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 根據(jù)攝像機的性能、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：工作于室內(nèi)正常照明或室外白天。 B 暗光攝像機：工作于室內(nèi)無正常照明的環(huán)境里。 C 微光攝像機：工作于室外月光或星光下。 D 紅外攝像機：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：在監(jiān)視范圍內(nèi)如有目 標在移動時，就能向控制器發(fā)出報警信號。 B廣角攝像機：用于監(jiān)視大范圍的場所。 C針孔振攝像機：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

2、機：攝像機外部無防護裝置， 使用環(huán)境有要求。 B室外攝像機：在攝像機外安裝防護罩。 內(nèi)設(shè)降溫風扇、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：監(jiān)視固定目標。 B 可旋轉(zhuǎn)式：帶旋轉(zhuǎn)云臺攝像機，可做上、下、 左、右、旋轉(zhuǎn)。 C 球形攝像機：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：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：靈敏度和清晰度高，但不能顯示 圖像顏色。 B 彩色攝像機：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低。 2.傳輸電纜 (1)同軸電纜用于傳輸短距離的

3、視頻信號， 當傳輸黑白視頻信號時，傳輸2公里之外，需 加均衡放大器。 (2)光纜當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 機報警顯示，點觸式暫停畫面，報警記錄回 放，時間、日期、標題顯示等功能。 (3)矩陣切換系統(tǒng) A 分區(qū)控制功能：對鍵盤、監(jiān)視器、攝像機進行授權(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)視器到攝像機的分區(qū)：設(shè)定哪些監(jiān)視器可顯示哪 些攝像機的圖像。 鍵盤到攝像機的分

4、區(qū)：設(shè)定 哪些鍵盤可調(diào)用哪些攝像機的圖像。 v鍵盤到攝像機控制的分區(qū)：設(shè)定哪些鍵盤可控制哪 些攝像機的動作。 B 分組同步切換。將系統(tǒng)中全部或部分攝像機分成若 干組，每一組攝像機可以同步地切 換到一組監(jiān)視器 上。 C 任意切換。是指攝像機的任意組合，而且任一臺攝 像機畫面的顯示時間獨立可調(diào)，同 一臺攝像機的畫 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 打印機和監(jiān)視

5、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 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 廣闊的范圍進行監(jiān)視，而且還可以對該范圍內(nèi)任意部分進行 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

6、。比如現(xiàn)在一些把云臺、 變焦鏡頭和攝像機封裝在一起的一體化攝像機，它們配有高 級的伺服系統(tǒng)，云臺可以有很高的旋轉(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)定的路線進行自動巡 視，一旦發(fā)生報警，就能很快地對準報警點，進行定點的監(jiān) 視和錄像。一臺攝像機可以起到幾個攝像機的作用。 4.顯示終端及錄像機 (1)顯示終端(監(jiān)示器)前端攝像機傳送到終端 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78z， 水平清晰度達500600線以上。顯像管框內(nèi) 的畫面

7、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 器和電視接收機的功能。其特點是：可作為 錄 像機的監(jiān)視接收機，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 進行錄像。作為錄像機的錄像信號重放時的 圖像顯示設(shè)備。可以輸入攝像機直接傳送來 的視頻信號和音頻信號，進行監(jiān)視和 ，并同 時送往記錄設(shè)備錄音、錄像。 (2)錄像機 錄像機的工作原理是通過磁頭與涂有強磁性 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，它除了 以標準

8、速度進行記錄和重放之外，還 具有下 述功能： A 以標準速度記錄的圖像可以用慢速度或 靜像方式進行重放。 B 以長時間記錄的圖像可以用快速或靜像 方式重放 二、系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 v 攝像部分攝像部分是安裝在現(xiàn)場的，它包括攝像機、 鏡頭、防護罩、支架和電動云臺，它的任務(wù) 是對被攝體進行攝像并將其轉(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 用錄像機錄下來，所以它包含的主要設(shè)備是 監(jiān)視器和錄像機。 v 控制部分控

