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三个阶段的核心设备：
模拟监控阶段的核心设备:视频切换矩阵;
数字监控阶段的核心设备:硬盘录像机（DVR）;
智能监控阶段没有核心设备;
智能网络视频监控系统 Intelligent Video Surverillance.
视频内容分析技术 Video Content Analysis.
三个时代的主要产品：
模拟视频监控时代：闭路电视 CCTV Closed Circuit T
数字视频监控时代：DVR( 硬盘录像机 Digital Video Recorder );
DVR的关键技术是编码压缩算法，主要的编码方式如下：MJPEG,MPEG-2,MPEG-4,H.264;
智能网络视监时代：
IVS : 智能网络视频监控系统 Intelligent Video Surverillance.
主要构成：
&&& IPC : 网络摄像机 Internet Protocol Camera.
DVS : 视频编码器 Digital Video Server.
NVR : 网络录像机 Network Video Recorder.
&&&&&&&&&&
功能：视频存储、转发、回放;
&&&&&&&&&&
区别：DVR = NVR + (IPC / DVS);
VCA : 视频内容分析技术&
Video Content Analysis.
CMS : 中央管理平台 Center Management System.
&&&&&&&&&&
功能：资源管理、媒体分发、存储设备、告警服务、用户服务;
Decoder: 解码设备
视频监控的核心技术：
光学成像器件：
CCD& : Charge Coupled Device, 电荷耦合器件,含大量感光元素,每元素称为像素;
CMOS : Complementary Metal Oxide Semiconductor, 集成电路制造原料;
视频编压算法：
例如：标清D1图像, 25帧/秒, 带宽要求16MB/s的数据量(720*576*12/8*25=15.5MB)
&&&&&&&&&&
MPEG-4压缩后码流为2Mbps，图像质量还可接受;
视频编压芯片：
DSP : 通用媒体处理芯片,
以DSP为核心集成视频单元和外围接口,通过软件编程实
&&&&&&&&&&&&&&
现视频编解码和扩展多种特色化功能;
ASIC: 专用视频编码芯片,
集成外围接口,通过硬件实现视频编解码;
视频管理平台：
//IPC技术：============================================================================================
定义：支持网络协议的摄像机, IPC= 模拟摄像机 +视频编码器(DVS);
IPC主要功能：
视频编码 : 编压码;
音频功能 : 编压码;
网络功能 : 编压码的视音频信号通过网络传输;
云台、镜头控制功能 : 通过网络控制云台、镜头的各种动作;
缓存功能 : 可以吧压缩的视音频数据临时存储在本地的存储介质中;
输入输出报警 : 接受、处理报警输入/输出信号,具有报警联动的功能;
移动检测报警 : 检测场景内的移动并产生告警;
视频分析 : 自动对视频场景进行分析,比对预设原则并触发报警;
视觉参数调节 : 色调、亮度、对比度、饱和度等视觉参数;
编码参数调节 : 帧率、分辨率、码率等编程参数可以调整;
系统集成 : 可以与视频管理平台集成,实现大规模系统监控;
IPC的分类：
半球：固定聚焦/收到变焦,视场FOV(Field Of View)固定，难于调整;
枪机：固定/手动可变焦,视场FOV(Field Of View)可手动进行调整;
PTZ + 球机：可变焦距 +可变角度,
百万像素摄像机：&= 2 *模拟摄像机最大分辨率
IPC的优势：
IP摄像机与模拟摄像机的比较：==& 模拟信号; --&数字信号;
模拟Camera ==& CCD&&&&& --& (A/D) --& 信号处理 --& 数/模&&& ==模拟输出==& DVS DVR
IP Camera&& -& CCD/CMOS& -& (A/D)& -& 信号处理& -& 编码压缩 ---IP输出---& NVR
1) 模拟使用DSP芯片多次A/D转换,牺牲图像质量;
2) 模拟使用隔行扫描,IP使用逐行扫描;
3) 模拟 : 分辨率 &= D1(PAL =
720*576; NTSC =
720*480); 像素 &= 40万;
4) IP : 双向音频支持,具有音频输入/输出接口：输入：用于监听;输出,发送广播;
IPC的硬件构成：
独立芯片+ CPU 架构：
Camera --& 图像传感器 --& 信号处理 --& 编码压缩 --& (CPU + Flash + RAM) --& 网络接口 ==&
Camera --& 图像传感器 --& 信号处理 --& (SOC(编码压缩) + Flash + RAM) --& 网络接口 ==&
图像传感器:
&&&& CCD : 集成在硅晶半导体上,
工艺复杂,灵敏度、信噪处理强;
CMOS: 集成在&金属氧化物&上,低成本、低功耗、高整合度;
编码压缩的架构：
硬件编码压缩：编压算法固化到芯片上;
软件编码压缩：软件运行在处理器上进行编压;
编码压缩芯片= 编码芯片 + 相关RAM(作用 : 存储压缩原始数据 及 中间处理数据;需要16/32MB的 SDRAM);
主控制器部分：一般为独立部件;若为软件解码,其可能就是运行压缩算法的DSP,即主控+编码;
CPU&& : 主控芯片;
Flash : 固化OS内核、文件系统、应用软件和系统配置文件;
