电视监控系统基本

电视监控系统基本结构一、系统组成二、系统功能三、系统规模四、基本参数一、系统组成1、摄像机根据摄像机的性能、功能、使用环境、结构颜色等有以下分类：（1）按性能分类A普通摄像机：工作于室内正常照明或室外白天。B暗光摄像机：工作于室内无正常照明的环境里。C微光摄像机：工作于室外月光或星光下。D红外摄像机：工作于室内、外无照明的场所。（2）按功能分类A视频报警摄像机：在监视范围内如有目标在移动时，就能向控制器发出报警信号。B广角摄像机：用于监视大范围的场所。C针孔振摄像机：用于隐蔽监视局部范围。（3）按使用环境分类A室内摄像机：摄像机外部无防护装置，使用环境有要求。B室外摄像机：在摄像机外安装防护罩。内设降温风扇、遮阳罩、加热器、雨刷等。适应室外温、湿度等环境的变化。(4)按结构组成分类A固定式摄像机：监视固定目标。B可旋转式：带旋转云台摄像机，可做上、下、左、右、旋转。C球形摄像机：可做360°水平旋转，90°垂直旋转，预置旋转位置。D半球形摄像机：吸顶安装，可做上、下、左、右旋转。(5)按图像颜色分类A黑白摄像机：灵敏度和清晰度高，但不能显示图像颜色。B彩色摄像机：能显示图像颜色，灵敏度和清晰度在同种情况下比黑白摄像机低。2.传输电缆(1)同轴电缆——用于传输短距离的视频信号，当传输黑白视频信号时，传输2公里之外，需加均衡放大器。(2)光缆——当需要长距离传输视频及控制信号时，采用光缆传输。传输距离在几十公里内无需加中继器。3.控制设备(1)视频切换器具有画面切换输出，固定画面输出等功能。(2)多画面分割控制器具有顺序切换、画中画、多画面输出显示回放影像，互联的摄像机报警显示，点触式暂停画面，报警记录回放，时间、日期、标题显示等功能。(3)矩阵切换系统A分区控制功能：对键盘、监视器、摄像机进行授权。键盘到监视器：设定哪些键盘可以控制哪些监视器。监视器到摄像机的分区：设定哪些监视器可显示哪些摄像机的图像。键盘到摄像机的分区：设定哪些键盘可调用哪些摄像机的图像。键盘到摄像机控制的分区：设定哪些键盘可控制哪些摄像机的动作。B分组同步切换。将系统中全部或部分摄像机分成若干组，每一组摄像机可以同步地切换到一组监视器上。C任意切换。是指摄像机的任意组合，而且任一台摄像机画面的显示时间独立可调，同一台摄像机的画面可以多次出现在同一组切换中，随时将任意一组切换调到任意一台监视器上。E报警自动切换。具有报警信号输入接口和输出接口，当系统收到报警信号时将自动切换到报警画面及启动录像机设备，并将报警状态输出到指定的监视器上。F报警状态自动输出系统。可将报警状态自动输出到打印机和监视器上。G多个控制键盘输入接口。HＲＳ-485输出接口及控制输出接口。(4)其它控制A电动变焦镜头的控制。变焦镜头是在固定成像面的情况下能够连续调整焦距的镜头，它与电动旋转云台组合可以对相当广阔的范围进行监视，而且还可以对该范围内任意部分进行特写。对它的控制就是变焦、聚焦和光圈三种功能，每种有长短、远近或开闭两种控制，总计六种控制。B云台的控制。电动旋转云台需要左右和上下四种控制，有些云台还有自动巡视功能，所以要增加云台自动控制。C切换设备的控制。切换的控制一般要求和云台、镜头的控制同步，即切换到哪一路图像，就控制哪一路的设备。电视监控系统还有许多高级的控制。比如现在一些把云台、变焦镜头和摄像机封装在一起的一体化摄像机，它们配有高级的伺服系统，云台可以有很高的旋转速度，还可以预置监视点和巡视路径，这样，平时可以按设定的路线进行自动巡视，一旦发生报警，就能很快地对准报警点，进行定点的监视和录像。一台摄像机可以起到几个摄像机的作用。4.显示终端及录像机(1)显示终端(监示器)前端摄像机传送到终端的视频信号由监视器再现为图像。按功能的不同可分为图像监视器和电视监视器。A图像监视器。它与电视接收机相比不含高频调谐、中频放大、检波、音频放大等电路。其特点是：视频带宽可达7～8ＭＨz，水平清晰度达500～600线以上。显像管框内的画面在水平和垂直方向的大小可以自由调整，以便于对图像的全部画面进行检查。B电视监视器。这种监视器兼有图像监视器和电视接收机的功能。其特点是：可作为录像机的监视接收机，将广播电视信号转换为视频信号，在屏幕显示的同时送往录像机进行录像。作为录像机的录像信号重放时的图像显示设备。