关于视频监控系统的
调研报告
2005年9月26
目 录 第1章
1.1 1.2 1.3 第2章
2.1
概述.................................................................................................... 5 行业背景............................................................................................ 5 应用领域............................................................................................ 6 系统构成............................................................................................ 7 发展历程............................................................................................ 8 模拟视频监控系统............................................................................ 8 2.1.1 系统特点..................................................................................... 8 2.1.2 存在的问题................................................................................. 8 2.1.3 涉及主要技术............................................................................. 8 2.1.4 涉及主要设备............................................................................. 9 2.1.5 典型应用..................................................................................... 9 2.2
数字视频监控系统.......................................................................... 10 2.2.1 系统特点................................................................................... 10 2.2.2 存在的问题............................................................................... 10 2.2.3 涉及主要设备........................................................................... 11 2.2.4 典型应用................................................................................... 11 2.3
网络数字视频监控.......................................................................... 13 2.3.1 系统特点................................................................................... 13 2.3.2 系统优势................................................................................... 13 2.3.3 涉及主要设备........................................................................... 14 2.3.4 典型应用................................................................................... 14
第3章
3.1
产品介绍.......................................................................................... 17 摄像部分.......................................................................................... 17 3.1.1 摄像机....................................................................................... 18 3.1.2 镜头........................................................................................... 23 3.1.3 云台与防护罩........................................................................... 29 3.1.4 解码器....................................................................................... 30
3.2 传输部分.......................................................................................... 33 3.2.1 视频放大器............................................................................... 34
3.3 控制部分.......................................................................................... 34 3.3.1 画面分割器............................................................................... 35 3.3.2 画面处理器............................................................................... 36 3.3.3 视频矩阵切换控制器............................................................... 36 3.3.4 硬盘录相机............................................................................... 36 3.3.5 网络摄像机............................................................................... 37 3.3.6 视频服务器............................................................................... 38
3.4 第4章
4.1 4.2
显示部分.......................................................................................... 41 主要技术.......................................................................................... 43 流媒体技术...................................................................................... 43 数字音视频编码技术...................................................................... 44 4.2.1 、M-JPEG................................................................................. 45 4.2.2 、H.263 ..................................................................................... 45 4.2.3 、MPEG-1 ................................................................................ 45 4.2.4 、MPEG-2 ................................................................................ 46 4.2.5 、MPEG-4 ................................................................................ 46 4.2.6 、H264 ...................................................................................... 47
4.3 4.4
网络技术.......................................................................................... 47 网络存储技术.................................................................................. 48 4.4.1 分布式独立视频存储............................................................... 48 4.4.2 集中式网络视频存储............................................................... 49
4.5 防雷知识.......................................................................................... 50 4.5.1 雷击保护的基本原则............................................................... 50 4.5.2 雷电防护措施........................................................................... 50 4.5.3 电视监控系统防雷接地方法................................................... 51 4.5.4 选用避雷器的注意事项........................................................... 52
第5章 典型案例.......................................................................................... 54
5.1 中小型视频监控系统...................................................................... 54 5.1.1 简单的定点监控系统............................................................... 55 5.1.2 简单的全方位监控系统........................................................... 55 5.1.3 低成本全方位监控系统........................................................... 56 5.1.4 具有小型主机的监控系统....................................................... 56 5.1.5 具有声音监听的监控系统....................................................... 57
