【文章內(nèi)容簡介】 2 / 534)MPEG2 (DVD 標(biāo)準(zhǔn))壓縮技術(shù)制定于 1994 年，設(shè)計(jì)目標(biāo)是高級工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率，主要針對高清晰度電視（HDTV）的需要，傳輸速率在 310Mbits/sec 間，與 MPEG1 兼容，適用于～60Mbps 甚至更高的編碼范圍。分辯率為 72048030（NTSC 制）或72057625（PAL 制） 。影視圖像的質(zhì)量是廣播級的質(zhì)量,聲音也是接近于 CDDA 的質(zhì)量。MPEG2 是家用視頻制式（VHS）錄像帶分辯率的兩倍。MPEG2 的音頻編碼可提供左右中及兩個(gè)環(huán)繞聲道,以及一個(gè)加重低音聲道，和多達(dá) 7 個(gè)伴音聲道(DVD 可有 8 種語言配音的原因)。由于 MPEG2 在設(shè)計(jì)時(shí)的巧妙處理，使得大多數(shù) MPEG2 解碼器也可播放 MPEG1 格式的數(shù)據(jù)，如 VCD。除了做為 DVD 的指定標(biāo)準(zhǔn)外，MPEG2 還可用于為廣播，有線電視網(wǎng)，電纜網(wǎng)絡(luò)以及多級多點(diǎn)的直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供廣播級的數(shù)字視頻。MPEG2 的另一特點(diǎn)是，其可提供一個(gè)較廣的范圍改變壓縮比，以適應(yīng)不同畫面質(zhì)量，存儲容量，以及帶寬的要求。對于最終用戶來說，由于現(xiàn)存電視機(jī)分辨率限制，MPEG2 所帶來的高清晰度畫面質(zhì)量(如 DVD 畫面)在電視上效果并不明顯，到是其音頻特性(如加重低音，多伴音聲道等)更引人注目。 MPEG2 的畫質(zhì)質(zhì)量最好，但同時(shí)占用帶寬也非常大，在 4M~15M 之間，不太適于遠(yuǎn)程傳輸。 5)MPEG4 壓縮技術(shù)如果說，MPEG1“文件小，但質(zhì)量差” ；而 MPEG2 則“質(zhì)量好，但更占空間”的話，那么 MPEG－4 則很好的結(jié)合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)。它于 1998 年 10 月定案，在 1999 年 1 月成為一個(gè)國際性標(biāo)準(zhǔn)，隨后為擴(kuò)展用途又進(jìn)行了第二版的開發(fā)，于 1999 年底結(jié)束。MPEG－4 是超低碼率運(yùn)動圖像和語言的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它不僅是針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG4 標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于視像電話(Video Phone)，視像電子郵件(Video Email)和電子新聞(Electronic News)等，其傳輸速率要求較低，在480064Kbits/sec 之間，分辨率為 176X144。MPEG4 利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖象質(zhì)量。與 MPEG1 和 MPEG2 相比，MPEG4 為多媒體數(shù)據(jù)壓縮提供了一個(gè)更為廣闊的平臺。它更多定義的是一種格式、一種架構(gòu)，而不是具體的算法。它可以將各種各樣的多媒體技術(shù)充分用進(jìn)來，包括壓縮本身的一些工具、算法，也包括圖像合成、語音合成等技術(shù)。 MPEG4 的特點(diǎn)是其更適于交互 AV 服務(wù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。MPEG4 是第一個(gè)使你由被動變?yōu)橹鲃?不再只是觀看，允許你加入其中，即有交互性)的動態(tài)圖象標(biāo)準(zhǔn)；它的另一個(gè)特點(diǎn)是其綜合性；從根源上說，MPEG4 試圖將13 / 53自然物體與人造物體相溶合(視覺效果意義上的)。MPEG4 的設(shè)計(jì)目標(biāo)還有更廣的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。 MPEG4 標(biāo)準(zhǔn)的占用帶寬可調(diào)，占用帶寬與圖像的清晰度成正比。以目前的技術(shù)，一般占用帶寬大致在幾百 K 左右?？傊鹃]路電視監(jiān)控是一個(gè)使本項(xiàng)目高度自動化、高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。 