可以输入摄像机直接传送来的视频信号和音频信号，进行监视和，并同时送往记录设备录音、录像。(2)录像机录像机的工作原理是通过磁头与涂有强磁性材料的磁带之间的作用，把视频和音频信号用磁信息方式记录在磁带上，并可将磁带上的磁信息还原为音视频电信号。电视监视系统中一般都采用长时间录像机，它除了以标准速度进行记录和重放之外，还具有下述功能：A以标准速度记录的图像可以用慢速度或静像方式进行重放。B以长时间记录的图像可以用快速或静像方式重放．二、系统功能摄像部分是安装在现场的，它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台，它的任务是对被摄体进行摄像并将其转换成电信号。传输部分的任务是把现场摄像机发出的电信号传送到控制中心，它一般包括线缆、调制与解调设备、线路驱动设备等。显示与记录部分把从现场传来的电信号转换成图像在监视设备上显示，如果有必要，就用录像机录下来，所以它包含的主要设备是监视器和录像机。控制部分则负责所有设备的控制与图像信号的处理。三、系统规模小型电视监控系统，一般摄像机数量＜10个。中型电视监控系统，一般摄像机数量在10～100个范围内。监控系统可根据管理需要设置若干级管理的控制键盘及相应的监视器。大型电视监控系统，一般摄像机数量＞10个，它是将中型监控系统联网组合而成的，系统设总控制器和分控制器进行监控管理。四、摄像机的基本参数1、摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵CCD图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。摄像机的扫描制式监控现场的景物能过镜头在摄像机的感光靶面上成像，再经过扫描转换将该图像以连续的电信号形式输出。2、CCD图像传感器称为电荷耦合器件，CCD摄像机的核心部件是面阵型CCD图像传感器，它由集成在同一硅片上的数十万个等效的微型MOS电容器构成。CCD尺寸及像素数CCD尺寸指的是CCD图像传感器感光面的对角线的尺寸。3、像素数指的是摄像机CCD传感器的电大像素数，对于一定尺寸的CCD芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。4：分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器上能够看到的最多线数。最低照度也是衡量摄像机优劣的一个重要参数，有时省掉“最低”两个字而直接简称照度。它指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。5、信噪比也是摄像机的一个主要参数。其基本定义是信号对于噪声的比值乘以20log。CCD摄像机的信噪比的典型值一般为45---55dB。6、自动光圈接口：目前在市场上见到的标准CCD摄像机大都带有驱动自动光圈镜头的接口，有些可同时提供两种驱动方式（视频驱动、直流驱动）视频驱动方式是指摄像机将视频信号电动机转动；直流驱动方式则是指摄像机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路，可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动。一般视频驱动自动光圈接口使用3个针，即电源正、视频、接地；而直流驱动自动光圈接口使用4个针，即阻尼正、阻尼负、驱动正、驱动负。7、电子快门是比照照相机的机械快门功能提出的一个术语，它相当于控制CCD图像传感器的感光时间。8、自动增益控制摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平，即0.7VPP，为了能在不同的景物照度条件下都能输出0.7VPP的标准视频信号，必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的，实现此功能的电路称为自动增益控制电路，简称AGC电路。9、背光补偿也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。10、线锁定同步是一种利用交流电源来锁定摄像机场同步脉冲的一种同步方式。当图像出现因交流电源造成的网波干扰时，将此开关拨到线锁定同步（L、L）的位置，就可以消除交流电源的干扰。