网络高清摄像机培训

1. 网络高清摄像机培训 产品中心：网络数字产品部 2011年1月

2. 1 3 4 2 1 议程 网络摄像机原理 网络高清摄像机关键部件 网络高清摄像机亮点 网络高清摄像机选型与应用

3. 网络摄像机原理 1

4. 网络摄像机的定义 网络摄像机，也叫IP摄像机，即IP Camera，简称IPC. IPC是新一代网络视频监控系统中的核心硬件设备，采用嵌入式架构，集成了视频音频采集、信号处理、编码压缩、前端存储及网络传输等多种功能，再结合网络视频存储录像系统（NVR)及管理平台软件（Easy7），就可以构建成大规模、分布式的网络视频监控系统。 Easy7 管理平台 IP 摄像机 LAN Internet xDSL C/S客户端浏览 IP摄像机 B/S 客户端浏览 IP 摄像机 节点型NVR 前端网络摄像机

5. IPC的硬件构成一般包括镜头、图像传感器、声音传感器、信号处理器、模/数转换器、编码芯片、主控芯片、网络及控制接口等部分组成。

6. 网络高清摄像机分类 • 按摄像机形状分：枪机、半球、快球，云台 • 按感光芯片分：CCD摄像机、CMOS摄像机 • 按输出接口划分:网络高清、SDI高清 • 按分辨率划分：130万、200万、500万 • 按灵敏度划分：普通、红外 • 按感光元件靶面大小划分：1inch、2/3inch、1/2inch、1/3inch、1/4inch

7. 网络摄像机关键部件 2

8. 网络高清摄像机关键部件 • 镜头 • 滤光片 • 感光元件

9. 镜头类型 • C-mount 图像传感器到镜头之间的距离应为17.526mm • CS-mount 图像传感器到镜头之间的距离应为12.5mm c-mount lens+5mm adapter ring后，可以转换成 cs-mount lens

10. 镜头的分类 • 按焦距分 • 标准：水平视场角30度 • 广角：水平视场角64度 • 长焦：水平视场角15度 • 按调焦方式分 • 手动调焦 • 自动调焦 • 按光圈分 • 手动光圈 • 自动光圈

11. 镜头参数 • 成像靶面尺寸 • 焦距 • 相对孔径 • 视场角

12. 成像靶面尺寸 一般来讲此值越大越好，感光面积越大成像质量越好。 适合的才是最好的！

13. 焦距 • 当已知被摄物体的大小及该物体到镜头距离，则可根据下两式估算所选取配镜头的焦距：       f=hD/H   －－（1）f=vD/V   －－（2） 式中，D为镜头中心到被摄物体的距离；H和V分别为被摄物体的水平尺寸和垂直尺寸；v为靶面成像的高度；h为靶面成像的水平宽度。       • 焦距决定了特定距离所能看到的水平区域大小 ： 焦距越长，所能看到的区域越狭窄 • eg:当选用1/2″镜头时，图像尺寸为v=4.8mm，h=6.4mm。 • 若镜头至景物距离D=3.5m，景物的实际高度为V=2.5m • 将以上参数代入公式(1)中，可得f=4.8·3500/2500=6.72mm， • 故选用6mm定焦镜头即可。

14. 镜头的角度数与焦距、距离的关系:

15. 相对孔径 为了控制通过镜头的光通量大小，在镜头的后部均设置了光阑（俗称光圈）。假定光阑的有效孔径为d，由于光线折射的关系，镜头实际的有效孔径为D，D与焦距f之比定义为相对孔径A，即       A=D/f   一般习惯上用相对孔径的倒数来表示镜头光圈的大小，用F表示，即： F=f/D 完整的F值：F1， F1.4， F2， F2.8， F4， F5.6， F8， F11， F16， F22， F32， F44， F64 F值越小，光阑越大，到达摄像机靶面的光通量就越大。 问题：为什么从F1到F1.4，光通量减少了一半？

16. 景深 • 景深表示聚焦清楚的范围，长景深表示聚焦清楚的范围大，短景深表示聚焦清楚的范围小。 • 景深和光圈的关系： 光圈越大，景深越小 • 广角镜头通常比望远镜头有较大景深，高F值也有较大景深。

