視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成典型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有前端設(shè)備、傳輸設(shè)備和后端設(shè)備這三大部分，其中后端設(shè)備可進(jìn)一步分為中心掌握設(shè)備和分掌握設(shè)備。前、后端設(shè)備有多種構(gòu)成方式，它們之間的聯(lián)系（即傳輸系統(tǒng)）可以通過(guò)電纜、光纖或微波等多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)地說(shuō)，電視監(jiān)視系統(tǒng)由攝像部分（有時(shí)還有麥克）、傳輸部分、掌握部分及顯示和記錄部分四大塊組成。在每一部分中，又包含更加詳細(xì)的設(shè)備或部件。

圖1視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

1、前端部分

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端部分由攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、安裝支架、云臺(tái)、解碼器等組成，主要用于對(duì)公共區(qū)域、重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行攝像，并將視頻信號(hào)傳送到后端進(jìn)行處理。

1）攝像機(jī)

攝像機(jī)是獵取監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)圖像的前端設(shè)備，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中使用的攝像機(jī)主要是CCD攝像機(jī)，它以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)處理電路及電源等組成。

攝像機(jī)具有黑白和彩色之分，由于黑白攝像機(jī)具有高辨別率、低照度等優(yōu)點(diǎn)，特殊是它可以在紅外光照下成像，因此在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，黑白攝像機(jī)仍具有較高的市場(chǎng)占有率。順便指出，在各商家列出的視頻監(jiān)控系統(tǒng)器材清單中的攝像機(jī)通常都是不帶鏡頭的（一體化攝像除外），因此在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)用依據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境及用戶要求，為攝像機(jī)協(xié)作適的鏡頭。

2）鏡頭

鏡頭是監(jiān)控系統(tǒng)中必不行少的部件，鏡頭與CCD攝像機(jī)協(xié)作，可以將遠(yuǎn)距離目標(biāo)成像在攝像機(jī)的CCD靶面上。

3)云臺(tái)

云臺(tái)是承載攝像機(jī)并可進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。云臺(tái)內(nèi)裝有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)一個(gè)負(fù)責(zé)水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)負(fù)責(zé)垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。水平轉(zhuǎn)動(dòng)的角度一般為350°，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)則有±45°、±35°、±75°等。水平及垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小可通過(guò)限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整。

4)防護(hù)罩

防護(hù)罩是使攝像機(jī)在有灰塵、雨水、凹凸溫等狀況下正常使用的防護(hù)裝置。

防護(hù)罩一般分為兩類，一類是室內(nèi)防護(hù)罩，另一類是室外防護(hù)罩。

目前較好的全天候防護(hù)罩是采納半導(dǎo)體器件加溫柔降溫防護(hù)罩。這種防護(hù)罩內(nèi)裝有半導(dǎo)體元件，即可自動(dòng)加溫，也可以自動(dòng)降溫，并且功耗較小。

5)支架

一般支架有短的、長(zhǎng)的、直的、彎的，依據(jù)不同的要求選擇不同的型號(hào)。室外支架主要考慮負(fù)載力量是否合乎要求，再有就是安裝位置，由于從實(shí)踐中發(fā)覺(jué)，許多室外攝像機(jī)安裝位置特別，有的安裝在電線桿上，有的立于塔吊上，有的安裝在鐵架上。由于種種緣由，現(xiàn)有的支架可能難以滿意要求，需要另外加工或改進(jìn)。

6)解碼器

在詳細(xì)的閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程中，解碼器屬于前端設(shè)備，它一般安裝在配有云臺(tái)及電動(dòng)鏡頭的攝像機(jī)四周，有多芯掌握電纜直接與云臺(tái)及電動(dòng)鏡頭相連，另有通信線與監(jiān)控中心的系統(tǒng)主機(jī)相連。

解碼器的主要作用是接收掌握中心的系統(tǒng)主機(jī)送來(lái)的編碼掌握信號(hào)，并進(jìn)行解碼，成為掌握動(dòng)作的命令信號(hào)，再去掌握攝像機(jī)及其幫助設(shè)備的各種動(dòng)作（如鏡頭的變倍、云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)等）。

解碼器不能單獨(dú)使用，而必需與矩陣掌握系統(tǒng)協(xié)作使用。

同一個(gè)系統(tǒng)中可能有多臺(tái)解碼器，所以每一臺(tái)解碼器上都有一個(gè)撥碼開(kāi)頭，它打算了該解碼器在該系統(tǒng)中的編號(hào)（即ID號(hào)），在使用解碼器時(shí)，首先必需對(duì)撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置。在設(shè)置時(shí)，必需與系統(tǒng)中的攝像機(jī)編號(hào)全都。

2、傳輸部分

傳輸部分就是系統(tǒng)的圖像信號(hào)通路。一般來(lái)說(shuō)，傳輸部分單指?jìng)鬏攬D像信號(hào)。但是，由于某些系統(tǒng)中除圖像外，還要傳輸聲音信號(hào)，同時(shí)，由于需要有掌握中心通過(guò)掌握臺(tái)對(duì)攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩等進(jìn)行掌握，因而在傳輸系統(tǒng)中還包含掌握信號(hào)的傳輸，所以這里所講的傳輸部分，通常是指所要傳輸?shù)男盘?hào)形成的傳輸系統(tǒng)的總和。

