安防系統(tǒng)規(guī)范和技術-9-視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備和技術-課件

1第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術第二節(jié)控制設備和材料第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料第四節(jié)顯示設備與技術第五節(jié)視頻存儲設備與技術1第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術1第二節(jié)控制設備和材料矩陣切換器是將一路或多路視音頻信號分別傳輸給一個或多個顯示設備如，兩臺電腦主機要共用一個顯示器，矩陣切換器可以將兩臺電腦主機上的內容任意切換到同一個或多個顯示器上。一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選擇，形成的矩陣結構，既每一路輸出都可與不同的輸入信號“短接”，每路輸出只能接通某一路輸入，但某一路輸入都可（同時）接通不同的輸出。一般習慣中，將形成M×N的結構稱為矩陣主機或矩陣控制器，M×1的結構稱為視頻切換器或選擇器，1×N的結構稱為視頻分配器。第二節(jié)控制設備和材料矩陣切換器是將一路或多路視音頻信號分別2一、視頻控制矩陣1．矩陣切換器按類型分為六種：HDMI信號矩陣切換器、DVI信號矩陣切換器、VGA信號矩陣切換器、RGB信號矩陣切換器、音視頻信號矩陣切換器和視頻信號矩陣切換器。矩陣切換器按行業(yè)應用分：視頻監(jiān)控行業(yè)、廣播電視行業(yè)、視頻會議行業(yè)、娛樂演出行業(yè)。矩陣切換器按照相關產品分：分配器：將單路信號在沒有信號損失的情況下分成多路相同的信號，輸出給多個顯示設備。長線驅動器：整合VGA信號在長距離傳輸中出現(xiàn)的拖尾重影等問題。選擇器：將多路輸入信號選擇其中一路輸出給顯示設備。切換矩陣：將多種信號源選擇兩種或兩種以上輸出給不同的顯示設備。此外還有開關器；倍線器等。。

一、視頻控制矩陣1．矩陣切換器3一、視頻控制矩陣2．視頻矩陣控制器組成視頻矩陣切換控制器也稱為視頻矩陣切換控制主機。功能是：將多臺攝像機的視頻圖像按需要向各個視頻輸出裝置作交叉?zhèn)魉?。視頻矩陣切換控制器是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，多為插卡式箱體，內有電源裝置外，還插有一塊含微處理器的CPU板、數(shù)量不等的視頻輸入板、視頻輸出板、報警接口板等，有眾多的視頻BNC接插座、控制連線插座及操作鍵盤插座等。帶環(huán)通是指外部接入一路視頻信號給矩陣主機的同時，矩陣還可以把這路視頻信號傳給別的設備，如錄像機，這樣就可以省一個一分二的視頻分配器。有的視頻矩陣主機，采用多媒體計算機作為主體控制設備。一、視頻控制矩陣2．視頻矩陣控制器組成4一、視頻控制矩陣2．視頻矩陣控制器組成按實現(xiàn)視頻切換的不同方式，視頻矩陣分為模擬視頻矩陣數(shù)字視頻矩陣模擬視頻的視頻切換在模擬視頻層完成，信號切換主要是采用單片機或更高檔的芯片來控制模擬開關實現(xiàn)。數(shù)字視頻的視頻切換在數(shù)字視頻層完成，這個過程可以是同步的也可以是異步的。數(shù)字矩陣的核心是對數(shù)字視頻的處理，需要在視頻輸入端增加AD轉換，將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，在視頻輸出端增加DA轉換，將數(shù)字信號再轉換為模擬信號輸出。視頻切換的核心部分由模擬矩陣的模擬開關，變成了對數(shù)字視頻的處理和傳輸。一、視頻控制矩陣2．視頻矩陣控制器組成5一、視頻控制矩陣3．視頻矩陣切換主機的規(guī)模視頻矩陣切換就是可選任一攝像機圖像在任一指定監(jiān)視器上輸出顯示，如M臺攝像機和N臺監(jiān)視器構成的M×N矩陣一般，視應用需要和裝置中模板數(shù)量的多少，矩陣切換系統(tǒng)可大可小小規(guī)模矩陣切換主機亦可稱為固定容量矩陣切換主機，其矩陣規(guī)模已經固定，在以后的使用中不能隨意擴展。如常見的32x16、16x8、8x4矩陣切換主機。這類矩陣切換主機特點是產品體積較小，成本低廉。一、視頻控制矩陣3．視頻矩陣切換主機的規(guī)模6一、視頻控制矩陣3．視頻矩陣切換主機的規(guī)模大規(guī)模矩陣切換主機亦可稱為可變容量矩陣切換主機，產品設計時，考慮了其矩陣規(guī)模的可擴展性。用戶根據(jù)需要可隨意擴展。如常見的128x32、1024x64其特點是產品體積較大、成本相對較貴、系統(tǒng)擴展非常方便。矩陣系統(tǒng)還需要支持級聯(lián)，來實現(xiàn)更高的容量，矩陣系統(tǒng)應該支持模塊化和即插即用（PnP），通過增加或減少視頻輸入、輸出卡來實現(xiàn)不同容量的組合。一、視頻控制矩陣3．視頻矩陣切換主機的規(guī)模7一、視頻控制矩陣4．視頻矩陣控制器的功能最重要的一個功能是實現(xiàn)對輸入視頻圖像的切換輸出。稱為“萬能切換”現(xiàn)在一般還增加了更多的如序列切換、分組切換、群組切換、圖象巡游等功能。監(jiān)視器能夠任意顯示多個攝像機攝取的圖像信號；單個攝像機攝取的圖像可同時送到多臺監(jiān)視器上顯示。一個矩陣系統(tǒng)通常還應該包括以下基本功能：視頻分配放大、時間地址符號的疊加；報警器接口；可通過主機發(fā)出串行控制數(shù)據(jù)代碼，去控制云臺、攝像機鏡頭等現(xiàn)場設備?？蛇x的音頻同步切換矩陣；控制鍵盤等。對國內用戶來說，字符疊加應為全中文。一、視頻控制矩陣4．視頻矩陣控制器的功能8一、視頻控制矩陣5．視頻矩陣切換控制器的控制（1）控制鍵盤的控制視頻矩陣切換控制器的功能，均是通過鍵盤來操作實現(xiàn)的，視頻切換、前端控制、后端成像、系統(tǒng)編程均通過鍵盤完成。鍵盤可最多為8個依其控制與響應級而分為主控和副控鍵盤，主控只能一個（2）控制變焦鏡頭的變倍變焦鏡頭有調節(jié)焦距、改變光圈大小、變換放大倍數(shù)（還分有光學變倍和電子變倍）功能。一、視頻控制矩陣5．視頻矩陣切換控制器的控制9一、視頻控制矩陣5．視頻矩陣切換控制器的控制（3）同軸視控功能的矩陣切換控制有些矩陣控制主機以微處理器為核心具有視頻切換和對攝像前端控制能力同軸視控傳榆技術，只需一根同軸電纜便可同時傳輸來自攝像機的視頻信號以及對云臺、鏡頭、預置功能等所有的控制信號，這種傳輸方式節(jié)省材料和成本、施工方便、維修簡單，在系統(tǒng)擴展和改造時更具靈活性。是當今監(jiān)控系統(tǒng)設備的發(fā)展一個方向。一、視頻控制矩陣5．視頻矩陣切換控制器的控制10一、視頻控制矩陣6．視頻矩陣主機的報警接口報警接口可以接入報警探頭，并通過RS485通信線回傳給系統(tǒng)主機。當主機掃描到報警探頭發(fā)生了報警時，聯(lián)動該現(xiàn)場圖像的切換，顯示在監(jiān)視器上，同時將報警信號送到其他外設。由系統(tǒng)主機完成報警場面的調看，并控制外部設備，如錄像機的錄像、燈光打開、響警號等。。一、視頻控制矩陣6．視頻矩陣主機的報警接口11二、視頻監(jiān)控的圖像處理設備1．視頻信號分配器當需要把一路視頻信號送給多個監(jiān)視器時，就涉及到視頻信號分配的問題。在視頻控制系統(tǒng)中，視頻信號的標準電平是1VP-P，正極性，配接的標準阻抗是75Ω在分配視頻信號時，要遵循信號幅度相應和阻抗匹配原則，否則會信號失真、反射等視頻信號分配，即將一路視頻信號（或附加音頻）分成多路信號，也就是說它可將一臺攝像機送出的視頻信號供給多臺監(jiān)視器或其他終端設備使用。（1）信號分配方式簡易分配方式：它又稱橋接分配方式，這種方式用多臺監(jiān)視器輸入/輸出端口串接而成。視頻分配器方式：當一路視頻信號送到相距較遠的多個監(jiān)視器時。用視頻信號分配器，則應分配出多路幅度為1VP-P、配接阻抗是75Ω的視頻信號，二、視頻監(jiān)控的圖像處理設備1．視頻信號分配器12二、視頻監(jiān)控的圖像處理設備2．多畫面處理器（VideoMultiplexer）為節(jié)省監(jiān)視器和圖像記錄設備往往采用多畫面處理設備，使多路圖像同時顯示在一臺監(jiān)視器上，并用一臺圖像記錄設備（例如錄像機、硬盤錄像機）進行記錄。實現(xiàn)圖像分割顯示或畫中畫功能，具有這種功能的裝置稱之為多畫面分割器或多畫面處理器。畫面處理器具有較強時基校正功能，使各信號在快速切換時是在同步狀態(tài)下進行的。從而保證了記錄和重放畫面的整體質量。畫面分割器有單工、雙工和全雙工類型之分；畫面處理器按輸入攝像機路數(shù)，并同時能在一臺監(jiān)視器上顯示的特點，分為4畫面處理器、9畫面處理器、16畫面處理器等。二、視頻監(jiān)控的圖像處理設備2．多畫面處理器（VideoMu1314第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術第二節(jié)控制設備和材料第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料第四節(jié)顯示設備與技術第五節(jié)視頻存儲設備與技術14第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術14第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料視頻監(jiān)控系統(tǒng)中除了視頻圖像信號的需要傳輸之外，控制信號、電源也要由前端傳往后端。其中最主要的是視頻信號和控制信號的遠距離傳輸，這既反映了信息化時代人們對活動圖像的關注、對異地傳輸集中監(jiān)控的要求，也標志著多媒體技術和現(xiàn)代通信技術的進展水平。第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料視頻監(jiān)控系統(tǒng)中除了視頻圖像信15一、視頻信號的傳輸技術