根據(jù)設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)規(guī)范和依據(jù)及國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)用戶的需求，以及所提供的圖紙及相關(guān)資料，并接合項(xiàng)目的實(shí)際情況及未來的發(fā)展趨勢，對該項(xiàng)目的閉路電視監(jiān)控進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)分別由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)四個(gè)部分構(gòu)成,還具有對圖像信號的分配切換、存儲、處理、還原等功能。其原理如以下系統(tǒng)圖： （1） 模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)原理圖14 / 53（2） 數(shù)字閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)原理圖15 / 53 根據(jù)用戶需求，充分考慮了本系統(tǒng)高度的可靠性、先進(jìn)性、靈活性、可擴(kuò)充性、易管理性及性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)所提供的圖紙及相關(guān)料資，并根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況及未來的發(fā)展趨勢，結(jié)合我公司從事過的多個(gè)項(xiàng)目所積累的經(jīng)驗(yàn)，以及相關(guān)產(chǎn)品的性能等因素，對本項(xiàng)目方案實(shí)施。本項(xiàng)目前端分布情況，具體參見如下信息點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)信息點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表編號 位置分布 需求分類 單位 數(shù)量 備注攝像機(jī)的選擇 攝像部分的主體是攝像機(jī)，其功能為觀察、收集信息。攝像機(jī)的性能及其安裝方式是決定系統(tǒng)質(zhì)量的重要因素。光導(dǎo)管攝像機(jī)目前已被淘汰，由電荷耦合器件簡稱 CCD 攝像機(jī)所取代。其主要性能及技術(shù)參數(shù)要求如下： 1)色彩：攝像機(jī)有黑白和彩色兩種，通常黑白攝像機(jī)的水平清晰度比彩色攝像機(jī)高，且黑白攝像機(jī)比彩色攝像機(jī)靈敏，更適用于光線不足的地方和夜間燈光較暗的場所。黑白攝像機(jī)的價(jià)格比彩色便宜。但彩色的圖像容易分辨衣物與場景的顏色，便于及時(shí)獲取、區(qū)分現(xiàn)場的實(shí)時(shí)信息。 2)清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度兩種。垂直方向的清晰度受到電視制式的限制，有一個(gè)最高的限度，由于我國電視信號均為 PAL 制式，PAL 制垂直清晰度為 400 行。所以攝像機(jī)的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼對電視圖像水平細(xì)節(jié)清晰16 / 53度的量度，用電視線 TVL 表示。 目前選用黑白攝像機(jī)的水平清晰度一般應(yīng)要求大于 500 線，彩色攝像機(jī)的水平清晰度一般應(yīng)要求大于 400 線。 3)照度：單位被照面積上接受到的光通量稱為照度。Lux(勒克斯)是標(biāo)稱光亮度(流明)的光束均勻射在 lm2面積上時(shí)的照度。攝像機(jī)的靈敏度以最低照度來表示，這是攝像機(jī)以特定的測試卡為攝取標(biāo)，在鏡頭光圈為 時(shí)，調(diào)節(jié)光源照度，用示波器測其輸出端的視頻信號幅度為額定值的 10%，此時(shí)測得的測試卡照度為該攝像機(jī)的最低照度。所以實(shí)際上被攝體的照度應(yīng)該大約是最低照度的 10 倍以上才能獲得較清晰的圖像。 目前一般選用黑白攝像機(jī)的最低照度，當(dāng)相對孔徑為 F／ 時(shí)，最低照度要求選用小于 。選用彩色攝像機(jī)的最低照度，當(dāng)相對孔徑為 F／ 時(shí)，最低照度要求選用小于。 3)同步：要求攝像機(jī)具有電源同步、外同步信號接口。對電源同步而言，使所有的攝像機(jī)由監(jiān)控中心的交流同相電源供電，使攝像機(jī)場同步信號與市電的相位鎖定，以達(dá)到攝像機(jī)同步信號相位一致的同步方式。 