17. 视场角镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角。视场角镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角。 视场角与镜头的焦距f及摄像机靶面尺寸（水平尺寸h及垂直尺寸v）的大小有关，镜头的水平视场角Ah及垂直视场角Av可分别由下式来计算，即 Ah=2arctg（h/2f） Av=2arctg（v/2f） 由以上两式可知，镜头的焦距f越短，其视场角越大

18. 在选择镜头时，要注意以下因素： 1、监控现场的大小：根据现场，选用广角、标准等镜头 2、被摄物体的高度 3、物距 4、焦距：根据物体的距离、大小测算出镜头焦距长度 5、CCD靶面尺寸：根据ccd靶面选用相符合的镜头 6、照明光的照度：物理环境的光照条件，是否逆光,红外光补偿？ 7、传感器的灵敏度： 监视目标的最低环境照度应高于摄像机最低照度的10倍 8、分辩率：靶面越小，对镜头分辩率要求越高 9、镜头接口：C or CS 10、光圈驱动方式： VIDEO or DV,驱动电压（6vor9v~12v）

19. 滤光片 定义 • 光学低通滤波器（OLPF） 功用 • 滤除红外线：镀膜、蓝玻璃 • 修整光线：石英

20. 感光元件 • CCD：电荷耦合器件(Charge Coupled Device )，传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出。 • CMOS：互补性氧化金属半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor )，传感器中每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。

21. CCD与CMOS比较 • CCD辨识 SONY CCD 松下 CCD SHARP CCD

22. CCD尺寸：即摄像机靶面，通常有2/3、1/2、1/3、1/4等规格；一般来讲此值越大越好，感光面积越大成像质量越好。CCD尺寸：即摄像机靶面，通常有2/3、1/2、1/3、1/4等规格；一般来讲此值越大越好，感光面积越大成像质量越好。 • 像素数：CCD是由面阵感光元素组成，每一个感光元素称为像素，像素越多，图像越清晰，有的给出了水平及垂直方向的像素数，如500H×582V，有些则给出了前两者的乘积值，如130万像素。 • 分辨率：通常是指摄像机的水平分辨率，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间的线条。

23. 网络高清摄像机亮点 3

24. 网络摄像机的亮点优势

25. 什么是高清 分辨率：1600×1200 清晰度：800线左右 约为190万像素 码流：5Mbps 录像文件：5000M/路/小时 1080i 高清 分辨率：1280×720 清晰度：800线左右 约为100万像素 码流：3Mbps 录像文件：3000M/路/小时 720p 分辨率：704×576 清晰度：500线左右 约为44万像素 码流：1.5Mbps 录像文件：1500M/路/小时 D1 标清 分辨率：352×288 清晰度：300线左右 约为10万像素 码流：384Kbps 录像文件：300M/路/小时 CIF

26. 网络高清摄像机的亮点优势 • 支持e-PTZ电子云台； • 双向语音； • 敏感区遮挡； • SD卡本地缓存； • ……… • 百万高清； • 多编码多码流； • 逐行扫描； • POE供电； • 多种传输模式 （有线无线3G）

27. 高清分辨率，无微不至 640x480 1280x960 4个VGA分辨率摄像机 130万高清摄像机 = + + +

28. H.264/AVC算法实现低带宽占用 采用H.264算法，实现2M带宽传输720P高清视频！！

29. 高性能H.264编码有效节省存储空间 采用H.264编码，节省大量存储空间！ 多种存储方式，实现分布式存储！

30. 多编码 & 多码流 录像 / 备份 1280x720 H.26425fps 800x600 MPEG4 30fps 远程访问 320x240 MJPEG 5fps 640x480 H.264 5fps 移动监控 SD 卡存贮

31. 多应用集成，方便的施工和调试使用 ■混合输出 - 以太网和BNC同时输出功能，便于A1网络摄像机在现有的模拟网络中升级，兼容性地同时传输 IP视频流以及模拟复合流。 CAT5 以太网连接 BNC 连接 NVR/CMS BNC 连接 DVR CCTV 监视器 ■ SD 卡存贮 - 摄像机内部可以进行本地储存，所以当发生报警时，即使网络断线，事件/事故图像也能储存。