視頻圖像信號的基本特點一是頻帶寬，電視信號頻帶寬達4～6MHz，相當960路電話的信道傳送，二是圖像信息量大，傳輸數(shù)碼率要求高。視頻圖像的傳輸涉及方面較多，有圖像的傳遞方式、傳輸容量、傳輸媒體、傳輸速率、傳輸終端顯示效果等也涉及有圖像信息壓縮算法編／解碼器的性能指標。一、視頻信號的傳輸技術視頻圖像信號的基本特點16一、視頻信號的傳輸技術1．視頻信號的傳輸?shù)姆诸愐曨l圖像傳輸方式有兩大類以架空明線、同軸電纜、光纜等線纜傳輸?shù)挠芯€傳輸依靠電磁波在空間傳播達到傳送目的的無線傳輸。按基帶信號（即調制之前的原信號）的形式不同，可分為在時間特性上狀態(tài)連續(xù)變化的模擬信號通信和在時間特性上狀態(tài)變化是離散可數(shù)的數(shù)字信號通信。數(shù)字信號的傳輸又有基帶傳輸和頻帶傳輸（亦稱載波傳輸）二類。數(shù)字基帶傳輸，要求信道具有低通特性。通常使用電纜、同軸電纜、架空明線而不用調制和解調裝置直接傳送基帶信號的方式數(shù)字信號的形式一般是二進制或多進制序列，如脈沖編碼調制PCM、增量調制DM信號等叫做基帶信號。頻帶信號傳輸信道具有帶通特性，數(shù)字微波通信和數(shù)字衛(wèi)星通信均屬于稱為頻帶傳輸經過射頻調制，將基帶信號的頻譜搬移到某一載波上形成的信號稱為頻帶信號，如相移鍵控PSK、頻移鍵控FSK、幅移鍵控ASK等，一、視頻信號的傳輸技術1．視頻信號的傳輸?shù)姆诸?7一、視頻信號的傳輸技術2．75Ω同軸視頻電纜傳輸技術75Ω同軸電纜傳輸距離在300m以內時，其衰減的影響可以不計。在電纜敷設中最好無中間接頭，有接頭時應采取焊接方式處理；電纜過墻／樓板要開孔，所有視頻線都放在弱電系統(tǒng)監(jiān)控橋架內。同軸電纜應符合國際標準，特性阻抗75±3Ω，30MHz時衰減特性小于0.13dB／100m，低煙、無鹵、阻燃，編數(shù)96。同軸電纜是傳輸視頻圖像最常用的媒介，同軸電纜截面的圓心為導體，其外用聚乙烯同心圓狀覆蓋絕緣，再外是金屬編織物的屏蔽層，最外層為聚乙烯封皮。同軸電纜對外界電磁波和靜電場具有屏蔽作用，導體截面積越大，傳輸損耗越小，從而可以傳送更長的距離。

。一、視頻信號的傳輸技術2．75Ω同軸視頻電纜傳輸技術18一、視頻信號的傳輸技術（1）圖像傳輸用同軸電纜在視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程中視頻信號的傳輸主要用SYV型（其絕緣層為實心的聚乙烯）和SBYFV型（其絕緣層為泡沫聚乙烯）特性阻抗75Ω的兩種同軸電纜。單以衰減特性而言，同樣直徑的這兩種電纜，SBYFV型的衰減量比SYV型要小一、視頻信號的傳輸技術（1）圖像傳輸用同軸電纜19一、視頻信號的傳輸技術（2）同軸電纜對視頻信號的衰減同軸電纜對視頻信號的衰減雖小，但當傳輸距離大時，由于信號的衰減量增大將造成圖像質量下降。例如SYV型電纜在不同規(guī)格和長度時圖像的劣化程度如圖所示。一、視頻信號的傳輸技術（2）同軸電纜對視頻信號的衰減20一、視頻信號的傳輸技術（2）同軸電纜對視頻信號的衰減攝像機輸出通過同軸電纜直接傳輸至某一監(jiān)視器，若要保證能夠清晰地加以顯示，則同軸電纜的長度有限制。國產SYV-75-5型同軸電纜經過300m傳輸后圖像的分辨率仍能達到400線左右，可滿足一般監(jiān)視器的要求。如用SYV-75-9型同軸電纜，則傳輸距離可達500m。若要傳輸?shù)酶h，則需更換同軸電纜類型或加電纜補償器，一種方法是改用截面積更大的同軸電纜類型，一種方法是在靠近監(jiān)視器處安裝一臺后均衡視頻放大器通過補償視頻信號中容易衰減的高頻部分使經過長距離傳輸?shù)囊曨l信號仍能保持一定的強度，以此來增長傳輸距離。此時仍采用SYV-75-9同軸電纜，其視頻傳輸距離則可增至900m。

一、視頻信號的傳輸技術（2）同軸電纜對視頻信號的衰減21一、視頻信號的傳輸技術2．通過光纖傳送視頻圖像信號同軸電纜傳送視頻圖像衰減較大，傳送距離一般為427～610m，每公里需要增加1—2個放大器，且最多也只能串接20個左右放大器。單模光纖在1310nm和1550nm時光速的低損耗窗口，每千米衰減可做到0.2～0.4dB以下，是同軸電纜每千米損耗的1％，因此可實現(xiàn)圖像20km無中斷傳輸，適用于長距離的遠程傳輸。光纜有直埋、架空、墻裝混合等安裝方式，距離較長且條件許可時以直埋型多芯層絞單模光纜為宜，在重點防雷區(qū)域可采用全塑防雷光纜。任何光纜傳輸系統(tǒng)都是由以下三個基本部件組成：光源或光發(fā)射器、光接收器（光端機）、光纜。

一、視頻信號的傳輸技術2．通過光纖傳送視頻圖像信號22一、視頻信號的傳輸技術3．通過射頻無線傳送視頻信號在不易施工布線的近距離場合，采用無線方式來傳送視頻圖像是最合適的。無線視頻傳輸由發(fā)射機和接收機組成，每對發(fā)射機和接收機有相同的頻率，除傳輸圖像外，還可傳輸聲音。無線視頻傳輸具有一定的穿透性，但無線傳輸設備在采用2.4GHz頻率時，一般只能傳200～300m，若通過增大功率來傳得更遠，可能會因干擾正常的無線電通訊而受到限制。一、視頻信號的傳輸技術3．通過射頻無線傳送視頻信號23一、視頻信號的傳輸技術4．通過UTP（UnshieldedTwistedPair）傳送視頻圖像與傳統(tǒng)的視頻電纜相比，UTP占用更少的管道空間，系統(tǒng)布線靈活可靠、易擴充，并且容易并入現(xiàn)存的布線系統(tǒng)之中。這類傳輸產品采用非平行抗干擾技術，視頻信號可在無損失情況下和語音信號、數(shù)據(jù)信號以及低壓供電電路共存，利用非屏蔽雙絞線可以直接傳送非數(shù)字化非壓縮的視頻信號。產品還包含內置的瞬間保護和浪涌保護。由于基于非屏蔽雙絞線傳輸，在新舊布線系統(tǒng)中都可以使用該設備。單通道無源視頻收發(fā)器，在非屏蔽雙絞線上傳輸視頻信號，最遠距離達300m單通道有源視頻接收器，在非屏蔽雙絞線上傳輸視頻信號時，最遠距離可達900m一、視頻信號的傳輸技術4．通過UTP（Unshielded24二、控制信號的傳輸技術控制信號的種類

