监控中的计算机科学
文章目录
- 一、前言
- 二、监控分类
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- 2.1 模拟摄像头
- 2.1 数字摄像头
- 三、监控系统
- 四、后端产品
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- 4.1 硬盘录像机
- 4.2 视频矩阵
- 4.3 控制设备
- 4.4 显示设备
- 五、传输端
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- 5.1 光纤视频线
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- 5.1.2 单模光纤
- 5.1.3 多模光纤
- 5.1.4 光端机
- 5.1 双绞线
- 六、畅享
一、前言
布林肯访华，黑我们摄像头多，在多能有你老美的棱镜计划牛吗？
美国棱镜计划 ，其中提到了 随时可以监控摄像头，于是想探究一下监控中的计算机科学
看了下现在的海康的摄像头，已经有这么多了
但可以看到就有一个异类：模拟摄像机，就它没有 网络 title
二、监控分类
2.1 模拟摄像头
那么什么是模拟摄像机呢？
模拟摄像机，是输出信号为模拟信号的一系列摄像机的统称，将光信号转换成模拟电信号，然后输出到DSP。通过DSP进行A/D转换与色彩调整等处理，再做D/A转换调制成PAL/NTSC制式电视信号输出。
模拟监控被称为模拟，主要是因为它不同于数字监控（也称为网络监控）
模拟监控则是通过模拟技术，以模拟信号的形式来传输视频数据。模拟监控的图像分辨率、画质和帧率等都比数字监控低，但相应地，它的设备成本和使用门槛较低，也更加适合一些简单的监控需求。
数字监控 是通过采集、转换、压缩和传输数字信号来进行视频监控的，也就是转换成0101001
问题又来了，什么是模拟技术？
模拟技术（Analog technology）是指使用连续信号来表示信息的技术。这种技术一般用来处理声音、图像和电气信号等模拟信号。模拟信号通过对原始信号进行采样、量化和调制等处理，将其转化为一系列连续的波形信号，以便于传输、存储和处理。
在模拟技术中，信号的值是连续变化的，可以采取任意值。例如，模拟音频信号可以随着时间以连续的形式变化，并采取任意幅度的值。同样的，模拟图像信号也可以以类似方式表示，通过扫描每个像素并赋予其一个连续的亮度值，并将其输出为一系列模拟信号波形。
还是没看懂？什么是模拟信号？
模拟信号（Analog signal）是一种连续的波形信号，其数值随着时间的变化而连续变化，可以采取任意值。模拟信号通常用于表示声音、图像、电气信号等在时间和幅度上都发生连续变化的信号。
模拟信号可以采用很多不同的方式来表示。例如，声音信号可以使用麦克风将声波转换为电信号，然后将其放大和处理成人耳能够听到的音频信号。类似地，图像信号可以使用摄像机将可见光转换成电信号，并通过扫描每个像素的亮度值来表示图像中的颜色和细节。其他类型的模拟信号如广播电视信号、手机信号等都是以类似的方式进行传输和处理。
说白了，模拟信号就是把声音图像 转换成 电信号，这种电信号是无极限的，不像数字信号要由类似RGB的方式，可以做到更高的还原
模拟信号的存储
同样的，模拟信号存储也是麻烦的，只有磁带才能存储模拟信号，比如以前的黑胶唱片（LP），磁带录影带。
存储在硬盘的话，肯定是二进制的数字信号存储到硬盘了，硬盘只能存储二进制的数字信号，如果你存进去了模拟信号，其实不是存进去了，而是把模拟信号转换成数字信号存进去了，还原出来的时候肯定有损伤。
你看看无损音乐和有损音乐的原理就明白了，都是一个道理。