5.2 大中型视频监控系统...................................................................... 57 5.2.1 大中型视频监控系统释义....................................................... 58 5.2.2 多主机多级视频监控系统....................................................... 58
第6章
6.1
调研结论.......................................................................................... 59 发展趋势.......................................................................................... 59 6.1.1 数字化....................................................................................... 59 6.1.2 网络化....................................................................................... 59
6.2 市场商机.......................................................................................... 61
第1章 概述
1.1 行业背景
当前，随着经济发展水平的提高和技术的成熟，社会经济和科学技术的飞速发展，特别是计算机网络的发展，宽带接入及通讯已经成为电信领域最有潜力的广阔市场。到2004年全球Internet用户已突破10亿，其中约有4.7亿用户将通过宽带接入方式，与此同时，人们对安全技术防范的要求也越来越高。为了打击各种各样的经济刑事犯罪，保护国家和人民群众的生命财产安全，保证各行各业和社会各部门的正常运转，采用高科技手段预防和制止各种犯罪将会成为安全防范领域的发展方向。
二十世纪八十年代末到九十年代中期，随着各种新型安保观念的引入，社会各部门、各行业及居民小区纷纷建立起了各自独立的闭路电视监控系统或联网报警系统。在银行、通讯、电力等国家重点部门，联网报警网络已基本形成，对预防和制止犯罪、维护社会经济的稳定起到了重要作用。
在中国，总理在“两会”的工作报告中也首次提到：重点支持建设高速宽带信息业务。2001年中国电信的目标用户是全年发展180万宽带用户，其中ADSL用户30万，以太网接入用户150万；背靠上市的长城宽带网络服务公司2001年要在全国建成完工宽带社区用户300万，预计投资25亿元人民币；还有联通、网通、吉通、铁通等各路人马大搞“圈地运动”。
监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统，一套优秀的监控系统可以实时动态地汇报被监测点的情况，及时发现问题并进行处理，完整的备份资料可以随时进行分析调查。
1.2 应用领域
视频监控一直是监控领域的热点，它以直观、方便、信息内容丰富而在各个行业得到广泛应用，如：交通、电力、通信、石油、码头、仓库、金融、政府机关企事业单位办事窗口，和军队、公安、消防、监狱、水利/水厂、民航等要害部门，以及医院、小区安保、店铺等领域。具体应用方式如下：
例1：医院安装的病房监视系统对于医护人员随时了解非典型肺炎患者病 情、减少医护人员频繁出入“非典”病房、降低感染机率十分有利。
无线监看 有线监看 例2：交通路况监测
无线监看
有线监看
PC录像
例3：商场应用
便利店
音像店
药店
书店
1.3 系统构成
典型的视频监控系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。视频监控系统由摄像机部分（有时还有麦克）、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。在每一部分中，又含有更加具体的设备或部件。
第2章 发展历程
视频监控系统的发展与电子、通信的发展息息相关，就其发展的阶段看，主要经历了以下阶段：
模拟视频监控系统 数字视频监控系统 网络数字视频监控系统
2.1 模拟视频监控系统
模拟监控系统发展较早，目前常称为第一代监控系统，视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输，并由控制主机进行模拟处理。
2.1.1 系统特点
A) 视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式，质量最高； B) 经过几十年的发展，技术成熟，系统功能强大、完善；
2.1.2 存在的问题
A) 只适用于较小的地理范围； B) 与信息系统无法交换数据；
C) 监控仅限于监控中心，应用的灵活性较差； D) 不易扩展；
2.1.3 涉及主要技术
A) 模拟摄相头采集模拟信号通过同轴电缆的传输； B) 多路模拟信号传入中心控制系统进行画面分割；
2.1.4 涉及主要设备
视频数据采集 信号传输 模拟摄相头 同轴电缆 信号处理 画面分割器 画面处理器 控制系统 画面处理器 数据存储 磁带机 2.1.5 典型应用
例1：单台监视器上多画面显示
例2：显示矩阵多画面显示
2.2 数字视频监控系统
半数字模式，视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输由多媒体控制主机或硬盘录像主机（DVR）进行数字处理与存贮。DVR采用微机和Windows平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件，不同型号视频卡可连接1/2/4路视频，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级实现数字化的可选方案，适合传统监控系统的改造，不适合新建的监控系统、又要求实现远程视频传输（超过1-2公里）的系统。
2.2.1 系统特点
A) 视频、音频信号的采集、存储主要为数字形式，质量较高 B) 系统功能较为强大、完善 C) 与信息系统可以交换数据 D) 应用的灵活性较好
2.2.2 存在的问题
A) 通常只适合于小范围的区域监控 模拟视频信号的传输工具主要是同轴
电缆，而同轴电缆传输模拟视频信号的距离不大于1Km，双绞线的距离更短，这就决定了模拟监控只适合于单个大楼\\小的居民区以及其它小范围的场所；
B) 系统的扩展能力差 对于已经建好的系统，如要增加新的监控点，往往是
牵一发而动全身，新的设备也很难添加到原有的系统之中；
C) 无法形成有效的报警联动 在模拟监控系统中， 由于各部分独立运作，
相互之间的控制协议很难互通，联动只能在有限的范围内进行。 DVR系统从监控点到监控中心为模拟方式传输，与第一代系统相似存在许多缺陷，要实现远距离视频传输需铺设（租用）光缆、在光缆两端安装视频光端机设备，系统建设成本高，不易维护、且维护费用较大。
随着信息处理技术的不断发展，嵌入式DVR系统近几年异军突起，由于其可靠性高、使用安装方便在银行系统应用特别广泛，我们通常称嵌入式DVR为2.5代监控系统。
2.2.3 涉及主要设备
视频数据采集 信号传输 模拟摄相头 同轴电缆 控制线 局域网络设备
信号处理 视频采集卡 视频矩阵 控制系统 硬盘录相机 数据存储 硬盘录相机 2.2.4 典型应用
数字信号控制的模拟视频监控系统分为基于微处理器的视频切换控制加PC机的多媒体管理和基于PC机实现对矩阵主机的切换控制及对系统的多媒体管理两种类型。
1、基于微处理器的视频切换控制加PC机的多媒体管理类型
80年代是微处理器的年代，视频监控系统利用微处理器固件发展的矩阵切换器，将原来分散的全硬件视频监控系统微型集中化，如将视频切换、对前端的控制等功能集合一起，一机处理，是技术上的一个突破。
自备微处理器的矩阵主机可通过PC机的图形管理软件实现以下功能： ①对单一工作站之中的视频监控、出入口控制、内部通讯、报警等进行综合全面控制（注：只能提供一个简单的、可增强系统控制功能的用户界面，但不能代替矩阵主机的安防配置和编程能力）；
②任意一台工作站可通过网络，控制其它工作站所连接的矩阵主机、报警设备，完成视频切换云台、镜头控制及报警联动等；
③可通过软件实现对众多矩阵主机和报警接口软件模块的控制。
2、基于PC机实现对矩阵主机的切换、控制和对系统的多媒体管理 基于PC机的视频监控系统采用软件设计，实现摄像机到监视器的视频矩阵切换，云台和镜头的控制，通过串口连接报警设备的报警信息，并通过程序编程自动完成视频切换、云台控制、报警联动、报警录像等各项控制功能。
系统能充分利用PC机的资源，使视频监控系统随电脑技术的发展而不断进
步，同时其开放性的结构特性更可使之与其它多种系统如与消防报警系统、出入口管理系统、楼宇自控系统等实现互动集成。
2.3 网络数字视频监控
网络数字监控是将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理。
2.3.1 系统特点
视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于国际通用的TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过设在网上的网络虚拟（数字）矩阵控制主机（IPM）来实现对整个监控系统的指挥、调度、存贮、授权控制等功能。此外报警、门禁、巡更等前端设备输出的数字信号也可由多网合一的方式通过网络复用进行传输并在同一平台上进行管理与控制。
2.3.2 系统优势
网络视频监控系统使用现有的网络系统，采用嵌入式的“网络视频服务器”，实现从监控点前端、监控中心、监控工作站的数字化处理，是监控系统发展的必然趋势。
网络数字视频系统与上述第一、二代系统相比具有明显的优势：
A) 利用现有的网络资源，不需要为新建监控系统铺设光缆、增加设备，轻
而易举地实现远程视频监控。
B) 系统扩展能力强，只要有网络的地方增加监控点设备就可扩展新的监控
点。
C) 维护费用低，网络维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、免维
护系统。
D) 系统功能强大、利用灵活、全数字化录像方便于保存和检索。
E) 在网络中的每一台计算机，只要安装了客户端的软件，给予相应的权限
就可成为监控工作站。
2.3.3 涉及主要设备
视频数据采集 信号传输 模拟摄相头 双绞线 信号处理 控制系统 数据存储 硬盘录相机 网络存储器 磁盘阵列 视频服务器PC+软件 （流媒体服务器） 一体化摄相机 光纤 E1线路 交换机等网络设备 解码器 无线传输设备 2.3.4 典型应用
IPCCTV发展至今主要有三种方式。
第3.1代：现场电脑插卡方式：即通过在现场设置电脑并在其内安装视频压缩卡，将前端模拟信号通过PC机转换为数字信号再上网传输，属非嵌入式系统。
3.1代示意图
这一代的系统优缺点如下：
a、PC机的多媒体监控主机综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等的众多功能， 使系统结构大为简化。
b、由于采用计算机网络技术，数字多媒体远程网络监控不受距离限制； c、由于采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存储器， 可以节省大量的磁带介质，同时有利于系统实现多媒体信息查询。
但由于是基于PC机的视频监控录像系统，在实际工程使用过程中，也暴露
出一些不足，主要是系统工作的不稳定性。 基于PC的视频监控录像系统的组成结构为：兼容/工控PC机+视频采集卡+普通/较可靠的操作平台+应用软件。从系统的组成结构来分析：
a、PC机
兼容PC机用于24小时不间断工作时，其性能是不很稳定的，工控PC机相对兼容PC机的稳定性有一个档次上的提高，适用于较复杂的工作环境；
b、操作系统
以Windows 98为操作平台的系统，业内人士都知道， Win98的稳定性是有一定问题的，如果同时应用软件又不是很规范，这样就容易在使用过程中出现工作不稳定、死机等问题，而基于PC机的视频监控录像系统其软件的实现是在Windows 95/98/NT、Unix、Linux等通用操作系统上，同时系统文件、应用软件和图像文件都存储在硬盘上，视频处理必须高密度输入大量数据，同时硬盘要进行多工工作，普通的硬盘逻辑（如Windows的FAT32）已无法适应，以致极易产生系统的不稳定性，造成死机现象；
c 、应用软件
采用简易应用软件的系统是不能够用于安防领域的，视频监控系统的应用软件能力上应支持多任
务并发处理，如监视、录像、回放、备份、报警、控制、远程连接等的多工处理能力；
d、视频采集卡
视频监控录像系统通常均为多路输入系统，视频采集卡可采用多卡方式，也可采用单卡方式。一般说，单卡方式集成度高，稳定性会优于多卡方式，很多采用一路一卡的方式很容易形成硬件冲突，其稳定性会有较大的影响。目前市场上也有部分为追求高帧数而设计采用多卡进行迭加的多路单卡设备，但其仍在计算机的总线上进行传输、处理，不可能会有质的飞跃。
第3.2代：通过网络视频编解码器方式——通过在现场设置视频网络编码器将模拟视频编码后上网传输，并在监控端设置的对应解码器将网上数字视频信号解码后进行监控。其优点在于现场不需PC机支持，系统稳定性提高。但具有只能实现“一对一”式传输，实现网络“互联互通”及授权客户直接访问较困难，
构建系统及联网比较困难的缺点。
3.2代示意图
第3.3代：现场采用网络监控产品包括：网络摄像机、网络高速球、网络视频接入器等，它们的输出即为全数字信号并直接上网传输与控制。多采用嵌入式结构，现场无需PC机支持；
