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无线视频监控系统基本概念和术语

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  1.网络摄像机与模拟摄像机的区别

  模拟摄像机,或称摄像头,输出CVBS模拟视频信号,PAL制或者NTSC制。模拟摄像机多采用CCD器件,目前也有采用CMOS器件的。有枪机、半球、球机等多种形式,球机内置云台,可上下左右的转动。输出的接口常见的有BNC,莲花等。常见的模拟摄像机如下图示:

  

无线网络视频监控系统基本概念和术语

 

  模拟摄像机输出信号可直接接到电视上查看,但不能走网络传输到远端查看,因为原始的未经压缩的视频流码流太大,无法传输,只能本地查看。要想远程查看,就必须接入视频编码器,例如DVR/DVS/HVR等,将视频经过压缩后降低码流才能走网络传到远端查看。

  网络摄像机,或称数字摄像机,很多外观上与模拟摄像机没什么区别,看起来很像,但内部发生了质变。网络摄像机内置了DSP板对原始的视频做了压缩,视频输出的接口是以太网,传输的是经过压缩后的数字视频流,典型的例如H.264或者早期的MPEG4/MJPEG等。

  2.音视频编码格式

  视频压缩格式,按发展的顺序,从早期到近期:

  MJPEG:其实就是一幅幅JPEG图片,压缩率低,输出码率大,目前已经淘汰;

  MPEG4:早年VCD等采用的格式,压缩率一般,码率还是有些偏大,目前很少用到;

  H.264:目前最主流的网络视频压缩格式,图像质量好,压缩率高,输出码率低,最适合网络传输。

  音频压缩格式:

  PCM/ADPCM: 基本就是原始音频;

  G.72X:初步压缩;

  AMR:

  mp3:利用 MPEG Audio Layer 3 的技术,将音乐以1:10 甚至 1:12 的压缩率,压缩成容量较小的文件,而对于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的下降;

  AAC:高级音频编码。

  3.视频服务器/DVR/DVS/IPC/NVR/HVR术语

  1)视频服务器,即DVS,完成视频压缩编码和网传传输的功能;

  2)DVR:其实目前功能性方面已经与DVS没区别了;

  3)IPC:IPcamera,即网络摄像机,与DVS/DVR的区别通常在于,DVR/DVS多是多路视频输入,压缩编码,硬盘/SD卡录像存储;而IPC多指单路视频的编码器,外观上就类似一个一个的模拟摄像机;

  4)NVR:网络DVR,可将网络传输来的压缩过的数字视频码流,录制到内置的硬盘上,主要用于和IPC配合,为IPC提供大容量的录像存储空间,并可实现本地解码显示;

  5)HVR:混合型NVR,可理解为DVR+NVR的混合体,可同时支持模拟视频输入压缩编码录像存储,亦可支持数字视频走网线输入录像保存到硬盘;

  4.3G无线视频监控产品常见术语

  3G无线视频监控产品,或称3G无线视频服务器,3G单兵,3G网络摄像机,3G摄像头等,都是一个概念,即采用DSP对输入的音视频做压缩编码后,一路本地录像存储,一路走3G无线网络传输到远端监控中心。

  主要应用于移动视频监控,车载监控,紧急、突发、临时现场的音视频实时传输到监控中心,其实不是完全意义上的监控,而是一种现场实时图传,视频直播的概念。

  视频采集、编码、网络传输的前端设备,即网络摄像机,通常称为PU;

  PU采集视频,压缩编码,建立网络等待CU(客户端)取流查阅,这些PU的视频都要汇总在一个网络视频集中监控的软件,即客户 端CU上进行汇总,即一个CU可以查阅多个前端PU的视频,也可以多个CU同时查阅一个PU的视频;

  而3G无线监控产品,通常中间还需要一个流媒体服务器,我们可成为SERVER,或者CMS/VTDU。

  常用的网络流媒体传输、控制、通信协议有:RTP/RTSP/SIP。

  5.关于视频的分辨率

  标清范围内,以PAL制为例:

  CIF:352x288; D1:704x576;

  此外,还有一个VGA分辨率,即640x480

  目前的高清有三种显示分辨率格式,分别:720P(1280×720,逐行)、1080i(1920×1080,隔行)和1080P(1920×1080,逐行),其中p代表英文单词progressive(逐行),而i则是interlaced(隔行)的意思。

  6.关于3G图传、无线视频监控产品的技术路线

  1)2007~2009,我们的手持单兵和无线视频服务器都是基于ADSP BLACKFIN BF561平台单芯片实现的, 这个系列产品的特点是H.264 BP CIF码率在30~80kbps左右就能提供良好的实时图像效果,码率低是最大的优势;缺点是压缩只能到CIF双码流,支持D1很困难;参见:

  http://user.qzone.qq.com/47606446/infocenter#!app=4&via=QZ.HashRefresh

  http://www.analog.com/zh/processors-dsp/blackfin/content/besovideo_eyes_blackfin_security_camera_new/fca.html

  http://www.analog.com/zh/content/local_tools_Bestvideo_index/fca.html

  2)2009~2011,采用DAVINCI DM644X和DM36X,特点是有DSP,可以做视频的智能分析,我们成功的产品化了人脸识别、行为识别、周界防范、ATM机智能守护产品等,还有一个特点,DAVINCI可以支持HD-SDI数字高清视频输入,参见:

  http://user.qzone.qq.com/47606446/infocenter#!app=4&via=QZ.HashRefresh

  缺点是相比后起之秀海思,在DVR等典型安防产品应用方面,接口丰富性略显单薄,做多路DVR/MDVR产品等,成本有些高;

