安全管理资讯系统

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,p,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,p,1,安全管理資訊系統,保全錄影,與,閉路電視概述,Introduction of Security Recording and Closed Circuit Television,授課老師,：,卓世明,p,2,目標,介紹保全系統中的錄影設備,參考書：,Emily Harwood,“DIGITAL CCTV-A Security Professional,s Guide,”Butterworth-Heinemann,Elsevier Inc.,2008,Thomas Norman,“,Integrated Security Systems Design-Concepts Specifications and Implementation,”,Butterworth-Heinemann,Elsevier Inc.,Jan.2007,p,3,CCTV,的演進,-1,傳統的影像監控應用起源甚早，從,1913,年英國對被監禁的婦女參政權論者進行秘密攝影開始，到,1961,年倫敦運輸火車站第一次公開安裝視頻監控系統，閉路電視,(Closed Circuit Television;CCTV),的發展已經具有悠久的歷史。英國不但是,CCTV,應用的發源地，也是監控產業最發達的國家，英國人已經對於街道上、商舖中的攝影機不以為意、習以為常,傳統的類比式,(analog)CCTV,系統主要包括前端的攝影機,(camera),、鏡頭,(lens),、雲臺,(cradle head),，以及進行訊號傳輸的同軸電纜,(coax-cable),，負責進行畫面分割處理,(Quad),、切換控制的影像處理器,(multiplexer),，用於對於多台攝影機進行切換、控制動作的矩陣,(Matrix),，以及後端用於監看畫面的監視器,(monitor),以及用於儲存影像的錄像機,(VCR recorder),等,p,4,CCTV,的演進,-2,在,90,年代末期，一種新的錄像儲存產品推出了，那就是,DVR(Digital Video Recorder),。它的出現原因在於,隨著半導體科技的發展，處理器,(CPU),效能越來越快速,價格也降到可接受的程度,壓縮技術的逐漸成熟,(MPEG-1/MPEG-2/MPEG-4,等,),加上硬碟容量的增加與價格的降低,可彈性增加數位輸入,、,輸出監控埠,(DI/DO),，結合事件錄影,讓數位技術有機會進入影像監控應用,DVR,以數位化的方式壓縮攝影機拍攝到的畫面，並將資料儲存到,DVR,的硬碟中，方便使用者後續隨時查詢硬碟中儲存的畫面，用來取代使用多年的延時磁帶錄影機,(time-lapse VCR),，省去了使用者頻繁更換錄影帶的麻煩，畫質也比較不會因為磁帶使用次數過多，而導致畫面品質降低,p,5,CCTV,的演進,-3,隨著網際網路,(Internet),的進步，上網常用的乙太網路線,(Ethernet,網路纜線,),或無線網路,(WiFi),，因此取代行之多年的,CCTV,常用的同軸電纜。一般,DVR,內建網頁，可以讓遠端使用者透過網路瀏覽方式進行遠端監視,(,包括影像及感測器讀取與,IO,控制,),。透過網路,(Internet),將訊號傳輸出去。影像因此可以超越空間與距離的限制，做到無論何時何地，只要可以上網便可察看到想看的畫面。此一演進徹底顛覆了傳統,CCTV,的閉路概念，走向全新的網路環境,網路攝影機,(network camera/IP camera)2000,年以後，開始被推廣。在攝影機拍攝到畫面，將畫面加以數位化壓縮的同時，使用者可以使用任何一台可以上網的電腦,、,PDA,或手機中的網路瀏覽器,(Internet browser),來遠端存取此一攝影機的影像,p,6,CCTV,的演進,-4,為了解決一些舊有類比監控系統的升級問題，在不需更換舊設備的前提下，一種介於攝影機與,DVR,之間的產品誕生了，那就是影像伺服器,(Video Server),。它可以連接傳統攝影機的視頻訊號，將類比訊號轉為數位訊號，透過網路介面便可進行遠端存取工作，影像伺服器可以說是不帶硬碟的,DVR,，也可以說是讓傳統類比攝影機變為網路型攝影機的升級工具。由於其可以讓既有的傳統類比攝影機不用淘汰、更換，是既有設備升級的理想解決方案,隨著網路技術的發展，針對在網路環境使用特性，,DVR,系統又進一步發展成為具有網路功能的,NVR(Network Video Recording),系統。與,DVR,系統相比，,NVR,系統不但實現了遠端影像檔案的數位化儲存,(,備份儲存,),，還實現了影像的數位化傳播,(,影音串流,),。即,NVR,系統可以直接接到,IP Internet,中，使儲存下來的視訊信息可以通過網路方便的進行瀏覽。網路化視訊監視系統從一開始就是針對在網路環境下使用而設計的，因此它克服了,DVR,無法透過網路獲取監視內容的缺點，用戶可以透過網路中的任何一部電腦來觀看、錄製和管理即時的視訊檔案,p,7,CCTV,的演進,-5,CCTV,相關大事,1839,發明照相機,(,靜態，底片,),。,19,世紀末，發展成攝影機,(,動態,底片,),1920,黑白電視,(TV),問世。,1960,初期，黑白真空管,(Tube)TV,攝影機問世,(,動態，電子訊號,),1962,美國,RCA,公司發表全世界第一台,VCR(Tape,，電子訊號,),1980s,發展出半導體元件,(Solid-State)CCD,攝影機,1990s,影像產品開始數位化，安全監視產業蓬勃發展,2001,美國,911,事件，安全監視成為受重視之必要產業,2006,影像處理晶片,DSP(Digital Signal Processor)IC,帶動安全監視系統產業快速轉變與發展,p,8,我們生活在類比影像的世界,-1,電視,(TV),的出現，讓影像產生了另類應用。