3.3代示意图
这一代系统又是称为嵌入式视频监控系统，其特点在于：
a、布控区域广阔 嵌入式视频Web服务器监控系统的Web服务器直接连入网络，没有线缆长度和信号衰减的限制，同时网络是没有距离概念的，彻底抛弃了地域的概念，扩展布控区域。
b、系统具有几乎无限的无缝扩展能力 所有设备都以IP地址进行标识，增
加设备只是意味着IP地址的扩充。
c、可组成非常复杂的监控网络 采用基于嵌入式Web服务器为核心的监控系统， 在组网方式上与传统的模拟监控和基于PC平台的监控方式有极大的不同， 由于Web服务器输出已完成模拟到数字的转换并压缩，采用统一的协议在网络上传输，支持跨网关、跨路由器的远程视频传输。
d、性能稳定可靠，无需专人管理 嵌入式Web服务器实际上基于嵌入式电脑技术， 采用嵌入式实时多任务操作系统， 又由于视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内，直接连入局域网或广域网，即插即看，系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高，也无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。
e、当监控中心需要同时观看较多个摄像机图像时，对网络带宽就会有一定的要求。
第3章 产品介绍
3.1 摄像部分
摄像部分是视频监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。有时，被监视场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显示系统，在摄像机上加装电动的（可遥控的）可变焦距（变倍）镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；有时还把摄像机安装在电动云台上，通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。总之，摄像机就像整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给控制中心的监视器上。由于摄像部分是系统的最前端，并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到控制中心的监视器上，所以从整个系统来讲，摄像部分是系统的原始信号源。因此，摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。从系统噪声计算理论的角度来讲，影响系统噪声的最大因素是系统中的第一级的输出（在这里即为摄像机的图像信号输出）信号信噪比的情况。所以，认真选择和处理摄像部分是至关重要的。如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上，那么到达监视
器上的图像信号信噪比将下降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器、等又引入了噪声的缘故。
除了上述的有关讨论之外，对于摄像部分来说，在某些情况下，特别是在室外应用的情况下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。
3.1.1 摄像机
摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵 CCD 图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本 MOS 图像传感器有了较快速的发展，基于 MOS 图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于 MOS 图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上 CCD 图像传感器，因此，在电视监控系统中使用摄像机仍为 CCD 摄像机。
摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白 CCD 摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外），因此在实际应用中，应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头。
3.1.1.1 黑白 CCD 摄像机的主要参数
在电视监控系统中选择摄像机，一般要看几个主要的参数，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外还要考虑摄像机的附带功能及价格和今后服务等因素。以下对摄像机的几个主要参数作一介绍。
A 、 CCD 尺寸及像素数 CCD 尺寸指的是 CCD 图像传感器感光面的对角线尺寸，早期的 CCD 尺寸比较大，为 lin 、 2/3in 和 1/2in 等几种，因而近年来用于电视监控摄像机的 CCD 尺寸以 1/3in 为主流。
像素数指的是摄像机 CCD 传感器的最大像素数，有些给出了水平及垂直方向的像素数， 如 500H*582V ，有些则组出了前两者的乘积值，如 30 万像
素。对于一定尺寸的 CCD 芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。例如，在电视监控摄像机中使用的 CCD 传感器的像素有的已达到 48 万像素。
B 、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能再辨出黑白相间的线条。
工业监视用摄像机的分辨率通常在 380~460 线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到 700 线左右。
C 、 低照度 低照度指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。测定此参数时，还应特别注明镜头的最大相对孔径。例如，使用 F1. 2 的镜头，当被景物的光亮度值低到 0. 04lx 时，摄像机输出的视频信号幅值为最大幅值的 50% ，即达到 350mV （标准视频信号最大幅起来 700mV ），则称此摄像机的最低照度为 0. 04lx/F1. 2 。被摄景物的光亮度值再低，摄像要输出的视频信号的幅值就达不到350mV了，反映在监视器的屏幕上，将是一屏很难分辨出层次的、灰暗的图像。
D 、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 （自动增益控制）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，应使用视频杂波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。
3.1.1.2 黑白 CCD 摄像机的附带功能
除了上述介绍的基本参数外，各品牌的摄像机大都还有一些附带的功能，如自动光圈接口、电子快门、自动增益控制、逆光补偿、线锁定同步及外同步等，下面简要介绍一下。
A 、电动光圈接口 目前在市场上见到的标准 CCD 摄像机大都带有驱动自动光圈镜头的接口，其中有些只提供一种驱动方式（通常为视频驱动方式），也就是说，它只能配接 VD 型的自动光圈镜头，有些则可同时提供两种驱动方式（视频驱动和直流驱动）供用户选择，因此，它可以配接任何自动光圈镜头。这里，视频驱动（ Video Driver ，简称 VD ）方式是指摄像机将视频信号电平输出到自动光圈镜头的内部，再由其内部的驱动电路输出控制电压，使镜头光圈调整电动机转动；直流驱动（ DC Driver ，简称 DD ）方式则是指摄像机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路，可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动，因此，具有直流驱动接口的摄像机的成本就稍许高一些（因为增加了一部分电路），但所选配的自动光圈镜头则因其内部不含有驱动电路而体积稍小一些，价格也就低一些。
不同品牌及型号的摄像机所带自动光圈接口的位置及形式是不完全一样。一般摄像机的自动光圈接口设置在机身的后面板上，但也有一些则设在机身的侧面。其中阴式方四孔接口最为常见，但不同摄像机对其各针脚的定义又不完全相同。一般视频驱动自动光圈接口使用 3 个针，即电源、视频、接地；而直流驱动自动光圈接口使用 4 个针，即阻尼正、阻尼负、驱动正、驱动负。若同时具有两种光圈驱动方式，则具体将该接口定义为 VD 还是 DD 驱动方式，须由另外的拨动开关来选择（如 JETCOM 公司的 JC 系列摄像机），也有的由摄像机盖板内视频处理板上不同的插座位置来选择，并在出厂前设定一种方式（如 NATURE 的 NV-434CA 摄像机），还有的干脆在摄像机机身侧面及后面板上直接设定两个不同的自动光圈接口（如 JVC 的 TX-S240E 摄像机）。
B 、电子快门 电子快门（ Electronic Shutter ）是比照照相机的机械快门功能提出一个术语，它相当于控制 CCD 图像传感器的感光时间。由于 CCD 感光的实质是信号电荷的积累，则感光时间越长，信号电荷的积累时间就越长，输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间（即调整时钟脉冲的宽度），即可实现控制 CCD 感光时间的功能。
C 、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。
D 、背光补偿 背光补偿（ Back – light Compensation ）也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。
当引入背光补偿功能时，摄像机仅对整个视场的一个子区域（如从第 80 行 ~ 200 行的中心区域）进行检测，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，从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮，但其与主体画面的主观亮度差会大大降低，整个视场的可视性得到改善。
E 、 线锁定同步 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。
3.1.1.3 摄像机的使用
摄像机的使用很简单，通常只要正确安装镜头、连通信号电缆，接通电源即可工作。但在实际使用中，如果不能正确地安装镜头并调整摄像机及镜头的状态，则可能达不到预期使用效果。以下简要介绍摄像机的正确使用方法。
A 、安装镜头 摄像机必须配接镜头才可使用，一般应根据应用现场的实际情况来选配合适的镜头，如定焦镜头或变焦镜头、手动光圈镜头或自动光圈镜头、标准镜头或广角镜头或长焦镜头等。另外还应注意镜头与摄像机的接口，是 C 型接口还是 CS 型接口（这一点要切记，否则用 C 型镜头直接往 CS 接口摄像机上旋入时极有可能损坏摄像机的 CCD 芯片）。
安装镜头时，首先去掉摄像机及镜头的保护盖，然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。对于自动光圈镜头，还应将镜头的控制线连接到摄像机的自动光圈接口上，对于电动两可变镜头或三可变镜头，只要旋转镜头到位，则暂时不需校正其平衡状态（只有在后焦聚调整完毕后才需要最后校正其平衡状
态）。
B 、调整镜头光圈与对焦 关闭摄像机上电子快门及逆光补偿等开关，将摄像机对准欲监视的场景，调整镜头的光圈与对焦环，使监视器上的图像最佳。如果是在光照度变化比较大的场合使用摄像机，最好配接自动光圈镜头并作摄像机的电子快门开关置于 OFF 。如果选用了手动光圈则应将摄像机的电子快门开关置于 ON ，并在应用现场最为明亮（环境光照度最大）时，将镜头光圈尽可能开大并仍使图像为最佳（不能使图像过于发白而过载），镜头即调整完毕。装好防护罩并上好支架即可。由于光圈较大，景深范围相对较小，对焦距时应尽可能照顾到整个监视现场的清晰度。当现场照度降低时，电子快门将自动调整为慢速，配合较大的光圈，仍可使图像满意。
在以上调整过程中，若不注意在光线明亮时将镜头的光圈尽可能开大，而是关得比较小，则摄像机的电子快门会自动调在低速上，因此仍可以在监视器上形成较好的图像；但当光线变暗时，由于镜头的光圈比较小，而电子快门也已经处于最慢（ 1/50s ）了，此时的成像就可能是昏暗一片了。
C 、后焦距的调整 后焦距也称背焦距，指的是当安装上标准镜头（标准 C/CS 接口镜头）时，能使被摄景物的成像恰好成在 CCD 图像传感器的靶面上，一般摄像机在出厂时，对后焦距都做了适当的调整，因此，在配接定焦镜头的应用场合，一般都不需要调整摄像机的后焦。
在有些应用场合，可能出现当镜头对焦环调整到极限位置时仍不能使图像清晰，此时首先必须确认镜头的接口是否正确。如果确认无误，就需要对摄像机的后焦距进行调整。根据经验，在绝大多数摄像机配接电动变焦镜头的应用场合，往往都需要对摄像机的后焦距进行调整。
后焦距调整的步骤如下： a 、将镜头正确安装到摄像机上。
b 、将镜头光圈尽可能开到最大（目的是缩小景深范围，以准确找到成像焦点）。
c 、通过变焦距调整（ Zoom In ）将镜头推至望远（ Tele ）状态，拍摄 10m 以外的一个物体的特写，再通过调整聚焦（ Focus ）将特写图像调清晰。
d 、进行与上一步相反的变焦距调整（ Zoom Out ）将镜头拉回至广角