SDRAM : 系统内存;由于系统优化和裁剪,一般为4MB的SDRAM;
IPC的软件构成：
操作系统：嵌入式Linux系统;
编码算法：MPEG-4(主流), H.264;
软件架构层次：
应用软件层& :
&&& 媒体层&&&&& :
自由开源软件(多媒体库ffmpeg)+ 音频编码库 + 视频编码库 + 网络协议RTP/RTCP
系统内核层& :
嵌入式Linux OS + 网络协议TCP/UDP/IP
驱动程序层& :
设备驱动程序
硬件层&&&&& :
底层硬件系统
软件架构详解：
设备驱动程序 : 802.3以太网MAC控制器、通用I/O、I2S、AC97、SD/MMC卡、LCD显示控制器、视频捕获设备、
& 硬件控制器、高速USB控制器等;
编码程序 : 支持MJPEG, MPEG-4, H.264, MP3, WMA, AAC, G.711,
G.723, G.729等;
&&&&&&&&&&
ffmpge提供录制、转换、流化音视频完整方案;
传输协议：RTP(实时传输协议) RTCP(实时传输控制协议)
IPC的工作原理：
IPC启动过程：
主控模块将Linux内核转入系统内存SDRAM中,系统从SDRAM启动.启动后,主控模块通过串行接口/主机接口等
控制编码模块、网络模块、串行接口,实现视频的编码压缩、网络传输及辅助控制。IPC加点启动后的过程
包括装载启动代码、设备驱动程序、网络协议处理等。
IPC工作过程：
图像/声音信号 --& 图像/声音传感器 -&电信号&-& (A/D) -&数字信号&-& 编码器 --&发送到网络上
IPC数据的网络传输：
传输协议的介绍：
UDP& : User Datagram Protocol 数据报协议;
&&&& 利用IP协议提供面向无连接的服务。
&&&&&&&&&&
常用来封装实时性强的音视频数据,即使丢包,也不影响浏览。
TCP& : Transumission Control Protocol 传输控制协议;
&&&&&&&&&&
利用IP协议提供面向连接网络的服务，为在不可靠的网络上提供可靠的端到端传输。
&&&&&&&&&&
传输实时性较强的音视频流时开销很大,如网络不问,音视频抖动现象明显。
&&&&&&&&&&
常用来传输网络摄像机的控制命令,如PTZ控制，I/O设备控制等。
HTTP : HyperText Transfer Protocol 超文本传输协议;
&&&&&&&&&&
主要是为网站上运行的多媒体文件(文本、图形、声音、视频等)设定规则。
&&&&&&&&&&
常用其来提供Web访问功能，方便将音视频数据经过复杂网络传输，实时音视频支持不很理想。
RTP& : Real-time Transport Protocol 实时传输协议;
&&&&&&&&&&
情况：一对一或一对多。
&&&&&&&&&&
目的：提供时间信息实现流同步。
&&&&&&&&&&
时间戳机制，减少了抖动影响，允许多个数据流间相互同步。
&&&&&&&&&&
常用在UDP来传输,也可在TCP上工作。
&&&&&&&&&&
当应用程序开始一个RTP会话时使用两个端口：一个给RTP，另一个给RTCP。
&&&&&&&&&&
不能按顺序传送数据包提供可靠的传送机制,不提供流量控制/拥塞控制,它依靠RTCP提供这些服务。
&&&&&&&&&&
通常RTP算法并不作为一个独立的网络层来实现,而是作为应用程序代码的一部分。
& RTCP : Real-time Transport Control Protocol 实时传输控制协议;
&&&&&&&&&&
RTCP 和 RTP
一起提供流量控制/拥塞控制。RTCP不传输任何数据。
&&&&&&&&&&
功能 : 向源端提供有关延迟、抖动、带宽、拥塞等网络特性反馈信息,发送端可用此进行速率调整。
RTSP : Real-time Streaming Protocol 实时流协议;
&&&&&&&&&&
情况：一对多应用程序如何有效通过IP网络传送多媒体数据。
&&&&&&&&&&
体系：在RTP
和 RTCP之上,使用TCP/RTP完成数据传输。
&&&&&&&&&&
原理：利用推式服务器方法，让浏览器发出请求,IPC向浏览器端推送封装成RTP分组的音视频编码数据。
&&&&&&&&&&
比较：& HTTP :传送HTML;&&&&&&&
客户机发出,服务器响应;
&&&&&&&&&&&&&&&&&&
RTSP : 传送多媒体数据&
双向发出请求;
RSVP : Resource Reservation Protocol 资源预订协议;
&&&&&&&&&&
为Internet开发的,通过在路由器上预留一定带宽,一定程度上为流媒体的传输提高服务质量。
&&&&&&&&&&
音视频数据比传统数据对网络的延迟更敏感,在网络中传输高质量的音视频信息,除带宽外,还需其他条件。
IPC的本地缓存：
通过在IPC内采用闪存/DRAM作为缓冲器,或在外部采用CF、SD卡作为缓存器,可实现本地临时存储(On
Board Storage)。
IPC的安全通信：
1)SSL/TLS&& : Secure Sockets Layer. 加密源端 +客户端
实现数据的加密、防篡改、防伪造,TLS基于SSL之上更好的安全保障。
主要服务：加密数据(防中途被劫),维护完整性(数据传输中不被改变),认证用户和服务器(确保发送到正确的对端);
源端&&&&&&&& 客户
| &--申请-- |
&&&&& | ---Key--& | :Key供客户端加密所用,加密后数据仅供源端使用
2)HTTPS&&&
: Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer.
