监控系统培训材料

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资源描述

辰阳信息一、闭路监控系统组成典型的电视监控系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成,其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式,它们之间的联系(也可称作传输系统)可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。电视监控系统由摄像机部分(有时还有麦克)、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。在每一部分中,又含有更加具体的设备或部件。摄像部分摄像部分是电视监控系统的前沿部分,是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所的某一位置上,使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。有时,被监视场所面积较大,为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显示系统,在摄像机上加装电动的(可遥控的)可变焦距(变倍)镜头,使摄像机所能观察的距离更远、更清楚;有时还把摄像机安装在电动云台上,通过控制台的控制,可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动,从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。总之,摄像机就像整个系统的眼睛一样,把它监视的内容变为图像信号,传送给控制中心的监视器上。由于摄像部分是系统的最前端,并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到控制中心的监视器上,所以从整个系统来讲,摄像部分是系统的原始信号源。因此,摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。从系统噪声计算理论的角度来讲,影响系统噪声的最大因素是系统中的第一级的输出(在这里即为摄像机的图像信号输出)信号信噪比的情况。所以,认真选择和处理摄像部分是至关重要的。如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上,那么到达监视器上的图像信号信噪比将下降,这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器、等又引入了噪声的缘故。传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说,传输部分单指的是传输图像信号。但是,由于某些系统中除图像外,还要传输声音信号,同时,由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制,因而在传输系统中还包含有控制信号的传输,所以我们这里所讲的传输部分,通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。如前所述,传输部分主要传输的内容是图像信号。因此重点研究图像信号的传输方式及传输中有关问题是非常重要的。对图像信号的传输,重点要求是在图像信号经过传输系统后,不产生明显的噪声、失真(色度信号与亮度信号均不产生明显的失真),保证原始图像信号(从摄像机输出的图像信号)的清晰度和灰度等级没有明显下降等等。这就要求传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性方面有良好的性能。在传输方式上,目前电视监控系统多半采用视频基带传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下,也有采用射频传输方式或光纤传输方式。对以上这些不同的传输方式,所使用的传输部件及传输线路都有较大的不同。控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”,是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由总控制台(有些系统还设有副控制台)组成。总控制台中主要的功能有:视频信号放大与分配、图像信号的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号(或包括声音信号)的记录、摄像机及其辅助部件(如镜头、云台、防护罩等)的控制(遥控)等等。总控制台对摄像机及其辅助设备(如镜头、云台、防护罩等)的控制一般采用总线方式,把控制信号送给各摄像机附近的“终端解码箱”,在终端解码箱上将总控制台送来的编码控制信号解出,成为控制动作的命令信号,再去控制摄像机及其辅助设备的各种动作(如镜头的变倍、云台的转动等)。在某些摄像机距离控制中心很近的情况下,为节省开支,也可采用由控制台直接送出控制动作的命令信号——即“开、关”信号。总之,根据系统构成的情况及要求,可以综合考虑,以完成对总控制台的设计要求或订购要求。显示部分一般由几台或多台监视器(或带视频输入的普通电视机)组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。在电视监视系统中,特别是在由多台摄像机组成的电视监控系统中,一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示,而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。这样做一是可以节省设备,减少空间的占用;二是没有必要一一对应显示。因为被监视场所的情况不可能同时发生意外情况,所以平时只要隔一定的时间(比如几秒、十几秒或几十秒)显示一下即可。随着电子技术及网络技术的发展,基于数字的应用产品及方案相应而出。以数字技术为基础的影像资料有其高保真、重复利用、快捷查询、存取简单等特点,越来越受到用户的关注;随着网络技术的进步,网络应用涉及到机关、学校、企业乃至居民小区等各个领域,网络化数字化的监控方案被普遍接受使用。目前,数字视频压缩编码技术日益成熟和迅猛发展,基于网络的数字化监控有两种方案:一种是基于数字硬盘录像机+视频压缩卡的多媒体监控。另一种是基于嵌入式技术的远程网络视频监控(嵌入式IP-VIDEO技术)。摄影机(CAMERA)用光电原理,将景物摄取并配合监视器显像。例如。模拟嘴巴,相对于MICROPHONE,由喇叭输出;模拟眼睛,相对于CAMERA,由监视器输出。依材质可分为下列几种:a.CMOS:省电,便宜,照度不好b.CCD:主流c.MOS:过时d.VIDICOM:光导管,过时CCD(ChargeCoupledDevice,感光耦合组件,为数字相机中可记录光线变化的半导体)CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,互补性氧化金属半导体分辨率330~600TVLines330~420TVLines对比较佳较差解像度较佳较差颜色像位可调整不可调整色彩浓度较浓(可调整)较淡(不可调整)噪声比40dB46dB电子快门1/60~1/100,000sec1/60~1/2,000s消耗功率70~300mA20~50mA安全防范系统中,图像的生成当前主要是来自CCD摄像机,CCD是电荷耦合器件(chargecoupleddeice)的简称,它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移,也可将存储之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄像机组件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。