對外同步而言，要求配置一臺同步信號發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫同步，電視系統(tǒng)掃描用的行頻、場頻、幀頻信號，復(fù)合消隱信號與外設(shè)信號發(fā)生器提供的同步信號同步的工作方式。 系統(tǒng)只有在同步的情況下，圖像進(jìn)行時(shí)序切換時(shí)就不會出現(xiàn)滾動現(xiàn)象，錄、放像質(zhì)量才能提高。 4)電源：攝像機(jī)電源一般有交流 220V，交流 24V，直流 12V，可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇攝像機(jī)電源但推薦采用安全低電壓。選用 12V 直流電壓供電時(shí)，往往達(dá)不到攝像機(jī)電源同步的要求，必須采用外同步方式，才能達(dá)到系統(tǒng)同步切換的目的。 5)自動增益控制(AGC)：在低亮度的情況下，自動增益功能可以提高圖像信號的強(qiáng)度以獲得清晰的圖像。目前市場上 CCD 攝像機(jī)的最低照度都是在這種條件下的參數(shù)。 6)自動白平衡：當(dāng)彩色攝像機(jī)的白平衡正常時(shí)，才能真實(shí)地還原被攝物體的色彩。彩色攝像機(jī)的自動白平衡就是實(shí)現(xiàn)其自動調(diào)整。 7)電子亮度控制：有些 CCD 攝像機(jī)可以根據(jù)射入光線的亮度，利用電子快門來調(diào)節(jié)CCD 圖像傳感器的曝光時(shí)間，從而在光線變化較大時(shí)可以不用自動光圈鏡頭。使用電子亮度控制時(shí)，被攝景物的景深要比使用自動光圈鏡頭時(shí)要小。 8)逆光補(bǔ)償：在只能逆光安裝的情況下，采用普通攝像機(jī)時(shí)，被攝物體的圖像會發(fā)黑，應(yīng)選用具有逆光補(bǔ)償?shù)臄z像機(jī)才能獲得較為清晰的圖像。17 / 53 鏡頭選擇鏡頭按功能和操作分類：1)攝取靜態(tài)目標(biāo)的攝像機(jī)，可選用固定焦距鏡頭，當(dāng)有視角變化要求的動態(tài)目標(biāo)攝像場合，可選用變焦距鏡頭。鏡頭焦距的選擇要根據(jù)視場大小和鏡頭到監(jiān)視目標(biāo)的距離而定。 F=A L/B式中 F——焦距(mm)； A——像場、寬(mm)； L——鏡頭到監(jiān)視目標(biāo)的距離； B——視場高(L、B 采用相同的度量單位)。 2)選擇鏡頭焦距時(shí)，必須考慮攝像機(jī)圖像敏感器畫面的尺寸，有 2/3”、1/2” 、1/3” 、1/4”四種型式，這四種模式都具有垂直 X 水平尺寸為 3X4 的方位比，而四種模式攝像機(jī)對應(yīng)于某一個(gè)鏡頭，則下一個(gè)模式正好與它上一個(gè)模式攝像機(jī)相差一個(gè)鏡頭焦距的檔次。如專 1/2”攝像機(jī)使用 16mm 鏡頭的視角范圍正好與 1/3攝像機(jī)使用 12mm 焦距的鏡頭相同。以此類推。3)對景深大、視場范圍廣的監(jiān)視區(qū)域及需要監(jiān)視變化的動態(tài)場景，一般對應(yīng)采用帶全景云臺的攝像機(jī)，并配置 6 倍以上的電動變焦距帶自動光圈鏡頭。4)使用電荷耦合器件(CCD)時(shí)，一般均應(yīng)選擇自動光圈鏡頭，對于室內(nèi)照度恒定或變化很小的時(shí)可選擇手動可變光圈鏡頭，電梯轎箱內(nèi)的攝像機(jī)鏡頭應(yīng)根據(jù)轎箱體積的大小選用水平視場角大于 70176。的廣角鏡頭。5)隨著小型化需要，鏡頭尺寸需縮小，除通常攝像機(jī)鏡頭的標(biāo)準(zhǔn) C 接口外，引入了Cs 接口。由于 Cs 接口比 C 接口短 5mm，減小了鏡頭與敏感件的間距，故 Cs 接口系統(tǒng)體積小、輕，且 Cs 接口鏡頭價(jià)格較便宜。Cs 接口攝像機(jī)可配用 Cs 接口鏡頭，也可使用 C 接口鏡頭再加上引入 5mm 隔條環(huán)。而 C 接口攝像機(jī)只能配用 C 接口鏡頭，不能使用 Cs 接口的鏡頭。6)攝像機(jī)鏡頭應(yīng)從光源方向?qū)?zhǔn)監(jiān)視目標(biāo)，避免逆光。鏡頭的焦距和攝像機(jī)靶面的大小決定了視角，焦距越小，視野越大，焦距越大，視野越小。若要考慮清晰度，可采用電動變焦距鏡頭，根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整。7)通光量：鏡頭的通光量是用鏡頭的焦距和通光孔徑的比值(光圈)來衡量的，一般用 F 表示。在光線變化不大的場合，光圈調(diào)到合適的大小后不必改動，用手動光圈鏡頭即18 / 53可。在光圈線變化大的場合，如在室外，一般均需要自動光圈鏡頭。