闭路电视监控系统组成和组成方法

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1、智能建筑消防与安防智能建筑消防与安防 第第1 1节节 闭路电视监控系统的组成及组成方法闭路电视监控系统的组成及组成方法 第第9 9章章 闭路电视监控系统闭路电视监控系统 第第2 2节节 摄像前端的显示切换装置摄像前端的显示切换装置 第第3 3节节 视频图像的显示切换装置视频图像的显示切换装置 第第4 4节节 后端成像设备后端成像设备 第第5 5节节 传输线路传输线路 第第6 6节节 多媒体监控系统多媒体监控系统 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 一般来说，基本的闭路电视监控系统功能结构 可分为摄像、传输、控制和显示与记录四部分，如 图9-1所示。 图9-1基本的闭路电视监控系统 9.1

2、闭路电视监控系统组成及组成方式 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 一、摄像部分 摄像部分是闭路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。 二、传输部分 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的通路。目前国内闭路 电视监控的视频传输一般采用同轴电缆作介质，但同 轴电缆的传输距离有限，随着技术的不断发展，新型 传输系统也日趋成熟，如光纤传输、射频传输、电话 线传输等。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 (1)同轴电缆传输 在闭路监控系统中，同轴电缆是 传输视频图像最常用的媒介

3、。 (2)光纤视频传输 光纤是能使光以最小的衰减从一 端传到另一端的透明玻璃或塑料纤维，光纤的最大 特性是抗电子噪声干扰，通信距离远。 (3)无线传输 在布线有限制的情况下，近距离的无 线传输是最方便的。 (4)电话线传输 另一种长距离传输视频的方法是利 用现有的电话线路。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 三、控制部分 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。控制部分的核心是总 控制台（有些系统还设有副控制台）。 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。 系统通过控制部分可在中心机房通过有关设备(主要 设备有

4、电动云台、云台控制器和多功能控制器等)对 系统的摄像和传输部分的设备进行远距离遥控。 (1)电动云台 (2)云台控制器 (3)多功能控制器 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 控制信号的传输方式包括以下四种。 直接控制。 多线编码的间接控制。 通信编码的间接控制。 除了以上方法外，还有一种控制信号和视频信号复用 一条电缆的同轴视控传输方式。 四、显示与记录部分 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。系统传输的图像信号可依靠相 关设备进行切换、记录、重放、加工和复制等图像处 理，摄像机拍摄的图像则由监视器重现出来。主要设 备有视频切换器、画面分割器、录像机和监视器

5、等。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 (1)视频切换器 视频切换器是闭路电视监控系统的常 用设备，其功能是从多路视频输入信号中选出一路或 几路送往监视器或录像机进行显示或录像。 (2)画面分割器 在闭路电视监控系统中，画面分割器 可对多个摄像机送来的视频信号进行组合，重新形成 一路视频信号送往监视器，使得在一个监视器屏幕上 可同时显示多个小的画面，其中每一个小画面对应着 一路摄像机的输入。 (3)监视器 监视器用于显示摄像机传来的图像信息， 在闭路电视监控系统中占有重要的地位。 (4)录像机 录像机对监视现场的部分或全部画面进行 实时录像，以便为事后查证提供证据。 第9章 闭路电视监控

6、系统 吉林建筑大学 9.2 摄像前端图像生成环节 闭路电视监控系统的主要设备有摄像机、镜头、 云台、防护罩、云台镜头控制器、画面处理器、视 频放大器、视频运动检测器、监视器和录像机等十 种。 一、摄像机 在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或 CCD(charge coupled device)即电荷耦合器件。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 1、CCD摄像机的选择和分类 CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。 CCD分类一般有以下几类。 (1)按成像色彩划分为彩色摄像机和黑白摄像机。 彩色摄像机。 黑白摄像机。 (2)依分辨率、灵敏度等级划分。 (3)按CCD靶面大小划分。CCD芯

7、片已经开发出多种尺寸 ，如图9-2所示。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 图9-2 CCD芯片尺寸 (4)按扫描制式划分 划分为PAL制和NTSC制。 (5)依供电电源划分 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)。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 (6)按同步方式划分 分为如下五种。 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。 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。 功率同步(线性锁定，line lock)。用摄像机AC电源 完成垂直推动同步。 外VD同步

8、。将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入 ，完成外VD同步。 多台摄像机外同步。将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。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 (7) 按照度划分 CCD又分为如下四种。 普通型：正常工作所需照度13 lx。 月光型。正常工作所需照度0.1 lx左右。 星光型。正常工作所需照度0.01 lx以下。 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。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 2、CCD彩色摄像机的主要技术指标 (1)CCD尺寸 像素即摄像机靶面。原多

