品质越好。但另一方面也并不是像素越高越好,对于同一个画面,像素越高的产品它的解析图像的能力越强,为了获得高分辨率的图像或画面,它记录的数据量也必然大得多,对于存储设备的要求也就高得多,因而在选择时应注意相关的存储设备。

门禁系统:是一种全新的出入管理方式:允许具有权限的人进入指定的区域,同时拒绝没有权限的人员。该系统的主角是安装在门侧的读卡器或密码键盘。它们将读到的数据传送到本地控制器,根据事先编制的数据库,确认是否可以通
 
 


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