视频基础知识培训课件
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视频基础知识培训
2011年7月
汇报提纲
视频基础知识 摄像部分基础知识 控制显示基础知识
视频监控系统概述
• 视频监控
利用视频探测手段对目标进行监视、控制和信息记录。
• 组成
一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成。
• 视频监控系统原理
控制部分
摄像部分
传输部分
显示与记录
视频
• 视频：动态图像，是一组图像按时间顺序的连续展示。
பைடு நூலகம்
• 调整与控制 • 寻像器 • 电源部分
• 利用人眼视觉暂留的原理，通过播放一系列的图片，使人眼产生运动的 感觉。
• 视频的三要素：
• 空间分辨率（即屏幕上的点数） • 颜色分辨率（即每个点的颜色位数） • 时间分辨率（即每秒的帧数）
• 按信号组成和存储方式的不同：
• 模拟视频：由连续的模拟信号组成的图像序列，像电影、电视和录像的画 面；
analog signal sampled signal
Sampler
Quantizer &
Coder
digitized signal
视频输出信号
• 复合视频信号
– 包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号，其中色差 信号通过彩色负载波调制之后和亮度信号的高频端进行混合。所 需带宽资源少，兼容黑白和彩色视频显示设备，但清晰度低，亮 色串扰。
• 数字视频：一系列连续的数字图像序列。
图像扫描方式
• 帧：一段视频中的每一幅图像称为一帧。根据视觉暂留原理，要使人 的视觉产生连续的动态感觉，每秒钟图像的播放帧数要在24～30帧频 （每秒播放的帧数）。
• 扫描方式：传送视频图像时，将每幅图像分解成很多像素，按照一个 一个像素、一行一行的方式顺序传送或接收。扫描行数（扫描分辨率） 越多，清晰度越高。分隔行扫描和逐行扫描。
逐行扫描 帧
隔行扫描 （PAL）
奇数场
偶数场
帧
电视制• TV式制式
• NTSC(美国、日本）30帧/秒，525行/帧 • PAL (西欧、中国）25帧/秒， 625行/帧 • SECAM（俄、法） • 注：电影是24帧/秒
• 标准数字化电视分辨率：
• PAL：720*576 • NTSC：720*480
模拟摄像机
模
图像
A/D
增益 背光补偿
D/A
拟
传感器
转换器
降噪
转换器
视
。。。。
频
输
CCD
信号处理
出
摄像机组成
• 光学系统
作 组用 成：成 变像 焦、 距色 镜温 头转 、换 色、温分转光换。片、分色棱镜
• 光电转换器件 作 组用 成：光CC电D转摄换像。器件
• 视频处理电路 作 组用 成：对 预视 放频 器信 、号 视进 频行 信放号大处、理校电正路处、理编；码编器码等输出。
TV制式 帧频(Hz)
NTSC 30
行/帧
525
pal: 25帧/秒 ntsc:30帧/秒
亮度带宽(MHz)
4.2
彩色幅载波
3.58
(MHz)
声音载波(MHz)
4.5
PAL 25 625 6.0
SECAM 25 625 6.0
4.43
4.25
6.5
6.5
各种图像分辨率介绍
• QCIF(176 x144) • CIF（common intermediate format）通用中间格式
• S_video信号
– 亮度信号和色差信号分别独立传输的一种视频信号。它的优点： 减少了亮色串扰，不必用专用电路对亮度和色差信号进行分离， 提高了亮度的带宽，从而提高了图像的清晰度。
• RGB信号
– 将三基色电信号作为独立的视频信号而直接进行传输的一种视频 信号。该类型的视频信号所提供的图像清晰度最高，但带宽最宽， 主要用于电视台。
媒体数字化
• 采样：指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的 信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。
• 量化：用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连 续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。
• 压缩与编码：数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技 术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输 与储存的关键。
