電視監(jiān)控系統(tǒng)基本

1、電視監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電視監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)v一、系統(tǒng)組成v二、系統(tǒng)功能v三、系統(tǒng)規(guī)模v四、基本參數(shù)一、系統(tǒng)組成1、攝像機(jī) 根據(jù)攝像機(jī)的性能、功能、使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)顏色等有以下分類：（1）按性能分類 A 普通攝像機(jī)：工作于室內(nèi)正常照明或室外白天。B 暗光攝像機(jī)：工作于室內(nèi)無正常照明的環(huán)境里。C 微光攝像機(jī)：工作于室外月光或星光下。 D 紅外攝像機(jī)：工作于室內(nèi)、外無照明的場所。 （2）按功能分類 A視頻報警攝像機(jī)：在監(jiān)視范圍內(nèi)如有目標(biāo)在移動時，就能向控制器發(fā)出報警信號。 B廣角攝像機(jī)：用于監(jiān)視大范圍的場所。 C針孔振攝像機(jī)：用于隱蔽監(jiān)視局部范圍。（3）按使用環(huán)境分類 A室內(nèi)攝像機(jī)：攝像機(jī)外部無防護(hù)裝置

2、，使用環(huán)境有要求。 B室外攝像機(jī)：在攝像機(jī)外安裝防護(hù)罩。內(nèi)設(shè)降溫風(fēng)扇、遮陽罩、加熱器、雨刷等。適 應(yīng)室外溫、濕度等環(huán)境的變化。 (4)按結(jié)構(gòu)組成分類 A 固定式攝像機(jī)：監(jiān)視固定目標(biāo)。 B 可旋轉(zhuǎn)式：帶旋轉(zhuǎn)云臺攝像機(jī)，可做上、下、左、右、旋轉(zhuǎn)。 C 球形攝像機(jī)：可做360水平旋轉(zhuǎn)，90垂直旋轉(zhuǎn)，預(yù)置旋轉(zhuǎn)位置。 D半球形攝像機(jī)：吸頂安裝，可做上、下、左、右旋轉(zhuǎn)。 (5)按圖像顏色分類 A 黑白攝像機(jī)：靈敏度和清晰度高，但不能顯示圖像顏色。 B 彩色攝像機(jī)：能顯示圖像顏色，靈敏度和清晰度在同種情況下比黑白攝像機(jī)低。 2.傳輸電纜 (1)同軸電纜用于傳輸短距離的視頻信號，當(dāng)傳輸黑白視頻信號時，傳輸2公

3、里之外，需加均衡放大器。 (2)光纜當(dāng)需要長距離傳輸視頻及控制信號時，采用光纜傳輸。傳輸距離在幾十公里內(nèi)無需加中繼器。 3.控制設(shè)備 (1)視頻切換器具有畫面切換輸出，固定畫面輸出等功能。 (2)多畫面分割控制器具有順序切換、畫中畫、多畫面輸出顯示回放影像，互聯(lián)的攝像機(jī)報警顯示，點觸式暫停畫面，報警記錄回放，時間、日期、標(biāo)題顯示等功能。 (3)矩陣切換系統(tǒng) A 分區(qū)控制功能：對鍵盤、監(jiān)視器、攝像機(jī)進(jìn)行授權(quán)。 v鍵盤到監(jiān)視器：設(shè)定哪些鍵盤可以控制哪些監(jiān)視器。v監(jiān)視器到攝像機(jī)的分區(qū)：設(shè)定哪些監(jiān)視器可顯示哪些攝像機(jī)的圖像。 鍵盤到攝像機(jī)的分區(qū)：設(shè)定哪些鍵盤可調(diào)用哪些攝像機(jī)的圖像。 v鍵盤到攝像機(jī)控制