近距離的可以多線直接控制或以多線編碼間接控制，但技術上較落后，二、控制信號的傳輸技術控制信號的種類25二、控制信號的傳輸技術1．串行編碼間接控制適用于規(guī)模較大的電視監(jiān)控系統(tǒng)，用單根線路可以傳送多路控制信號，通訊距離在1km以上，若加處理更可傳送10km以上。用屏蔽雙絞線RVVP2×1.5，作為室外云臺攝像機的控制信號線，所有控制線都應在線槽內。其參數(shù)為最大DC環(huán)路阻抗110Ω／km、20C最大導體電阻13.3Ω／km，低煙、無鹵、阻燃。解碼器與視頻矩陣切換主機之間連線采用2芯屏蔽通訊線纜RVVP，每芯截面積為0.3～0.5mm2。

二、控制信號的傳輸技術1．串行編碼間接控制26二、控制信號的傳輸技術2．同軸視控同軸視控傳輸技術只需一根同軸電纜便可同時傳輸來自攝像機的視頻信號以及對云臺、鏡頭、預置功能等所有的控制信號，這種傳輸方式是以微處理器為核心，節(jié)省材料和成本、施工方便、維修簡單，在系統(tǒng)擴展和改造時更具靈活性。同軸視控實現(xiàn)方法有兩類，一是采用頻率分割方式，即把控制信號調制在與視頻信號不同的頻率范圍內，然后同視頻信號復合在一起傳送，再在現(xiàn)場作解調以將二者區(qū)分開；二是利用視頻信號場消隱期間來傳送控制信號，類似于電視的逆向圖文傳送二、控制信號的傳輸技術2．同軸視控27三、電源的傳輸

因攝像機由監(jiān)控機房集中供電，交流供電電壓多為24V，固定式攝像機功率最大4W，可選擇電源線RVV-2×0.75；球型攝像機的功率為24W，選擇電源線為RVV-2×1。其參數(shù)為20℃最大導體電阻是26Ω-51Ω／km，低煙、無鹵、阻燃。未來攝像機會以直流12V供電或者采用12VDC／24VAC供電制式。對于遠離控制中心的攝像機，用低壓電就會有線路的傳輸損耗。三、電源的傳輸因攝像機由監(jiān)控機房集中供電，交流供電電壓多為28四、常用傳輸材料1．同軸電纜1）內導體：內導體一般都由一根實心銅線做成。它起傳輸信號的作用。2）絕緣層：絕緣層由對電波損耗小、工藝性能好的聚乙烯材料制成。絕緣層的作用主要是使內外導體電氣隔離，以及保證二者始終同軸線。它也是電視電波的傳輸介質。3）外導體：外導體由編織銅絲和鋁箔縱包組合做成。外導體的作用是既作為傳輸回路的一根導體，又起屏蔽的作用。編織銅絲主要起傳輸導體的作用，屏蔽主要由鋁箔完成。4）護套：護套一般用聚氯乙烯或聚乙烯塑料做成。它的作用主要是防水、防潮、避免電纜受到摩擦等機械損傷。

四、常用傳輸材料1．同軸電纜29四、常用傳輸材料2．光纖與光纜

光纜的類型由模材料（玻璃或塑料纖維）及纖芯和外層尺寸決定，纖芯的尺寸大小決定光的傳輸質量。光纖按纖芯直徑尺寸劃分有50um漸變型多模光纖、62.5um漸變增強型多模光纖和8.3um跳變型單模光纖，光纖的包層直徑均為125um，故有62.5／125um、50／125um、9/125um等不同種類。由光纖集合而成的光纜、室外松管型為多芯光纜，室內緊包緩沖型有單纜和雙纜之分。四、常用傳輸材料2．光纖與光纜30四、常用傳輸材料任何光纜傳輸系統(tǒng)都是由以下三個基本部件組成：光源或光發(fā)射器、光接收器、光纜。1）光纜：它由玻璃或塑料為核芯外面包裹反射層再包上一涂層而構成。有多模光纖和單模光纖兩類，主要特性是衰減和帶寬。松套管光纜有是否鎧裝之分。2）光源或光發(fā)射器：接收一個調制信號并轉換成光信號，發(fā)送到光纖中去。目前常用的光發(fā)射器是激光（Laser）。發(fā)射器的四種基本特性是中心頻率、光譜寬度、平均功率和調制頻率。3）光接收器：光接收器將接收到的光脈沖轉變?yōu)殡娦盘?。目前常用的接收器是PIN（PhotoIntrinsic-Negative）型，為了使光纖傳輸正確，光發(fā)射器和光接收器均要設置成相同的光學頻率。光接收器的三個主要指標是靈敏度、位錯誤率（BER）和動態(tài)范圍。將一個光發(fā)射器和一個光接收器稱為一對光端機，是實現(xiàn)遠距離傳輸必要的設備。四、常用傳輸材料任何光纜傳輸系統(tǒng)都是由以下三個基本部件組成：3132第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術第二節(jié)控制設備和材料第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料第四節(jié)顯示設備與技術第五節(jié)視頻存儲設備與技術32第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術32第四節(jié)顯示設備與技術視頻監(jiān)視器是監(jiān)看圖像的顯示裝置，在CCTV系統(tǒng)中可以僅有單臺大屏幕監(jiān)視器，也可能是由數(shù)十臺監(jiān)視器組成的電視墻；既可以是黑白監(jiān)視器，但更多的應是彩色監(jiān)視器；14英寸以下的小屏幕監(jiān)視器已被淘汰；未來40英寸左右的大型監(jiān)視器、等離子體平板顯示器或上百英寸的投影將會成為顯示的主流。第四節(jié)顯示設備與技術視頻監(jiān)視器是監(jiān)看圖像的顯示裝置，33一、監(jiān)視器的分類1．發(fā)光型1）CRT（CathodeRayTube）陰極射管線；2）VFD（VacuumFluorescentDisplay）螢光顯示管；3）LED（LightEmitterDisplay）發(fā)光二極體；4）PDP（PlasmaDisplayPanel）等離子顯示板；5）EL（ElectroLuminecent）電光光面板。其中CRT是CCTV監(jiān)視器最常采用的屏幕顯像管，另外VFD與CRT類似，多用于小型管與數(shù)字顯示；PDP分有AC與DC型，具有高亮度、多色彩、高解析度的侵點。一、監(jiān)視器的分類1．發(fā)光型34一、監(jiān)視器的分類2．非發(fā)光型此種屏幕本身不具有發(fā)光的功能，包括：1）LCD（LiquidCrystalDisplay）液晶顯示2）ECD（ElectroChromicChemicalDisplay）電化著色顯示3）EPID（ElectrophoreticIndicationDisplay）電泳動顯示LCD是屬于較新的屏幕顯示方式，具有省電與輕薄的優(yōu)點。雖然LCD是監(jiān)視器屏幕的趨勢，但是它仍然無法取代傳統(tǒng)的CRT監(jiān)視器。因為LCD本身不發(fā)光，如果裝于室外，便無法辨識；另外，LCD有視角上的問題，角度一偏斜，就會看不清楚。一、監(jiān)視器的分類2．非發(fā)光型35二、CRT顯示器

