閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)課件

第四章閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)原理與組成攝像部分傳輸部分控制部分顯示與記錄工程設(shè)計(jì)及舉例4.1.1系統(tǒng)的特點(diǎn)及組成閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）是安全技術(shù)防范體系中的一個(gè)重要組成部分，是一種先進(jìn)的、防范能力極強(qiáng)的綜合系統(tǒng)，它可以通過(guò)遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺(tái)等）直接觀看被監(jiān)視場(chǎng)所的一切情況，可以把被監(jiān)視場(chǎng)所的情況一目了然。同時(shí)，電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以與防盜報(bào)警系統(tǒng)等其它安全技術(shù)防范體系聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，使其防范能力更加強(qiáng)大。閉路電視（又稱(chēng)CCTV）監(jiān)控系統(tǒng)是安防領(lǐng)域中的重要組成部分，系統(tǒng)通過(guò)攝像機(jī)及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺(tái)等），直接觀察被監(jiān)視場(chǎng)所的情況，同時(shí)可以把監(jiān)視場(chǎng)所的情況進(jìn)行同步錄像。另外，電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以與防盜報(bào)警系統(tǒng)等其他安全技術(shù)防范體系聯(lián)動(dòng)行動(dòng)，使用戶(hù)安全防范能力得到整體的提高。4.2系統(tǒng)組成前端，獲取圖像或聲音克服失真、衰減，分有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)傳輸監(jiān)視器、錄像機(jī)、錄音機(jī)分配、同步、切換等3.云臺(tái)：它與攝像機(jī)配合使用能達(dá)到上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)的目的。擴(kuò)大一臺(tái)攝像機(jī)的監(jiān)視范圍，同時(shí)能在一定范圍內(nèi)跟蹤木便進(jìn)行攝像，提高了攝像機(jī)的實(shí)用價(jià)值。由于使用環(huán)境不同，云臺(tái)的種類(lèi)很多。4.防護(hù)罩（防塵罩）和支架、解碼器：防塵罩的作用是用來(lái)保護(hù)攝像機(jī)和鏡頭不受諸如有害氣體、大灰塵及人為有意破壞等環(huán)境條件的影響。解碼器則用來(lái)完成對(duì)攝像機(jī)鏡頭，全方面云臺(tái)的總線(xiàn)控制。支架是用于攝像機(jī)安裝時(shí)作為支撐的，并將攝像機(jī)連接于安裝部位的輔助器件上。

5.監(jiān)視器：監(jiān)視器是電視監(jiān)控系統(tǒng)的終端顯示設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)最終都要體現(xiàn)在監(jiān)視的屏幕上。監(jiān)視器的優(yōu)劣直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的最終效果。6.信號(hào)傳輸：當(dāng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)于控制中心較近時(shí)采用視頻圖像，控制信號(hào)直接傳輸?shù)姆绞?，?dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，采用射頻、微波、或者光纖傳輸?shù)姆绞?。常用設(shè)備有：同軸電纜、雙絞線(xiàn)、光纖。可傳輸距離由近到遠(yuǎn)依次遞增。

7.控制中心控制設(shè)備與監(jiān)視設(shè)備：（1）視頻信號(hào)分配放大器；（2）矩陣（視頻信號(hào)切換器）；（3）終端控制器（操作鍵盤(pán)）；（4）報(bào)警擴(kuò)展打印器（5）字符發(fā)生器、電梯層樓疊加顯示器；（6）終端解碼器；（7）終端控制器；（8）多畫(huà)面分割器；（9）視頻移動(dòng)探測(cè)器；（10）隔離接地環(huán)路變壓器；（11）計(jì)價(jià)及控制機(jī)柜

4.2攝像機(jī)及其選擇在技術(shù)防范中攝像機(jī)是用來(lái)進(jìn)行定點(diǎn)或流動(dòng)的監(jiān)視和圖像取證。要求攝像機(jī)各個(gè)部件的體積小、重量輕、易于安裝和隱蔽、偽裝、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、調(diào)整機(jī)構(gòu)少。必要時(shí)要有遙控裝置用來(lái)遙控其某些功能。攝像機(jī)主要技術(shù)參數(shù)。攝像機(jī)是獲取監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)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(hào)產(chǎn)生電路、視頻信號(hào)處理電路及電源等。近年來(lái)，新型的低成本CMOS圖像傳感器有了較快速的發(fā)展，基于CMOS圖像傳感器的攝像機(jī)已開(kāi)始被應(yīng)用于對(duì)圖像質(zhì)量要求不高的可視電話(huà)或會(huì)議電視系統(tǒng)中。由于CMOS圖像傳感器的分辨率和低照度等到主要指標(biāo)暫時(shí)還比不上CCD圖像傳感器，因此，在電視監(jiān)控系統(tǒng)中使用攝像機(jī)仍為CCD攝像機(jī)。1.色彩：監(jiān)控?cái)z像機(jī)有黑白和彩色兩種，通常黑白監(jiān)控?cái)z像機(jī)的水平清晰度比彩色監(jiān)控?cái)z像機(jī)高，且黑白監(jiān)控?cái)z像機(jī)比彩色監(jiān)控?cái)z像機(jī)靈敏，更適用于光線(xiàn)不足的地方和夜間燈光較暗的場(chǎng)所。黑白監(jiān)控?cái)z像機(jī)的價(jià)格比彩色便宜。但彩色的圖像容易分辨衣物與場(chǎng)景的顏色，便于及時(shí)獲取、區(qū)分現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息。

