电视监控系统的控制与显示

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1、北京龙腾畅晓培训学校-专业弱电安防培训机构电子教案,电视监控系统 控制与显示,欢迎多交流,电视监控系统的控制与显示,主要设备 视频分配器 画面分割器 矩阵控制器 硬盘录像机 视频放大器 字符时间叠加器 视频抗干扰器 监视器 设备防雷接地,视频分配器,在电视监控系统中，一般是一路视频信号对应一台监视器，但是有时需要将一台摄像机的图像送给多个管理者查看。如果仅仅用简单的并联方式来分配，则一方面会由于阻抗不匹配造成图像的严重失真，线路不稳等问题，另一方面信号的衰减也较大，不能保证图像的质量。 而采用视频分配器则可以实现阻抗的匹配和视频信号的增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。 视频分

2、配器用于将一路视频信号变换出多路信号，输送到多个显示与控制设备。它可以将一路视频信号均匀地分配为多路视频信号，经分配器输出的每一路视频信号仍保证与输入的信号格式相同且彼此独立。,4,视频分配器,当一路视频信号要送到多个显示与记录设备时，就需要视频分配器。 分配器与分支器的区别： 分配器平均分配功率，而分支器则是从传输线路中取出一小部分功率提供给用户，而大部分功率则继续向后传输。,5,视频切换器,一、功能 视频切换器是选择图像信号的设备，也就是说，将几路视频信号输入，通过对其控制，选择其中一路视频信号输出。 通过使用视频切换器，便能达到用少量的监视器去监视多个监控点的目的。 二、切换方式 -手动

3、：想看哪一路就把开关拨到哪一路 -自动：根据预设的顺序切换视频信号，切换时间通过旋钮调节，一般在1-35s之间。 三、特点 价格便宜，连接简单，操作方便 在一个时间段只能查看一路图像。因此要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像，就需要用画面分割器。,6,画面分割器,为了让监控人员能够同时看到多个监控点的情况，往往采用多画面分割器将多路图像同时显示在一个监视器上。这样，既减少了监视器的数量，又可使监控人员一目了然地监视各部位的情况。 使用多画面分割器还可以用一台录像机同时录制多路视频信号。一些较好的多画面分割器还具有单路回放功能，能够选择同时录下的多路视频信号的任意一路在监视器上全屏回放。 目前

4、多画面分割器有与视频矩阵切换系统相融合的趋势。,7,画面分割器,一、应用原理 其基本原理是采用图像压缩和数字化处理方法，将几个画面按相同比例压缩在一个监视器屏幕上。 有的还内置顺序切换器，可将各摄像机输入的全屏画面按顺序和时间间隔轮流输出显示在监视器上，间隔时间可调。 具有报警输入/输出接口，数目与画面分割数目相同，可与报警系统联动。有报警信号产生时，与警报相关区域的场景全屏显示并自动录像。用户可自行设定警报和录像的持续时间。 评价多画面分割器的关键指标是影像处理速度和画面清晰程度。,8,画面分割器,二、分类 按画面分割数目不同，常见的有4、9、16画面分割器,9,矩阵控制器,在电视监控系统中

5、，为了用少量的监视器查看多个摄像机的图像，就需要用到视频矩阵控制器，也称为矩阵切换器或矩阵切换主机。 所谓矩阵切换就是可以选择任意一台摄像机的图像在任意一台指定的监视器上输出显示。犹如M台摄像机和N台监视器构成的M*N矩阵一般。 切换的控制信号可采用编码形式。切换的方式可以按预先设定的时间间隔对一组摄像机信号逐个循环切换；也可以在接到某点的报警信号后，长时间监视该区域的情况。 切换的控制一般要求与云台、镜头的控制同步，即切换到哪一路图像就控制哪一路设备。,10,矩阵控制器,一、控制主机与视频切换控制器 在电视监控系统中，控制主机是最核心的设备，通常将系统的控制单元与视频矩阵切换器集成为一体，简

6、称系统主机。 有人称系统主机为视频矩阵切换主机，这是不确切的。因为在不同的系统中需求不同，所以会用到视频矩阵切换主机、音频矩阵切换主机、视音频同步矩阵切换主机以及视频报警联动矩阵切换主机等，它们均属于系统主机的范畴，所以用其中的任何一个笼统的代替系统主机都是不正确的。 原因剖析： 视频矩阵切换系统是目前电视监控系统控制中心最广泛采用的一种视频切换设备，其最大优点是显示与切换的灵活性，几乎达到随心所欲的地步。它是一个综合型、多功能的控制系统，起到整个电视监控系统控制主机的作用，常常被称为视频矩阵切换/控制主机。,11,矩阵控制器,二、视频矩阵切换主机的作用 -使单台监视器能够方便地轮换显示多个摄

7、像机摄取的图像。 -单个摄像机摄取的图像可以同时送到多台监视器上显示。 -同时处理多路控制指令，以供多个使用者同时使用系统。,12,矩阵控制器,三、矩阵切换主机的连接方式 1、并联连接方式 电视监控系统中所有的控制设备（矩阵切换主机、操作键盘、解码器等）之间通过一根总线连接，各控制设备之间的数据交换都通过这根总线完成。 总线一般采用RS-485接口，常常用于中小型系统。 施工简单、便于维护和扩展、节省材料 2、星形连接方式 电视监控系统中所有的控制设备（矩阵切换主机、操作键盘、解码器等）之间通过矩阵切换主机相连接，各控制设备之间的数据交换都要通过矩阵切换主机进行转发。 这种连接方式常用于大中型

