Đại Học …………………………
Lớp : ĐH Điện Tử 3A
Giảng Viên HD :
Đồ Án
HỆ THỐNG GIÁM SÁT CAMERA VÀ KỸ THUẬT MÃ HÓA
GIẢI MÃ HÌNH ẢNH
Cấu Tạo Cơ Bản Của Camera Giám Sát
1, Ống Kính:

Ống kính điều khiển hội tụ ánh sáng thu được từ môi trường vào cảm biến hình
ảnh CCD, tùy theo khoảng cách, môi trường quan sát mà người ta có những
cách chọn ống kính khác nhau
hình ảnh ống kính của camera
- Đối với CCD = 1/2":
W = 6.4/f x L; H = 4.8/f x L
- Đối với CCD = 1/3":
W = 4.8/f x L; H = 3.6/f x L
- Đối với CCD = 1/4:
W = 3.6/f x L; H = 2.7/f x L
Trong đó:
H: Chiều cao của môi trường (vật thể) quan sát(m)
W: Chiều rộng của môi trường quan sát(m)
L: Khoảng cách từ camera quan sát đến vật thể(m)
f: Tiêu cự của ống kính (mm)
Biết được H, W, L chúng ta có thể tính được tiêu cự f của ống kính

 !"#$#%&%'()*%+#%*,$(


/01%01$$


Hoạt động của một ống kính zoom đơn giản
7, Nguồn:

Cấp nguồn cho thiết bị (tuổi thọ của camera quan sát phần lớn do khối nguồn
quyết định)
* Trên đây là những cấu tạo cơ bản của camera quan sát, một số loại có thể tích
hợp hồng ngoại hoặc khối giao tiếp mạng, động cơ, thẻ nhớ
>
hệ thống truyền nhận thông tin hình ảnh của camera:

I. PHÂN LOẠI CAMERA
Có 3 cách phân loại Camera:
- Phân loại theo kĩ thuật hình ảnh.
- Phân loại theo đường truyền.
- Phân loại theo tính năng sử dụng.
1. Phân loại theo kĩ thuật hình ảnh:
Camera Analog:
Ghi hình băng từ xử lý tín hiệu analog, xử lý tín hiệu màu vector màu, đây là loại
Camera được sử dụng nhiều nhất.
Chíp: CCD (Charge Couple Device) (100% số):
Camera CCD sử dụng kĩ thuật CCD để nhận biết hình ảnh. CCD là tập hợp
những ô tích điện có thể cảm nhận ánh sáng sau đó chuyển tín hiệu ánh sáng sang
tín hiệu số để đưa vào các bộ xử lý. Nguyên tắc hoạt động của CCD có thể mô tả
dưới đây:
CCD thu nhận những hình ảnh thông qua các hệ thống thấu kính của Camera.
CCD có hàng ngàn những điểm ảnh sẽ chuyển đổi ánh sáng thành những hạt điện
tích và được số hoá. Đây là một qúa trình chuyển đổi tương tự số
Các thông số kĩ thuật của Camera CCD là đường chéo màn hình cảm biến (tính
bằng inch ). Kích thước màn hình cảm biến càng lớn thì chất lượng càng tốt. (màn
hình 1/3 inch Sony CCD sẽ có chất lượng tốt hơn 1/4 inch CCD, vì 1/3 > 1/4). Hiện

gồm Tranceiver và Antenna hoạt động theo hình thức cầu nối point to point.
Việc sử dụng Camera không dây được đánh giá là không an toàn dễ bị bắt sóng hoặc
bị ảnh hưởng nhiễu trước các nguồn sóng khác như điện thoại di động.
- IP Camera:

1a. Camera IP không dây
- Một IP Camera hay còn gọi là Network Camera có thể được mô tả như một thiết bị
hai trong một (gồm 1 camera thông thường và 1 máy vi tính). Nó kết nối trực tiếp
vào hệ thống Internet như những thiết bị Network khác. Một Network camera có
riêng cho nó 1 địa chỉ IP và gắn liền với những tính năng của một máy vi tính để
điều khiển việc truyền thông tin trên Internet. Một số Network Camera còn được
trang bị thêm những tính năng có giá trị như : phát hiện những sự chuyển động,
hổ trợ kết hợp các hệ thống tích hợp, hổ trợ đầy đủ các cổng output cho các thiết
bị hiển thị hình ảnh thông thường khác.
Thấu kính sẽ bắt lấy những hình ảnh, hình ảnh được miêu tả như những chiều
dài dải sóng khác nhau của ánh sáng và biến đổi chúng vào tín hiệu điện tử
khác. Những tín hiệu này sau đó được chuyển đổi tỷ biến (tương tự) thành số và
chuyển đến những tính năng “vi tính” nơi mà hình ảnh được đóng gói, nén lại
và gửi đi thông qua Internet .
CPU, Flash memory và DRAM có thể được hình dung như “bộ não” hay những
tín năng tin học của Camera và được thiết kế đặc biệt cho những ứng dụng
mạng. Cùng 1 lúc, chúng điều khiển sự truyền thông tin với hệ thống mạng và
với web server.
Qua cổng Ethernet, một Network Camera có thể đồng thời gởi những hình ảnh
trực tiếp đến 10 máy tính khác hoặc nhiều hơn.
Camera IP là loại có giá thành cao nhất trong tất cả bởi nó được tích hợp những
tính năng tiên tiến nhất.
1b. Camera IP không dây
II. Hệ thống lưu trữ hình ảnh
- Một hệ thống camera hiện đại đòi hỏi phải đi chung với hệ thống lưu trữ hiện