1.依成像色彩划分(1)彩色摄像机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大,信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。(2)黑白摄像机:是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。2.依摄像机分辨率划分(1)影像像素在25万像素(pixel)左右、彩色分辨率为330-420线、黑白分辨率380-450线左右的低档型。(2)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率,600线以上的高分辨率。3.依摄像机灵敏度划分(1)普通型:正常工作所需照度为1~3Lux(2)月光型:正常工作所需照度为0.1Lux左右(3)星光型:正常工作所需照度为0.01Lux以下(4)红外照明型:原则上可以为零照度,采用红外光源成像。参考环境照度:环镜照度夏日阳光下100000Lux阴天室外10000Lux电视台演播室1000Lux距60W台灯60cm桌面300Lux室内日光灯100Lux黄昏室内10Lux20cm处烛光10-15Lux夜间路灯0.1Lux低照度摄像机在中国市场的演进过程低照度摄像机在中国市场的演进简单分为以下三步:白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO);低速快门(SLOWSHUTTER)及超感度摄像机(EXVIEWHAD)。(1)l”靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm(2)2/3”靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm(3)1/2”靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm(4)1/3”靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm(5)1/4”靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm5.按电源频率划分(1)欧规(50Hz):彩色PAL黑白CCIR(2)美规(60Hz):彩色NTSC黑白EIA6.按外型样式划分(1)传统标准型:枪型(2)机板型:鱼眼,针孔镜头(3)伪装型:半球型,灯饰型,侦烟型等(4)子弹型(5)简单型(机板型加铁壳)(6)一体型:一体机,红外线型7.按制程划分(1)ANALOG:模拟信号处理(2)ASP:半数字信号处理(3)DSP:数字信号处理8.按电源系统划分有AC110,AC220,AC240,AC24V,DC12V9.同步系统(1)内同步(2)外同步:LINELOCK,SYNC同步,VBS同步,HD,VD同步等在电视监控系统中如何根据现场被监视环境,正确选用摄像机镜头是非常重要的,因为它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言),所以正确的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。摄像机镜头就光圈而言可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种,就焦距而言又可分为定焦镜头及变焦镜头两种。下面就以使用环境的不同谈如何正确选用摄像机镜头。1、手动、自动光圈镜头的选用手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。对于在环境照度恒定的情况下,如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内,均可选用手动光圈镜头,这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度,一次性整定镜头光圈大小,获得满意亮度画面即可。对于环境照度处于经常变化的情况,如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗及大堂内等,均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机),这样便可以实现画面亮度的自动调节,获得良好的较为恒定亮度的监视画面.2、定焦、变焦镜头的选用定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小,以及所要求被监视场景画面的清晰程度。在镜头规格(镜头规格一般分为1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情况下,镜头焦距与镜头视场角的关系为:镜头焦距越长,其镜头的视场角就越小;在镜头焦距一定的情况下,镜头规格与镜头视场角的关系为:镜头规格越大,其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知:在镜头物距一定的情况下,随着镜头焦距的变大,在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小,但画面细节越来越清晰;而随着镜头规格的增大,在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大,但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下,CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。正确选用镜头焦距的理论计算摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数,镜头视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而变化(其变化关系如前所述),覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算:(1)f=u•D/U(2)f=h•D/Hf:镜头焦距、U:景物实际高度、H:景物实际宽度、D:镜头至景物实测距离、u:图像高度、h:图像宽度目前镜头的种类大致上可分:a:MONOFOCALLENS(单一焦距镜头):FIXIRIS(固定光圈),MANUALIRIS(手动光圈)b:PINHOLELENS(针孔镜头):F值比一般大c:AUTOIRISLENS(自动光圈)d:VARI-FOCALLENS(变焦镜头)e:MOTORIZEDZOOMLENS(电动变焦镜头)比较如下:FOCALLENGTHAPERTUREMONOFOCALLENS固定固定PINHOLELENS固定手动/自动AUTOIRISLENS固定手动/自动VARI-FOCALLENS手动调整手动/自动MOTORIZEDZOOMLENS电动调整自动录像机是闭路电视监视系统中的记录和重放装置,它要求可以记录的时间非常长,目前大部分监视系统专用的录像机都可以录24H~960H的录像。一般家用VCR所使用T-120的带子,可录2HRS;或6HRS;若T-160的带子,可录8HRS。VCR可分EVENTVCR(实时VCR)与TIME-LAPSEVCR(长时间VCR)。目前有利用硬盘储存景象之设备——硬盘录像机(DIGITALRECORDER)产品特性: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