11、白平衡与黑平衡白平衡是彩色摄像机的重要参数，它直接影响重现图像的彩色效果，当摄像机的白平衡设置不当时，重现图像就会出现偏色现象，特别是会使原本不带色彩的景物也着上了颜色。黑平衡也是彩色摄像机的一个重要参数，它是指摄像机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时，输出的3个基本电平应相等，使在监视器屏幕上重现出纯黑色。12、水平相位调整水平相位（HP）也称作行相位，它与彩色副载波具有严格的锁定关系。垂直相位调整也称作场相位，它与行相位也具有严格的锁定关系，主要是用于保证正确的电视扫描规律。13、镜头镜头是电视监控中必不可少的部件，镜头与CCD摄像机配合，可以将远距离目标成像在摄像机的CCD靶面上。镜头的种类繁多，从焦距上分类，可以分为短焦距、中焦距、长焦距和变焦距镜头；从视场的大小分类，可以分为广角、标准、远摄镜头；从结构上分类，还可以分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变镜头（光圈、焦距、聚焦这三者均可）等类型。14、镜头成像尺寸镜头一般可分为25.4mm(1in)、16.9mm(2/3in)、12.7mm(1/2in)、8.47mm(1/3in)和6.35mm（1/4in）等几种规格，它们分别对应着不同的成像尺寸，选用镜头时，应使镜头的成像尺寸大小相吻合。15、镜头焦距在实际应用中，经常会有用户提出该摄像机能看清多么远的物体或该摄像机能看清多少宽的场景等问题，这实际上由所先用的镜头的焦距来决定，因为焦距决定了摄像图像的大小，用不同焦距的镜头对同一位置的某一物体摄像时，配长焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸的就大，反之，配短焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就小。16、景深在摄取图像时，调节摄像机镜头，使距离摄像机一定距离的景物清晰成像的过程，叫做对焦（聚焦），那个景物所在的点，称为对焦点，因为清晰并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前（靠近摄像机）、后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的，这个前后范围的总和，就叫做景深，意思是只要在这个范围之内的景物，都能清楚地拍摄到。景深的大小，首先与镜头焦距有关，焦距长的镜头，景深小，焦距短的镜头景深大。其次，景深与光圈有关，光圈越小（数值越大，例如f16的光圈比f11的光圈小），景深就越大；光圈越大（数值越小，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，也就是说，精确对焦之后，对焦点前面只有很短一点距离内的景物能清晰成像，而对焦点后面很长一段距离内的景物，都是清晰的。17、CCDChargeCoupledDevice电荷耦合器件：电荷耦合器件是一种新型半导体器件，中文译为电子耦合组件，它就像传统摄像机的底片一样，是感应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面时，CCD就会产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的图像就会越清晰。18、光学变焦是依靠光学镜头结构来实现变焦，变焦方式与摄像机差不多，就是通过摄像头的镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。如今的数码摄像机的光学变焦倍数大多在6倍－10倍之间，也有一些拥有30倍的光学变焦效果。数字变焦（DigitalZoom）实际上是画面的电子放大，把原来CCD影像感应器上的一部份像素使用插值处理手段做放大,将CCD影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。通过数码变焦，拍摄的景物放大了，但它的清晰度会有一定程度的下降，有点像VCD或DVD中的ZOOM功能,所以数码变焦并没有太大的实际意义。目前数码变