（ Wide ）状态，此时画面变为包含上述特写物体的全景图像，但此时不能再作聚焦调整（注意：如果此时的图像变模糊也不能调整聚焦），而是准备下一步的后焦调整。
e 、将摄像机前端用于固定后焦调节环的内六角螺钉旋松，并旋转后焦调节环（对没有后焦调节环的摄像机则直接旋转镜头而带动其内置的后焦环），直至画面最清晰为止，然后暂时旋紧内六角螺钉。
f 、重新推镜头到望远状态，看看刚才拍摄的特写物体是否仍然清晰，如不清晰再重复上述第 a 、 b 、 c 步骤。
g 、通常只需一两个回合就可完成后焦距调整了。 h 、旋紧内六角螺钉，将光圈调整到适当的位置。
3.1.2 镜头
镜头是电视监控系统中必不可少的部件，镜头与 CCD 摄像机配合，可以将远距离目标成像在摄像机的 CCD 靶面上。
镜头的种类繁多，从焦距上分类，可分为短焦距、中焦距、和焦距和变焦距镜头；从视场的大小分类，可分为广角、标准、远摄镜头；从结构上分类，还可分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头、自动光圈定焦镜头、手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变镜头（指光圈、焦距、聚焦这三者均可变）等类型。由于镜头选择得合适与否，直接关系到摄像质量的优劣，因此，在实际应用中必须合理选择镜头。
3.1.2.1 镜头的参数
镜头的光学特性包括成像尺寸、焦距、相对孔径和视场角等几个参数，一般在镜头所附的说明书中都有注明，以下分别介绍。
A 、成像尺寸
镜头一般可分为 25. 4mm （ lin ）、 16. 9mm （ 2/3in ）、 12. 7mm （ 1/2in ）、 8.47mm （ 1/3in ）和 6.35mm （ 1/4in ）等几种规格，它们分别对应着不同的成像尺寸，选用镜头时，应使镜头的成像尺寸与摄像机的靶面尺
寸大小相吻合。表 2-1 列出了几种常见 CCD 芯片的靶面尺寸，表中单位为 mm 。
规格
1\" 2/3\" 1/2\" 1/3\" 1/4\"
25.4 4.5
16.9
12.7
8.47
6.35
CCD 感光靶面尺寸 对角线 16 11 8 垂直 水平
6
9.6 6.6 4.8 3.6 2.7 12.7
8.8 6.4 4.8 3.6
表 2-1 几种常见 CCD 芯片的靶面尺寸
由表 2-1 可知， 12. 7mm （ 1/2in ）的镜头应配 12. 7mm （ 1/2in ）靶面的摄像机，当镜头的成像尺寸比摄像机靶面的尺寸大时，不会影响成像，但实际成像的视场角要比该镜头的标称视场角小（参见图 2-2 ），而当镜头的成像尺寸比摄像机靶面的尺寸小时，就会影响成像，表现为成像的画面四周被镜筒遮挡，在画面的 4 个角上出现黑角。
B 、焦距
在实际应用中，经常会有用户提出该摄像机能看清多么远的物体或该摄像机能看清多么宽的场景等问题，这实际上由所选用的镜头的焦距来决定，因为焦距决定了摄取图像的大小，用不同焦距的镜头对同一位置的某物体摄像时，配长焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就大，反之，配短焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就小。当然，被摄物体成像的清晰度还与所选用的 CCD 摄像机的分辨率及监视器的分辨率有关。
理论上，任何一种镜头均可拍摄很远的物体，并在 CCD 靶面上成一很小的像，但受 CCD 单元（像素）物理尺寸的限制，当成像小到小于 CCD 传感器的一个像素大小时，便不再能形成被摄物体的像，即使成像有几个像素大小，该像也难以辨识为何物。
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 f=vD/V
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。
成像场景的大小与成像物体的显示尺寸是互相矛盾的，举个例子来说，用同一支摄像机对同一个停车场进行监视，选用短焦距镜头可以对整个停车场的全景进行监视并看到出入口外的车辆进出，但却不能看清该辆车的牌照号码（该车在监视器屏幕上仅占据了很小的面积）；而选用长焦距镜头虽可以看清该辆车的牌照号码（该车占据了屏幕上的大部分面积），却又不能监视到整个停车场的全貌。因此当需要既监视全景以要看清局部时，一般应考虑配用电动两可变或电动三可变镜头。当然，在选定了镜头的前提下，选用高分辨率的摄像机及监视器则可以在被监视物体成像尺寸较小时也能看清局部细节。
C 、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
镜头的相对孔径决定于被摄像的照度，像的照度 E 与镜头的相对孔径平方成正比，一般习惯上用相对孔径的倒数来表示镜头光阑的大小，即
F=f/D
式中， F 一般称为光栏 F 数，标注在镜头光栏调整圈上，其标值为 1.4、2、2.8、4、 5.6、8、11、16、22 等序列值，每两个相邻数值中，后一个数值是前一个数值的倍。由于像面照度与光栏的平方成正比，所以光栏每变化一档，像面亮度就变化一倍。 F 值越小，光栏越大，到达摄像机靶面的光通量就越大。
D 、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，或者，摄像机靶面尺寸 h 或 v 越大，其视场角也越大。如果所选择的镜头的视场角太小，可能会
因出现监视死角而漏监；而若所选择的镜头的视场角太大，又可能造成被监视的主体画面尺寸太小，难以辨认，且画面边缘出现畸变。因此，只有根据具体的应用环境选择视场角合适的镜头，才能保证既不出现监视死角，又能使被监视的主体画面尽可能大而清晰。
在实际应用中，经常听到有用户提出诸如某摄像机能够“看多远”之类的问题，比如100m.
500m 甚至 1km 远外的物体还能否在监视器上清晰地显示出来。有了前面关于镜头的成像尺寸、焦距及视场角等概念后，这个问题就不难解释了，即 “ 看多远 ” 问题与许多因素有关。比如说，用某定焦镜头可以看清 100m 远处的钞票的面值。一般来说，镜头焦距越长， “ 看 ” 得就越远，但同时视场角却变小，结果观看的范围变窄了。举个简单的例子，若用标准镜头刚好看清远处某人的基本特征（是男或是女），则换用长焦距镜头则可能看清其面部特征（是否有痣或疤），但却无法看见该人穿的是什么裤子和鞋（这部分已经 “ 涨 ” 出了画面），而换用广角镜头则只可能看到画面中有人（连男女都分辨不出），但却可看清该人在整个监视场景中的所处的位置，周围还有什么别的人物或参照物。因此，关于 “ 看多远 ” 的较为科学的说法应该是 “ 在屏幕上成的像大小可对应于实际观测距离处多高或多宽的景物 ” 。例如，用 8mm 镜头观测 10m 远处的景物，如果该处有 10 个人站成一排则刚好可横向充满整个监视器屏幕。
E 、接口
镜头的安装方式有 C 型安装和 CS 型安装两种。在电视监控系统中常用的镜头是 C 型安装镜头（ in32 牙螺纹座），这是一种国际公认的标准。这种镜头安装部位的口径是 25. 4mm （ in ），从镜头安装基准面到焦点的距离是 17. 526 mm 。大多数摄像机的镜头接口则做成 CS 型，因此将 C 型镜头安装到 CS 接口的摄像机时需增配一个 5 mm 厚的接圈，而将 CS 镜头安装到 CS 接口的摄像机时就不需接圈。
在实际应用中，如果误对 CS 型镜头加装接圈后安装到 CS 接口摄像机上，会因为镜头的成像面不能落到摄像机的 CCD 靶面上而不能得到清晰的图像，而如果对 C 型镜头不加接圈就直接接到 CS 接口摄像机上，则可能使镜头的后镜面碰到 CCD 的靶面的保护玻璃，造成 CCD 摄像机的损坏，这一点在实用中
需特别注意。
3.1.2.2 镜头的种类
镜头的种类有许多种，每一种镜头都有其特点。根据功能与结构的不同，这些镜头的价格相差非常大，如电动变焦镜头要比普通定焦镜头的价格高约 10 倍，因此，只有正确了解各种镜头的特性，才能更加灵活地选择镜头。
A 、固定光圈定焦镜头
固定光圈定焦镜头是相对较为简单的一种镜头，该镜头上只有一个可手动调整的对焦调整环（环上标有若干距离参考值），左右旋转该环可使成在 CCD 靶面上的像最为清晰，此时在监视器屏幕上得到图像也最为清晰。
由于是固定光圈镜头，因此在镜头上没有光圈调整环，也就是说该镜头的光圈是不可调整的，因而进入镜头的光通量是不能通过简单地改变镜头因素而改变，而只能通过改变被摄现场的光照度来调整，如增减被摄现场的照明灯光等。这种镜头一般应用于光照度比较均匀的场合，如室内全天以灯光照明为主的场合，在其他场合则需与带有自动电子快门功能的 CCD 摄像机合用（当然，目前市面上绝大多数的 CCD 摄像机均带有自动电子快门功能），通过电子快门的调整来模拟光通量的改变。
B 、手动光圈定焦镜头
手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环，其光圈调整范围一般可从 F1. 2 或 F1. 4 到全关闭，能很方便地适应被摄现场的光照度，然而由于光圈的调整是通过手动人为地进行的，一旦摄像机安装完毕，位置固定下来，再频繁地调整光圈就不那么容易了，因此，这种镜头一般也是应用于光照度比较均匀的场合，而在其他场合则也需与带有自动电子快门功能的 CCD 摄像机合用，如早晚与中午、晴天与阴天等光照度变化比较大的场合，通过电子快门的调整来模拟光通量的改变。
C 、自动光圈定焦镜头
自动光圈定焦镜头在结构上有了比较大的改变，它相当于在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个由齿轮啮合传动的微型电动机，并从其驱动电路上引出 3 芯或 4 芯线传送给自动光圈镜头，至使镜头内的微型电动机相应做正向或
反向转动，从而高速光圈的大小。自动光圈镜头又分为含放大器（视频驱动型）与不含放大器（直流驱动型）两种规格。
D 、手动变焦镜头
顾名思义，手动变焦镜头的焦距是可变的，它有一个焦距调整环，可以在一定范围内调整镜头的焦距，其变比一般为 2~3 倍，焦距一般在 3. 6~8 mm 。在实际工程应用中，通过手动调节镜头的变焦环，可以方便地选择监视现场的视场角，如：可选择对整个房间的监视或是选择对房间内某个局部区域的监视。当对于监视现场的环境情况不十分了解时，采用这种镜头显然是非常重要的了。
对于大多数电视监控系统工程来说，当摄像机安装位置固定下来后，再频繁地手动变焦是很不方便的，因此，工程完工后，手动变焦镜头的焦距一般很少再去调整，而仅仅起到定焦镜头的作用。因而手动变焦镜头一般用在要求较为严格而用定焦镜头又不易满足要求的场合。但这种镜头却受到工程人员的青睐，因为在施工调试过程中使用这种镜头，通过在一定范围的焦距调节，一般总可以找到一个可使用户满意的观测范围（不用反复更换不同焦距的镜头），这一点在外地施工中尤为显得方便。
E 、自动光圈电动变焦镜头
此种镜头与前述的自动光圈定焦镜头相比另外增加了两个微型电动机，其中一个电动机与镜头的变焦环啮合，当其受控而转动时可改变镜头的焦距（ Zoom ）；另一个电动机与镜头的对焦环啮合，当其受控而转动时可完成镜头的对焦（ Focus ）。由于该镜头增加了两个可遥控调整的功能，因而此种镜头也称作电动两可变镜头。
自动光圈电动变焦镜头一般引出两组多芯线，其中一组为自动光圈控制线，其原理和接法与前述的自动光圈定焦镜头的控制线完全相同；另一组为控制镜头变焦及对焦的控制线，一般与云台镜头控制器及解码器相连。当操作远程控制室内云台镜头控制器及解码器的变焦或对焦按钮时，将会在此变焦或对焦的控制线上施加一个或正或负的直流电压，该电压加在相应的微型电动机上，使镜头完成变焦及对焦调整功能。
3.1.3 云台与防护罩
云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。云台内装两个电动机。这两个电动机一个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动。水平转动的角度一般为 350˚垂直转动则有 ±45˚ 、 ±35˚ 、 ±75˚ 等等。水平及垂直转动的角度大小可通过限位开关进行调整。云台的分类大致如下：
3.1.3.1 室内用云台及室外用云台
室内用云台承重小，没有防雨装置。室外用云台承重大，有防雨装置。有些高档的室外云台除有防雨装置外，还有防冻加温装置。
3.1.3.2 承重
为适应安装不同的摄像机及防护罩，云台的承重应是不同的。应根据选用的摄像机及防护罩的总重量来选用合适承重的云台。室内云台的承重量较小，云台的体积和自重也较小。室外用云台因为肯定要在它的上面安装带有防护罩（往往还是全天候防护罩）的摄像机，所以承重量都较大。它的体积和自重也较大。
目前出厂的室内云台承重量大约 1. 5kg~7kg 左右，室外用云台承重量大约为 7kg~50kg 左右。还有些云台是微型云台，比如与摄像机一起安装在半球型防护罩内或全天候防护罩内的云台。
3.1.3.3 控制方式
一般的云台均属于有线控制的电动云台。控制线的输入端有五个，其中一个为电源的公共端，另外四个分为上、下、左、右控制端。如果将电源的一端接在公共端上，电源的另一端接在“上”时，则云台带动摄像机头向上转，其余类推。
还有的云台内装继电器等控制电路，这样的云台往往有六个控制输入端。一个是电源的公共端，另四个是上、下、左、右端，还有一个则是自动转动端。当电源的一端接在公共端，电源另一端接在“自动”端，云台将带摄像机头按一定
的转动速度进行上、下、左、右的自动转动。
在电源供电电压方面，目前常见的有交流 24V 和 220V 两种。云台的耗电功率，一般是承重量小的功耗小，承重量大的功耗大。