9、制部分則負責所有設(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)，一般攝像機數(shù)量10個。 v 中型電視監(jiān)控系統(tǒng)，一般攝像機數(shù)量在10 100個范圍內(nèi)。監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)管理需要設(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行監(jiān)控管理。 四、攝像機的基本參數(shù)四、攝像機的基本參數(shù) 1、攝像機 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。 攝像機的掃描制式 監(jiān)控現(xiàn)場的景物能過鏡頭在攝像機的感光 靶面上成像，

10、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 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)成的攝像機的分辨率也就越高。 4：分辨率 是衡量攝像機優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，它指 的是當攝像機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

11、多線數(shù)。 v最低照度 也是衡量攝像機優(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 指的是當被攝景物的光亮度低到一定程度而 使攝像機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 也是攝像機的一個主要參數(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準 CCD 攝像機大都帶有驅(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 像機將視頻信號電動機轉(zhuǎn)動；直流驅(qū)動方式則是指 攝像機內(nèi)部增加了鏡頭光圈電動機的驅(qū)

12、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、驅(qū)動正、驅(qū)動負。 7 、電子快門 是比照照相機的機械快門功能提出的一個術(shù)語，它 相當于控制 CCD 圖像傳感器的感光時間。 8 、自動增益控制 攝像機輸出的視頻信號必須達到電視傳輸規(guī)定的標 準電平，即 0.7VPP ，為了能在不同的景物照度條 件下都能輸出 0.7VPP 的標準視頻信號，必須使放 大器的增益能夠在較大的范圍內(nèi)進行調(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

13、的電路稱為自動增益控制電 路，簡稱 AGC 電路。 9 、背光補償 也稱作逆光補償或逆光補正，它可以有效補 償攝像機在逆光環(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場同步脈 沖的一種同步方式。當圖像出現(xiàn)因交流電源 造成的網(wǎng)波干擾時，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的重要參數(shù)，它直接影響重現(xiàn) 圖像的彩色效果，當攝像機的白平衡設(shè)置不當時， 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 的一個重要參數(shù)，它是指攝像機在拍攝黑

14、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 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 鏡頭是電視監(jiān)控中必不可少的部件，鏡頭與 CCD 攝像機配合，可以將遠距離目標成像在攝像機 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、標準、遠攝鏡 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

15、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)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 能看清多么遠的物體或該攝像機能看清多少 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

16、的某一 物體攝像時，配長焦距鏡頭的攝像機所攝取 的景物尺寸的就大，反之，配短焦距鏡頭的 攝像機所攝取的景物尺寸就小。 16、景深 在攝取圖像時，調(diào)節(jié)攝像機鏡頭，使距離攝像機一 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）、后一定距離內(nèi)的景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 小

17、），景深就越大；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件 ，它就像傳統(tǒng)攝像機的底片一樣，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， 鋪滿在光學鏡頭后方，當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

18、多、單一像素尺寸越大，收集到的圖像就會越清晰。 18、光學變焦 是依靠光學鏡頭結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)變焦，變焦方式與攝像機差不多，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，光學變焦倍數(shù)越大， 能拍攝的景物就越遠。如今的數(shù)碼攝像機的光學變焦倍數(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

19、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 臺攝像機的焦距長度為8-24mm，同時對角線的視角換算后相當于傳統(tǒng) 35mm攝像機的38-115mm焦長。一般而言，35mm攝像機的標準鏡頭焦 長約是28-70mm，因此如果焦長高于70mm就代表支持望遠效果，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，攝像機的一般拍攝距離通常都標示為 從某公分到無限遠，而進階級設(shè)計的產(chǎn)品則往往還會提供近距離拍攝功 能(Macro)，以彌補一般拍攝模式下無法對焦的問題。有些攝像機就非常 強調(diào)具有支持1公分近拍的神奇能力，適合用來拍攝精細的物體。 19 、光圈(Aperture) 光圈的功能就如同我們?nèi)祟愌劬?/p>