4、的分區(qū)：設(shè)定哪些鍵盤可控制哪些攝像機(jī)的動作。B 分組同步切換。將系統(tǒng)中全部或部分?jǐn)z像機(jī)分成若干組，每一組攝像機(jī)可以同步地切 換到一組監(jiān)視器上。C 任意切換。是指攝像機(jī)的任意組合，而且任一臺攝像機(jī)畫面的顯示時間獨立可調(diào)，同 一臺攝像機(jī)的畫面可以多次出現(xiàn)在同一組切換中，隨時將任意一組切換調(diào)到任意一臺監(jiān)視器上。 E 報警自動切換。具有報警信號輸入接口和輸出接口，當(dāng)系統(tǒng)收到報警信號時將自動切 換到報警畫面及啟動錄像機(jī)設(shè)備，并將報警狀態(tài)輸出到指定的監(jiān)視器上。F 報警狀態(tài)自動輸出系統(tǒng)。可將報警狀態(tài)自動輸出到打印機(jī)和監(jiān)視器上。G 多個控制鍵盤輸入接口。 H -485輸出接口及控制輸出接口。 (4)其它控制A

5、 電動變焦鏡頭的控制。變焦鏡頭是在固定成像面的情況下能夠連續(xù)調(diào)整焦距的鏡頭， 它與電動旋轉(zhuǎn)云臺組合可以對相當(dāng)廣闊的范圍進(jìn)行監(jiān)視，而且還可以對該范圍內(nèi)任意部分進(jìn)行特寫。對它的控制就是變焦、聚焦和光圈三種功能，每種有長短、遠(yuǎn)近或開閉兩種控制，總計六種控制。 B 云臺的控制。電動旋轉(zhuǎn)云臺需要左右和上下四種控制，有些云臺還有自動巡視功能， 所以要增加云臺自動控制。C 切換設(shè)備的控制。切換的控制一般要求和云臺、鏡頭的控制同步，即切換到哪一路圖 像，就控制哪一路的設(shè)備。 電視監(jiān)控系統(tǒng)還有許多高級的控制。比如現(xiàn)在一些把云臺、變焦鏡頭和攝像機(jī)封裝在一起的一體化攝像機(jī)，它們配有高級的伺服系統(tǒng)，云臺可以有很高的旋

6、轉(zhuǎn)速度，還可以預(yù)置監(jiān)視點和巡視路徑，這樣，平時可以按設(shè)定的路線進(jìn)行自動巡視，一旦發(fā)生報警，就能很快地對準(zhǔn)報警點，進(jìn)行定點的監(jiān)視和錄像。一臺攝像機(jī)可以起到幾個攝像機(jī)的作用。 4.顯示終端及錄像機(jī)(1)顯示終端(監(jiān)示器)前端攝像機(jī)傳送到終端的視頻信號由監(jiān)視器再現(xiàn)為圖像。按功能的不同可分為圖像監(jiān)視器和電視監(jiān)視器。 A 圖像監(jiān)視器。它與電視接收機(jī)相比不含高頻調(diào)諧、中頻放大、檢波、音頻放大等電路 。其特點是：視頻帶寬可達(dá)78z，水平清晰度達(dá)500600線以上。顯像管框內(nèi)的畫面在水平和垂直方向的大小可以自由調(diào)整，以便于對圖像的全部畫面進(jìn)行檢查。 B 電視監(jiān)視器。這種監(jiān)視器兼有圖像監(jiān)視器和電視接收機(jī)的功能。

7、其特點是：可作為錄 像機(jī)的監(jiān)視接收機(jī)，將廣播電視信號轉(zhuǎn)換為視頻信號，在屏幕顯示的同時送往錄像機(jī)進(jìn)行錄像。作為錄像機(jī)的錄像信號重放時的圖像顯示設(shè)備。可以輸入攝像機(jī)直接傳送來的視頻信號和音頻信號，進(jìn)行監(jiān)視和 ，并同時送往記錄設(shè)備錄音、錄像。 (2)錄像機(jī) 錄像機(jī)的工作原理是通過磁頭與涂有強(qiáng)磁性材料的磁帶之間的作用，把視頻和音頻信號用磁信息方式記錄在磁帶上，并可將磁帶上的磁信息還原為音視頻電信號。電視監(jiān)視系統(tǒng)中一般都采用長時間錄像機(jī)，它除了以標(biāo)準(zhǔn)速度進(jìn)行記錄和重放之外，還 具有下述功能： A 以標(biāo)準(zhǔn)速度記錄的圖像可以用慢速度或靜像方式進(jìn)行重放。 B 以長時間記錄的圖像可以用快速或靜像方式重放 二、系