并且模拟信号被 干扰 比较容易，并且随距离衰减比较严重，已经绝大部分被数字摄像头取代。
2.1 数字摄像头
也叫 网络摄像头
从上面图上可以看出来，数字摄像头又可以细分为
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枪机 固定摄像头
可以安装普通、长距、广角镜头 -
球形 半球摄像头
能旋转，其他的和枪机一样 -
红外
添加了红外装置，能夜视，现在很多摄像头都直接集成了红外 -
云台摄像头
球形摄像头 里面就有 云台，但是有一些 也会 单独安装
云台解码器，是为带有云台、变焦镜头等可控设备提供驱动电源并与控制设备如矩阵进行通讯的前端设备。通常，解码器可以控制云台的上、下、左、右旋转，变焦镜头的变焦、聚焦、光圈以及对防护罩雨刷器、摄像机电源、灯光等设备的控制，还可以提供若干个辅助功能开关，以满足不同能够用户的实际需要 -
防爆摄像头：真的就是防爆炸，用在矿洞里的。
好了，有了摄像头，老美棱镜计划就能随意监控了吗？好像也不行吧，看看海康威视还有什么
三、监控系统
一个完整的监控系统可以分为 前端、后端、和传输端
前端就是上面介绍的各种摄像头
那么接下来我们看看 后端和传输端的产品
四、后端产品
4.1 硬盘录像机
DVR NVR
图像存储处理的计算机系统
图像语音进行长时间录像、录音、监控、控制的功能
4.2 视频矩阵
将视频 从 一个输入通道 任意切换到 一个输出通道显示。
有M*N矩阵：任意M路图像输入 和 任意N路图像输出
必须强调任意！！！
海康的设备：
4.3 控制设备
接上图
摇杆？
其实功能还挺多的：灯光开关、镜头远近、聚焦、雨刷器、双向对讲、方向控制
这里的拼接器，基本就是 视频矩阵 + 控制器
4.4 显示设备
这个名字有点酷啊
其实说白了就是显示器
一堆一堆的显示器(上图画的大屏)
海康这也整了不少显示器啊，基本都是供应商的
五、传输端
以上基本都是弱电的知识，传输端现在越来越走向计算机网络的知识了
海康竟然不卖 光纤 双绞线？
5.1 光纤视频线
平常我们看到教科书上的光纤可是十分梦幻的
但是经过层层包裹之后，就变成上图黄色的线了
纤芯、包裹、芳纶纱层层保护
光纤有分成两种：单模光纤、多模光纤
5.1.2 单模光纤
芯 很细 ，只能传输一种模式的光
模间色散很小，适合远距离传输，稳定性好
适合远程通讯 120 公里
电信公司、有线电视提供商和高等院校
5.1.3 多模光纤
芯粗一些，模间色散大
这也就限制了传输频率，带宽、容量
距离变长，会更加严重
因此也就几公里
短距离、音频/视频应用和局域网(LANs)
成本低
5.1.4 光端机
单模这么好，为什么还要多模？
成本是最终因素
单模光纤芯径太小，较难控制光束传输，故需要激光作为光源体
由于光端机非常昂贵，故采用单模光纤的成本会比多模光纤光缆的成本高
光端机（Optical Network Terminal，ONT）是一种光网络设备，也被称为光猫。它是将光纤信号转换成电信号的设备，通常安装在用户家中，作为连接光纤和用户设备的接口，用于实现宽带互联网、IPTV、语音电话等业务的接入。光端机可理解为是提供最后一公里连接的设备，用于将光纤传输的数据信号转换为用户所需的信号，并将其提供给用户使用
5.1 双绞线
也就是网线，大部分摄像头都还是用双绞线
图上这个是有屏蔽层的
还有不带屏蔽层的
速度上也分好多种 五类、超五类、六类…
网线的可靠传输距离100米左右
六、畅享
介绍完了，畅享一下棱镜计划是怎么监控的？
终端设备局域网可能使用 双绞线 或者是 多模光纤
然后连接到单模光纤的主干网，也就是公网
走公网，那么老美自然利用霸权，整个信号全部接入到CIA的监控中心，自然…