  3)2011~2013,采用海思HI351X系列,实现更低成本的多路车载硬盘+SD卡录像机,参见:

  http://www.besovideo.com/chn/products/mdvr_VC_A.asp

  不过功耗偏大是个瑕疵。

  7.关于3G制式说明

  电信的网络有:2G的CDMA1x(也可以传CIF视频,只不过没当年联通CDMA的包年数据卡了)、3G为EVDO/CDMA2000;

  联通的3G网络为:WCDMA

  移动的3G为:TD-SCDMA,带宽很低,但很快4G就汹涌而来了;

  对于我们3G图传厂商而言,3G/4G就是一个USB模块的更换而已;

  8.关于3G双卡和多卡的说明

  3G图传中所说的双卡或多卡传输,指的是设备内置多个3G模块,多个3G模块同时拨号上网,通过我们的协议软件将其上行传输带宽有效捆绑起来,来传输视频流。

  之所以要采用多卡传输,就是因为单个3G模块的上行传输带宽有限,典型的:

  电信3G/EVDO的上行带宽通常:300~500kbps

  联通3G/WCDMA的上行带宽通常为:400~600kbps

  而且这个带宽波动比较严重,单卡传输H.264 MP@CIF 300kbps左右的码率,还比较好;但要传输码率在800kbps~1.3Mbps的D1码率时,单卡就非常吃力了,为了传输D1或者更高清晰度的视频流,我们就需要多个3G模块的带宽捆绑来传输了。

  双卡里面,是2个3G模块同时使用,不是一主一备;当然了,双卡设备可以将其中一个3G模块禁用后当做单卡设备使用;

  多个3G模块是可以任意组合使用的,例如一电信一联通,或者双电信,或者双联通。当然了,一电信一联通是比较理想的组合,可以实现异种网络的互补。

  9.关于3G无线传输与微波无线传输的区别

 

  3G无线图传 微波无线图传
距离限制 无,只要有3G网络信号的地方,可随时随地的将现场图像传输到任意的地方 有,要有转播车或者架设中继基站(COFDM)
成本 施工成本低,前期投入小,但后期传输过程中将一直产生费用 前期工程投入大,但后期费用小
带宽保证与传输效果 3G网络有波动会引发图像流畅性的波动 只要无遮挡,带宽有保证,比较平稳可靠

 

  10.模拟摄像头的P制、N制是什么意思?

  PAL,NTSC,还有SEcam,这是全球现行的三种模拟技术彩色电视的制式。所谓制式,就是电视台和电视机共同实行的一种处理视频和音频信号的技术标准,只有技术标准一样,才能够实现电视机的信号正常接受。犹如家里的电源插座和插头,规格一样才能插在一起,中国的插头就不能插在英国规格的电源插座里,只有制式一样,才能顺利对接。

  彩色电视机的图像显示是由红绿蓝三基色信号混合而成,三种颜色信号不同的亮度构成了缤纷的彩色画面。而如何处理三基色信号,并实现广播和接收,需要一定的技术标准,这就形成了彩色电视的制式。目前,全球范围内存在有三种模拟技术的彩色电视制式,即NTSC制(又称N制,或美国制式)、PAL制(又称帕尔制或西德制式、英国制式)、SEcam制(又称塞康制或法国制式)。制式的区分主要在于其帧频(场频)的不同、分解率的不同、信号带宽以及载频的不同、色彩空间的转换关系不同等。

  PAL(Phase Alternating Line),是1965年制定的电视制,主要应用于中国,香港、中东地区和欧洲一带.这种制式的彩色带宽 为4.43Mhz伴音带宽为6.5Mhz,每秒25帧画面.

  NTSC(National Television System Committee)制式是1952年由美国国家电视制定委员会制定的彩色电视广播标准。美国 ,加拿大、以及日本、中国台湾、,韩国、菲律宾 的等国家采用的是这种制式。这种制式的彩色带宽为3.58Mhz,伴音带宽为 6.0Mhz,每秒30帧画面.

  为何NTSC制为每秒30帧,而PAL制式每秒25帧,这是因为采用NTSC的国家的市电为110V\60HZ,所以电视里的场频信号直接就取样了交流电源的频 率60HZ,因为两场组成一帧,所以60除以2等于30正好就是电视的帧数了,而我国的市电为220V\50HZ,所以原因同上就是每秒25帧了。

  11.模拟摄像头的水平解析线数

  模拟摄像头的的水平解析线数是反应一个摄像机清晰度的关键指标,常见的如,420TVL、480TVL、540TVL(彩色模式)而今已经接近650TVL(彩色模式)、700TVL(黑白模式)的极限值。

  所谓高线模拟摄像机,通常是指真实清晰度达到480TVL以上,业内一般是以CCD的规格型号为分水岭,以SONY的CCD为例,真正的高线模拟摄像机最少应配备1/3'SONY ICX639BK的CCD或者1/4'SONY ICX649AK的CCD,低于此规格的,均不是真正的高线。从技术方案来讲,高线模拟摄像机采用960H的CCD,其有效像素可达976*582,ISP则采用SONY EFFIO系列芯片;从清晰度来讲,高解析摄像机的输出视频也采用CVBS信号,但水平清晰度可达700线,比普通模拟摄像机的清晰度有大幅提升。

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