8、統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 v 攝像部分?jǐn)z像部分是安裝在現(xiàn)場的，它包括攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架和電動云臺，它的任務(wù) 是對被攝體進(jìn)行攝像并將其轉(zhuǎn)換成電信號。v 傳輸部分傳輸部分的任務(wù)是把現(xiàn)場攝像機(jī)發(fā)出的電信號傳送到控制中心，它一般包括線纜、調(diào)制 與解調(diào)設(shè)備、線路驅(qū)動設(shè)備等。v顯示與記錄部分顯示與記錄部分把從現(xiàn)場傳來的電信號轉(zhuǎn)換成圖像在監(jiān)視設(shè)備上顯示，如果有必要，就 用錄像機(jī)錄下來，所以它包含的主要設(shè)備是監(jiān)視器和錄像機(jī)。v 控制部分控制部分則負(fù)責(zé)所有設(shè)備的控制與圖像信號的處理。 三、系統(tǒng)規(guī)模v 小型電視監(jiān)控系統(tǒng)，一般攝像機(jī)數(shù)量10個。v 中型電視監(jiān)控系統(tǒng)，一般攝像機(jī)數(shù)量在10100個范圍內(nèi)。監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)管

9、理需要設(shè)置若干級管理的控制鍵盤及相應(yīng)的監(jiān)視器。v大型電視監(jiān)控系統(tǒng)，一般攝像機(jī)數(shù)量10個，它是將中型監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)組合而成的，系統(tǒng)設(shè)總控制器和分控制器進(jìn)行監(jiān)控管理。 四、攝像機(jī)的基本參數(shù)四、攝像機(jī)的基本參數(shù) 1、攝像機(jī) 是獲取監(jiān)視現(xiàn)場圖像的前端設(shè)備，它以面陣 CCD 圖像傳感器為核心部件，外加同步信號產(chǎn)生電路、視頻信號處理電路及電源等。 攝像機(jī)的掃描制式 監(jiān)控現(xiàn)場的景物能過鏡頭在攝像機(jī)的感光靶面上成像，再經(jīng)過掃描轉(zhuǎn)換將該圖像以連續(xù)的電信號形式輸出。 2、CCD 圖像傳感器 稱為電荷耦合器件， CCD 攝像機(jī)的核心部件是面陣型 CCD 圖像傳感器，它由集成在同一硅片上的數(shù)十萬個等效的微型 MOS 電

10、容器構(gòu)成。vCCD 尺寸及像素數(shù) CCD 尺寸指的是 CCD 圖像傳感器感光面的對角線的尺寸。 3、像素數(shù) 指的是攝像機(jī) CCD 傳感器的電大像素數(shù)，對于一定尺寸的 CCD 芯片，像素數(shù)越多則意味著每一像素單元的面積越小，因而由該芯片構(gòu)成的攝像機(jī)的分辨率也就越高。 4：分辨率 是衡量攝像機(jī)優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，它指的是當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器上能夠看到的最多線數(shù)。 v最低照度 也是衡量攝像機(jī)優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，有時省掉“最低”兩個字而直接簡稱照度。它指的是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。5、信噪比 也是攝像機(jī)的一個