CRT顯示器是一種使用陰極射線管（CathodeRayTube）的顯示器，陰極射線管主要有五部分組成：電子槍（ElectronGun），偏轉線圈（Deflectioncoils），蔭罩（Shadowmask），熒光粉層（Phosphor）及玻璃外殼。傳統(tǒng)的陰極射線管（CRT）監(jiān)視器和電視墻，生產技術成熟，驅動方法簡單，性能價格比好，在14-29英寸顯示器件中居統(tǒng)治地位，但體積大，重量重，電壓高，有使人眼易疲勞的閃爍等缺點。從應用而言，黑白監(jiān)視器的水平清晰度達到1000線，而彩色監(jiān)視器按其性能指標，可分為下列類型：高檔監(jiān)視器——圖像清晰度高，一般達到600～800線以上。高質量監(jiān)視器——圖像清晰度一般在370～500線之間。圖像監(jiān)視器——清晰度為300～370線，被CCTV系統(tǒng)廣泛使用。收監(jiān)兩用監(jiān)視器——為普通電視機類，圖像清晰度一般不超過300線。二、CRT顯示器CRT顯示器是一種使用陰極射線管（Cath3637第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術第二節(jié)控制設備和材料第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料第四節(jié)顯示設備與技術第五節(jié)視頻存儲設備與技術37第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術37一、模擬式錄像機錄像機是記錄監(jiān)控圖像最有效的途徑，有模擬式記錄和數(shù)字式記錄兩大類。利用長時間錄像模式可以減少不斷更換與貯存錄像帶的麻煩。模擬式又分為時滯式（TimeLapseVCR）和實時型（RealTimeVideoCassetteRecorder）。目前在新上的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經很少使用帶式錄像機，但是，目前在已經使用的系統(tǒng)中仍有許多帶式錄像機，帶式錄像機具有圖像沒經過任何處理、沒有壓縮、實時性強等特點，一、模擬式錄像機錄像機是記錄監(jiān)控圖像最有效的途徑，38二、硬盤錄像機的一般概念以視頻矩陣、畫面處理器、長時間錄像機、為代表的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用錄像帶作為存儲介質、以手動和自動相結合的方式實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控這種傳統(tǒng)方法常有回放圖像質量不能令人滿意，遠距離傳輸質量下降多。搜索和檢索不易、不便操作管理、影像不能進行處理等諸多缺陷。目前更多使用硬盤錄像機取代模擬系統(tǒng)的長時間錄像機，因為硬盤錄像機內置的計算機功能，有時也取代模擬式閉路監(jiān)視系統(tǒng)的視頻矩陣主機、畫面處理器等多種設備。硬盤錄像機的主要功能包括：監(jiān)視功能、錄像功能、回放功能、報警功能、控制功能、網絡功能、密碼授權功能和工作時間表功能等。二、硬盤錄像機的一般概念以視頻矩陣、畫面處理器、長時間錄像機39二、硬盤錄像機的一般概念1．硬盤錄像機的定義硬盤錄像機（DigitalVideoRecorder，DVR），即數(shù)字視頻錄像機，是一套進行圖像存儲處理的計算機系統(tǒng)，具有對圖像/語音進行長時間錄像、錄音、遠程監(jiān)視和控制的功能。硬盤錄像機把模擬的圖像轉化成數(shù)字信號，因此也稱數(shù)字錄像機。它以MPEG圖像壓縮技術實時地貯存于計算機硬盤中，存儲容量大，安全可靠。檢索圖像方便快速?？梢酝ㄟ^擴展增加硬盤，增大系統(tǒng)存儲容量?？梢赃B續(xù)錄像幾十天以上。DVR集錄像、畫面分割、云臺鏡頭控制、報警控制、網絡傳輸功能于一身，用一臺設備就能取代模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設備的功能，而且在價格上也逐漸占有優(yōu)勢。DVR采用的是數(shù)字記錄技術，在圖像處理、圖像儲存、檢索、備份、以及網絡傳遞、遠程控制等方面也遠遠優(yōu)于模擬監(jiān)控設備，DVR代表了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，是目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的首選產品。二、硬盤錄像機的一般概念1．硬盤錄像機的定義40二、硬盤錄像機的一般概念2．硬盤錄像機分類主流DVR的壓縮技術有許多，MPEG-4、H.264、M-JPEG是國內最常見的壓縮方式；從壓縮方式上分有軟壓縮和硬壓縮兩種，從輸入路數(shù)上分為1路、2路、4路、8路、16路、32路，甚至更多路數(shù)；按系統(tǒng)結構可以分為兩大類：基于PC架構的PC式DVR和脫離PC架構的嵌入式DVR。（1）PC式DVR以傳統(tǒng)的PC機為基本硬件，以WinXP、Vista、Linux為基本軟件，配備圖像采集或圖像采集壓縮卡，編制軟件成為一套完整的系統(tǒng)。這種插卡式的系統(tǒng)在系統(tǒng)裝配、維修、運輸中很容易出現(xiàn)不可靠的問題，不能用于工業(yè)控制領域，只適合于對可靠性要求不高的商用辦公環(huán)境。（2）嵌入式DVR指非PC系統(tǒng)，有計算機功能但又不稱為計算機的設備。是以應用為中心，軟硬件可裁減的，對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的微型專用計算機系統(tǒng)。簡單地說，嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應用軟件與硬件融于一體，類似于PC中BIOS的工作方式，具有軟件代碼小、高度自動化、響應速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務的應用。二、硬盤錄像機的一般概念2．硬盤錄像機分類41二、硬盤錄像機的一般概念3．硬盤錄像機的特點①硬盤錄像機圖像質量高，分辨率可達768X576，高于錄像機系統(tǒng)的圖像。重放圖像質量高，畫面不會閃爍、抖動。②數(shù)字化圖像抗干擾性能強。適合于遠傳，可以通過網絡傳轄，系統(tǒng)共享。③硬盤錄像機根據(jù)輸入圖像多少可以同步顯示、錄取多路攝像機的圖像。④硬盤錄像機操作簡單方便，采用視窗操作界面，易學。⑤硬盤錄像機通過串行通信接口連接現(xiàn)場解碼器，可以對云臺、攝像機鏡頭、及防護罩進行遠距離控制。⑥數(shù)字錄像機可存儲報警信號前后的畫面。系統(tǒng)可以自動識別每幀圖像的差別，利用這一點可以實現(xiàn)自動報警功能。在被監(jiān)視的畫面之中設立自動報警區(qū)域（例如房間的某一區(qū)域、窗戶、門等），當自動報警區(qū)域的畫面發(fā)生變化時（如有人進入自動報警區(qū)域），數(shù)字監(jiān)控錄像機自動報警，撥通預先設置的電話號碼、報警的時間將自動記錄下來。報警區(qū)域的圖像被自動保存到硬盤中。二、硬盤錄像機的一般概念3．硬盤錄像機的特點42二、硬盤錄像機的一般概念4．硬盤錄像機的技術指標（1）輸入路數(shù)：是指可同時輸入攝像機的路數(shù)。一般為1、4、8、16、32路，已有64路及更多路數(shù)。（2）圖像壓縮格式是指所采用的圖像壓縮格式及標志圖像質量的圖像清晰度。壓縮技術的目的就是使最少的數(shù)據(jù)存儲單元盡可能地去展示多媒體信息。壓縮方法能將存儲容量大幅縮減。壓縮方法主要有兩大類，一類是縮減幀間的余弦（只存儲一幀內變化的信息），一類是壓縮每一幀視頻圖像（只存儲兩幀間變化的信息）。（3）硬盤容量/記錄圖像時間硬盤容量的大小、所采用的壓縮／解壓縮方法以及CPU的性能都影響目前每幀圖像的容量多在1.5～12K之間，標配硬盤容量為250GB或320GB。單幀圖像的容量是和圖像清晰度及圖像壓縮比密切相關的，只有在相同的圖像格式和相同的壓縮方法時才具有可比性。由于數(shù)據(jù)壓縮比有限，往往需要在錄像時間長短及幀速率之間折衷。二、硬盤錄像機的一般概念4．硬盤錄像機的技術指標43二、硬盤錄像機的一般概念4．硬盤錄像機的技術指標（4）回放顯示速度是指已記錄圖像回放時的顯示速度，直接影響到DVR可否被廣泛應用時滯和丟幀必須控制在允個許的范圍內，倘若回放顯示速度過慢，則可能沒有捕獲到需要的監(jiān)控圖像，失去了錄像的意義，（5）回放顯示方式是指圖像在回放時可能的顯示方式?；胤欧绞綉`活可選，既可以在同一個屏幕上做多畫面回放，但為了做大畫面觀察，要求也能對指定的某一個畫面做單道圖像的回放。（6）圖像顯示速度是指輸入圖像多畫面分割顯示的速度。不少產品已可達到16路視頻輸入圖像以每路每秒25楨的實時顯示速度。（7）分割顯示方式是指多畫面分割顯示的方式。也就是同時顯示攝像機輸入圖像的選擇方式。例如16路攝像機的輸入圖像，可任選一路在屏幕上作單一畫面動態(tài)顯示，也可在一屏上同時顯示4臺（2×2）、9臺（3×3）或16臺（4×4）攝像機的圖像。二、硬盤錄像機的一般概念4．硬盤錄像機的技術指標44二、硬盤錄像機的一般概念4．硬盤錄像機的技術指標（8）動態(tài)分配功能是指有無對系統(tǒng)的總資源進行動態(tài)分配的功能。即在系統(tǒng)總資源數(shù)額定不變的情況下根據(jù)應用的需要，賦予每路圖像有不同的采集與錄像速率，以保證重點所需。每臺攝像機圖像清晰度可否有360×280、720×280、720×560等不同檔次，可否進行選擇。有的系統(tǒng)還可對每臺攝像機的圖像壓縮比率作選擇，有低質量（1：40）、中質量（1：30）、中高質量（1：20）、高質量（1：10）圖像之分。很多DVR圖像分辨率、壓縮率、圖像回放每秒幀數(shù)及數(shù)據(jù)碼流（從2到6Mb/s）都可調。（9）圖像檢索是指圖像的檢索和查找智能化程度。以硬磁盤記錄的圖像，可以方便地按日期、時間、圖像號碼、攝像機號、報警事件序號等為索引快速進行，也能通過屏幕菜單操作。（10）移動探測是指對輸入攝像機的圖像，可否定義圖像的視頻移動探測報警區(qū)域。當監(jiān)視圖像發(fā)生變化時產生報警。二、硬盤錄像機的一般概念4．硬盤錄像機的技術指標45二、硬盤錄像機的一般概念4．硬盤錄像機的技術指標（11）報警輸入數(shù)是指有多少路常規(guī)的報警輸人。在所接傳感器發(fā)生報瞥時，有的系統(tǒng)可自動記錄發(fā)生報警前幾秒至發(fā)生報警后十幾秒總共約30秒鐘的視頻圖像，有的系統(tǒng)報警時，不僅顯示對應報警發(fā)生處圖像，還能使該攝像機的云臺運動到指定的預置位處。（12）指定檢索功能是指對錄制的報警事件，能否在同放時根據(jù)事件、時間或攝像機號快速檢索到指定的文件有的系統(tǒng)還允許圖像回放時，作2倍的放大觀察和有平滑等圖像處理功能，并且可以調整圖像的色彩、對比度、亮度、飽和度，從而有助于識別人物、車牌等細節(jié)。（13）云臺控制是指可否對選定的一路云臺進行控制。包括云臺的上下左右移動、云臺的旋轉、變焦鏡頭的伸縮、云臺和變焦鏡頭的預置位等。有時還要考慮可否遠程遙控云臺和鏡頭。（14）遠距離傳送是指系統(tǒng)回放圖像可否通過PSTN、ISDN、DDN線路或者局域網LAN作遠距離傳送。（15）密碼保護是指進入系統(tǒng)時是否需要輸入用戶標識名ID和密碼來完成注冊，對系統(tǒng)提供保護。（16）數(shù)據(jù)備份是指除硬盤外，還有何種大容量儲存裝置可用作圖像的轉存或備份，如數(shù)據(jù)磁帶、DVD-RAM、CF（CampactFlash）卡等。二、硬盤錄像機的一般概念4．硬盤錄像機的技術指標46三、硬盤錄像機的使用方案小規(guī)模的應用，使用一臺數(shù)字硬盤錄像機，代替控制矩陣，能夠完成8路攝像機的圖像存儲、切換顯示在兩個監(jiān)視器上。由于數(shù)字硬盤錄像機自帶畫面分割器，因此，兩個監(jiān)視器的畫面圖可以做成主監(jiān)視器加分監(jiān)視器。。三、硬盤錄像機的使用方案小規(guī)模的應用，使用一臺數(shù)字硬盤錄像機47三、硬盤錄像機的使用方案中規(guī)模的應用，使用一臺數(shù)字硬盤錄像機，代替模擬的控制矩陣，能夠完成16路攝像機的圖像存儲、切換顯示在四個監(jiān)視器上。由于數(shù)字硬盤錄像機自帶畫面分割器，因此，四個監(jiān)視器的畫面圖可以做成主監(jiān)視器加分監(jiān)視器。，因為硬盤錄像機有網絡功能，所以也可以在網上遠程登錄與查看。三、硬盤錄像機的使用方案中規(guī)模的應用，使用一臺數(shù)字硬盤錄像機48三、硬盤錄像機的使用方案大規(guī)模的應用，使用多臺多回路數(shù)字硬盤錄像機完成高達128路攝像機的圖像存儲，選用大型可擴展控制矩陣，將圖像切換顯示在多個監(jiān)視器上。三、硬盤錄像機的使用方案大規(guī)模的應用，49作業(yè)視頻矩陣控制器的功能有哪些？視頻信號分配器的作用是什么？多畫面處理器的作用是什么？敘述圖像傳輸用同軸電纜的主要特性。通過光纖傳送視頻圖像信號有何優(yōu)勢？監(jiān)視器主要有哪些種類？數(shù)字式長時間錄像機的工作模式有哪些？什么是硬盤錄像機論述PC式與嵌入式DVR相同點與不同點硬盤錄像機的特點有哪些？硬盤錄像機的技術指標有哪些？？作業(yè)視頻矩陣控制器的功能有哪些？5051第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術第二節(jié)控制設備和材料第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料第四節(jié)顯示設備與技術第五節(jié)視頻存儲設備與技術1第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術51第二節(jié)控制設備和材料矩陣切換器是將一路或多路視音頻信號分別傳輸給一個或多個顯示設備如，兩臺電腦主機要共用一個顯示器，矩陣切換器可以將兩臺電腦主機上的內容任意切換到同一個或多個顯示器上。一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選擇，形成的矩陣結構，既每一路輸出都可與不同的輸入信號“短接”，每路輸出只能接通某一路輸入，但某一路輸入都可（同時）接通不同的輸出。一般習慣中，將形成M×N的結構稱為矩陣主機或矩陣控制器，M×1的結構稱為視頻切換器或選擇器，1×N的結構稱為視頻分配器。第二節(jié)控制設備和材料矩陣切換器是將一路或多路視音頻信號分別52一、視頻控制矩陣1．矩陣切換器按類型分為六種：HDMI信號矩陣切換器、DVI信號矩陣切換器、VGA信號矩陣切換器、RGB信號矩陣切換器、音視頻信號矩陣切換器和視頻信號矩陣切換器。矩陣切換器按行業(yè)應用分：視頻監(jiān)控行業(yè)、廣播電視行業(yè)、視頻會議行業(yè)、娛樂演出行業(yè)。矩陣切換器按照相關產品分：分配器：將單路信號在沒有信號損失的情況下分成多路相同的信號，輸出給多個顯示設備。長線驅動器：整合VGA信號在長距離傳輸中出現(xiàn)的拖尾重影等問題。選擇器：將多路輸入信號選擇其中一路輸出給顯示設備。切換矩陣：將多種信號源選擇兩種或兩種以上輸出給不同的顯示設備。此外還有開關器；倍線器等。。

