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[2008-8-26]
 


  安防监控系统的组成
  安防监控系统是一门被人们日益重视的新兴专业,就目前发展看,应用普及越来越广,科技含量越来越高。几乎所有高新科技都可促进其发展,尤其是信息时代的来临,更为该专业发展提供契机。但就监控业界而言,系统组成一直没得到明确的划分,这使工程商和用户之间谈到安防监控系统时沟通很不方便。

  对于安防监控系统,根据系统各部分功能的不同,我们将整个安防监控系统划分为七层——表现层、控制层、处理层、传输层、执行层、支撑层、采集层。当然,由于设备集成化越来越高,对于部分系统而言,某些设备可能会同时以多个层的身份存在于系统中。

一. 表现层
  表现城是我们最直观感受到的,它展现了整个安防监控系统的品质。如监控电视墙、监视器、高音报警喇叭、报警自动驳接电话等等都属于这一层。

二. 控制层
  控制层是整个安防监控系统的核心,它是系统科技水平的最明确体现。通常我们的控制方式有两种——模拟控制和数字控制。模拟控制是早期的控制方式,其控制台通常由控制器或者模拟控制矩阵构成,适用于小型局部安防监控系统,这种控制方式成本较低,故障率较小。但对于中大型安防监控系统而言,这种方式就显得操作复杂且无任何价格优势了,这时我们更为明智的选择应该是数字控制。数字控制是将工控计算机作为监控系统的控制核心,它将复杂的模拟控制操作变为简单的鼠标点击操作,将巨大的模拟控制器堆叠缩小为一个工控计算机,将复杂而数量庞大的控制电缆变为一根串行电话线。它将中远程监控变为事实、为Internet远程监控提供可能。但数字控制也不是那么十全十美,控制主机的价格十分昂贵、模块浪费的情况、系统可能出现全线崩溃的危机、控制较为滞后等等问题仍然存在。

三. 处理层
  处理层或许该称为音视频处理层,它将有传输层送过来的音视频信号加以分配、放大、分割等等处理,有机的将表现层与控制层加以连接。音视频分配器、音视频放大器、视频分割器、音视频切换器等等设备都属于这一层。

四. 传输层
  传输层相当于安防监控系统的血脉。在小型安防监控系统中,我们最常见的传输层设备是视频线、音频线,对于中远程监控系统而言,我们常使用的是射频线、微波,对于远程监控而言,我们通常使用Internet这一廉价载体。值得一提的是,新出现的传输层介质——网线/光纤。大多数人在数字安防监控上存在一个误区,他们认为控制层使用的数字控制的安防监控系统就是数字安防监控系统了,其实不然。纯数字安防监控系统的传输介质一定是网线或光纤。信号从采集层出来时,就已经调制成数字信号了,数字信号在目前已趋成熟的网络上跑,理论上是无衰减的,这就保证远程监控图像的无损失显示,这是模拟传输无法比拟的。当然,高性能的回报也需要高成本的投入,这是纯数字安防监控系统无法普及最重要的原因之一。
    
五. 执行层
  执行层是我们控制指令的命令对象,在某些时候,它和我们后面所说的支撑诚、采集层不太好截然分开,我们认为受控对象即为执行层设备。比如:云台、镜头、解码器、球等等。

六. 支撑层
  顾名思义,支撑层是用于后端设备的支撑,保护和支撑采集层、执行层设备。它包括支架、防护罩等等辅助设备。
 
七. 采集层
  采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素,也是系统成本开销最大的地方。它包括镜头、摄像机、报警传感器等等

PAL
使用50Hz交泫电的国家采用的一种彩色电视标准,包括英国,中东,远东,欧洲和非注洲。它规定每秒25帧图像

NTSC
由国际电视标准委员会规定的彩色电视广播标准。它规定第秒30帧图像,广泛用于北美,日本和南美的许多国 家
MPEG-4组织大力推举其互操作性
mpeg-4产业论坛于4月4日称,mpeg-4多媒体解码标准的发展势头越来越猛,因为测试mpeg-4产品的公司数量日渐增多。
    据设在加州san ramon的mpeg-4产业论坛(m4if)称,皇家飞利浦电子公司、三星电子有限公司、苹果公司和ibm公司等总计29家公司成功地完成了mpeg-4第三轮互操作性测试。
    一家经销商的产品编码常常可以用另一家销售商的解码器播放。
    m4if发言人称:“这是测试开始以来m4if第一次在公开场合露面,因为我们已经达成了统一标准。我们发现,参加互操作性测试的公司在大量增加。在过去两天里有四家销售商决定参加测试,加入测试申请人数越来越多。
    该发言人称,测试的下一步将是流式内容直播,m4if还在实施一项自认证计划,使销售商能够测试产品的适应性。
    dicas数字图像解码公司总裁sebastian moeritz指出,互操作性是相当重要的,因为mpeg-4采用多销售商模式,而该模式是realnetworks公司和微软公司开发的解码技术所不具有的特征。dicas 数字图像解码公司总部设在柏林,是视频解码技术的开发商,也是m4if的成员。
    他指出:“mpeg-4提供的是用户无法从realnetworks公司和微软公司得到的选择权。如果你想从微软得到视频解码技术,微软就是你的销售商。而对mpeg-4来说,可以选择多个销售商。”
    mpeg-4是mpeg-2的更新换代产品,该产品将率先应用于互联网。它能保证在比目前通用的传输速率更低的情况下得到更优质的画面。mpeg-4预计也会用在电视机顶盒和移动电话等诸多设备上。
    moeritz预计mpeg-4将于今年年底或明年年初投入使用。
    许可证是阻碍mpeg-4广泛采用的一个因素。销售商们(苹果公司是呼声最高的公司)已经对专利持有人提出的许可证方案提出了抗议,然而m4if相信该问题将获得解决。苹果公司也是m4if的成员。

