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第6章安全技术防范系统6.4视频安防监控系统6.4.1视频安防监控系统的定义6.4.2视频安防监控系统的组成与结构6.4.3视频安防监控系统主要功能6.4.4视频安防监控系统的技术发展6.4视频安防监控系统6.4.1视频安防监控系统的定义•VSCS(videosurveillanceandcontrolsystem)•利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。GB50348-20046.4.2视频安防监控系统的组成与结构图6-33视频安防监控系统的组成视频安防监控系统的基本组成•视频安防监控系统包括前端设备、传输设备、处理／控制设备和记录／显示设备四部分。•视频安防监控系统包括前端设备、传输设备、处理／控制设备和记录／显示设备四部分。前端摄像部分传输系统处理/控制设备图像显示记录视频图像信号控制信号1、摄像部分：摄像机、镜头、云台、支架、防护罩2、传输部分：传输部分就是系统信号的传输通路。包括图像信号、声音信号、控制信号。3、控制部分：主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号的校正与补偿、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。4、显示记录部分：监视器、录像机等。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构视频安防监控系统的组成2根据对视频图像信号处理／控制方式的不同，视频安防监控系统结构宜分为以下模式：参看GB50395-20071简单对应模式：监视器和摄像机简单对应(图4．0．2-1)。2时序切换模式：视频输出中至少有一路可进行视频图像的时序切换(图4．0．2-2)。3矩阵切换模式：可以通过任一控制键盘，将任意一路前端视频输入信号切换到任意一路输出的监视器上，并可编制各种时序切换程序(图4．0．2-3)。4数字视频网络虚拟交换／切换模式：模拟摄像机增加数字编码功能，被称作网络摄像机，数字视频前端也可以是别的数字摄像机。数字交换传输网络可以是以太网和DDN、SDH等传输网络。数字编码设备可采用具有记录功能的DVR或视频服务器，数字视频的处理、控制和记录措施可以在前端、传输和显示的任何环节实施(图4．0．2-4)。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构6.4.2视频安防监控系统的组成与结构1.前端设备(1)摄像机前端设备的摄像部分(见图6-34)的作用是把系统所监视的目标，即摄像到的光、声信号变成电信号，然后送入视频安防监控系统的传输分配部分进行传送。图6-34各类摄像机实物图6.4.2视频安防监控系统的组成与结构1)按成像色彩划分为彩色摄像机和黑白摄像机。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。②黑白摄像机：适用于光线不充足地区及夜间无照明设备的地区。在仅监视景物的位置或移动时，可选用黑白摄像机。2)依分辨率灵敏度等划分为一般型和高分辨率型。①影像像素在38万以下的为一般型。②影像像素在38万以上的高分辨率型。3)按CCD靶面大小划分，CCD芯片已经开发出多种尺寸。1/2in1/3in1/4in4)按扫描制式划分为PAL制和NTSC制。5)依供电电源划分为交流电110V(NTSC制式多属此类)、220V和24V以及直流电12V和9V(微型摄像机多属此类)。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构6)按同步方式划分为如下五种。①内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。②外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。③功率同步：用摄像机AC电源完成垂直推动同步。④外VD同步：将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入，完成外VD同步。⑤多台摄像机外同步：对多台摄像机固定外同步，使每一台摄像机可以在同样的条件下作业，因各摄像机同步，这样即使其中一台摄像机转换到其他景物，同步摄像机的画面也不会失真。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构7)按照度划分，CCD又分为如下四种。①普通型：正常工作所需照度1～3lx。②月光型：正常工作所需照度0.1lx左右。③星光型：正常工作所需照度0.01lx以下。④红外型：采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像。8)按外观形状分为枪式、半球、全球及针孔型等。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构CCD彩色摄像机的主要技术指标：1)CCD尺寸(即摄像机靶面)。2)CCD像素。3)水平分辨率。4)最小照度(也称为灵敏度)是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。5)摄像机电源。6)信噪比。7)视频输出。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构8)镜头安装方式。1)单台摄像机和多摄像系统同步方式的选择。①对单台摄像机而言，主要的同步方式有下列三种：②对于多摄像机系统，希望所有的视频输入信号是垂直同步的，这样在变换摄像机输出时，不会造成画面失真，但是由于多摄像机系统中的各台摄像机供电可能取自三相电源中的不同相位，甚至整个系统与交流电源不同步，此时可采取的措施有：2)自动增益控制。3)背景光补偿。4)电子快门。5)白平衡。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构6)CCD摄像机还可进行精确的色彩调整。1)由于采用了数字检测和数字运算技术而具有智能化背景光补偿功能。2)由于DSP技术而能自动跟踪白平衡，即可以在任何条件检测和跟踪“白色”，并以数字运算处理功能来再现原始的色彩。(2)镜头镜头(见图6-35)与摄像机联合使用，对系统的性能影响极大。图6-35常用镜头实物图6.4.2视频安防监控系统的组成与结构1)按镜头的安装方式分为两种。①C安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。②CS安装座：特种C安装，此时应将摄像机前部的垫圈取下再安装镜头，其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄像机上时，则需要使用镜头转换器。2)以镜头规格分类，摄像机镜头规格应视摄像机的CCD尺寸而定，两者应相对应。3)以镜头光圈分类，镜头有手动光圈和自动光圈之分。