一、視頻控制矩陣1．矩陣切換器53一、視頻控制矩陣2．視頻矩陣控制器組成視頻矩陣切換控制器也稱為視頻矩陣切換控制主機。功能是：將多臺攝像機的視頻圖像按需要向各個視頻輸出裝置作交叉?zhèn)魉?。視頻矩陣切換控制器是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，多為插卡式箱體，內有電源裝置外，還插有一塊含微處理器的CPU板、數(shù)量不等的視頻輸入板、視頻輸出板、報警接口板等，有眾多的視頻BNC接插座、控制連線插座及操作鍵盤插座等。帶環(huán)通是指外部接入一路視頻信號給矩陣主機的同時，矩陣還可以把這路視頻信號傳給別的設備，如錄像機，這樣就可以省一個一分二的視頻分配器。有的視頻矩陣主機，采用多媒體計算機作為主體控制設備。一、視頻控制矩陣2．視頻矩陣控制器組成54一、視頻控制矩陣2．視頻矩陣控制器組成按實現(xiàn)視頻切換的不同方式，視頻矩陣分為模擬視頻矩陣數(shù)字視頻矩陣模擬視頻的視頻切換在模擬視頻層完成，信號切換主要是采用單片機或更高檔的芯片來控制模擬開關實現(xiàn)。數(shù)字視頻的視頻切換在數(shù)字視頻層完成，這個過程可以是同步的也可以是異步的。數(shù)字矩陣的核心是對數(shù)字視頻的處理，需要在視頻輸入端增加AD轉換，將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，在視頻輸出端增加DA轉換，將數(shù)字信號再轉換為模擬信號輸出。視頻切換的核心部分由模擬矩陣的模擬開關，變成了對數(shù)字視頻的處理和傳輸。一、視頻控制矩陣2．視頻矩陣控制器組成55一、視頻控制矩陣3．視頻矩陣切換主機的規(guī)模視頻矩陣切換就是可選任一攝像機圖像在任一指定監(jiān)視器上輸出顯示，如M臺攝像機和N臺監(jiān)視器構成的M×N矩陣一般，視應用需要和裝置中模板數(shù)量的多少，矩陣切換系統(tǒng)可大可小小規(guī)模矩陣切換主機亦可稱為固定容量矩陣切換主機，其矩陣規(guī)模已經固定，在以后的使用中不能隨意擴展。如常見的32x16、16x8、8x4矩陣切換主機。這類矩陣切換主機特點是產品體積較小，成本低廉。一、視頻控制矩陣3．視頻矩陣切換主機的規(guī)模56一、視頻控制矩陣3．視頻矩陣切換主機的規(guī)模大規(guī)模矩陣切換主機亦可稱為可變容量矩陣切換主機，產品設計時，考慮了其矩陣規(guī)模的可擴展性。用戶根據(jù)需要可隨意擴展。如常見的128x32、1024x64其特點是產品體積較大、成本相對較貴、系統(tǒng)擴展非常方便。矩陣系統(tǒng)還需要支持級聯(lián)，來實現(xiàn)更高的容量，矩陣系統(tǒng)應該支持模塊化和即插即用（PnP），通過增加或減少視頻輸入、輸出卡來實現(xiàn)不同容量的組合。一、視頻控制矩陣3．視頻矩陣切換主機的規(guī)模57一、視頻控制矩陣4．視頻矩陣控制器的功能最重要的一個功能是實現(xiàn)對輸入視頻圖像的切換輸出。稱為“萬能切換”現(xiàn)在一般還增加了更多的如序列切換、分組切換、群組切換、圖象巡游等功能。監(jiān)視器能夠任意顯示多個攝像機攝取的圖像信號；單個攝像機攝取的圖像可同時送到多臺監(jiān)視器上顯示。一個矩陣系統(tǒng)通常還應該包括以下基本功能：視頻分配放大、時間地址符號的疊加；報警器接口；可通過主機發(fā)出串行控制數(shù)據(jù)代碼，去控制云臺、攝像機鏡頭等現(xiàn)場設備?？蛇x的音頻同步切換矩陣；控制鍵盤等。對國內用戶來說，字符疊加應為全中文。一、視頻控制矩陣4．視頻矩陣控制器的功能58一、視頻控制矩陣5．視頻矩陣切換控制器的控制（1）控制鍵盤的控制視頻矩陣切換控制器的功能，均是通過鍵盤來操作實現(xiàn)的，視頻切換、前端控制、后端成像、系統(tǒng)編程均通過鍵盤完成。鍵盤可最多為8個依其控制與響應級而分為主控和副控鍵盤，主控只能一個（2）控制變焦鏡頭的變倍變焦鏡頭有調節(jié)焦距、改變光圈大小、變換放大倍數(shù)（還分有光學變倍和電子變倍）功能。一、視頻控制矩陣5．視頻矩陣切換控制器的控制59一、視頻控制矩陣5．視頻矩陣切換控制器的控制（3）同軸視控功能的矩陣切換控制有些矩陣控制主機以微處理器為核心具有視頻切換和對攝像前端控制能力同軸視控傳榆技術，只需一根同軸電纜便可同時傳輸來自攝像機的視頻信號以及對云臺、鏡頭、預置功能等所有的控制信號，這種傳輸方式節(jié)省材料和成本、施工方便、維修簡單，在系統(tǒng)擴展和改造時更具靈活性。是當今監(jiān)控系統(tǒng)設備的發(fā)展一個方向。一、視頻控制矩陣5．視頻矩陣切換控制器的控制60一、視頻控制矩陣6．視頻矩陣主機的報警接口報警接口可以接入報警探頭，并通過RS485通信線回傳給系統(tǒng)主機。當主機掃描到報警探頭發(fā)生了報警時，聯(lián)動該現(xiàn)場圖像的切換，顯示在監(jiān)視器上，同時將報警信號送到其他外設。由系統(tǒng)主機完成報警場面的調看，并控制外部設備，如錄像機的錄像、燈光打開、響警號等。。一、視頻控制矩陣6．視頻矩陣主機的報警接口61二、視頻監(jiān)控的圖像處理設備1．視頻信號分配器當需要把一路視頻信號送給多個監(jiān)視器時，就涉及到視頻信號分配的問題。在視頻控制系統(tǒng)中，視頻信號的標準電平是1VP-P，正極性，配接的標準阻抗是75Ω在分配視頻信號時，要遵循信號幅度相應和阻抗匹配原則，否則會信號失真、反射等視頻信號分配，即將一路視頻信號（或附加音頻）分成多路信號，也就是說它可將一臺攝像機送出的視頻信號供給多臺監(jiān)視器或其他終端設備使用。（1）信號分配方式簡易分配方式：它又稱橋接分配方式，這種方式用多臺監(jiān)視器輸入/輸出端口串接而成。視頻分配器方式：當一路視頻信號送到相距較遠的多個監(jiān)視器時。用視頻信號分配器，則應分配出多路幅度為1VP-P、配接阻抗是75Ω的視頻信號，二、視頻監(jiān)控的圖像處理設備1．視頻信號分配器62二、視頻監(jiān)控的圖像處理設備2．多畫面處理器（VideoMultiplexer）為節(jié)省監(jiān)視器和圖像記錄設備往往采用多畫面處理設備，使多路圖像同時顯示在一臺監(jiān)視器上，并用一臺圖像記錄設備（例如錄像機、硬盤錄像機）進行記錄。實現(xiàn)圖像分割顯示或畫中畫功能，具有這種功能的裝置稱之為多畫面分割器或多畫面處理器。畫面處理器具有較強時基校正功能，使各信號在快速切換時是在同步狀態(tài)下進行的。從而保證了記錄和重放畫面的整體質量。畫面分割器有單工、雙工和全雙工類型之分；畫面處理器按輸入攝像機路數(shù)，并同時能在一臺監(jiān)視器上顯示的特點，分為4畫面處理器、9畫面處理器、16畫面處理器等。二、視頻監(jiān)控的圖像處理設備2．多畫面處理器（VideoMu6364第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術第二節(jié)控制設備和材料第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料第四節(jié)顯示設備與技術第五節(jié)視頻存儲設備與技術14第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術64第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料視頻監(jiān)控系統(tǒng)中除了視頻圖像信號的需要傳輸之外，控制信號、電源也要由前端傳往后端。其中最主要的是視頻信號和控制信號的遠距離傳輸，這既反映了信息化時代人們對活動圖像的關注、對異地傳輸集中監(jiān)控的要求，也標志著多媒體技術和現(xiàn)代通信技術的進展水平。第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料視頻監(jiān)控系統(tǒng)中除了視頻圖像信65一、視頻信號的傳輸技術