11、主要參數(shù)。其基本定義是信號對于噪聲的比值乘以 20log 。 CCD 攝像機(jī)的信噪比的典型值一般為 45-55dB 。 6 、自動光圈接口 ： 目前在市場上見到的標(biāo)準(zhǔn) CCD 攝像機(jī)大都帶有驅(qū)動自動光圈鏡頭的接口，有些可同時提供兩種驅(qū)動方式（視頻驅(qū)動、直流驅(qū)動）視頻驅(qū)動方式是指攝像機(jī)將視頻信號電動機(jī)轉(zhuǎn)動；直流驅(qū)動方式則是指攝像機(jī)內(nèi)部增加了鏡頭光圈電動機(jī)的驅(qū)動電路，可以直接輸出直流控制電壓到鏡頭內(nèi)的光圈電動機(jī)并使其轉(zhuǎn)動。一般視頻驅(qū)動自動光圈接口使用 3 個針，即電源正、視頻、接地；而直流驅(qū)動自動光圈接口使用 4 個針，即阻尼正、阻尼負(fù)、驅(qū)動正、驅(qū)動負(fù)。 7 、電子快門 是比照照相機(jī)的機(jī)械快門功能

12、提出的一個術(shù)語，它相當(dāng)于控制 CCD 圖像傳感器的感光時間。 8 、自動增益控制 攝像機(jī)輸出的視頻信號必須達(dá)到電視傳輸規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電平，即 0.7VPP ，為了能在不同的景物照度條件下都能輸出 0.7VPP 的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號，必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種增益調(diào)節(jié)通常都是通過檢測視頻信號的平均電平而自動完成的，實現(xiàn)此功能的電路稱為自動增益控制電路，簡稱 AGC 電路。 9 、背光補(bǔ)償 也稱作逆光補(bǔ)償或逆光補(bǔ)正，它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。 10 、線鎖定同步 是一種利用交流電源來鎖定攝像機(jī)場同步脈沖的一種同步方式。當(dāng)圖像出現(xiàn)因交流電源造成的網(wǎng)波干擾

13、時，將此開關(guān)撥到線鎖定同步（ L 、 L ）的位置，就可以消除交流電源的干擾。 11 、白平衡與黑平衡 白平衡是彩色攝像機(jī)的重要參數(shù)，它直接影響重現(xiàn)圖像的彩色效果，當(dāng)攝像機(jī)的白平衡設(shè)置不當(dāng)時，重現(xiàn)圖像就會出現(xiàn)偏色現(xiàn)象，特別是會使原本不帶色彩的景物也著上了顏色。黑平衡也是彩色攝像機(jī)的一個重要參數(shù)，它是指攝像機(jī)在拍攝黑色景物或者蓋上鏡頭蓋時，輸出的 3 個基本電平應(yīng)相等，使在監(jiān)視器屏幕上重現(xiàn)出純黑色。 12、水平相位調(diào)整 水平相位（ HP ）也稱作行相位，它與彩色副載波具有嚴(yán)格的鎖定關(guān)系。 垂直相位調(diào)整 也稱作場相位，它與行相位也具有嚴(yán)格的鎖定關(guān)系，主要是用于保證正確的電視掃描規(guī)律。 13 、鏡頭

14、 鏡頭是電視監(jiān)控中必不可少的部件，鏡頭與 CCD 攝像機(jī)配合，可以將遠(yuǎn)距離目標(biāo)成像在攝像機(jī)的 CCD 靶面上。鏡頭的種類繁多，從焦距上分類，可以分為短焦距、中焦距、長焦距和變焦距鏡頭；從視場的大小分類，可以分為廣角、標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)攝鏡頭；從結(jié)構(gòu)上分類，還可以分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭，自動光圈定焦鏡頭，手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭（光圈、焦距、聚焦這三者均可）等類型。 14、鏡頭成像尺寸 鏡頭一般可分為 25.4mm(1in) 、 16.9mm(2/3in) 、 12.7mm(1/2in) 、 8.47mm(1/3in) 和 6.35mm （ 1/4in ）等幾種規(guī)

15、格，它們分別對應(yīng)著不同的成像尺寸，選用鏡頭時，應(yīng)使鏡頭的成像尺寸大小相吻合。 15、鏡頭焦距 在實際應(yīng)用中，經(jīng)常會有用戶提出該攝像機(jī)能看清多么遠(yuǎn)的物體或該攝像機(jī)能看清多少寬的場景等問題，這實際上由所先用的鏡頭的焦距來決定，因為焦距決定了攝像圖像的大小 ，用不同焦距的鏡頭對同一位置的某一物體攝像時，配長焦距鏡頭的攝像機(jī)所攝取的景物尺寸的就大，反之，配短焦距鏡頭的攝像機(jī)所攝取的景物尺寸就小。 16、景深 在攝取圖像時，調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭，使距離攝像機(jī)一定距離的景物清晰成像的過程，叫做對焦（聚焦），那個景物所在的點，稱為對焦點，因為清晰并不是一種絕對的概念，所以，對焦點前（靠近攝像機(jī)）、后一定距離內(nèi)的景