①在诸如太阳光直射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。焦点12.5mm17.526mm5mm接圈CS安装镜头C安装镜头6.4.2视频安防监控系统的组成与结构②要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。③要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。4)以镜头的视场大小分类，可分为以下五类。①标准镜头：视角30°左右。在1/2inCCD摄像机中，标准镜头焦距定为12mm，在摄像机中，标准镜头焦距定为8mm。②广角镜头：视角90°以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。③远摄镜头：视角20°以内，焦距可达几米甚至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影像放大，但使观察范围变小。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构④变倍镜头：也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。⑤针孔镜头：镜头直径几毫米，可隐蔽安装。5)按镜头焦距分类，可分为定焦距(包括短焦距、中焦距、长焦距)和变焦距(包括手动式、自动式)两类，其中自动式变焦距镜头中最常用的是电动变焦镜头。1)成像尺寸。2)分辨率。3)镜头的光圈(通光量)。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构4)焦距。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构图6-36全方位电动云台的实物(3)云台如果一个监视点上所要监视的环境范围较大，则在摄像部分中必须设置云台(如图6-36所示)。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构①水平旋转有0°～355°云台，两端设有限位开关；还有360°自由旋转云台，可以作任意360°的旋转。②垂直俯仰大多为90°，现在已出现垂直360°，并可在垂直回转至后方时自动将影像调整为正向的新产品。2)承载能力。3)电压。4)旋转速度。5)安装方式。6)外形。1)回转范围。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构图6-37防护罩及支架的实物(4)防护罩及支架。(5)解码器解码器的作用是对专用数据电缆接收的来自控制主机的控制码进行解码、放大、输出，驱动云台的旋转，以及变焦距镜头的变焦与聚焦。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构2.传输设备(1)传输馈线馈线有同轴电缆、平衡式电缆、光缆等。(2)视频分配器将一路视频信号分配给多路输出信号，供多台监视系统监视同一目标，或者用于将一路图像信号向多个系统传送。(3)视频电缆补偿器在长距离传输中，对长距离传输造成的视频信号损耗进行补偿放大，以保证信号的长距离传输不影响图像质量。(4)视频放大器用于系统的干线上，当传输距离较远时，对视频信号进行放大，以补偿传输过程中的信号衰减。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构•2.1.视频信号传输方式：监控系统传输方式多种多样，主要分为以下6类：•视频基带传输(非平衡传输)；•双绞线传输(平衡传输)；•宽频共缆传输；•光纤传输；•网络传输；•微波传输；6.4.2视频安防监控系统的组成与结构•2.1.视频信号传输方式：监控系统传输方式多种多样，主要分为以下6类：•1）视频基带传输(非平衡传输)：最为传统的监控传输方式，对0～6MHz视频基带信号不做任何处理，通过同轴电缆直接传输模拟信号。优点：短距离传输图像信号损失小、造价低廉、系统稳定。缺点：传输距离短，一般仅有300～500米，超过300米时，高频分量衰减较大，无法保证图像质量；一路视频信号需布一根电缆，控制信号需另布电缆；一般采用星形结构，布线量大、维护困难、可扩展性差，多适合于中小系统。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构•2.1.视频信号传输方式：监控系统传输方式多种多样，主要分为以下6类：•2）双绞线传输(平衡传输)：也是视频基带传输的一种，将75Ω的非平衡模式转换为平衡模式来传输。主要解决监控图像1Km内传输，电磁环境复杂的场合。优点：布线简易、成本低廉、抗共模干忧性能强。缺点：只能解决1Km以内监控图像传输，而且一根双绞线只能传输一路图像。双绞线质地脆弱，抗老化能力差，不适于野外传输。双绞线传输高频分量衰减较大，图像颜色会受到较大损失。2）双绞线传输(平衡传输)：视频平衡传输方式结构图摄象机发射机中继器接收机监视器6.4.2视频安防监控系统的组成与结构2.1.视频信号传输方式：监控系统传输方式多种多样，主要分为以下6类：•3）宽频共缆传输：采用调幅调制、伴音调频搭载、FSK数据信号调制等技术，将数十路监控图像、伴音、控制及报警信号集成到“一根”同轴电缆中双向传输。优点：充分利用同轴电缆的资源空间，施工简单、维护方便，大量节省材料成本及施工费用。缺点：采用弱信号传输，系统调试技术要求高，必须使用专业仪器，而且宽频调制端需外加AC220V交流电源。摄象机摄象机摄象机调制器调制器调制器混合器解调器解调器解调器监控中心控制台分配器图2.4.1-4射频传输方式结构图3）宽频共缆传输：6.4.2视频安防监控系统的组成与结构•2.1.视频信号传输方式：监控系统传输方式多种多样，主要分为以下6类：•4）光纤传输：常见的通过模拟光端机或者数字光端机将视音频信号转换成光信号在光纤中传输，是几十甚至几百公里监控传输的最佳解决方式。优点：传输距离远、衰减小，抗干扰性能最好，适合远距离传输。缺点：对于几公里内监控信号传输不够经济；光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理，维护技术要求高，不易升级扩容。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构•2.1.视频信号传输方式：监控系统传输方式多种多样，主要分为以下6类：•5）网络传输：解决城域甚至广域远距离、点位极其分散的监控传输方式，基于IP包，采用MPEG4/H.264等先进音视频压缩格式传输监控信号。优点：可以利用已建好的IP网资源，采用数字编码技术，传输过程中无差错，损失小，并且易于存储。缺点：受网络带宽和速度的影响较大。6.4.2视频安防监控系统的组成与结构•2.1.视频信号传输方式：监控系统传输方式多种多样，主要分为以下6类：•6）微波传输：几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式之一。采用调频或调幅的办法，将图像搭载到高频载波上