由于傳輸部分主要傳輸?shù)膬?nèi)容是圖像信號(hào)，因此重點(diǎn)討論圖像信號(hào)的傳輸方式及傳輸中的有關(guān)問(wèn)題。對(duì)圖像信號(hào)的傳輸，重點(diǎn)要求是在圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸系統(tǒng)后，不產(chǎn)生明顯的噪聲、失真（色度信號(hào)與亮度信號(hào)均不產(chǎn)生明顯的失真），保證原始圖像信號(hào)（從攝像機(jī)輸出的圖像信號(hào)）的清楚度和相頻特性等方面有良好的性能。

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于傳輸方式的不同，在系統(tǒng)中采納的傳輸部件也不同。

1）遠(yuǎn)距離視頻傳輸方式下的傳輸部件

遠(yuǎn)距離視頻傳輸方式下的傳輸部件分為視頻放大器及幅頻和相頻補(bǔ)償器兩類。

①視頻放大器是裝在攝像機(jī)輸出端之后，傳輸線之前。也就是說(shuō)，從攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)經(jīng)視頻放大器放大后再經(jīng)線路送至監(jiān)控中心。視頻放大器要求其輸出的電壓是可調(diào)的，一般為1.5V至6V；其中幅頻特性曲線在2.5MHZ至6MHZ之間峰起，峰起的高度應(yīng)為2.5MHZ曲線的兩倍以上。

②幅頻和相頻補(bǔ)償安裝在總掌握臺(tái)上的視頻信號(hào)端口，以補(bǔ)償送過(guò)來(lái)的視頻信號(hào)。假如是傳輸黑白電視信號(hào)，由于傳輸而造成的高頻信號(hào)幅度的相移失真，一般不必進(jìn)行相移補(bǔ)償；假如是傳輸彩色電視信號(hào)，則必需安裝幅頻和相頻補(bǔ)償器，否則會(huì)產(chǎn)生信號(hào)失真。

2）射頻傳輸方式下的傳輸部件

射頻傳輸方式下的傳輸部件有調(diào)制器、射頻放大器和解調(diào)器等。這些部件與有線電視網(wǎng)使用的傳輸部件基本相同。

3）光纖傳輸方式下的傳輸部件

光纖傳輸方式使用的傳輸部件有光調(diào)制器、光放大器、光解調(diào)器等，與有線電視采納光纖傳輸時(shí)所使用的部件基本相同。光調(diào)制器與光解調(diào)器在工程上稱為光發(fā)送端機(jī)和光接收端機(jī)。

4）電話電纜平衡傳輸方式下的傳輸部件

電話電纜傳輸方式下的傳輸部件有發(fā)送中繼器、地溝中繼器、接收中繼器、視頻變壓器和信號(hào)檢測(cè)傳感器等。

3、掌握部分

掌握部分是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的指揮中心。掌握部分主要有總掌握臺(tái)（有些系統(tǒng)還設(shè)有副掌握臺(tái)）組成。

總掌握臺(tái)的主要功能有：視頻信號(hào)的放大與安排、圖像信號(hào)的校正與補(bǔ)償、圖像信號(hào)的切換、圖像信號(hào)（或包括聲音信號(hào)）的記錄、攝像機(jī)及其幫助部件（如鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩等）的掌握（遙控）等。

在上述的各部分中，對(duì)圖像質(zhì)量影響最大的是放大與安排、校正與補(bǔ)償、圖像信號(hào)的切換三部分。在某些攝像機(jī)距離掌握中心很近或?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)指標(biāo)要求不高的狀況下，在總掌握臺(tái)中往往不設(shè)校正和補(bǔ)償部分。但在距離較遠(yuǎn)，或傳輸方式有要求的狀況下，校正和補(bǔ)償是特別重要的。由于圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸之后，往往其幅頻特性、相頻特性無(wú)法保證指標(biāo)的要求，在掌握臺(tái)上要對(duì)傳輸過(guò)來(lái)的圖像信號(hào)進(jìn)行幅頻和相頻的校正與補(bǔ)償。經(jīng)過(guò)校正與補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)，再經(jīng)安排和放大，進(jìn)入視頻切換部分，然后送到監(jiān)視器上。

總掌握臺(tái)的另一個(gè)重要作用是對(duì)攝像頭、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩等進(jìn)行遙控，以完成對(duì)被監(jiān)視的場(chǎng)所全面、具體的監(jiān)視或跟蹤監(jiān)視。