16、物的成像都可以是清晰的，這個前后范圍的總和，就叫做景深，意思是只要在這個范圍之內(nèi)的景物，都能清楚地拍攝到。景深的大小，首先與鏡頭焦距有關(guān)，焦距長的鏡頭，景深小，焦距短的鏡頭景深大。其次，景深與光圈有關(guān)，光圈越?。〝?shù)值越大，例如f16的光圈比f11的光圈?。吧罹驮酱?；光圈越大（數(shù)值越小，例如f2.8的光圈大于f5.6）景深就越小。其次，前景深小于后后景深，也就是說，精確對焦之后，對焦點前面只有很短一點距離內(nèi)的景物能清晰成像，而對焦點后面很長一段距離內(nèi)的景物，都是清晰的。17 、CCD Charge Coupled Device電荷耦合器件：電荷耦合器件是一種新型半導(dǎo)體器件，中文譯為電子耦合組

17、件，它就像傳統(tǒng)攝像機(jī)的底片一樣，是感應(yīng)光線的電路裝置，你可以將它想象成一顆顆微小的感應(yīng)粒子，鋪滿在光學(xué)鏡頭后方，當(dāng)光線與圖像從鏡頭透過、投射到CCD表面時，CCD就會產(chǎn)生電流，將感應(yīng)到的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成數(shù)碼資料儲存起來。CCD像素數(shù)目越多、單一像素尺寸越大，收集到的圖像就會越清晰。18、光學(xué)變焦 是依靠光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)變焦，變焦方式與攝像機(jī)差不多，就是通過攝像頭的鏡片移動來放大與縮小需要拍攝的景物，光學(xué)變焦倍數(shù)越大，能拍攝的景物就越遠(yuǎn)。如今的數(shù)碼攝像機(jī)的光學(xué)變焦倍數(shù)大多在6倍10倍之間，也有一些擁有30倍的光學(xué)變焦效果。v數(shù)字變焦（Digital Zoom） 實際上是畫面的電子放大，把原來CCD影

18、像感應(yīng)器上的一部份像素使用插值處理手段做放大,將CCD影像感應(yīng)器上的像素用插值算法將畫面放大到整個畫面。通過數(shù)碼變焦，拍攝的景物放大了，但它的清晰度會有一定程度的下降，有點像VCD或DVD中的ZOOM功能,所以數(shù)碼變焦并沒有太大的實際意義。目前數(shù)碼變焦一般在2、8、10倍左右。v焦距(Focus) 即焦距長度。如f=8-24mm，38-115mm(35mm equivalent)，就是指這臺攝像機(jī)的焦距長度為8-24mm，同時對角線的視角換算后相當(dāng)于傳統(tǒng)35mm攝像機(jī)的38-115mm焦長。一般而言，35mm攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦長約是28-70mm，因此如果焦長高于70mm就代表支持望遠(yuǎn)效果，若是低于28mm就表示有廣角拍攝能力。 可對焦范圍則是焦長的延伸，通常分為一般拍攝距離與近拍距離，攝像機(jī)的一般拍攝距離通常都標(biāo)示為從某公分到無限遠(yuǎn)，而進(jìn)階級設(shè)計的產(chǎn)品則往往還會提供近距離拍攝功能(Macro)，以彌補(bǔ)一般拍攝模式下無法對焦的問題。有些攝像機(jī)就非常強(qiáng)調(diào)具有支持1公分近拍的神奇能力，適合用來拍攝精細(xì)的物體。19 、光圈(Aperture) 光圈的功能就如同我們?nèi)祟?/p>