32. 网络高清摄像机选型&应用 3

33. 网络高清摄像机选型应用—要点 IPC厂商一般都提供非常完整的全面的参数列表，其中包括传感器类型、芯片类型、视频输出、音频接口、报警接口、存储接口、网络接口、POE功能等硬性指标，还有如操作系统、压缩算法、帧率、分辨率、码流、网络协议、照度、Web功能等软性参数，通常参数表基本可以了解IPC的功能、档次。但是，还有一类参数如二次开发支持、本地存储空间、图像延时、网络适应性、并发访问数支持可能不会显示在参数列表，需要进一步了解。 图像质量是IPC的根本，包括色彩还原能力、静态动态下的清晰度、无拖影、马赛克。网络适应性是IPC的重点考察点，尤其对恶劣环境的适应性，传输的延迟情况是一个重要指标。

34. 网络高清摄像机应用 设计的重点不在安装施工，而在网络与存储方面，因此需要考虑录像系统在网络的位置，需要考虑带宽的占用、平台的功能应用等。在IPC应用设计时，首先需要明确具体项目的应用需求，点位的数量、分布情况，存储系统的架构，网络建设情况等。其次要注意，目前并非IPC适用所有的项目，只有在网络建设可以良好实现的情况下，具有集中存储优势及前端点位分布比较分散的情况下，IPC是不错的选择。 网络 TC-NC9010S2-MP TC-NC9110S2-MP TC-NH9106S2-MP TCP/IP网络 TCP/IP网络 数据服务器 Easy7综合管理平台 客户端 NVR网络存储

35. 网络高清摄像机应用（续） 确定监视目标及范围：在部署IPC之前，首先需要明确监视目标及范围，这是前提。监视目标分宏观及微观，宏观监视一般是用来了解场景内目标的大概行为，微观监视是对场景内目标需要识别，如人脸、ATM、车辆号码等。监视范围主要指视频场景中能够覆盖到的区域。监视目标及范围因素共同决定了IPC的类型，如焦距、固定或PTZ、安装位置、是否采用百万像素高清机型等。 考虑安装环境因素：与模拟摄像机类似，IPC设计时需要考虑安装环境，安装环境的考察是为了确定摄像机的灵敏度及防护罩选用。如室外无光源情况下可能需要考虑辅助光源或采用日夜转换型IPC，室外灰尘污染严重的情况下需要考虑防尘防护罩，室内无天花的环境下需要考虑支架安装等。 存储及带宽要满足需求：视频的存储及带宽需求与多种因素有关，如：摄像机数量及分布情况；摄像机录像方式如实时或报警录像或按时间表录像；录像的参数如帧率、分辨率、图像质量，码流参数；视频场景的复杂情况，如繁忙与相对平静；视频录像计划保存时间；视频存储设备的分布情况；视频客户端、电视墙等分布情况及数量。

36. 网络高清选型需求分析（1） • 选择IPC时，首先要了解客户的需求： • 自然环境条件如何？－主机指标 • 辅助光源照度如何？－光照评估 • 被摄物体范围大小？－镜头选择 • 用户的经济承受能力？－系统造价

37. 网络高清选型需求分析（2） • 自然环境条件如何？ • 光照条件 • 是否有逆光 • 是否有强光 • 是否晚上使用 • 室内或室外 • …

38. 网络高清选型需求分析（3） • 辅助光源照度如何？ • 常规可见光照明 • 被动红外与主动红外摄像技术 • 红外灯：半导体固体发光红外灯、热辐射红外灯

39. 网络高清选型需求分析（4） • 被摄物体范围大小？ • 视角 • 距离 • 景深

40. 网络高清选型需求分析（5） • 用户的经济承受能力？ • 系统成本对比分析 • 网络高清摄像机＋网络视频服务器的方式 • 网络标清摄像机＋网络视频服务器的方式 • 模拟摄像机＋硬盘录像机的方式 • 客户经济能力与产品需求分析

41. 网络高清选型需求分析（6） • 在选择摄像机时，还要注意以下因素： • 根据工作环境应选配相应的摄像机防护罩，防护罩可根据需要设置调温控制系统和遥控雨刷等，摄像机是通过防护罩的办法来防高温、防低温、防雨、防雪、防沙尘的，在高低温差大，需要防雨、防尘的露天环境中工作时，防护罩应能避免日光直射，能刮去玻璃窗上的水珠，防止玻璃窗上结霜，低温环境下可对摄像机加热等。 • 固定摄像机在特定部位上的支承装置，可采用摄像机托架或云台。当一台摄像机需要监视多个不同方向的场景时，应配置自动调焦装置和遥控电动云台。使用云台的目的是扩大摄像机的视域，应根据不同的使用环境，选择合适的云台。