總掌握臺(tái)上設(shè)有的錄像機(jī)，可以隨時(shí)把發(fā)生狀況的被監(jiān)視場(chǎng)所的圖像記錄下來(lái)，以便日后備查。目前，有些掌握臺(tái)上設(shè)有一臺(tái)或兩臺(tái)“長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)”或硬盤錄像機(jī)，長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)可用一盤60min帶長(zhǎng)的錄像帶記錄長(zhǎng)達(dá)幾天時(shí)間的圖像信號(hào)，這樣就可以對(duì)某些特別重要的被監(jiān)視場(chǎng)所的圖像連續(xù)記錄，而不必使用大量的錄像帶；硬盤錄像機(jī)則可以將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號(hào)后存入硬盤。有的總掌握臺(tái)上設(shè)有“多畫面分割器”，如4畫面、9畫面、16畫面等。也就是說(shuō)，通過(guò)這個(gè)設(shè)備，可以在一臺(tái)監(jiān)視器上同時(shí)顯示出4個(gè)、9個(gè)、16個(gè)攝像機(jī)送來(lái)的各個(gè)被監(jiān)視場(chǎng)所的畫面，并用硬盤錄像機(jī)或長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)進(jìn)行記錄。上述這些功能的設(shè)置，要依據(jù)系統(tǒng)的要求而定，并不是每個(gè)系統(tǒng)都采納。

目前產(chǎn)生的總掌握臺(tái)上，在掌握功能上、掌握攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)上往往都是做成積木式的，可以依據(jù)要求進(jìn)行組合。另外，在總掌握臺(tái)上還設(shè)有時(shí)間及地址的字符發(fā)生器，通過(guò)這個(gè)裝置可以把年、月、日、時(shí)、分、秒都顯示出來(lái)，并把被監(jiān)視場(chǎng)所的地址、名稱顯示出來(lái)。在錄像機(jī)上可以記錄這些信息，這樣對(duì)以后的備查供應(yīng)了便利。

總掌握臺(tái)對(duì)攝像機(jī)及其幫助設(shè)備（如鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩等）的掌握一般采納總線方式，把掌握信號(hào)送給各攝像機(jī)四周的“解碼器”，在“解碼器”上將總掌握臺(tái)送來(lái)的編碼掌握信號(hào)解出，成為掌握動(dòng)作的命令信號(hào)，再去掌握攝像機(jī)及其幫助設(shè)備的各種動(dòng)作（如鏡頭的變倍、云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)等）。在某些攝像機(jī)距離掌握中心很近的狀況下為節(jié)約開(kāi)支，也可采納由掌握臺(tái)直接送出掌握運(yùn)作的命令信號(hào)——即“開(kāi)”、“關(guān)”信號(hào)?？傊?，依據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成的狀況及要求，可以綜合地考慮，以完成對(duì)總掌握臺(tái)的設(shè)計(jì)要求或進(jìn)行訂購(gòu)要求。

4、顯示部分

顯示部分一般由幾臺(tái)或多臺(tái)監(jiān)視器（或帶視頻輸入的一般電視機(jī)）組成，它的功能是將傳送過(guò)來(lái)的圖像一一顯示出來(lái)。

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，特殊是在由多臺(tái)攝像機(jī)組成的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，一般都不是一臺(tái)監(jiān)視器對(duì)應(yīng)一臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行顯示，而是幾臺(tái)攝像機(jī)的圖像信號(hào)用一臺(tái)監(jiān)視器輪番切換顯示。（http://.版權(quán)全部）這樣做，一是可以節(jié)約設(shè)備，削減空間的占用；二是沒(méi)有必要一一對(duì)應(yīng)顯示。由于被監(jiān)視場(chǎng)所的狀況不行能同時(shí)發(fā)生意外狀況，所以平常只要隔肯定時(shí)間（比如幾秒、十幾秒或幾十秒）顯示一下即可。當(dāng)某個(gè)被監(jiān)視的場(chǎng)所發(fā)生特別狀況時(shí)，可以通過(guò)切換器將這一路信號(hào)切換到某一臺(tái)監(jiān)視器上始終顯示，并通過(guò)掌握臺(tái)對(duì)其遙控跟蹤記錄。在系統(tǒng)配置時(shí)，通常采納4：1、8：1、甚至16：1的攝像機(jī)對(duì)監(jiān)視器的比例數(shù)設(shè)置監(jiān)視器的數(shù)量。目前，常用的攝像機(jī)對(duì)監(jiān)視器的比例數(shù)為4：1，即4臺(tái)攝像機(jī)對(duì)應(yīng)1臺(tái)監(jiān)視器，當(dāng)攝像機(jī)臺(tái)數(shù)許多時(shí)，再采納8：1或16：1的設(shè)置方案。

另外，由于“畫面分割器”的應(yīng)用，在有些攝像機(jī)臺(tái)數(shù)許多的系統(tǒng)中，用畫面分割器鈀幾臺(tái)攝像機(jī)送來(lái)的圖像信號(hào)同時(shí)顯示在一臺(tái)監(jiān)視器上，也就是在一臺(tái)較大屏幕的監(jiān)視器上，把屏幕分成幾個(gè)面積相等的小畫面，每個(gè)畫面顯示一個(gè)攝像機(jī)送來(lái)的畫面。這樣可以大大節(jié)約監(jiān)視器，并且操作人員觀看起來(lái)也比較便利。但是，這種方案不宜在監(jiān)視器同時(shí)顯示太多的分割畫面，否則會(huì)使某些細(xì)節(jié)難以看清，影響監(jiān)控的效果。

為了節(jié)約開(kāi)支，對(duì)于非特別要求