目前，还有直流 6V 供电的室内用小型云台，可在其内部安装电池，并用红外遥控器进行遥控。目前大多数云台仍采用有线摇控方式。云台的安装位置距控制中心较近，且数量不多时，一般从控制台直接输出控制信号进行控制。而当云台的安装位置距离控制中心较远且数量较多时，往往采用总线方式传送编码的控制信号并通过终端解码器解出控制信号再去控制云台的转动。
在选用云台时，最好选用在云台固定不动的位置上安装有控制输入端及视频输入输出端接口的云台，并且在固定部位与转动部位之间（即与摄像机之间）有用软螺旋线形成的摄像机及镜头的控制输入线和视频输出线的连线。这样的云台安装使用后不会因长期使用导致转动部分的连线损坏。特别是室外用的云台更应如此。
防护罩是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。防护罩一般分为两类。一类是室内用防护罩，这种防护罩结构简单，价格便宜。其主要功能是防止摄像机落尘并有一定的安全防护作用，如防盗、防破坏等。室外防护罩一般为全天候防护罩，即无论刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情况，都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作。因而这种防护罩具有降温、加温、防雨、防雪等功能。同是，为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像，一般在全天候防护罩的玻璃窗前安装有可控制的雨刷。
目前较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩。这种防护罩内装有半导体元件，即可自动加温，也可自动降温，并且功耗较小。
3.1.4 解码器
在具体的闭路电视监控系统工程中，解码器是属于前端设备的，它一般安装在配有云台及电动镜头的摄像机附近，有多芯控制电缆直接与云台及电动镜头相联，另有通信线（通常为两芯护套线或两芯屏蔽线）与监控室内的系统主机相联。
SP8060 系列解码器不能单独使用，而必须与 SP8000 、 SP8200 、 SP8300 矩阵控制系统和 SP8050 配合使用。
同一系统中有很多解码器，所以每个解码器上都有一个拨码开关，它决定了该解码器在该系统中的编号（即 ID 号），在使用解码器时首先必须对拨码开关进行设置。在设置时，必须跟系统中的摄像机编号一致。如不一致，会出现操作混乱，例如：当摄像机的信号连接到 SP8000 系列主机第一视频输入口，即 CAM1 ，而相对应的解码器的编号应设为 1 。否则，操作解码器时，很可能在监视器上看不见云台的转动和镜头的动作，甚至可能认为此解码器有故障。
SP8060 、 SP8060O 解码器具有自检功能，即不需远端主机的控制，直接在解码器上操作拨码开关，此测试云台及电动镜头的工作是否正常来判断连线是否正确，同时镜头电压可在 6V、
8V 、 10V 、 12V 之间进行选择，以适应不同的镜头电源。
SP8060 系列解码器的通讯指示灯，当通讯正确时，指示灯闪亮，这样，就很容易判断此解码器与系统主机连线是否正确。
当云台、镜头与解码器连接使用时，必须根据云台、镜头的工作电源来选择解码器的端子，满足要求。否则很容易造成云台、镜头的损坏。
SP8060 、 SP8060O 解码器还具有回传数据信号的功能，因而在实际应用中可以将各类报警探头等前端设备直接接于监控现场的解码器上。报警探头发出的报警信号可在前端解码器内编码后经由 RS-485 通信总线回传到中心控制端的系统主机，这样在实际工程施工中即可省去从前端监控现场到中心控制端的报警连线，从而大大减小施工难度及复杂程度，也减少了工程线缆的用量及成本。
系统主机是大中型电视监控系统的核心设备，它通常是将系统控制单元与视频矩阵切换器集成为一体，简称系统主机，而系统主机的核心部件则为微处理器（ CPU ）。常用的微处理器有 Inter 公司的 8031 、 89C51 、华邦公司的 78E58 。
系统主机的主要任务是实现多路视 / 音频信号的选择切换（输出到指定的监视器或录像机）并在视频信号上叠加时间、日期、视频输入号及标题、监视状态等重要信息在监视器上显示，并通过通信线对指定地址的前端设备（云台、电动镜头、雨刷、照明灯或摄像机电源等）进行各种控制。
工作中，微处理通过扫描通信端口是否由控制面板、主控键盘、副控键盘、报警接口箱、多媒体传来的控制指令，还会扫描主机本身报警接口板是否有报警
输出。当控制面板或控制键盘上有键被按下时，微处理器可正确判断该按键的功能含义，并向相应控制电路发出控制指令信号。例如，向视频矩阵切换器中的多路模拟开关芯片发出 8-4-2-1 选通码使其选通指定通道摄像机的视频信号输入，同时在该路视频信号上叠加字符，然后将该路输入信号在指定的输出口输出、显示。如系统主机同时含有内置（或外挂）音频矩阵切换器，则同样的控制码还可将选定摄像机外所对应的监听头的声音信号一并选不定，并送到与上述视频输出通道编号相同的音频矩阵输出端口，使视频信号与音频信号同步切换。如果控制键盘发出的是对于前端设备的控制指令（含有地址码信息），则该指令经编码后通过双绞线传送到远端指定地址的解码器。解码器经过通信接口芯片收到系统主机传来的控制指令后对其进行解码，解出主控端的命令，使解码器内的相应继电器吸合，输出相应的控制信号（电压量或开关量）至指定的外接设备，使外接设备做与主控端指令相符合的动作。这些受控的外接设备包括云台、电动三可变镜头、室外防护罩的雨刮器及除霜器、摄像机的电源、红外灯或其他可控制设备。系统主机主要型号有 SP8000、SP8200、SP8300 系列。
报警接口箱、多媒体将报警信号控制指令通过 RS-485 通讯线回传到系统主机，因此系统主机在扫描通信端口时不仅要判断是否有分控键盘的控制指令，还要判断是否有报警接口箱送来的报警信息，如有则联动该现场图像的切换。并把报警信息传送给多媒体。
3. 1 SP8000 、 SP8200 系列 该系列有 OSD Con Screen Display 菜单设置，通控制面板或键盘的编程锁可发进入菜单，在菜单中可以进行下列设置：系统设置，监视器设置、摄像机设置、键盘设置、报警设置、权限设置。它们的结构及功能如下：
3.1.4.1 系统设置
时间日期：进入此项可设置年、月、日、时、分、秒。 程序切换：就是预先设置好摄像机切换队列，在队列中摄像机号，停留时间、预置号，辅助功能可设置，。同时整个系统可以设置 32 个队列，每个队列可设置 32 个摄像机。这样就可以通过键盘直接在某一监视器上调年任意队列。
同步切换：将一组摄像机画面顺序切地换到一组连续的监视器上显示。
群组切换：将一组同步队列摄像机画面顺序地切换到一组同步队列的监视器上显示。这功能实际上就是调用多个同步切换。
语言设置：支持中文、英文两种语言。这两种语言可进行选择。 系统复位：使整个系统重新回到出厂状态。进行后用户设置的数据将全部丢失。
3.2 传输部分
传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像信号。但是，由于某些系统中除图像外，还要传输声音信号，同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输，所以我们这里所讲的传输部分，通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。
如前所述，传输部分主要传输的内容是图像信号。因此重点研究图像信号的传输方式及传输中有关问题是非常重要的。对图像信号的传输，重点要求是在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真（色度信号与亮度信号均不产生明显的失真），保证原始图像信号（从摄像机输出的图像信号）的清晰度和灰度等级没有明显下降等等。这就要求传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性方面有良好的性能。
在传输方式上，传统的视频监控系统多半采用视频基带传输方式，如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用射频传输方式或光纤传输方式。
现在提倡的网络数字监控则先将前端采集成的模拟信号通过一个模数转换器的设备，将模拟信号转换成数字信号，之后在数字网络上传输。
对以上这些不同的传输方式，所使用的传输部件及传输线路都有较大的不同。
3.2.1 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。
注：由于同轴电缆、光纤、双绞线、无线等传输方式大都比较了解，这里不再复述。
3.3 控制部分
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由总控制台（有些系统还设有副控制台）组成。总控制台中主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号（或包括声音信号）的记录、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等。在上述的各部分中，对图像质量影响最大的是放大与与分配、较正与补偿、图像信号的切换三部分。在某些摄像机距离控制中心很近、或对整个系统指标要求不高的情况下，在总控制台中往往不设较正与补偿部分。但对某些距离较远，或由于传输方式的要求等原因，校正与补偿是非常重要的。因为图像信号经过传输之后，往往其幅频特性（由于不同频率成分到达总控制台时，衰减是不同的，因而造成图像信号不同频率成分的幅度不同，此称为幅频特性）、相频特性（不同频率的图像信号通过传输部分后产生的相移不同，此称为相频特性）无法绝对保证指标的要求，所以在控制台上要对传输过来的图像信号进行幅频和相频的校正与补偿。 经过校正与补偿的图像信号，再经过分配和放大，进入视频切换部分，然后送到监视器上。总控制台的另一个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控，以完成对被监视的场所全面、详细的监视或跟踪监视。总控制台上设有的录像机，可以随时把发生情况的被监视场所的图像记录下来，以便事后备查或作为重要依据。目前，有些控制台上高设有一台或两台“长延时录像机”，这种录像机可用一盘 60 分钟带长的录像带记录长达几天时间的图像信号，这样就可以对某些非常重要的被监视场所的图像
连续记录，而不必使用大量的录像带。还有的总控制台上设有 “ 多画面分割器 ”，如四画面、九画面、十六画面等等。也就是说，通过这个设备，可以在一台监视器上同时显示出四个、九个、十六个摄像机送来的各个被监视场所的画面，并用一台常规录像机或长延时录像机进行记录。上述这些功能的设置，要根据系统的要求而定，不一定都采用。
传统的视频监控系统的控制台，在控制功能上，控制摄像机的台数上往往都做成积木式的。可以根据要求进行组合。另外，在总控制台上还设有时间及地址的字符发生器，通过这个装置可以把年、月、日、时、分、秒都显示出来，并把被监视场所的地址、名称显示出来。在录像机上可以记录，这样对以后的备查提供了方便。
总控制台对摄像机及其辅助设备（如镜头、云台、防护罩等）的控制一般采用总线方式，把控制信号送给各摄像机附近的“终端解码箱”，在终端解码箱上将总控制台送来的编码控制信号解出，成为控制动作的命令信号，再去控制摄像机及其辅助设备的各种动作（如镜头的变倍、云台的转动等）。在某些摄像机距离控制中心很近的情况下，为节省开支，也可采用由控制台直接送出控制动作的命令信号——即“开、关”信号。总之，根据系统构成的情况及要求，可以综合考虑，以完成对总控制台的设计要求或订购要求。
现在的全数字监控系统的控制台采取控制软件+PC的结合方式，从软件上实现了传统控制台的功能，使得控制更灵活，可在不同网段实现全方位的控制，实行部门级分布式控制，功能更强大。
3.3.1 画面分割器
在第一代模拟监控系统中，当多路视频信号要输出到多个监视器上时的信号切换设备，处理模拟信号。
3.3.2 画面处理器
在第一代模拟监控系统中，多路视频信号要同时在一台监视器或电视机上显示时的一个生成多画面的设备。
3.3.3 视频矩阵切换控制器
功能等高于画面分割器。
3.3.4 硬盘录相机
实质是一台工程底板的PC，实现多路模拟信号的接入，转换成数字信号显示、存储、数据共享，对视频矩阵进行画外切换等控制，汇总网络传输，图像传输，视频传输，监控系统调试方案，微波传输，影音传输等闭路电视监控资料
硬盘录像主机主要部件：标准的工控机箱、计算机配件（或专业工控配件）、专业视频采集卡、专业监控软件、电脑显示器。
工作原理（如下图）：
3.3.5 网络摄像机
网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的视频数据网络传输的第一代产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，internet或无线网络送至终端用户。从外部结构来看，目前市面上的网络摄像机有一种为内嵌镜头的一体化机种，这种网络摄像机的镜头是固定的，不可换；另外一种则可以根据需要更换标准的C/CS型镜头，只是C型镜头必须与一个CS-C转换器搭配安装。但从内部构成上说，无论是哪种机型，网络摄像机的基本结构大多都是由镜头，滤光器、影像传感器、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所组成。而远端用户可在自己的PC上使用标准的
网络浏览器，根据网路摄像机自带的独立IP地址，对网络摄像机进行访问，实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时编辑和存储，目前多数网络摄像机因其升级、扩展能力与兼容性差的原因，已经渐渐退出市场。重点的表现为；