• 1.5Mbps≤视频传输带宽≤8Mbps时：可实现全实时25帧/秒，即25fps， 图像分辨率为D1（704×576）的视频图像传输。
• 512Kbps≤视频传输带宽≤1.5Mbps 时：可实现全实时25帧/秒，即 25fps，图像分辨率为CIF（352×288）的视频图像传输。
• 视频传输带宽≤512Kbps时：可实现抽帧，图像分辨率为CIF （352×288）的视频图像传输。
• 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。
摄像机基本构成
• 摄像机：将光信号转变为视频信号 • 镜头：可选用固定镜头或二可变镜头，三可镜头（调焦距、调聚焦、
调光圈） • 云台：用于承载摄像机上下左右移动，可不选用
摄像机
镜头 云台
汇报提纲
视频基础知识 摄像部分基础知识 控制显示基础知识
视频采集部分-摄像机（Camera）
• 摄像机:视频监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。当被监视场 所面积较大时，在摄像机上加装变焦距镜头，使摄像机所能观察的距离 更远、更清楚；把摄像机安装在电动云台上，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更大。
352 x 288 （PAL NTSC） 10 万像素 • 2CIF 704 x 288 20万像素 • 4CIF 704 x 576 40万像素 • DCIF 528×384 20万像素（double cif） • D1 704 x 576 (PAL) 40万像素 • VGA (Video-Graphics-Array) 640 x 480 •CIF录以像下分视辨频率传是输主带流宽分选辨择率模，式绝：大部分产品都采用CIF分辨率。
摄像机原理
• 摄像机主要由镜头、影像传感器（主要是CCD器件）、DSP等组 成，被摄物体反射光线经过镜头聚焦至CCD上，CCD由多个X-Y纵 横排列的像素点组成，每个像素都由一个光电二极管及相关电路 组成，光电二极管将光线转变成电荷，收集到的电荷总量与光线 强度成比例，所积累的电荷在相关电路的控制下，逐点移出，经 滤波、放大，再经过DSP处理后形成视频信号输出。
2011年7月
汇报提纲
视频基础知识 摄像部分基础知识 控制显示基础知识
视频监控系统概述
• 视频监控
利用视频探测手段对目标进行监视、控制和信息记录。
• 组成
一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成。
• 视频监控系统原理
控制部分
摄像部分
传输部分
显示与记录
视频
• 视频：动态图像，是一组图像按时间顺序的连续展示。
பைடு நூலகம்
• 调整与控制 • 寻像器 • 电源部分
• 利用人眼视觉暂留的原理，通过播放一系列的图片，使人眼产生运动的 感觉。
• 视频的三要素：
• 空间分辨率（即屏幕上的点数） • 颜色分辨率（即每个点的颜色位数） • 时间分辨率（即每秒的帧数）
• 按信号组成和存储方式的不同：
• 模拟视频：由连续的模拟信号组成的图像序列，像电影、电视和录像的画 面；
analog signal sampled signal
Sampler
Quantizer &
Coder
digitized signal
视频输出信号
• 复合视频信号
– 包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号，其中色差 信号通过彩色负载波调制之后和亮度信号的高频端进行混合。所 需带宽资源少，兼容黑白和彩色视频显示设备，但清晰度低，亮 色串扰。
• 数字视频：一系列连续的数字图像序列。
图像扫描方式
• 帧：一段视频中的每一幅图像称为一帧。根据视觉暂留原理，要使人 的视觉产生连续的动态感觉，每秒钟图像的播放帧数要在24～30帧频 （每秒播放的帧数）。
• 扫描方式：传送视频图像时，将每幅图像分解成很多像素，按照一个 一个像素、一行一行的方式顺序传送或接收。扫描行数（扫描分辨率） 越多，清晰度越高。分隔行扫描和逐行扫描。
逐行扫描 帧
隔行扫描 （PAL）
奇数场
偶数场
帧
电视制• TV式制式
• NTSC(美国、日本）30帧/秒，525行/帧 • PAL (西欧、中国）25帧/秒， 625行/帧 • SECAM（俄、法） • 注：电影是24帧/秒
• 标准数字化电视分辨率：