9、为1/2in，现 在1/3in和1/4in也已普及。 (2)CCD像素 像素是CCD的主要性能指标，它决定了 显示图像的清晰程度。 (3) 水平分辨率。分辨率是用电视线(简称线，TV lines)来表示的，彩色摄像机的典型分辨率在330 500电视线之间，主要有330线、380线、420线、460 线、500线等不同档次，彩色摄像头的分辨率在330 600之间。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 (4)最小照度 也称灵敏度。它体现了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。交流电有220V、110V、24V，直流电为 12V或9V。 (

10、6) 信噪比。典型值为46dB，若为50dB，则图像有少量噪 声，但图像质量良好；若为60dB，则图像质量优良，不出 现噪声。 (7) 视频输出。多为1Vp-p、75，均采用BNC接头。 (8) 镜头安装方式。有C方式和CS方式，两者不同之处在 于感光距离的不同。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 3、CCD彩色摄像机的可调整功能 (1)单台摄像机和多摄像系统同步方式的选择。 对单台摄像机而言，主要的同步方式有下列三种： 内同步。利用摄像机内部的晶体振荡电路产生同 步信号来完成操作。 外同步。利用一个外同步信号发生器产生的同步 信号送到摄像机的外同步输入端来实现同步。 电源同步。也称之为

11、线性锁定或行锁定，利用摄 像机的交流电源来完成垂直推动同步，即摄像机和 电源零线同步。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 (2)自动增益控制 所有摄像机都有一个将来自 CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其 放大量(即增益)等效于有较高的灵敏度，可使其 在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中,放大器将 过载，使视频信号畸变。 (3)背景光补偿 通常，摄像机的AGC工作点是通 过对整个视场的内容作平均来确定的，但如果视场中 包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标,则 此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标不够合适 的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。 (4)电子快门。CCD

12、摄像机是用光学电控影像表面的电 荷积累时间来操纵快门的。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 (5)白平衡 只用于彩色摄像机，其用途是使摄像机 图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平 衡两种方式。 (6)CCD摄像机可进行精确的色彩调整。 4、DSP摄像机 在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术， 称为数字信号处理(digital signal processor-DSP) 摄像机。该种摄像机具有以下优点。 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。 由于DSP技术而能自动跟踪白平衡，即可以在任何 条件下检测和跟踪白色，并以数字运算处理功能来再 现原始的色彩。

13、 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 5、摄像机的使用 摄像机的使用很简单，通常只 要正确安装镜头、连通信号电缆、接通电源即可工 作。以下简要介绍摄像机的正确使用方法。 安装镜头。 调整镜头光圈与对焦。 后焦距的调整。 后焦距调整的步骤如下。 a、将镜头正确安装到摄像机上。 b、将镜头光圈尽可能开到最大（目的是缩小景深范 围，以准确找到成像焦点）。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 c、通过变焦距调整（zoom in）将镜头推至望远（ tele）状态，拍摄10m以外的一个物体的特写，再通 过调整聚焦（focus）将特写图像调清晰。 d、进行与上一步相反的变焦距调整（zoom out）

14、 将镜头拉回至广角（wide）状态，此时画面变为包 含上述特写物体的全景图像，但此时不能再作聚焦 调整（注意：如果此时的图像变模糊也不能做聚焦 调整），而是准备下一步的后焦距调整。 e、将摄像机前端用于固定后焦调节环的内六角螺钉 旋松，并旋转后焦调节环（对没有后焦调节环的摄 像机，则直接旋转镜头而带动其内置的后焦调节环 ），直至画面最清晰为止，然后暂时旋紧内六角螺 钉。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 h、旋紧内六角螺钉，将光圈调整到适当的位置。 f、重新推镜头到望远状态，看看刚才拍摄的特写物 体是否仍然清晰，如不清晰再重复上述第a、b、c步 骤。 g、通常只需一两个回合就可完成后焦距

15、调整了。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 二、镜头 摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的 质量(指标)优劣直接影响摄像机的整机指标。 1镜头的分类 一般来讲，镜头的分类如表9-3所示。 按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按变焦类型分按焦距长短分 球面镜头1 25 mm自动光圈电动变焦长焦距镜头 非球面镜头1/2 3 mm手动光圈手动变焦标准镜头 针孔镜头1/3 8.5 mm固定光圈固定焦距广角镜头 鱼眼镜头2/3 17 mm 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 具体描述如下： 镜头的安装分为两种。 以摄像机镜头规格分类。 以镜头光圈分类。 自动光圈镜头对于下列应用情况是理想的选择。 a、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。 b、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。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 c、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，可分为如下五类。 a、标准镜头。 b、广角镜头。 c、 远摄镜头。 d、变倍镜头(zoom lens)。 e、针孔镜头。 从镜头焦距上分类，可分为如下四类。 短焦距镜头。入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。 第9章 闭路电视监控系统 吉林建筑大学 c、长焦距镜头。因入射角较狭窄，