視頻圖像信號的基本特點一是頻帶寬，電視信號頻帶寬達4～6MHz，相當960路電話的信道傳送，二是圖像信息量大，傳輸數(shù)碼率要求高。視頻圖像的傳輸涉及方面較多，有圖像的傳遞方式、傳輸容量、傳輸媒體、傳輸速率、傳輸終端顯示效果等也涉及有圖像信息壓縮算法編／解碼器的性能指標。一、視頻信號的傳輸技術視頻圖像信號的基本特點66一、視頻信號的傳輸技術1．視頻信號的傳輸?shù)姆诸愐曨l圖像傳輸方式有兩大類以架空明線、同軸電纜、光纜等線纜傳輸?shù)挠芯€傳輸依靠電磁波在空間傳播達到傳送目的的無線傳輸。按基帶信號（即調制之前的原信號）的形式不同，可分為在時間特性上狀態(tài)連續(xù)變化的模擬信號通信和在時間特性上狀態(tài)變化是離散可數(shù)的數(shù)字信號通信。數(shù)字信號的傳輸又有基帶傳輸和頻帶傳輸（亦稱載波傳輸）二類。數(shù)字基帶傳輸，要求信道具有低通特性。通常使用電纜、同軸電纜、架空明線而不用調制和解調裝置直接傳送基帶信號的方式數(shù)字信號的形式一般是二進制或多進制序列，如脈沖編碼調制PCM、增量調制DM信號等叫做基帶信號。頻帶信號傳輸信道具有帶通特性，數(shù)字微波通信和數(shù)字衛(wèi)星通信均屬于稱為頻帶傳輸經過射頻調制，將基帶信號的頻譜搬移到某一載波上形成的信號稱為頻帶信號，如相移鍵控PSK、頻移鍵控FSK、幅移鍵控ASK等，一、視頻信號的傳輸技術1．視頻信號的傳輸?shù)姆诸?7一、視頻信號的傳輸技術2．75Ω同軸視頻電纜傳輸技術75Ω同軸電纜傳輸距離在300m以內時，其衰減的影響可以不計。在電纜敷設中最好無中間接頭，有接頭時應采取焊接方式處理；電纜過墻／樓板要開孔，所有視頻線都放在弱電系統(tǒng)監(jiān)控橋架內。同軸電纜應符合國際標準，特性阻抗75±3Ω，30MHz時衰減特性小于0.13dB／100m，低煙、無鹵、阻燃，編數(shù)96。同軸電纜是傳輸視頻圖像最常用的媒介，同軸電纜截面的圓心為導體，其外用聚乙烯同心圓狀覆蓋絕緣，再外是金屬編織物的屏蔽層，最外層為聚乙烯封皮。同軸電纜對外界電磁波和靜電場具有屏蔽作用，導體截面積越大，傳輸損耗越小，從而可以傳送更長的距離。

