第三章 安全防范系统3视频监控系统2012

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1、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 2004 6 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

2、 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 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

3、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

4、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 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 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 影像像素在38万以下的为一般型 影像像素在38万以上的高分

5、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 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 用摄像机AC电源完成垂直推动同步 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 多台摄像机外同步 对多台摄像机固定外

6、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 普通型 正常工作所需照度1 3lx 月光型 正常工作所需照度0 1lx左右 星光型 正常工作所需照度0 01lx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 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

7、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 对单台摄像机而言 主要的同步方式有下列三种 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

8、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 C安装座 从镜头安装基准面到焦点的距离是17 526mm CS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

9、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 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 6 4 2视频安防监控系统的组成与结构 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 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 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 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 远摄镜头 视角20 以内 焦距可达几

10、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 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 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

11、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 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 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

12、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

13、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

14、输 平衡传输 也是视频基带传输的一种 将75 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 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

15、 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 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

16、 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 转换为高频电磁波在空中传输 优点 省去布线及线缆维护费用 可动态实时传输广播级图像 缺点 由于采用微波传输 传输环境是开放空间 容易受外界电磁干扰 微波信号为直线传输 中间不能有山体 建筑物遮挡 无线电视监控系统中的无线传输遥控方式 6 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 发展趋势现在 监控系统逐渐变得复杂 点数众多 地理分散