Digital Surveillance
數位監控系統,能善用企業既有網路架構,以較低的成本部署視訊監控設備
監控系統已經是企業安全架構中,不可或缺的一項設施。傳統監控架構通常包含數臺類比攝影機、類比多工器、卡式錄放影機(VCR),以及監視器等設備,一般來說,是將數臺攝影機的影像,透過同軸線纜、光纖,或是其他傳輸媒介,傳輸到多工器(multiplexer)集中後,再交由監視器顯示,並以VCR將影像記錄在卡式錄影帶中。
當數位時代來臨,第二代監控系統亦相繼而生,主要架構是融合數位與類比設備,也就是說,保留類比式攝影機,將多工器與VCR整合成數位錄放影機(DVR),透過DVR,將攝影機的類比影像轉換成MPEG-4影像壓縮格式,如此一來,不僅可以在單臺監視器上同時顯示多臺攝影機影像,還能以硬碟取代傳統卡式錄影帶儲存這些影像,以提高影像儲存的容量與效率。
由於網路基礎架構逐漸成熟,監控系統同樣也有了全新的面貌,稱之為第三代監控系統架構,其中最關鍵的變革,就是數位化的網路攝影機取代(Network Camera)了傳統類比式攝影機。由於網路攝影機直接拍攝的是MPEG-4影像壓縮格式,能夠將影像直接透過網路線纜傳輸。如此,就能在不需額外建置線路、多工器或DVR等設備,只要單純利用企業既有的網路線路、交換器、路由器及個人電腦,管理者就能以網頁瀏覽器,觀看這些網路攝影機的影像。
同時,也能夠透過數位監控廠商所提供的中央管理軟體,在個人電腦上建立監控站,統一觀看、錄影企業網路內部的所有網路攝影機影像,還能遠端控管。文⊙王唯至
Analog Camera
類比攝影機
類比攝影機能將來自鏡頭的光線聚焦成為光學圖像,並且透過CCD圖像感測器(光耦合器)轉換為隨時間變化的視訊訊號,再經由同軸線纜、光纖等其他傳輸媒介,傳輸到監視器供使用者觀看。類比式攝影機所輸出的訊號必須要符合電視的掃描方式,才能在電視上顯示所拍攝的影像,一般來說,黑白攝影機使用的格式是ELA或CCIR,而彩色機種則使用NTSC或PAL。
Network Camera
網路攝影機
網路攝影機與類比攝影機相同,都是利用CCD把來自於鏡頭的光轉換為視訊訊號,但是它所輸出的視訊訊號並非類比模式,而是透過影像壓縮晶片,將這些影像處理成MPEG-2、MPEG-4,甚至H.264等數位影像格式。而且它內建網頁伺服器,不需要透過多工器或DVR等設備轉換,只要接上電源線與網路線,就能透過個人電腦,以網頁瀏覽器登入網路攝影機的IP位址,就可以即時觀看監視影像。
Multiplexer
多工器
是一種可以將多個輸出裝置所產生的訊號,同時連接在一個輸入裝置的中介硬體設備,它可以把資料或語音等兩個以上的訊號,集中在相同線路上傳輸。在監控領域的應用裡,多工器的作用是將眾多類比攝影機的訊號,集中在一臺視訊多工器上,並且轉輸出至CRT螢幕顯示,能夠以分割子母視窗,同時觀看數臺攝影機畫面,或到卡式錄影機中,將影像記錄成錄影帶。
DVR,Digital Video Recorder
數位錄放影機
數位錄放影機整合了多工器與VCR。它是一臺由音視頻壓縮、電腦系統與音頻處理軟體等部件所組成的設備,能整合音視頻壓縮、儲存與傳輸等功能於一體。不僅可以如同多工器,將所有攝影機的影像集中播放,還可以將這些類比影像轉換成數位化格式,並且直接儲存在內建的硬碟或是燒錄在光碟內,產品依照可支援的類比攝影機數量,分為4頻、9頻、16頻等不同規格。
MPEG,Motion Picture Experts Group
動態影像壓縮標準
MPEG是Moving Picture Experts Group(動畫專家群組)的簡稱。如今MEPG已慣用為泛指旗下一系列視訊壓縮標準。MPEG所制定的影像壓縮標準,較耳熟能詳的有MPEG-1、MPEG-2,以及MPEG-4等。MPEG-4則是目前數位監控系統中最常採用的壓縮標準,主要是擴展MPEG-1、MPEG-2等標準以支援視頻/音頻物件的編碼、3D內容、低位元率編碼和數位版權管理等,視訊解析度高,與MPEG-2相比可以節省90%的儲存空間。
CCD,Charge Coupled Device
圖像感測器
攝影機中記錄光線變化的半導體元件,而CCD上的感光元件數量多寡,也就代表攝影機能呈現的畫素與解析度。它主要的材質為矽晶半導體,經由表面上的感光單元感應光線源,並且轉換成電荷,這些電荷即成為判斷光線強弱的依據。CCD的尺寸一般分為2/3、1/2、1/3、1/4、1/6吋等,其中1/2、1/3、1/4吋最為常見,尺寸越大對環境可見光的感應愈好,越能在低照度的環境下呈現良好的影像品質。
Pixel
畫素
指的是攝影機CCD的最大畫素數,表現方式有兩種,一種是以水平與垂直方向的畫素呈現,例如500(水平)×582(垂直),或是以總畫素計算,如30畫素。對相同尺寸的CCD晶片而言,畫素越大,則每一個感光單元的面積越小;也就代表搭載這個晶片的攝影機解析度就越高。不過,畫素高低僅影響輸出畫面大小,與影像品質沒有直接關係,而是還要配合網路攝影機的鏡頭,以及影像處理能力等。
Lux
照度
照度是標示攝像機感光度的單位,意指攝影機可以在多「暗」的環境下,擷取可用的影像。所以,照度值越低,越能夠在光線不足的環境下拍攝到清楚的影像。Lux是光投射在物體上數量的美制單位,英制稱之為流明(lumen)。1Lux等於1支蠟燭,在1公尺外,投射在1平方公尺表面上光的數量。最低照度是衡量攝影機的重要參數,表示被攝景物於環境的亮度低到一定程度,攝影機仍能輸出可識別影像的照度值。
White Balance
白平衡
拍攝白色物體時攝像機輸出的紅、綠、藍三原色訊號電壓相等(UR=UG=UB)的狀態稱之為白平衡。拍攝景物時,攝影機輸出的三個原色信號電壓幅度,與圖像本身的色度、亮度,以及景物光源的光譜功率分布特性有關:若紅色訊號大於藍色訊號,那麼攝影機呈現的白色景物就會偏紅,造成失真。因此,當光源的色溫變化,拍攝同一白色景物時,設法保持攝影機的三個原色信號電壓幅度相同。
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