。一、視頻信號的傳輸技術2．75Ω同軸視頻電纜傳輸技術68一、視頻信號的傳輸技術（1）圖像傳輸用同軸電纜在視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程中視頻信號的傳輸主要用SYV型（其絕緣層為實心的聚乙烯）和SBYFV型（其絕緣層為泡沫聚乙烯）特性阻抗75Ω的兩種同軸電纜。單以衰減特性而言，同樣直徑的這兩種電纜，SBYFV型的衰減量比SYV型要小一、視頻信號的傳輸技術（1）圖像傳輸用同軸電纜69一、視頻信號的傳輸技術（2）同軸電纜對視頻信號的衰減同軸電纜對視頻信號的衰減雖小，但當傳輸距離大時，由于信號的衰減量增大將造成圖像質量下降。例如SYV型電纜在不同規(guī)格和長度時圖像的劣化程度如圖所示。一、視頻信號的傳輸技術（2）同軸電纜對視頻信號的衰減70一、視頻信號的傳輸技術（2）同軸電纜對視頻信號的衰減攝像機輸出通過同軸電纜直接傳輸至某一監(jiān)視器，若要保證能夠清晰地加以顯示，則同軸電纜的長度有限制。國產SYV-75-5型同軸電纜經過300m傳輸后圖像的分辨率仍能達到400線左右，可滿足一般監(jiān)視器的要求。如用SYV-75-9型同軸電纜，則傳輸距離可達500m。若要傳輸?shù)酶h，則需更換同軸電纜類型或加電纜補償器，一種方法是改用截面積更大的同軸電纜類型，一種方法是在靠近監(jiān)視器處安裝一臺后均衡視頻放大器通過補償視頻信號中容易衰減的高頻部分使經過長距離傳輸?shù)囊曨l信號仍能保持一定的強度，以此來增長傳輸距離。此時仍采用SYV-75-9同軸電纜，其視頻傳輸距離則可增至900m。

一、視頻信號的傳輸技術（2）同軸電纜對視頻信號的衰減71一、視頻信號的傳輸技術2．通過光纖傳送視頻圖像信號同軸電纜傳送視頻圖像衰減較大，傳送距離一般為427～610m，每公里需要增加1—2個放大器，且最多也只能串接20個左右放大器。單模光纖在1310nm和1550nm時光速的低損耗窗口，每千米衰減可做到0.2～0.4dB以下，是同軸電纜每千米損耗的1％，因此可實現(xiàn)圖像20km無中斷傳輸，適用于長距離的遠程傳輸。光纜有直埋、架空、墻裝混合等安裝方式，距離較長且條件許可時以直埋型多芯層絞單模光纜為宜，在重點防雷區(qū)域可采用全塑防雷光纜。任何光纜傳輸系統(tǒng)都是由以下三個基本部件組成：光源或光發(fā)射器、光接收器（光端機）、光纜。

一、視頻信號的傳輸技術2．通過光纖傳送視頻圖像信號72一、視頻信號的傳輸技術3．通過射頻無線傳送視頻信號在不易施工布線的近距離場合，采用無線方式來傳送視頻圖像是最合適的。無線視頻傳輸由發(fā)射機和接收機組成，每對發(fā)射機和接收機有相同的頻率，除傳輸圖像外，還可傳輸聲音。無線視頻傳輸具有一定的穿透性，但無線傳輸設備在采用2.4GHz頻率時，一般只能傳200～300m，若通過增大功率來傳得更遠，可能會因干擾正常的無線電通訊而受到限制。一、視頻信號的傳輸技術3．通過射頻無線傳送視頻信號73一、視頻信號的傳輸技術4．通過UTP（UnshieldedTwistedPair）傳送視頻圖像與傳統(tǒng)的視頻電纜相比，UTP占用更少的管道空間，系統(tǒng)布線靈活可靠、易擴充，并且容易并入現(xiàn)存的布線系統(tǒng)之中。這類傳輸產品采用非平行抗干擾技術，視頻信號可在無損失情況下和語音信號、數(shù)據(jù)信號以及低壓供電電路共存，利用非屏蔽雙絞線可以直接傳送非數(shù)字化非壓縮的視頻信號。產品還包含內置的瞬間保護和浪涌保護。由于基于非屏蔽雙絞線傳輸，在新舊布線系統(tǒng)中都可以使用該設備。單通道無源視頻收發(fā)器，在非屏蔽雙絞線上傳輸視頻信號，最遠距離達300m單通道有源視頻接收器，在非屏蔽雙絞線上傳輸視頻信號時，最遠距離可達900m一、視頻信號的傳輸技術4．通過UTP（Unshielded74二、控制信號的傳輸技術控制信號的種類

近距離的可以多線直接控制或以多線編碼間接控制，但技術上較落后，二、控制信號的傳輸技術控制信號的種類75二、控制信號的傳輸技術1．串行編碼間接控制適用于規(guī)模較大的電視監(jiān)控系統(tǒng)，用單根線路可以傳送多路控制信號，通訊距離在1km以上，若加處理更可傳送10km以上。用屏蔽雙絞線RVVP2×1.5，作為室外云臺攝像機的控制信號線，所有控制線都應在線槽內。其參數(shù)為最大DC環(huán)路阻抗110Ω／km、20C最大導體電阻13.3Ω／km，低煙、無鹵、阻燃。解碼器與視頻矩陣切換主機之間連線采用2芯屏蔽通訊線纜RVVP，每芯截面積為0.3～0.5mm2。

二、控制信號的傳輸技術1．串行編碼間接控制76二、控制信號的傳輸技術2．同軸視控同軸視控傳輸技術只需一根同軸電纜便可同時傳輸來自攝像機的視頻信號以及對云臺、鏡頭、預置功能等所有的控制信號，這種傳輸方式是以微處理器為核心，節(jié)省材料和成本、施工方便、維修簡單，在系統(tǒng)擴展和改造時更具靈活性。同軸視控實現(xiàn)方法有兩類，一是采用頻率分割方式，即把控制信號調制在與視頻信號不同的頻率范圍內，然后同視頻信號復合在一起傳送，再在現(xiàn)場作解調以將二者區(qū)分開；二是利用視頻信號場消隱期間來傳送控制信號，類似于電視的逆向圖文傳送二、控制信號的傳輸技術2．同軸視控77三、電源的傳輸

因攝像機由監(jiān)控機房集中供電，交流供電電壓多為24V，固定式攝像機功率最大4W，可選擇電源線RVV-2×0.75；球型攝像機的功率為24W，選擇電源線為RVV-2×1。其參數(shù)為20℃最大導體電阻是26Ω-51Ω／km，低煙、無鹵、阻燃。未來攝像機會以直流12V供電或者采用12VDC／24VAC供電制式。對于遠離控制中心的攝像機，用低壓電就會有線路的傳輸損耗。三、電源的傳輸因攝像機由監(jiān)控機房集中供電，交流供電電壓多為78四、常用傳輸材料1．同軸電纜1）內導體：內導體一般都由一根實心銅線做成。它起傳輸信號的作用。2）絕緣層：絕緣層由對電波損耗小、工藝性能好的聚乙烯材料制成。絕緣層的作用主要是使內外導體電氣隔離，以及保證二者始終同軸線。它也是電視電波的傳輸介質。3）外導體：外導體由編織銅絲和鋁箔縱包組合做成。外導體的作用是既作為傳輸回路的一根導體，又起屏蔽的作用。編織銅絲主要起傳輸導體的作用，屏蔽主要由鋁箔完成。4）護套：護套一般用聚氯乙烯或聚乙烯塑料做成。它的作用主要是防水、防潮、避免電纜受到摩擦等機械損傷。