3.分辨率（清晰度）清晰度分為水平清晰度和垂直清晰度兩種；分辨率分辨率是衡量攝像機(jī)優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)，通常是指水平解晰度，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(shí)，在監(jiān)視器(應(yīng)比攝像機(jī)的分辨率高)上能夠看到的最多線(xiàn)數(shù)。當(dāng)超過(guò)這一線(xiàn)數(shù)時(shí)，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相間的線(xiàn)條。工業(yè)監(jiān)視用攝像機(jī)的分辨率通常在380~460線(xiàn)之間，黑白500線(xiàn)，彩色400線(xiàn)，廣播級(jí)攝像機(jī)的分辨率則可達(dá)到700線(xiàn)左右。4.照度

單位被照面積上接受到的光通量稱(chēng)為照度。Lux(勒克斯)是標(biāo)稱(chēng)光亮度(流明)的光束均勻射在lm2面積上時(shí)的照度。監(jiān)控?cái)z像機(jī)的靈敏度以最低照度來(lái)表示，這是監(jiān)控?cái)z像機(jī)以特定的測(cè)試卡為攝取標(biāo)，在鏡頭光圈為0.4時(shí)，調(diào)節(jié)光源照度，用示波器測(cè)其輸出端的視頻信號(hào)幅度為額定值的10%，此時(shí)測(cè)得的測(cè)試卡照度為該攝像機(jī)的最低照度。所以實(shí)際上被攝體的照度應(yīng)該大約是最低照度的10倍以上才能獲得較清晰的圖像。

目前一般選用黑白監(jiān)控?cái)z像機(jī)的最低照度，當(dāng)相對(duì)孔徑為F／1.4時(shí)，最低照度要求選用小于0.1Lux;選用彩色監(jiān)控?cái)z像機(jī)的最低照度，當(dāng)相對(duì)孔徑為F／1.4時(shí)，最低照度要求選用小于2Lux。

5同步

要求監(jiān)控?cái)z像機(jī)具有電源同步、外同步信號(hào)接口。對(duì)電源同步而言，使所有的攝像機(jī)由監(jiān)控中心的交流同相電源供電，使監(jiān)控?cái)z像機(jī)場(chǎng)同步信號(hào)與市電的相位鎖定，以達(dá)到攝像機(jī)同步信號(hào)相位一致的同步方式。

對(duì)外同步而言，要求配置一臺(tái)同步信號(hào)發(fā)生器來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫同步，電視系統(tǒng)掃描用的行頻、場(chǎng)頻、幀頻信號(hào)，復(fù)合消隱信號(hào)與外設(shè)信號(hào)發(fā)生器提供的同步信號(hào)同步的工作方式。

系統(tǒng)只有在同步的情況下，圖像進(jìn)行時(shí)序切換時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)現(xiàn)象，錄、放像質(zhì)量才能提高。

7自動(dòng)增益控制(AGC)<AutomaticGainControl>

所有攝像機(jī)都有一個(gè)將來(lái)自CCD的信號(hào)放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過(guò)載，使視頻信號(hào)畸變。為此，需利用攝像機(jī)的自動(dòng)增益控制（AGC）電路去探測(cè)視頻信號(hào)的電平，適時(shí)地開(kāi)關(guān)AGC，從而使攝像機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動(dòng)態(tài)范圍，即在低照度時(shí)自動(dòng)增加攝像機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)獲得清晰的圖像。

8信噪比信噪比也是攝像機(jī)的一個(gè)主要參數(shù)。其基本定義是信號(hào)對(duì)于噪聲的比值乘以20log，一般攝像機(jī)給出的信噪比值均是在AGC(自動(dòng)增益控制)關(guān)閉時(shí)的值，因?yàn)楫?dāng)AGC接通時(shí)，會(huì)對(duì)小信號(hào)進(jìn)行提升，使得噪聲電平也相應(yīng)提高。CCD攝像機(jī)的信噪比的典型值一般為45~55dB。測(cè)量信噪比參數(shù)時(shí)，應(yīng)使用視頻雜波測(cè)量?jī)x直接連接于攝像機(jī)的視頻輸出端子上。9背景光補(bǔ)償

通常，攝像機(jī)的AGC工作點(diǎn)是通過(guò)對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的內(nèi)容作平均來(lái)確定的，但如果視場(chǎng)中包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域和一個(gè)很暗的前景目標(biāo)，則此時(shí)確定的AGC工作點(diǎn)有可能對(duì)于前景目標(biāo)是不夠合適的，背景光補(bǔ)償有可能改善前景目標(biāo)顯示狀況。當(dāng)背景光補(bǔ)償為開(kāi)啟時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域求平均來(lái)確定其AGC工作點(diǎn)，此時(shí)如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時(shí)，則前景目標(biāo)的可視性有望改善。

10寬動(dòng)態(tài)

寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。

解決方法就是用一顆CCD，但是上面的每一點(diǎn)在單一時(shí)間內(nèi)曝光兩次，一次長(zhǎng)曝光(低快門(mén))，一次短曝光(高快門(mén))，所以每一點(diǎn)都有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出，就叫”雙輸出CCD”，正因?yàn)槊奎c(diǎn)有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出，總資料量就比一般CCD多了一倍，因此傳輸?shù)乃俣鹊么笊弦槐恫拍馨奄Y料搬出來(lái)，所以又叫”雙速CCD(DoubleSpeedCCD)。雙輸出CCD扔出一個(gè)長(zhǎng)曝光及短曝光的訊號(hào)給DSP，DSP去運(yùn)算再加總，所謂”寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)”就出來(lái)了。

4.2.1攝像機(jī)的主要類(lèi)型１、依成像色彩劃分彩色攝像機(jī)