MPEG-4是什么?
MPEG-4是由MEPG(动态图像专家组)制订的一个ISO/IEC标准, 这个委员会曾经制订获得艾美奖的标准——MPEG-1和MPEG-2. 这些标准使在CD-ROM和数字电视上制作交互视频成为可能. MPEG-4是国际组织和遍布世界的几百位研究者与工程师合作的成果. MPEG-4, ISO/IEC 的正式名称是 ISO/IEC 14496, 定稿于 1998 年10月,于1999年1月成为国际标准. 完全向后兼容的MPEG-4第二版于1999年底定稿, 于2000年年初被正式接受为国际标准. 有些细节仍在制订过程中.

    MPEG-4 可应用于如下三个领域:

      数字电视;
      交互图形应用 (合成的内容);
      交互多媒体(World Wide Web, 对内容的分发和存取)
    MPEG-4提供的技术标准使产品集成、分发和内容的存取在上面的3个领域内成为可能.

    如果要了解关于MPEG-4更多的信息,可以访问MPEG4主页(区分大小写): http://mpeg.telecomitalialab.com . 这个网页连接很多关于MPEG的信息, 包括很多关于 MPEG-4的, 许多公开文档, 几个“经常遇到的问题”的列表和指向其它MPEG-4网页的连接. 标准可以在ISO购买到, 发电子邮件到 sales@iso.ch. MPEG-4版本1的全部软件包含在一张CD-ROM上,售价56瑞士法郎. 也可以免费在ISO的网站下载: www.iso.ch/ittf - 到公开标准里寻找 "14496-5".  这个软件当用于实现MPEG-4兼容技术时,没有版权限制. (这并不意味着这个软件是免专利费的.

Mpeg-4编解码技术意义
现在,我们又迎来了一次媒体革命,它就是mpeg-4, 它以其出色的媒体性能,图形质量接近dvd,声音品质接近cd,同时又有更高的压缩比而迅速火爆起来,在多媒体领域掀起狂澜。那么,到底什么是mpeg呢?
    我们知道,多媒体信息主要包括图像、声音和文本三大类,其中视频、音频等信号的信息量是非常大的。对于音频处理来说,传输数字图像所需的带宽远高于前者,例如,ntsc图像以大约640×480的分辨率,24bits像素,每秒30帧的质量传输时,其数据率达28mb字节/秒或221mb位/秒。而且以这个速率保存的15秒的未压缩视频图像将占用420mb字节的内存空间,显然这样的要求对台式计算机来说是难以接受的。所以,视频图像的压缩编码方法mpeg就应运而生了。

    mpeg本是动态图像专家组(moving pictures experts group)的英文缩写,这个专家组始建于1988年,专门负责为cd建立视频和音频标准,其成员均为视频、音频及系统领域的技术专家。由于iso/iec1172压缩编码标准是由此小组提出并制定mpeg由此扬名世界。对于今天我们所泛指的mpeg-x版本,是指一组由itu(international telecommunications union)和iso(international standards organization)制定发布的视频、音频、数据的压缩标准。mpeg-4就是mpeg的第4个版本,mpeg的缔造者们原先打算开发4个版本:mpeg-1~mpeg-4,以适用于不同带宽和数字影像质量的要求。后由于mpeg-3被放弃,所以现存只有3个版本的mpeg:mpeg-1,mpeg-2,mpeg-4。