四、常用傳輸材料1．同軸電纜79四、常用傳輸材料2．光纖與光纜

光纜的類型由模材料（玻璃或塑料纖維）及纖芯和外層尺寸決定，纖芯的尺寸大小決定光的傳輸質量。光纖按纖芯直徑尺寸劃分有50um漸變型多模光纖、62.5um漸變增強型多模光纖和8.3um跳變型單模光纖，光纖的包層直徑均為125um，故有62.5／125um、50／125um、9/125um等不同種類。由光纖集合而成的光纜、室外松管型為多芯光纜，室內緊包緩沖型有單纜和雙纜之分。四、常用傳輸材料2．光纖與光纜80四、常用傳輸材料任何光纜傳輸系統(tǒng)都是由以下三個基本部件組成：光源或光發(fā)射器、光接收器、光纜。1）光纜：它由玻璃或塑料為核芯外面包裹反射層再包上一涂層而構成。有多模光纖和單模光纖兩類，主要特性是衰減和帶寬。松套管光纜有是否鎧裝之分。2）光源或光發(fā)射器：接收一個調制信號并轉換成光信號，發(fā)送到光纖中去。目前常用的光發(fā)射器是激光（Laser）。發(fā)射器的四種基本特性是中心頻率、光譜寬度、平均功率和調制頻率。3）光接收器：光接收器將接收到的光脈沖轉變?yōu)殡娦盘?。目前常用的接收器是PIN（PhotoIntrinsic-Negative）型，為了使光纖傳輸正確，光發(fā)射器和光接收器均要設置成相同的光學頻率。光接收器的三個主要指標是靈敏度、位錯誤率（BER）和動態(tài)范圍。將一個光發(fā)射器和一個光接收器稱為一對光端機，是實現(xiàn)遠距離傳輸必要的設備。四、常用傳輸材料任何光纜傳輸系統(tǒng)都是由以下三個基本部件組成：8182第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術第二節(jié)控制設備和材料第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料第四節(jié)顯示設備與技術第五節(jié)視頻存儲設備與技術32第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術82第四節(jié)顯示設備與技術視頻監(jiān)視器是監(jiān)看圖像的顯示裝置，在CCTV系統(tǒng)中可以僅有單臺大屏幕監(jiān)視器，也可能是由數(shù)十臺監(jiān)視器組成的電視墻；既可以是黑白監(jiān)視器，但更多的應是彩色監(jiān)視器；14英寸以下的小屏幕監(jiān)視器已被淘汰；未來40英寸左右的大型監(jiān)視器、等離子體平板顯示器或上百英寸的投影將會成為顯示的主流。第四節(jié)顯示設備與技術視頻監(jiān)視器是監(jiān)看圖像的顯示裝置，83一、監(jiān)視器的分類1．發(fā)光型1）CRT（CathodeRayTube）陰極射管線；2）VFD（VacuumFluorescentDisplay）螢光顯示管；3）LED（LightEmitterDisplay）發(fā)光二極體；4）PDP（PlasmaDisplayPanel）等離子顯示板；5）EL（ElectroLuminecent）電光光面板。其中CRT是CCTV監(jiān)視器最常采用的屏幕顯像管，另外VFD與CRT類似，多用于小型管與數(shù)字顯示；PDP分有AC與DC型，具有高亮度、多色彩、高解析度的侵點。一、監(jiān)視器的分類1．發(fā)光型84一、監(jiān)視器的分類2．非發(fā)光型此種屏幕本身不具有發(fā)光的功能，包括：1）LCD（LiquidCrystalDisplay）液晶顯示2）ECD（ElectroChromicChemicalDisplay）電化著色顯示3）EPID（ElectrophoreticIndicationDisplay）電泳動顯示LCD是屬于較新的屏幕顯示方式，具有省電與輕薄的優(yōu)點。雖然LCD是監(jiān)視器屏幕的趨勢，但是它仍然無法取代傳統(tǒng)的CRT監(jiān)視器。因為LCD本身不發(fā)光，如果裝于室外，便無法辨識；另外，LCD有視角上的問題，角度一偏斜，就會看不清楚。一、監(jiān)視器的分類2．非發(fā)光型85二、CRT顯示器

CRT顯示器是一種使用陰極射線管（CathodeRayTube）的顯示器，陰極射線管主要有五部分組成：電子槍（ElectronGun），偏轉線圈（Deflectioncoils），蔭罩（Shadowmask），熒光粉層（Phosphor）及玻璃外殼。傳統(tǒng)的陰極射線管（CRT）監(jiān)視器和電視墻，生產技術成熟，驅動方法簡單，性能價格比好，在14-29英寸顯示器件中居統(tǒng)治地位，但體積大，重量重，電壓高，有使人眼易疲勞的閃爍等缺點。從應用而言，黑白監(jiān)視器的水平清晰度達到1000線，而彩色監(jiān)視器按其性能指標，可分為下列類型：高檔監(jiān)視器——圖像清晰度高，一般達到600～800線以上。高質量監(jiān)視器——圖像清晰度一般在370～500線之間。圖像監(jiān)視器——清晰度為300～370線，被CCTV系統(tǒng)廣泛使用。收監(jiān)兩用監(jiān)視器——為普通電視機類，圖像清晰度一般不超過300線。二、CRT顯示器CRT顯示器是一種使用陰極射線管（Cath8687第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術第二節(jié)控制設備和材料第三節(jié)視頻監(jiān)控的傳輸技術與材料第四節(jié)顯示設備與技術第五節(jié)視頻存儲設備與技術37第三章視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備與技術第一節(jié)前端設備與相關技術87一、模擬式錄像機錄像機是記錄監(jiān)控圖像最有效的途徑，有模擬式記錄和數(shù)字式記錄兩大類。利用長時間錄像模式可以減少不斷更換與貯存錄像帶的麻煩。模擬式又分為時滯式（TimeLapseVCR）和實時型（RealTimeVideoCassetteRecorder）。目前在新上的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經很少使用帶式錄像機，但是，目前在已經使用的系統(tǒng)中仍有許多帶式錄像機，帶式錄像機具有圖像沒經過任何處理、沒有壓縮、實時性強等特點，一、模擬式錄像機錄像機是記錄監(jiān)控圖像最有效的途徑，88二、硬盤錄像機的一般概念以視頻矩陣、畫面處理器、長時間錄像機、為代表的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用錄像帶作為存儲介質、以手動和自動相結合的方式實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控這種傳統(tǒng)方法常有回放圖像質量不能令人滿意，遠距離傳輸質量下降多。搜索和檢索不易、不便操作管理、影像不能進行處理等諸多缺陷。目前更多使用硬盤錄像機取代模擬系統(tǒng)的長時間錄像機，因為硬盤錄像機內置的計算機功能，有時也取代模擬式閉路監(jiān)視系統(tǒng)的視頻矩陣主機、畫面處理器等多種設備。硬盤錄像機的主要功能包括：監(jiān)視功能、錄像功能、回放功能、報警功能、控制功能、網絡功能、密碼授權功能和工作時間表功能等。二、硬盤錄像機的一般概念以視頻矩陣、畫面處理器、長時間錄像機89二、硬盤錄像機的一般概念1．硬盤錄像機的定義硬盤錄像機（DigitalVideoRecorder，DVR），即數(shù)字視頻錄像機，是一套進行圖像存儲處理的計算機系統(tǒng)，具有對圖像/語音進行長時間錄像、錄音、遠程監(jiān)視和控制的功能。硬盤錄像機把模擬的圖像轉化成數(shù)字信號，因此也稱數(shù)字錄像機。它以MPEG圖像壓縮技術實時地貯存于計算機硬盤中，存儲容量大，安全可靠。檢索圖像方便快速?？梢酝ㄟ^擴展增加硬盤，增大系統(tǒng)存儲容量。可以連續(xù)錄像幾十天以上。DVR集錄像、畫面分割、云臺鏡頭控制、報警控制、網絡傳輸功能于一身，用一臺設備就能取代模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設備的功能，而且在價格上也逐漸占有優(yōu)勢。DVR采用的是數(shù)字記錄技術，在圖像處理、圖像儲存、檢索、備份、以及網絡傳遞、遠程控制等方面也遠遠優(yōu)于模擬監(jiān)控設備，DVR代表了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，是目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的首選產品。二、硬盤錄像機的一般概念1．硬盤錄像機的定義90二、硬盤錄像機的一般概念2．硬盤錄像機分類主流DVR的壓縮技術有許多，MPEG-4、H.264、M-JPEG是國內最常見的壓縮方式；從壓縮方式上分有軟壓縮和硬壓縮兩種，從輸入路數(shù)上分為1路、2路、4路、8路、16路、32路，甚至更多路數(shù)；按系統(tǒng)結構可以分為兩大類：基于PC架構的PC式DVR和脫離PC架構的嵌入式DVR。（1）PC式DVR以傳統(tǒng)的PC機為基本硬件，以WinXP、Vista、Linux為基本軟件，配備圖像采集或圖像采集壓縮卡，編制軟件成為一套完整的系統(tǒng)。這種插卡式的系統(tǒng)在系統(tǒng)裝配、維修、運輸中很容易出現(xiàn)不可靠的問題，不能用于工業(yè)控制領域，只適合于對可靠性要求不高的商用辦公環(huán)境。（2）嵌入式DVR指非PC系統(tǒng)，有計算機功能但又不稱為計算機的設備。是以應用為中心，軟硬件可裁減的，對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的微型專用計算機系統(tǒng)。簡單地說，嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應用軟件與硬件融于一體，類似于PC中BIOS的工作方式，具有軟件代碼小、高度自動化、響應速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務的應用。二、硬盤錄像機的一般概念2．硬盤錄像機分類91二、硬盤錄像機的一般概念3．硬盤錄像機的特點①硬盤錄像機圖像質量高，分辨率可達768X576，高于錄像機系統(tǒng)的圖像。重放圖像質量高，畫面不會閃爍、抖動。②數(shù)字化圖像抗干擾性能強。適合于遠傳，可以通過網絡傳轄，系統(tǒng)共享。③硬盤錄像機根據(jù)輸入圖像多少可以同步顯示、錄取多路攝像機的圖像。④硬盤錄像機操作簡單方便，采用視窗操作界面，易學。⑤硬盤錄像機通過串