1）无法根据实际情况配置摄像机（红外灯感应、日夜转换功能等）； 2）很难在系统中实现与其他设备的兼容（硬盘录像机等设备）； 3）压缩方式落后、数据量过大（MJPEG等方式）；
4）无法实现大系统的集中控制管理功能（中心管理服务器功能）等等。
3.3.6 视频服务器
3.3.6.1 概念
网络视频监控服务器是一种对音视频数据进行编码处理并完成网络传输的专用设备，从而实现远程监控的功能。市场上的网络视频服务器现在存有采用M—JPEG、MPEG4、H264等多种编码技术对视频数据进行编码的产品。
3.3.6.2 构成
网络视频服务器是视频数据网络传输的第二代产品。从某种角度上说，网络
视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机，或是不带硬盘的DVR，它的结构也大体上与网络摄像机相似，是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成，但它的功能与可升级扩展能力以及系统二次开发兼容能力大大超过了上一代网络视频产品―――网络摄像机。网络视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。由于视频服务器将模拟摄像机成功地“转化”为网络摄像机，因此它也是网络监控系统与当前CCTV模拟系统进行整合的最佳途径。
网络视频服务器除了可以达到与网络摄像机相同的功能外，在设备的配置上更显灵活。网络摄像机通常受到本身镜头与机身功能的限制，而视频服务器除了可以和普通的传统摄像机连接之外，还可以和一些特殊功能的摄像机连接，例如：低照度摄像机、高灵敏度的红外摄像机等。 目前市场上的视频服务器以1路和4路视频输入为主，且具有在网络上远程控制云台和镜头的功能，另外，产品还可以支持音频实时传输和语音对讲功能，有的视频服务器还有动态侦测和引发事件后的报警功能。
部分国内开发能力强的企业，目前已经将硬盘录像机与网络视频服务器以及嵌入式硬盘录像机整合为同平台运行使用的强大系统，并以网络远程监控系统解决方案的形式提供给用户，这种解决方案的推出使得网络视频服务器的应用得到了更深入的应用。
网络监控视频服务器是实现音视频数据编码、网络传输处理的专用设备，它由音视频编码器、网络接口、音视频接口、RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等构成。
音视频压缩编码器：由于模拟视频数据量非常大，通过数模转化后，数据量也很大，故要利用成熟的编码技术，将视频数据在满足网络传输要求的技术指标下进行高压缩比的编码，以满足传输要求。以前的网络视频服务器一般采用M—JPEG等编码器，用户无法实现更高的压缩码率，以适合于各种不同的网络环境，只能通过减低帧率实现效果一般的网络传输效果。目前各公司都已经推出了MPEG4的网络视频服务器以更能视频网络传输的要求。
网络接口：由于以前的模拟产品的组网都主要通过建立昂贵的独立光纤实现
网络传输，网络视频服务器的以太网接口可以方便地实现IP组网，实现数据传输。网络视频服务器主要采用TCP/IP等协议实现音视频数据、控制数据和状态检测信息等数据的网络传送。
音视频接口：网络视频服务器带有标准模拟音视频输入接口，方便监视各通道的视频信号。网视通采用Dynamic Stream Control技术保证双向音频实时传输，视频帧率根据带宽自动调节，网络中断后自动连接技术。
RS422/RS485串行接口：网络视频服务器带有RS422/RS485串行通讯接口，可通过通讯线外接如云台、快球等各种外设。
网络视频服务器可配合计算机中控软件实现大系统组网方案，有的厂家网络视频服务器提供开放的SDK，供用户或第三方厂商开发和构建新的应用方式。
3.3.6.3 特点
网络视频服务器具有传统设备所不具备的诸多特点，具体表现如下： （1）将多通道、网络传输、录像与播放等功能简单集成网络，这点对目前的H264网络型硬盘录像机而言也很容易实现，但是两种产品的基本功能不同也导致了其应用场合不同，目前对于模拟阶段及第一代的网络性能不好的设备而言，网络视频服务器可以提供较低成本的解决方案。
（2）网络视频服务器通过网络技术，可以在实现只要能上网的地方就可以浏览画面，采用配套的解码器则可以不需要计算机设备直接传输到电视墙等方式浏览，极大的节约了远程监控的成本。
（3）网络视频服务器的多协议支持，与计算机设备进行完美的结合，形成更大的系统集成网络，完成数字化进程。
网络视频服务器在目前视频领域中的应用主要是利用网络视频服务器构建远程监控系统。基于网络视频服务器的多通道数字传播技术具有传统的基于磁带录像机的模拟输出系统无可比拟的诸多优势，网络视频服务器采用开放式软硬件平台和标准或通用接口协议，系统扩展能力较强，能够与未来全数字、网络化、系统化、多通道资源共享等体系相衔接。是目前CCTV设备由模拟向数字过渡的最佳方案。而从长远来看，网络视频服务器的系统集成有巨大的潜在市场和深远的发展前景，因为从深层次来看，视频网络化、系统集成不仅仅是视频传输的
问题，它代表未来视频应用的网络化和信息交互的应用发展趋势，是一种从内容上更深层次上的互动，具有广阔的发展潜力，是未来3G、宽带业务的核心内容之一。因此可以肯定，随着数字技术和网络技术的不断发展，网络视频服务器在视频领域中的应用将有更多的延伸。
3.4 显示部分
传统的监控系统显示部分一般由几台或多台监视器（或带视频输入的普通电视机）组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。在视频监控系统中，特别是在由多台摄像机组成的视频监控系统中，一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示，而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。这样做一是可以节省设备，减少空间的占用；二是没有必要一一对应显示。因为被监视场所的情况不可能同时发生意外情况，所以平时只要隔一定的时间（比如几秒、十几秒或几十秒）显示一下即可。当某个被监视的场所发生情况时，可以通过切换器将这一路信号切换到某一台监视器上一直显示，并通过控制台对其遥控跟踪记录。所以，在一般的系统中通常都采用四比一、八比一、甚至十六比一的摄像机对监视器的比例数设置监视器的数量。目前，常用的摄像机对监视器的比例数为四比一，即四台摄像机对应一台监视轮流显示，当摄像机的台数很多时，再采用八比一或十六比一的设置方案。另外，由于 “画面分割器”的应用，在有些摄像机台数很多的系统中，用画面分割器把几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上，也就是在一台较大屏幕的监视器上，把屏幕分成几个面积相等的小画面，每个画面显示一个摄像机送来的画面。这样可以大大节省监视器，并且操作人员观看起来也比较方便。但是，这种方案不宜在一台监视器上同时显示太多的分割画面，否则会使某些细节难以看清楚，影响监控的效果。通常四分割或九分割较为合适。
为了节省开支，对于非特殊要求的视频监控系统，监视器可采用有视频输入端子的普通电视机，而不必采用造价较高的专用监视器。监视器（或电视机）的屏幕尺寸宜采用 14 英寸至 18 英寸之间的，如果采用了 “ 画面分割器 ” ，可选用较大屏幕的监视器。
放置监视器的位置应适合操作者观看的距离、角度和高度。一般是在总控制
台的后方，设置专用的监视架子，把监视器摆放在架子上。
监视器的选择，应满足系统总的功能和总的技术指标的要求，特别是应满足长时间连续工作的要求。
从数字监控系统开始，显示系统应实际需要可在单台显示器上实现多画面显示，这对于后来发展的分布式控制垫定了基础，现在的小型视频监控系统多采用单机多画面轮循显示，若是大型的监控系统可通过多台PC接入显示矩阵。
监视器
第4章 主要技术
总体来说，监控行业自其发展的那一天起，由于其技术要求低，从事这一行业的商家众多，从而一直没有真正意义的行业标准，故而在技术层面分析上不详述，主要分析放在针对不同的产品上。
4.1 流媒体技术
流媒体技术是在数据网络上以流的方式传输多媒体信息的技术。近年来，随着宽带网络的发展，流媒体技术和相关的应用得到越来越多的关注，被认为是未来高速宽带网络的主流应用。
流媒体（Streaming Media）：指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。流媒体数据流具有三个特点：连续性（Continuous）、实时性（Real-time）、时序性（Continuation）。
为了在数据网络上传输视频流，流媒体技术需要解决从音/视频源的编码/解码到网络端的媒体服务、媒体流传输，到用户端的授权监视、控制、存贮等一系列问题。编码/压缩的性能方面，影响音/视频流的压缩/编码性能的因素很多，首先是压缩效率。压缩效率要求在保证一定音/视频质量的前提下，媒体流的码流速率尽量低。其次是编码的冗余性和可靠性。目前国际上在网络视频监控编码/压缩方式主要有MJEPG、MPEG4两种方式，其特点各有不同：MJEPG在窄带宽下侧重于清晰度，MPEG4在窄带宽下更侧重于实时性；因此不同视频压缩方式均有各自不同的侧重点，一味地认为哪种压缩方式好是不科学也是不公正的。也可能导致顾客的错误选择。
网络视频前端性能方面。随着流媒体规模的扩大，网络视频前端的性能成为制约流媒体服务扩展能力的重要因素。网络视频前端性能的关键指标是流输出能力和能同时支持的并发请求数量。影响网络视频前端性能的因素很多，包括CPU能力、I/O总线、存储带宽等。
具体来讲有如下特点：目前的高性能网络视频前端都采用大规模并行处理的
嵌入式结构， 以专用CPU芯片为主，如瑞典AXIS设计的专用芯片 ETRAX100LX 就是 AXIS 专门为网络视频传输设计的专用CPU芯片， 而一般中小生产厂家则以采用普通 DSP 通用芯片编写算法内置构成。前端采用web方式，可使监控者通过网络在IE浏览器即可在授权下随时随地进行监控而无需特有软件支持，使“想在哪看，就在哪看”成为可能。
媒体流传输的图像控制方面是制约流媒体性能的重要的因素之一。由于流媒体传输对网络带宽、延迟、丢失率等都有很高的要求，而基于无连接的包交换IP网络对带宽资源和图像质量的控制能力都比较弱，因此，在IP网络上进行流媒体传输需要采用一些应用层的质量控制机制来解决传输中的问题。比如：采用组播技术、专用网络控制软件等。
流媒体播放方式上，单播即在客户端与网络视频前端之间需要建立一个单独的数据通道，从一台网络视频前端送出的每个数据包只能传送给一个客户端，这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对网络视频前端发送单独的查询，而网络视频前端必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余首先造成网络管理服务器和网络沉重的负担，造成图像延迟，甚至停机；这也是不同网络视频前端性能以及不具备相应管理软件支持的极大缺陷。
组播既是IP组播技术构建一种具有组播能力的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。理论上讲，采用组播方式，单台服务器能够对数万台客户端同时发送连续数据流而无延时。网络视频前端只需要发送一个信息包，而不是多个；所有发出请求的客户端共享同一信息包。信息可以发送到任意地址的客户端，减少网络上传输的信息包占用的带宽。网络利用效率大大提高，也不会出现多人访问的图像延迟，甚至网络堵塞的窘况。
4.2 数字音视频编码技术
数字编码技术，也就是通常所说的压缩方式，是视频服务器的技术核心，也是我们选择网络视频服务器的首要考察对象。目前比较流行的数字压缩编码格式有MPEG-4和H.264，某些国外的老方案产品中还有在使用小波压缩和M-JPEG压缩。由于本文主要是分析网络视频服务器，对编码技术的介绍将尽量简单，如大家有兴趣可以参考其他算法分析专题。
4.2.1 M-JPEG
M-JPEG作为一种数字压缩格式，从模拟到数字、从录像机到硬盘录像机，M-JPEG为我们带来了崭新的数字化播出手段，它把信号变成了数据，应该来说M-JPEG压缩技术在视频压缩的出现过程中具有里程碑式的意义。M-JPEG是基于帧内、帧独立的压缩方式，所以相对于后来出现的MPEG-4、H.264的压缩方式，它数据量更大，传输困难，所以该编码技术的网络视频服务器已经基本上不能满足现在远程监控需求，只能算是曾经的产品。
4.2.2 H.263
H.263 视频编码标准是专为中高质量运动图像压缩所设计的低码率图像压缩标准。H.263 采用运动视频编码中常见的编码方法，将编码过程分为帧内编码和帧间编码两个部分。埃帧内用改进的DCT 变换并量化，在帧间采用1/2 象素运动矢量预测补偿技术，使运动补偿更加精确，量化后适用改进的变长编码表（VLC）地量化数据进行熵编码，得到最终的编码系数。
H.263标准压缩率较高，CIF格式全实时模式下单路占用带宽一般在几百左右，具体占用带宽视画面运动量多少而不同。缺点是画质相对差一些，占用带宽随画面运动的复杂度而大幅变化。
4.2.3 MPEG-1
VCD标准。
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。它用于传输1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码，经过MPEG-1标准压缩后，视频数据压缩率为1/100～1/200，影视图像的分辩率为360×240×30（NTSC制）或360×288×25（PAL制），它的质量要比家用录像系统（VHS-Video Home System）的质量略高。音频压缩率为1/6.5，声音接近于CD-DA的质量。MPEG-1允许超过70分钟的高质量的视频和音频存储在一张CD-ROM盘上。VCD采用的就是MPEG-1的标准，