HTTPS = HTTP + SSL
3)IPSec VPN : (VPN = Virtual Private Network虚拟专用网络,核心：利用公共网络建立虚拟专用网)。
********************&&&&&&&&&&&&&&& ####################
====*==================*====&&&&&&& ====#==================#====
&&& *&& ~~~~&&&&&&&&&& *&&&&&&&&&&&&&&& #&& ~~~~&&&&&&&&&
*&& 数据~&& 《===》*&&&&&&&&&&&&&&& #&& 数据~&& 《===》#
*&& ~~~~&&&&&&&&&& *&&&&&&&&&&&&&&& #&& ~~~~&&&&&&&&&&
====*==================*====&&&&&&& ====#==================#====
&&& ********************&&&&&&&&&&&&&&
####################
SSL/HTTPS&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& VPN隧道
**********&&&&
##########
* 不安全 *&&&&
#& 安全& #
**********&&&&
##########
4)报警改变帧率技术：
分辨率&帧率：& 低 ----报警/时间发生----&高
5)IPC的多码流技术：同一时间满足不同的用户需求的不同画质的要求。
注意：有些双码流/多码流系统中，视频的存储和实显都可能需要NVR的转发处理。这种情况下，多码流的需求可能会
导致IPC与NVR间码流的增加引起带宽占用增加。因此，需考虑IPC、NVR及码流请求者间的网络位置关系。
6)视频质量控制 QoS: Quality of Service 是802.1p网络协议的一部分，用于优化网络带宽应用。
有Qos：确保带宽的稳定、有效利用==& 保证传输质量；优先分配传输需求 ==&平滑传输；
无Qos：带宽被数据传输全部消耗==&传输抖动。
必要条件：所有的交换机、路由器和网络视频产品都要支持QoS。
视频移动探测 VMD(Video Motion Detection)：
功能单一，低智能；适合室内，还可进行视频录像的回防检索，以快速对录像资源进行查索引。
技术算法简短，对芯片要求低。稍高级的支持“多防区”、“方向性”防区、入侵目标过滤等。
IPC系统架构：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
v--设备管理、控制，报警管理，录像存储，视频转发、回放--|
[IPC前端设备]----(RJ-45接口)---&[网络]--& [NVR服务器] &--(SCSI/FC通路)--& [磁盘阵列]
^--视频采集、编码、压缩、传输--|&&&&&&&&& ^--支持30~50路4CIF实时存储--|
IPC带宽与存储设计：
1&存储空间 = 30通道 * 2Mbps *3600 *
24 * 7 /8 /
1000 /1000 = 5TB;
降低存储空间的方法：
1) 降低录像帧率 :图像流畅的下降;
2) 报警触发录像 :无法得到非报警时段录像;
3) 时间表录像方式;
2&带宽需求：
网络路径1 : 16通道* 2Mbps = 32Mbps [IPC]--1--&[NVR]
网络路径2 : 9通道* 2Mbps = 18Mbps& [NVR]--2--&[解码器]--2--&[电视墙]
网络路径3 : 1通道* 2Mbps = 2Mbps&& [NVR]--3--&[工作台]
存储路径4+5 : 32通道 * 2Mbps + 2Mbps = 66Mbps = 8MB/s [NVR]--(-4-& & &-5-)--[磁盘阵列]
参考知识库
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