• PAL：720*576 • NTSC：720*480
模拟摄像机
模
图像
A/D
增益 背光补偿
D/A
拟
传感器
转换器
降噪
转换器
视
。。。。
频
输
CCD
信号处理
出
摄像机组成
• 光学系统
作 组用 成：成 变像 焦、 距色 镜温 头转 、换 色、温分转光换。片、分色棱镜
• 光电转换器件 作 组用 成：光CC电D转摄换像。器件
• 视频处理电路 作 组用 成：对 预视 放频 器信 、号 视进 频行 信放号大处、理校电正路处、理编；码编器码等输出。
TV制式 帧频(Hz)
NTSC 30
行/帧
525
pal: 25帧/秒 ntsc:30帧/秒
亮度带宽(MHz)
4.2
彩色幅载波
3.58
(MHz)
声音载波(MHz)
4.5
PAL 25 625 6.0
SECAM 25 625 6.0
4.43
4.25
6.5
6.5
各种图像分辨率介绍
• QCIF(176 x144) • CIF（common intermediate format）通用中间格式
• S_video信号
– 亮度信号和色差信号分别独立传输的一种视频信号。它的优点： 减少了亮色串扰，不必用专用电路对亮度和色差信号进行分离， 提高了亮度的带宽，从而提高了图像的清晰度。
• RGB信号
– 将三基色电信号作为独立的视频信号而直接进行传输的一种视频 信号。该类型的视频信号所提供的图像清晰度最高，但带宽最宽， 主要用于电视台。
媒体数字化
• 采样：指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的 信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。
• 量化：用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连 续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。
• 压缩与编码：数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技 术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输 与储存的关键。
• 1.5Mbps≤视频传输带宽≤8Mbps时：可实现全实时25帧/秒，即25fps， 图像分辨率为D1（704×576）的视频图像传输。
• 512Kbps≤视频传输带宽≤1.5Mbps 时：可实现全实时25帧/秒，即 25fps，图像分辨率为CIF（352×288）的视频图像传输。
• 视频传输带宽≤512Kbps时：可实现抽帧，图像分辨率为CIF （352×288）的视频图像传输。
• 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。
摄像机基本构成
• 摄像机：将光信号转变为视频信号 • 镜头：可选用固定镜头或二可变镜头，三可镜头（调焦距、调聚焦、
调光圈） • 云台：用于承载摄像机上下左右移动，可不选用
摄像机
镜头 云台
汇报提纲
视频基础知识 摄像部分基础知识 控制显示基础知识
视频采集部分-摄像机（Camera）
• 摄像机:视频监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。当被监视场 所面积较大时，在摄像机上加装变焦距镜头，使摄像机所能观察的距离 更远、更清楚；把摄像机安装在电动云台上，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更大。
352 x 288 （PAL NTSC） 10 万像素 • 2CIF 704 x 288 20万像素 • 4CIF 704 x 576 40万像素 • DCIF 528×384 20万像素（double cif） • D1 704 x 576 (PAL) 40万像素 • VGA (Video-Graphics-Array) 640 x 480 •CIF录以像下分视辨频率传是输主带流宽分选辨择率模，式绝：大部分产品都采用CIF分辨率。
摄像机原理
• 摄像机主要由镜头、影像传感器（主要是CCD器件）、DSP等组 成，被摄物体反射光线经过镜头聚焦至CCD上，CCD由多个X-Y纵 横排列的像素点组成，每个像素都由一个光电二极管及相关电路 组成，光电二极管将光线转变成电荷，收集到的电荷总量与光线 强度成比例，所积累的电荷在相关电路的控制下，逐点移出，经 滤波、放大，再经过DSP处理后形成视频信号输出。