该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbits/sec，但随着速率的提高，其解码后的图象质量有所降低。MPEG-1也被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路(ADSL)，视频点播(VOD)，以及教育网络等。同时，MPEG-1也可被用做记录媒体或是在INTERNET上传输音频。MPEG1标准占用的网络带宽在1.5M左右。
4.2.4 MPEG-2
DVD标准。
制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率，主要针对高清晰度电视（HDTV）的需要，传输速率在3-10Mbits/sec间，与MPEG-1兼容，适用于1.5～60Mbps甚至更高的编码范围。分辩率为720×480×30（NTSC制）或720×576×25（PAL制）。影视图像的质量是广播级的质量,声音也是接近于CD-DA的质量。MPEG-2是家用视频制式（VHS）录像带分辩率的两倍。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)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。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，电缆网络以及多级多点的直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供广播级的数字视频。MPEG-2的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量，存储容量，以及带宽的要求。对于最终用户来说，由于现存电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如DVD画面)在电视上效果并不明显，到是其音频特性(如加重低音，多伴音声道等)更引人注目。
MPEG-2的画质质量最好，但同时占用带宽也非常大，在4M~15M之间，不太适于远程传输。
4.2.5 MPEG-4
在MPEG（运动图像专家组）系列压缩方式中，MPEG-4技术属于是码流与画质比中较好的一种，所以很多公司都推出了该编码的产品。采用的帧间压缩方式，利用帧之间的冗余信息大大减少压缩数据量，达到同样的视频质量MPEG-4
所需的码率只有M-JPEG的1/30甚至更少。大家一般意义上认为MPEG-4 IBP的压缩方式已经满足了网络传输的要求，所以也使得网络视频服务器在普通网络环境中应用成为可能。
4.2.6 H264
联合视频工作组（JVT，Joint Video Team）在H26L的基础上提出了H.264编码技术，它通过增加运算的复杂性降低了码流的同时提高画质。H.264的出现为低码流网络传输的实现提供了解决方式，也使得现有带宽的情况下多路数网络视频服务器的应用成为可能。
4.3 网络技术
网络视频监控服务器由于具有独立完成网络传输功能，不需要另外设置计算机，故其能实现简单的IP方式组网，是传统的模拟监控所无法实现的。每部网络视频服务器具有网段内唯一IP地址，通过网络连接方便方便对该设备（IP地址）进行控制管理，也即通过IP地址识别、管理、控制该网络视频服务器所连接的视频源，故其组网只是简单的IP网络连接，新增一个设备只需要增加一个IP地址，极大的方便了原由模拟系统的网络升级改造和其他网络需求情况。
IP组网是网络视频服务器的特性，但是由于国内IP地址资源的贫乏，目前国内的经济性宽带（ADSL、有线宽带等）都采用动态IP方式上网，这就使得网络视频服务器需要解决上网问题，网络视频服务器基本上都能采用域名方式来支持DDNS（动态IP），如果网络视频服务器不支持域名解析，则需要额外增加昂贵的网络使用成本。
由于网络视频服务器的工作可以不需要外置的计算机，故网络视频服务器能独立自动上网就很有必要，否则一台网络视频服务器配置一台计算机来实现拨号则失去了网络视频服务器的意义。目前国内的网络视频服务器基本上都能够实现该功能，如网视通产品专门为国内宽带情况而设计的ADSL自动拨号技术则非常方便的。
网络视频服务器的组网方式有诸多优点，结合中央控制管理软件及服务器模
式可以实现更多的网络应用，由于此处篇幅有关，不再详细讨论，后续我们将会提供专门的网络应用文章。
4.4 网络存储技术
视频监控系统中对存储的需求特点
1.对存储的容量需求弹性比较大，存储容量的多少随着画面质量的提高、画面尺寸的增大、视频线路的增加都会成倍的增加容量需求。
2.对存储的性能要求不高，但是需要能够满足长时间的连续数据读写，数据流量大但访问请求数量低。
3.数据保存周期短，一般的监控场所数据保存一定时间（如1个月）以后便可以删除。
要为视频监控方案选择合适的存储设备，首先就要估算存储容量需求。那么根据现在主流的压缩方式来计算如下:
MPEG4压缩方式：200MB/小时/路；H.264压缩方式：150MB/小时/路 1天＝24小时；1星期＝168小时；1个月＝720小时 1路；1个监控线路
录像保存天数与硬盘的容量（每天24小时连续录像；硬盘容量单位为GB；下列数值的105%为硬盘实际使用容量）
从这个表我们基本可以估算出一个视频监控项目中所需存储设备的类型。举例来说，某银行需要4路视频监控系统，7*24小时监控，数据保存3个月便可以覆盖，那么总计容量需求1.7TB，.因此我们可以考虑推荐NS3500/NS33/NS35系列的存储设备。
按需提供存储解决之道
那么我们分析了视频监控系统对存储系统的要求，便可以针对不同的需求特点制定不同的解决方法。
4.4.1 分布式独立视频存储
此类监控需求的特点是数据量小，数据采集点分散，设备投资有限，数据保
存周期短，数据安全要求不高。采用DAS连接方式为每台监控服务器或工控机直接挂接一台外置存储设备供存储扩展。这种方式一次性采购成本较低，小规模维护成本也在可控范围内，但不便于扩展，维护成本会随监控规模的扩大而迅速增长。
适合此类存储解决方案的有社区视频监控系统、校园视频监控系统、中小型企业视频监控系统、偏远地区视频监控系统等。存储设备首选考虑浪潮NS35/33系列。
4.4.2 集中式网络视频存储
此类监控需求的特点是数据量大，视频线路广泛而相对集中，监控密度高、数据保存周期长，数据安全要求高。采用SAN连接方式让每台监控服务器或工控机直接接入倒SAN存储网络中，使用集中存储设备。这种方式一次性采购成本较高，便于扩展，长期维护成本低。
适合此类存储解决方案的有安全部门视频监控系统、城市道路指挥中心、高速公路视频监控中心等。存储设备首选考虑浪潮CX系列。
视频监控案例应用-高速公路监控系统
某地高速公路共有8个收费站，每个收费站设有四个车道。每车道设立一个收费间，总共8*4=32个收费间。每个收费间均配置有一台收费用电脑及相关设施连接到高速公路管理中心。
为配合高速公路的检票系统，实现对过往车辆的统计和监测，特此规划设计了本高速公路车辆影像监测系统方案。
具体设备配置如下：
1） 安装监控设备：在每个收费站的每个收费口配置1台彩色摄像机，
一共32台，监测范围为高速公路入口的车辆通道。每一台摄影机配置一台视频服务器，视频服务器同时与摄像机和网络连接，负责把摄像机采集的视频信号编码后在网络上传输。
2） 录像设置：系统设定为动态侦测录像，在车辆到达时触发摄像机录
像。过往车辆经过时，就会触发系统报警，通过计算机进行录像。 3） 一天工作24小时：采用车辆到达录像方式全程拍摄过往所有车辆。
4） 采用数字摄像方式:数字化的图像，可以直接提交给计算机进行处理。 5） 分布式数据存储：计算机处理的数据直接存放在外置大容量阵列中，
在此方案存储设备可以采用浪潮的CX系列产品。
整个系统建立在网络系统环境中，通过网络可以随时调用和查看各地的录像资料，是高速公路监控系统存储应用典范。
4.5 防雷知识
4.5.1 雷击保护的基本原则
欲使设备得到很好的保护，首先应对其所处的环境、受雷电影响的程度做出客观的估计，因它与出现过电压的幅值、概率、网络结构、设备抗电压能力、保护水平和接地等有关；防雷工作应作为一项系统工程来考虑，强调全面防护（包括建筑物、传输线路、设备和接地等），综合治理，且要做到科学、可靠、实用和经济。针对感应雷瞬时能量较大的特点，根据IEC国际标准对能量逐级吸收的理论，及防护区间量级分类的原则，需要做多级防护。
4.5.2 雷电防护措施
采用避雷针、避雷带和避雷网等可防止和减少雷电对建筑物、人身和居室造成的危害。但已有大量事实证明：在安装了这些避雷装置的室内，计算机设备、通讯网络及微电子器件在雷击时，却仍然会遭受不同程度的损害。对此，科学家通过进一步的分析，已经找到了其中的原因所在。
避雷器的种类基本上分三大类型：
（1）电源避雷器：按电压的不同，分22V的单相电源避雷器和380V的三相电源避雷器（安装时主要是并联方式，也串联方式）。“电源防雷器”并接在电力线路上，可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级，经过逐级限压和放电，逐步消除雷电能量，保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用“可插拔模块型”、“端子接线式”和“移动插座式”等品种。
（2）信号型避雷器：多数用于计算机网络、通信系统上，安装的方式是串
联。 “信号防雷器”接入信号接口后，一方面能切断雷电进入设备的通路，另一方面能迅速对大地放电，确保信号设备的正常工作。信号防雷器具有多种规格，分别可用于电话、网络、模拟通信、数字通讯、有线电视及卫星天线等设备的防雷，各种设备的输入口特别是室外引入端，均应安装信号防雷器。
（3）天馈线避雷器：它适用于有发射机天线系统和接收无线电信号设备系统，连接方式也是串联。
选用防雷器要注意接口的形式和接地的可靠，重要场所应设置专用的接大地线，切不可将防雷接地线与避雷针接地线并接，且要尽量远离、分开入地，
4.5.3 电视监控系统防雷接地方法
（1）电视监控系统应有良好的防雷接地，以保证人身安全以及防干扰和雷击。
（2） 监控设备的工作接地电阻应小于4Ω，当监控系统采用综合接地网时，接地电阻应小于1Ω。
（3）防雷接地应采用专用接地干线。由监控控制室引入接地体，专用接地干线采用铜芯绝缘导线或电缆。接地线截面不应小于20mm2。
（4）监控系统的接地线不能与强电交流的地线以及电网零线短接或混接，接地线不能形成封闭回路。
（5）由控制室引到监控系统其他各监控设备的接地线，应选用铜芯绝缘软线，其截面面积不应小于4mm2。
（6）监控系统一般可采用单点接地。
（7）监控系统中三芯电源插座的接地端，应与系统的接地端相连（保护地线）
4.5.4 选用避雷器的注意事项
作为防感应雷工程的设计者， 应选择一个技术先进的制造商，产品应具有详细的说明书、技术指标、产地、符合各方面的标准证书及销售许可证书等。具体事项有如下几点，仅供大家参考。
（1）设计是否有利于用户并且容易安装 理想的产品应该是一个小型、紧凑并且能够安装在现有的空间内，同时易于安装。
（2）反应时间 电涌防护器的反应必须比电涌的速度快。反应时间在毫微秒（纳秒）级均符合技术要求。
（3）一次能够处理的最大电流 最大电流（即峰流）是指一个电涌防护器的处理最大电流的能力。Bell core实验室（AT&T－Bell实验室的研究机构）为了保护它高度计算机化的实验中心，进行了广泛的调研，确定了电涌防护器处理最大电流的能力和所需的技术参数，一个20千安的电涌防护器即可满足要求，起到防电涌、保护设备的作用。由此可见，在任何建筑物内的分支线供电箱处安装一个80千安的电涌防护器，便足以解决任何可能出现的电涌问题。对多雷击区的贵重电气设备，应在建筑物进口的交流配电箱处安装一个较大的防护器，型号从 160千安到 400千安。
（4）吸收能量的能力 电涌防护器吸收能量的能力以焦耳(joule) 来衡量，焦耳值越高，电涌防护器的使用寿命越长。
（5）钳制电压的能力 也就是将过电压钳制到电器设备所能承受的安全范围之内的能力。计算机被设计在一定电压范围内使用，如果超出了这个范围就会导致计算机的损坏。因此电涌防护器必须把过电压钳制到安全水平。1998年 6月 1日开始实施的GA173-1998标准规定：用于220/380 伏电力系统的计算机防雷保安器(电涌防护器)的钳制电压应小于或等于2000伏。
（6）体积的大小非常重要 就电涌防护器来讲，体积尺寸的大小非常重要。电涌防护器的内部电感应该低弱，防护器本身的体积尺寸越大，它固有的内部线路电感就越大；防护器本身体积小，电感也小，防护效果也就更好。 小体积防护器的另一个优势是可以安装在靠近配电箱处，因为连线本身也有电感，连线越长，对保护系统的限制水平的不良影响也就越大，因此在安装电涌防护器时越靠近配电箱越好，最好是在15厘米以内。在电气设备狭小的空间内不可能安装大体积的防护器。
（7）符合国际和国家标准 电涌防护器应符合国际标准，包括UL1449、 ANSI/IEEE、NEMA和 IEC。在我国同样有相应的标准，公安部公共信息网络安全监察局要求：所有用于保护计算机的防雷保安器（本文中称为电涌防护器），都必须根据GA173-1998的标准通过检测并获得销售许可证后，方可销售。
（8）产品的可靠性及客户单 了解客户单以及厂家从事产品生产的历史有助于了解厂家的信誉和其产品的可靠性。
（9）质量保证 保质期限的长短体现了制造商对其产品是否能不出问题、能长久的保护设备的自信心。一旦产品出现问题，客户是否能得到快速免费的服务，也是用户应考虑的因素之一。