    总体来说,mpeg在三方面优于其他压缩/解压缩方案。首先,由于在一开始它就是做为一个国际化的标准来研究制定,所以,mpeg具有很好的兼容性。其次,mpeg能够比其他算法提供更好的压缩比,最高可达200:1。更重要的是,mpeg在提供高压缩比的同时,对数据的损失很小。mpeg在发展过程中经历了以下过程:

    mpeg-1 制定于1992年,为工业级标准而设计,可适用于不同带宽的设备,如cd-rom、video-cd、cd-i。它可针对sif标准分辨率(对于ntsc制为352×240;对于pal制为352×288)的图像进行压缩,传输速率为1.5mbits/s,最高可达4-5mbits/s,每秒播放30帧,具有cd(指激光唱盘)音质,质量级别基本与vhs相当。

    mpeg-2 制定于1994年,设计目标是高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。mpeg-2所能提供的传输率在3-15mbits/sec间,其在ntsc制式下的分辨率可达720×486,mpeg-2能够提供广播级的视像和cd级的音质。mpeg-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道(dvd可有8种语言配音的原因)。除了做为dvd的指定标准外,mpeg-2还可用于为广播,有线电视网,电缆网络以及卫星直播 (direct broadcast satellite) 提供广播级的数字视频。

    mpeg-4 就在mpeg-1、mpeg-2进入广泛的实际应用之时,mpeg小组又于1998年发布了mpeg-4标准的草稿。该标准对压缩算法进行了改进:mpeg-1和mpeg-2的压缩率大概在20到30倍之间。市面上常见的vcd光碟片大概是每片650 mb 的资料量,存放74分钟的影片。相当于vhs录影带的画质。而dvd一片4.7gb的资料量。可以存放超过两小时的影片。mpeg-1和mpeg-2的压缩率用在储存媒体上是足够了。但是运用在网络传输上还是太低,尤其是无线通讯方面。于是mpeg-4在订定标准时,为了达到更好的压缩效果,采用了许多新的技术与观念。mpeg-4里是采用了物件的观念。压缩之前先将影片中各个主要物件区分开来。例如电视新闻播报的场景中,主播是一个物件,播报台、背后的布景、主播旁边的3d玩偶也分别是一个物件。主播的声音也是一个物件。在影片进行中,主播会有轻微的移动。播报台是固定不动的。而布景则有时候会播放新闻影片。将各个物件分隔开来有什么好处呢?那就是可以针对不同的物件特性采取不同的压缩编码技巧,以得到最好的压缩效果。例如播报台只要传送一次资料,以后不再传送,以节省资料量。3d玩偶则用3d动画适用的演算法。主播和新闻影片采用mpeg-2的格式。声音则采用mp3的格式。将这些不同的资料整合后结合起来一起传送。解码器收到资料后,先将各个不同格式的资料分开。依照各自的格式解码。再根据时间和空间的关系,将各个物件加以组合。就可以得到原来的影片了。为了达到以上的压缩观念,mpeg-4引进了许多新的压缩技术来应用于各种不同的物件。对于声音部份,可以分成自然音、语音和合成音。针对不同发声原理采用不同演算法。可以根据对音质的要求,而得到2kbits/s到64kbits/s之间的资料量。在影像方面,则可细分为自然物体、2d影像、3d影像、人脸、背景等不同特性物件。根据不同影像特性可以有5kbits/s到10mbits/s 的资料量。mpeg-4的压缩率可以超过100倍,而仍然保有极佳的音质和画质。可以用最少的数据获得最佳的图像质量,因此满足了低码率应用的需求;另外,mpeg-4还把提高多媒体系统的交互性和灵活性作为一项重要的目标,因此它更适合于交互式av服务以及远程监控。为了满足各种应用的需求,mpeg-4标准实际上相当庞大,它具有广泛的适应性和可扩展性。

    就其应用前景而言,mpeg-4未来将在多个应用领域大显身手,如internet/intranet上的多媒体流服务、视频点播、可视游戏、低码率的移动多媒体通信(视频手机等)、交互式多媒体应用、实时多媒体监控、数字电视与演播电视、虚拟会议等等。

    mpeg-4可以达到两个目标: 低比特率下的多媒体通信和多工业的多媒体通信的综合]

CCD摄像机的分类
CCD摄像机大致可分为下列几大类:
依成像色彩划分
   (1)彩色摄像机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大,信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。
   (2)黑白摄像机:是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。
依摄像机分辨率划分
  (1)影像像素在25万像素(pixel)左右、彩色分辨率为330线、黑白 分辨率420线左右的低档型。
  (2)影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型
  (3)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率,570线以上的高分辨率。
依摄像机灵敏度划分
(1)普通型:正常工作所需照度为1~3Lux
(2)月光型:正常工作所需照度为0.1 Lux左右
(3)星光型:正常工作所需照度为0.01 Lux以下
(4)红外照明型:原则上可以为零照度,采用红外光源成像。
  按摄像元件的CCD靶面的大小划分
(1)l inch  靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm
(2)2/3inch靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm
(3)1/2inch靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm
(4)1/3inch靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm
(5)1/4inch靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm
(6)1/5inch正在开发之中,尚未推出正式产品
   此外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分,还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机结构区

超感度摄像机
超感度摄像机(EXVIEW/HAD),又称24小时摄像机,其彩色照度可达0.05LUX,黑白则可达0.003-0.001LUX(亦可搭配红外线以达0LUX)不仅能清晰的辩识影像,更是实时连续的画面。


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