thống cao, lưu trữ và sao lưu dễ dàng qua hệ thống Raid 5 và back up tape.
Server được bảo quản trong môi trường IT chuẩn sẽ giúp hệ thống ổn định và an
toàn.
* kỹ thuật mã hóa giải mã hình ảnh:
CÁC NGUYÊN TẮC CỦA NÉN ẢNH
- Một tính chất chung nhất của tất cả các ảnh số đó là tương
quan giữa các pixel ở cạnh nhau lớn, điều này dẫn đến dư thừa
thông tin để biểu diễn ảnh. Dư thừa thông tin sẽ làm cho việc mã hoá
không tối ưu. Do đó công việc cần làm để nén ảnh là phải tìm được
các biểu diễn ảnh với tương quan nhỏ nhất để giảm thiểu độ dư thừa
thông tin của ảnh. Thực tế, có hai kiểu dư thừa thông tin được phân
loại như sau:
- Dư thừa trong miền không gian: tương quan giữa các giá trị
pixel của ảnh, điều này có nghĩa rằng các pixel lân cận của ảnh có
giá trị gần giống nhau (trừ những pixel ở giáp đường biên ảnh).
- Dư thừa trong miền tần số: Tương quan giữa các mặt phẳng
màu hoặc dải phổ khác nhau
?
@9%A"#BC<D+%#$(%EFF
GH,:I8%'%<)J+<%E$(+
<+%(%=
?
#8K#;6)JL%#%%J%=
?
M=N;:%+O%POQPR$(F%S%#F
(T
?
=N;0UR#7%6V+%SF;6
>
* Ý tưởng của mã Shannon-Fano:. Sắp xếp các ký hiệu theo tần suất xuất hiện.

nhất, khả năng đó giảm rất nhanh với các hệ số khác. Nói cách khác thì lượng
thông tin của 64 pixels tập trung chủ yếu ở một số hệ số ma trận theo biến đổi
trên. Trong giai đoạn này có sự mất mát thông tin, bởi không có biến đổi ngược
chính xác. Nhưng lượng thông tin bị mất này chưa đáng kể so với giai đoạn tiếp
theo. Ma trận nhận được sau biến đổi cosin rời rạc được lược bớt sự khác nhau
giữa các hệ số. Đây chính là lúc mất nhiều thông tin vì người ta sẽ vứt bỏ những
thay đổi nhỏ của các hệ số. Như thế khi bung ảnh đã nén ta sẽ có được những
tham số khác của các pixel. Các biến đổi trên áp dụng cho thành phần U và V
của ảnh với mức độ cao hơn so với Y (mất nhiều thông tin của U và V hơn).
•
Sau đó thì áp dụng phương pháp mã hóa của gernot- hoffman : phân tích dãy số,
các phần tử lặp lại nhiều được mã hóa bằng ký hiệu ngắn (marker). Khi bung
ảnh người ta chỉ việc làm lại các bước trên theo quá trình ngược lại cùng với các
biến đổi ngược.

• Các bước trong nén ảnh JPEG:
• 1. Biến đổi từ bộ màu RGB thành bộ màu YUV
•
2. Thực hiện biến đổi DCT trên các khối ảnh
• 3. Lượng tử hóa
• 4. Sắp xếp zigzag và thực hiện mã hóa RLE
• 5. Mã hóa entropy
• 1. Biến đổi từ bộ màu RGB thành bộ màu YUV
•
Mô hình màu RGB sử dụng mô hình bổ sung trong đó ánh sáng đỏ, xanh lá cây
và xanh lam được tổ hợp với nhau theo nhiều phương thức khác nhau để tạo
thành các màu khác.
• Biểu diễn dạng số 24 bit
•
Khi biểu diễn dưới dạng số, các giá trị RGB trong mô hình 24 bpp thông thường