如何选择数据线防护器 有数百个不同的连接器类型，许多不同的应用程序和规程，6个不同的电压电平，这些都影响“我应该买什么样的数据线防护器”的决定。 但是如果您了解了以下三个重要的事实，选择满足您需要的防护器并不困难。
（1）传输电压（Transmission Voltage） 应用程序中精确的传输电压必须在每笔定单中注明。一个好的电涌防护器，其钳制过电压的能力应尽可能地接近被
保护仪器的额定传输电压。选择数据线电涌防护器的第一步是：确定设备的传输电压，这可以在您的设备手册中找到，但如果您不知道，不要猜测。可以很容易地用电压表测出。下表显示通常应用程序所设定的电压。 电压 系统应用程序 7.5 V RS422, RS423,RS485, 以太网, 大多数 LANS 以太网，和局域网 7.0 V 数据电话公司（信道服务单元/数据服务单元，DDS，T1，ISDN，等） 12 V 类别 5、100Base －T、ATM155(100兆赫） 18 V RS232，令牌环，数字式4-20毫安电流回路 27 V ArcNet、模拟4-20毫安电流回路 60 V 模拟、租用专用线电话公司 240 V 拨号线、调制解调器和传真机。
（2）连接器类型（Connector type） 在全世界，有数百种不同类型的连接器用于数据线应用程序中。最通常的几种列表如下。如果你认为你有一种未列在下表中，我们或许也能对其提供保护 – 只要向我们的工程师了解即可。 常用的防护器连接器类型--同轴的（Co-axial） 双轴的（Twin-axial） RJ 11 RJ 45 串接 9,15, 或 25 针 Centronics 通用串接总线（USB Universal Serial Bus） 硬布线 （没有连接器）
（3）数据传输速度（Data transfer speed） 数据传送是以每秒百万比特或兆赫来度量的。 一个适合10兆赫应用程序的保护器不能在100兆赫的应用程序下工作。一个设计为保护有线电视同轴电缆的防护器在1.5千兆赫的卫星传输馈线上可能无法工作。许多办公应用程序被设定为 1至10MHz 范围，但被称做Category 5 的应用程序（运行在100兆赫）越来越普及了。 数据传送速度能够在你的设备手册中找到并应当包含在每一笔定单中。
第5章 典型案例
5.1 中小型视频监控系统
通常的视频监控系统规模都不大，功能也相对简单，但其适用的范围非常广。所监视的对象也不仅仅限于想到的人、商品、货物或车辆，有些应用系统还涉及到对诸如天然气罐、高油墨瓜炉的监视，另有些应用系统则需要对工厂的烟囱及排污管道进行曲监
视。视频监控系统可以自成体系，也可以与防盗报警系统或出入口控制系统组合，构成综合保安监控系统。一般来说，典型中小型视频监控系统的摄像监视点数不超过 32 点，造价大都在几万 ~ 几十万元。
5.1.1 简单的定点监控系统
最简单的定点监控系统就是在监视现场安置定点摄像机（摄像机配接定焦镜头），通过同轴电缆将视频信号传输到监控室内的监视器。例如，在小型工厂的大门口安置一台摄像机，并通过同轴电缆将视频信号传送到厂办公室内的监视器（或电视机）上，管理人员就可以看到哪些人上班迟到或早退，离厂时是否携带了厂内的物品。若是再配置一台录像机，还可以把监视的画面记录下来，供日后检索查证。
这种简单的定点监控系统适用于多种应用场合。当摄像机的数量较多时，可通过多路切换器、画面分割器或系统主机进行监视。以某著名外企总部为例，该总部曾多次丢失高档笔记本电脑，后来在其各楼层的所有 12 个出口都安装了定点摄像机，并配备了 3 台四画面分割器和 24 小时实时录像机，有效地杜绝了上述失盗现象。
某招待所也是采用了这种简单的定点监控系统。这是在 1~6 层客房通道的两端各安装一台定点黑白摄像机，加上大门口、门厅、后门、停车场等 4 个监视点共计 16 台摄像机，再配置一台 16 画面分割器、一台 29 英寸大屏幕彩电和一台 24 小时录像机便构成了完整的监控系统。
当监视的点数增加时会使系统规模变大，但如果没有其他附加设备及要求，这类监控系统仍可归属于简单的定点系统，以某超市的闭路电视监控系统为例，由于该超市的营业面积较大（上下两层总计约 16000 ㎡），货架较多，总共安装了 48 台定点黑白摄像机。这 48 台摄像机的信号被分成了 3 组，分别接到了对应的 16 画面分割器、 17 英寸黑白监视器和 24 小时录像机（该超市的实际工程中另外增加了防盗报警系统和公共广播 / 背景音乐系统，此处从略）。
5.1.2 简单的全方位监控系统
全方位监控系统是将前述定点监控系统中的定焦镜头换成电动变焦镜头，并增加可上下左右运动的全方位云台（云台内部有两个电动机），使每个监视点的摄像机可以进
行上下左右的扫视，其所配镜头的焦距也可在一定范围内变化（监视场景可拉远或推进）。很显然，云台及电动镜头的动作需要由控制器或与系统主机配合的解码器来控制。 最简单的全方位监控系统与最简单的定点监控系统相比，在前端增加了一个全方位云台及电动变焦镜头，在控制室增加了一台控制器，如 SP3801 ，另外从前端到控制室还需多布设一条多芯（ 10 芯或 12 芯）控制电缆。以某小型制衣厂的监控系统为例，在其制衣车间安装了两台全方位摄像机，在厂长办公室内配置了一台普通电视机、一台切换器和两台控制器，当厂长需要了解车间情况时，只需通过切换器选定某一台摄像机的画面，并通过操作控制器使摄像机对整个监控现场进行扫视，也可以对某个局部进行定点监视。
在实际应用中，并不一定使每一个监视点都按全方位来配置，通常仅是在整个监控系统中的某几个特殊的监视点才配备全方位设备。例如，在前述的某招待所的定点监控系统中，也可考虑将监视停车场情况的定点摄像机改为全方位摄像机（更换电动变焦镜头并增加全方位云台），再在控制室内增加一台控制器，这样就可以把对停车场的监视范围扩大了，既可以对整个停车场进行扫视，也可以对某个局部进行监视。特别是当推进镜头时，还可以看清车牌号码。
5.1.3 低成本全方位监控系统
在本系统中，用分控键盘 SP8050 替代云台镜头控制器，这样系统的连接线就显得比较简单。 SP8050 还能遥控控制切换器（ SP2000 系列）及画面分割器。切换器还有报警功能，当有报警时，能自动地把报警的现场摄像机切换出来，并记录。在成本方面，要低于使用系统主机 / 矩阵切换器的系统。
5.1.4 具有小型主机的监控系统
多大的系统才需配用系统主机并没有严格的限制。一般来说，当监控系统中的全方位摄像机数量达到 3~4 台以上时，就可考虑使用小型系统主机。虽然用多台单路控制器或一台多路（如 4 路或 6 路）控制器也可以实现全方位摄像机的控制，但这样所需的控制线缆数量较多（每一路至少要一根 10 芯电缆），而且线缆的长度将过长（长线
电阻造成的电压降可能会导致云台及电动镜头动作迟缓甚至不动作），整个系统也会显得零乱。
一般来说，使用系统主机会增加整个监控系统的造价，这是因为系统主机的造价要比普通切换器高，而与之配套的前端解码器的价格也比普通单路控制器高。但从布线考虑，各解码器与系统主机之间是采用总线方式连接的，因此系统中线缆的数量不多（只需要一根两芯通信电缆）。另外，集成式的系统主机大都有报警探测器接口，可以方便地将防盗报警系统与视频监控系统整合于一体。当有探测器报警时，该主机还可自动地将主监视器画面切换到发生警情的现场摄像机所拍摄的画面。
5.1.5 具有声音监听的监控系统
视频监控系统中还常常需要对现场声音进行监听（例如：银行柜员制监控系统），因此从系统结构上看，整个视频监控系统由图像和声音两个部分组成。由于增加了声音信号的采集及传输，从某种意义上说，系统的规模相当于比纯定点图像监控系统增加了一倍，而且在传输过程中还应保证图像与声音信号的同步。
对于简单的一对一结构（摄像机——录像机——监视器），只要增加监听头及音频传输线，即可将视音频信号一同显示、监听并记录。对于切换监控的系统来说，则需要配置视音频同步切换器，它可以从多路输入的视音频信号中切换并输出已选中的视频及对应的音频信号。
5.2 大中型视频监控系统
大中型视频监控系统的监视点数增多，除了包含有大量的全方位监视点外，还常常与防盗报警系统集成为一体。由于汇集在中心控制室的视音频信号多，往往需要多种视音频设备进行组合，很多系统还需要多个分控制中心（或分控点），因此系统相对庞大。
5.2.1 大中型视频监控系统释义
从原理上说，大中型视频监控系统与前述的中小型视频监控系统是一样的。这里所谓的“大中型”可有两层含义：一是指系统的规模大，如前端摄像机的数量及中心控制端设备的数量都很多，中心控制室的场面也很庞大，往往还要有一面庞大的监视器墙，能同时显示出大小不等的十几个甚至几十个实时监控现场的画面，另外还在很多相关部门设有分控系统，有时还会与防盗报警系统或门禁刷卡系统联动；二是系统的复杂程度高，作业难度大，传输条件恶劣，使得十几个点的监控系统比普通超市或写字楼中的同十个甚至上百个点的监控系统的施工与调试还难。
5.2.2 多主机多级视频监控系统
常规的视频监控系统一般只有一台主机，即使是大中型系统，也不外乎是增加摄像机的数量和增加分控系统的数量。但是对某些特殊应用的场合，这种单台主机加若干台分控器的实现方法是不能满足用户需要的。以某大型工厂的监控系统为例，用户要求在其每一个相对独立的厂区都安装一套闭路视频监控系统，各厂区内有独立的监控室，管理人员可以对本系统进行任意操作控制。而整个工厂还要建立一个大型监控系统，将各厂区的子系统组合在一起，并设立大型视频监控中心，在该中心可以任意调看一厂区中某一个摄像机的图像，并对该摄像机的云台及电动变焦镜头进行控制。这就提出了由各厂区的多台主机共同组成大型视频监控系统的要求。
由于各主机的内部结构和工作原理是一样的，因此，相对于普通的矩阵主机来说，这种多主机系统的各个主机都增加了地址标识码，可以被上一级主机选调，各摄像机的图像则经过二级或三级切换被选调到主中心控制室的监视器上。
第6章 调研结论
6.1 发展趋势
前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。
6.1.1 数字化
数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化。
视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破\"经典闭路视频系统是以摄像机成像技术为中心\"的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。
6.1.2 网络化
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成
的一个重要概念。
IPv6是下一代互联网络CNGI网络建设和应用的关键技术，IPv6对互联网的意义除了扩大地址空间以外，还可以有效地提高网络的整体吞吐量，改善网络通信质量，使网络安全性更有保证，兼容性更强大。可以说，从IPv4升级为IPv6是全球信息高速公路的一次整体大提速，它必将在全球掀起新一轮的信息技术创新大潮。
以IPv6为核心的下一代互联网络，将支持各种大规模分布式综合网络应用系统，包括无线和移动系统，支持802.11a/b/g无线接入，可扩展支持802.16系列宽带无线接入，支持GSM或CDMA移动话音通信，支持多媒体应用和个人信息管理，提供通信保密机制。
对于网络监控行业来说，IPv6的出现同样也将是一次革命性的变革，具体体现在其基于IPv6所形成的一些新产品中：
基于IPv6的网络视频监控系统，具有CIF、DCIF、D1等多种录像分辨率，可满足用户对图像高清晰度的要求。系统可以实现图像画质在CIF和D1之间的任意转换，允许多个远程用户通过Web浏览器对网络摄像头进行多种控制操作（浏览、回放、控制云台、镜头调节等）；支持DHCP/PPPoE等多种网络协议，支持IPsec，保证视频图像传送的完整性和私密性，支持对网络摄像头的多种远程控制，支持摄像机和访问终端之间的相互认证功能，支持图像传输质量的自适应控制，支持多种报警传送模式，具有良好的接入认证、鉴权与计费能力，拒绝非可信用户入网，有良好的业务受理、系统故障报告等运营、维护和管理功能。
基于IPv6的网络视频服务器，系统能支持多媒体业务和流媒体业务，系统可根据用户需要的带宽，提供用户等级优先权的管理能力，能合理调度和使用系统内的资源，具有适应NGI或NGN特点的地址或编号方案；可与现有网的视讯会议系统实现互通，提供数字版权保护机制，具有保障片源提供者利益的机制。
IPv6代理服务器，还支持WINDOWS和LINUX等多种操作系统，用户只需要输入必要的认证信息，不需要了解底层网络和协议，不需要进行其它的配置，就可自动识别NAT，用户在NAT后面也可以获得IPv6地址，提供IPv6流量穿越NAT的手段，支持前缀分配，根据用户的类型分配给用户不同大小的IPv6地址块；支持GE端口；支持多个代理服务器之间的负载均衡。
IPv6的无线网络监控系统，具有多种无线宽带接入技术，能够实现一个有完整体系结构、有通信服务质量保障和灵活扩展能力的宽带无线监控系统，实现基于无线城域网的IPv6语音通信和多媒体传输服务。支持802.16、802.16a/d、802.16e和IPv6的无线基站原型设备，支持IPv6分组路由功能，支持MPLS功能。
未来，随着IPv6技术的发展，高清晰化、个性化、智能化、集成化、无线化、可移动化等将是下一步安防业发展的主流趋势。在未来的安防监控市场中，其技术焦点越来越多地集中于网络集成一体化方案，且IPv6技术使“数字化家园”成为现实。
6.2 市场商机
鉴于伦敦特大爆炸案对安防提出的重大课题，视频监控系统作为监控系统中最重要的一环，其市场需求日益猛涨。具体而言，当前的监控需求主要体现在如下一些方面：
1） 旧的闭路电视监控的改造 2） 对现有系统的扩展
3） 因业务增加而需新建监控系统
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