如同人類視覺與聽覺系統，使用攝影機,(camera),將生活周遭環境與活動之影像,(video),及聲音,(audio),轉換到,TV,“,看得懂,”,的信號。此一信號便可顯示於,TV,上。閉路電視,(CCTV),系統因此產生,不同於,TV,的廣播系統，保全用途的攝影機,(Camera),透過傳輸煤介，如同軸電纜,(coax-cable),，將拍攝到的影音信號傳送到不同地點來顯示,(display),或錄影,(record),p,9,我們生活在類比影像的世界,-2,TV,“,看得懂,”,的信號分為美日等國使用的,NTSC(National Television Standards Committee),、歐洲使用的,PAL,(Phase Alternating Line),及法國等國使用的,SECAM,等三類。這三類皆為類比式,(analog),信號,p,10,NTSC,電視信號,-1,以,NTSC,系統為例，影像,(video),顯示規則，以每秒,30,張的連續的,“,照片,”,(image),顯影於顯示器,(Cathode Ray Tube,CRT;,陰極射線管,),。造成人類視覺上的動態影像的效果,(,卡通影片原理,),影像顯示以掃描方式成影顯示器上。每張影像,(image),掃描分為,525,水平線,(horizontal lines),。顯示器以交錯,(Interlace),掃描方式，首先掃描顯示單數線,(1,3,5,525),，接著掃描顯示雙數線,(2,4,6,524),。每張影像掃描後，會有一垂直同步信號,(vertical synchronizing signal),，用來同步顯示器的顯示基準,p,11,NTSC,電視信號,-2,Camera,同樣以每秒,30,次,(frame rate),，每次,525,水平線掃瞄來轉換拍攝到的影像,以黑白影像為例，,Camera,鏡頭讓,“,看到,”,的光線進到它的,感光器,(Sensor),，感光器將,“,感受,”,到的光能轉為電壓特性之信號。不同的電壓值代表不同灰度,(gray level),p,12,NTSC,電視信號,-3,如此,Camera,產生一黑白影像,(Video),，以不同電壓值來代表灰度等同與,Camera,“,看到,”,的黑白明亮度,(brightness,有時稱,luminance,或,luma),。,Camera,同時產生同步信號,(synchronizing pulses),，包括每條水平線之間的,horizontal blanking,及每張影像,(image),間的,vertical sync,，以利顯示器能知道顯示位置,以上的信號有時稱為合成影像信號,(composite video signal),。在彩色信號部份除了,luminance(Y),與同步信號外，還包括代表色調信號,(hue),與飽和度,(saturation),信號,YUV,或,YCbCr,信號,Composite video,有時稱為,CVBS,信號,(Composite Video Blanking and Sync),p,13,NTSC,電視信號,-4,顯示器如電視機之映像管,(picture tube),或 陰極射線管,(Cathode Ray Tube;CRT),。,跟據合成影像信號,(composite video signal),來成影,(,偏轉線圈,deflection yoke,跟據信號電壓值產生電子束,electron beam,來讓螢幕顯影,),p,14,常見傳統,CCTV,周邊零件與設備,攝影機,(cameras),，轉動雲台,(cradle head),鏡頭,(lens),、,變焦鏡頭,(varifocal),CCD/CMOS,感光器,紅外線攝影機,(infrared cameras),夜視光放管,(Image Intensifier,I,2,ICCD),照明器,(illuminator,探照燈,),顯示器,(monitor),切換器,(switch),包括,Switcher,Multiplexer,卡式錄放影機,(Video Cassette Recorder;VCR),p,15,攝影機鏡頭,(Lens),Camera Lens,分成,C-Mount(for larger image sensors),及,CS-Mount(for compact sensors),兩類,影像感光器,(sensor),可區分為,2/3,“,(2/3,吋,),、,1/2,”,、,1/3,“,以及,1/4,“,等，尺寸越大,(,光圈,Iris,變大,),，搭配的鏡頭價格越昂貴,(,容易對焦、快門變快減少晃動機會,),。,1/2,吋使用的鏡頭可以適用於,1/2,、,1/3,和,1/4,“,的影像感測器上，但是不可以使用在,2/3,的影像感測器。如果在尺寸較大的影像感測器上搭配較小感測器使用的鏡頭，影像就會出現黑色邊角,p,16,攝影機感光器,(Sensor)-1,攝影機感光器分為電荷耦合元件,(Charged Coupled Device;CCD),與,CMOS(Complementary Metal-Oxide Silicon),兩種,CCD,感光器原則上分為三層。第一層是微型鏡頭，作用是接受外來光線；第二層是分色濾色片，以分解色彩的組成，以及將光源轉換成電子訊號，並送至處理影像晶片的第三層感光匯流層。而基本上,CCD,上的感光元件越多，攝影機的解析度越高，照出來的品質也就越佳。所謂幾萬畫素，就是,CCD,的解析度；而這個解析度指的是相機的,CCD,上有多少感光元件,CMOS,感光器是一種紀錄光線變化半導體；利用矽與鍺這兩種元素，使得帶負電與帶正電的半導體達到互補效應產生電流，即可被處理晶片記錄與解讀成影像。,CMOS,的成本低，耗電需求少；不過相較於,CCD,而言，,C