前端系統(tǒng)配置表編號 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 單位 數(shù)量 備注監(jiān)視現(xiàn)場和控制中心總有一定距離，從監(jiān)視現(xiàn)場到控制中心需要圖像信號傳輸圖像信號，同時(shí)從控制中心的控制信號要傳送到現(xiàn)場，所以傳輸系統(tǒng)包括視頻信號和控制信號傳輸兩部分。視頻信號傳輸一般采用同軸電纜傳輸視頻基帶信號，也可采用光纜傳送電視信號以及用平衡電纜對也就是利用電話電纜傳送。由于電纜對外界的靜電場和電磁波有屏蔽作用，可減少串?dāng)_，傳輸損失也較小。但當(dāng)電纜作為長距離傳送媒體時(shí)，會發(fā)生對地不平衡低頻地電流的影響，有時(shí)也會有高頻干擾。信號傳輸帶寬為 50Hz～4MHz，當(dāng)傳輸距離在 200m 以內(nèi)時(shí)，用同軸電纜傳送，其衰減的影響一般可不予考慮；當(dāng)傳輸距離大于 200m 時(shí)，電纜衰減量較大，為了能把整個(gè)帶寬內(nèi)不同頻率的信號進(jìn)行傳輸，必須使用電纜補(bǔ)償放大器。某些場合，布線非常困難時(shí)，可以采用無線傳輸如微波定向傳輸，但它要占用頻率資源，需經(jīng)無線電管理委員會核準(zhǔn)?？刂菩盘杺鬏攲τ?CCTV，常用的控制方式有直接控制、編碼控制、同軸視控。目前直接控制由于線纜過多，很少采用。編碼控制是將全部控制命令數(shù)字化(調(diào)制)后再傳輸，到控制設(shè)備后再解調(diào)，還原成直接控制量，可節(jié)約線纜。這種方式傳輸距離長，目前工程中采用較多。同軸視控就是控制信號與視頻信號共用一條同軸電纜，利用頻率分割或視頻信號消隱期傳輸控制信號的方式傳輸，但價(jià)格較貴。管槽敷設(shè)為防止電磁干擾和外電源及變頻電梯等干擾，電纜應(yīng)敷設(shè)在接地良好的金屬管或金屬橋架，同時(shí)保護(hù)線纜。19 / 53傳輸系統(tǒng)配置表編號 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品型號 單位 數(shù)量 備注 模擬控制系統(tǒng)視頻矩陣切換器對多路視頻輸入信號和多路視頻輸出信號進(jìn)行切換和控制，可以通過電子開關(guān)，組成切換矩陣，使任一路輸入可切換至任一路輸出。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足必要的視頻輸入／輸出容量，并易擴(kuò)展。一個(gè) CCTV 系統(tǒng)除主控鍵盤外，還可根據(jù)需要設(shè)置分控鍵盤。雙工多畫面視頻處理器能把多路視頻信號合成一幅圖像，達(dá)到在一臺監(jiān)視器上同時(shí)觀看多路攝像機(jī)信號。常用的 16 畫面分割器，又稱為多畫面視頻處理器，雙工的另一個(gè)用途是用一臺錄像機(jī)同時(shí)錄制多路視頻信號，并具有單路回放的功能，即能選擇同時(shí)錄下的多路視頻信號的任意一路在監(jiān)視器上回放。多畫面分割器將多個(gè)畫面通過視頻數(shù)字處理合并成分割狀的一個(gè)畫面，就出現(xiàn)了多畫面分割器?，F(xiàn)有4 畫面分割器，9 畫面分割器，16 畫面分割器。這樣用一臺監(jiān)視器，一臺錄像機(jī)上能同時(shí)監(jiān)看、記錄 16 個(gè)畫面，多畫面分割器通常分為三類：? 單工畫面處理器：單純監(jiān)看一個(gè)畫面，記錄分割畫面。? 雙工畫面處理器：在監(jiān)視單畫面、分割畫面同時(shí)，可以進(jìn)行記錄。? 全雙工畫面處理器：在監(jiān)視、記錄的同時(shí)，可以進(jìn)行記錄信號回放。視頻分配器一路視頻信號可同時(shí)分配成多路視頻輸出。20 / 53 數(shù)字化圖像監(jiān)控系統(tǒng) 以同軸電纜傳輸視頻信號，稱之為傳統(tǒng)的模擬信號傳輸方式，這種方式傳輸，在較短距離內(nèi)(如 200m 左右)視頻信號的衰減不大，如果超過 200m，則必須對視頻信號進(jìn)行補(bǔ)償放大。常規(guī)的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)較適合在一座建筑物或較小的地域范圍內(nèi)使用。 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與閉路電視技術(shù)相結(jié)合，適用于遠(yuǎn)距離傳輸多路視、音頻信號。實(shí)際上就是將模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，并對其壓縮編碼，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字多媒體技術(shù)來傳輸視頻圖像。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與圖像監(jiān)控技術(shù)有機(jī)結(jié)合