8、系统。 施工简单、便于维护和扩展、便于管理,13,矩阵控制器,四、矩阵切换主机按容量大小分类 1、小规模矩阵切换主机 即固定容量矩阵切换主机，出厂前矩阵规模已经固定，在以后的使用中不能随意扩展。常见的有32入16出、16入8出和8入4出等。 体积小，成本低廉。 2、大规模矩阵切换主机 即可变容量矩阵切换主机，产品设计时就充分考虑了矩阵规模的可扩展性。在以后的使用中可根据需要随意扩展。常见的有128入32出、1024入64出。 体积较大，成本较贵，系统扩展方便。,14,矩阵控制器,五、矩阵切换主机对前端设备的控制 1、矩阵切换主机直接控制 一般由中心控制室直接拨动某一动作所需的电源开关，通过电缆

9、向前端设备供电。 特点是简单、易行。 由于控制电缆较长时，沿线电压降太大，会使控制失灵，因此只适用于短距离控制，早期的监控系统使用的比较多，目前这种直接控制方式，基本被淘汰了。 2、矩阵切换主机间接控制 由中心控制室发出具有微功率特点（小电流、低电压）的控制信号到输出接口，再通过与接口相连的执行机构驱动前端设备的动作。常用的是通过继电器的触点动作去启动前端控制设备的动作或云台控制电机的转动等。,15,矩阵控制器,这种应用方式需要在前端设备附近增加信号放大器或多路继电器转换开关。 具体有： -通过解码器实现对前端设备的控制 控制信号由矩阵切换控制主机经由双绞线等先送到解码器，经解码器译码（确定哪

10、个摄像机执行何种操作）后，再经固态继电器作功率放大，驱动指定的云台或镜头，完成所需的控制动作。 由于解码器控制命令传送协议的非开放性，造成目前电视监控系统的不相兼容，使得不同厂家的矩阵切换控制主机很难与其他厂家的云台匹配。,16,矩阵控制器,-通过协议接口转换器或万能解码器实现对前端设备的控制 目前已经出现了方便连接多种控制协议的转换型装置，该装置内置了不同厂家的协议，像PelcoD协议、松下矩阵协议WJ-SX550A、IKEGAWA高速球机协议SN-6800PT等的转换，称为协议接口转换器。 Honeywell公司为其矩阵主机VideoBlox开发的协议接口转换器PIT可以集成任意具有RS2

11、32/485 ASCII字符串控制协议的设备，能够兼容众多厂家的前后端外围产品，且配置方便、高效，使用简单、直观。 万能解码器则可以让各种监控主机都能自如地控制各种解码器及快速智能球机，彻底解决各种主机与快速智能球机和解码器之间的兼容问题。,17,矩阵控制器,当前矩阵切换控制器的发展趋势是集成化和网络化，是以微处理器为核心的具有视频切换和摄像前端控制的监控系统。 系统核心部分由摄像机控制单元、视频矩阵切换单元、屏幕显示以及主CPU单元等构成。这些单元通过内部以太网连接，可以杜绝控制信号拥塞的发生。而且单元还具有外部以太网接口，可以连接以太网系统控制器。每路视频输入端还具有电缆补偿功能，以提供高

12、质量的视频信号，传输距离最远可达1200m.,18,视频放大器,视频信号通过同轴电缆长距离传输后会造成一定的衰减，尤其是信号中的高频分量的衰减尤为严重。因此当进行长距离视频信号传输时，必须经过中间放大。而视频放大器就是这样一种器件。 视频放大器与普通放大器的区别主要在于带宽不同。理论上讲，视频信号的频率范围为0-6MHz，实际的视频放大器的带宽可达100Hz-1MHz，且通带平坦。 视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号，克服用同轴电缆远程传输视频信号时造成的信号衰减。但线路内的干扰信号也被放大了，因此，一条回路中不能串接太多的视频放大器。,19,视频放大器,另外，由于在长距离传输时，视

13、频信号的高频充分损耗最大，因此在对视频信号进行均匀放大时，还要特别对其高频部分进行补偿。否则监视器上的图像轮廓会模糊不清。 再者，前面介绍的视频分配器除了可提供多路独立的视频输出外，兼具有视频信号放大功能，因此也称为视频分配放大器。 视频分配放大器以独立和隔离的互补晶体管或由独立的视频放大器集成电路提供4-6路独立的75欧负载能力，视频输入和输出均采用BNC端子。,20,录像机（Video Recorder,VCR）是电视监控系统中的记录和重放装置。它要求记录时间要长，目前电视监控系统中的专用录像机可连续录24-960h。此外，还要求录像机具有遥控功能，可以进行远距离操作，或在电视监控系统中用

14、控制信号自动操作录像机。 录像机内设有字符发生器，可在图像上打上日期时间等信息，还可以显示摄像机与报警器的编号与报警方式。使用自动录像周期设定功能可对一周内每天的录像模式进行设定。 当收到报警信号后，录像机会自动进入录像状态；无报警情况下，恢复正常录像模式。录像机还有一个锁定键，用以防止非法操作。,录像机,21,录像机主要有如下类型： 一、磁带录像机 磁带录像机（VTR：Video Tape Recorder）是一种利用电磁变换原理，以磁带作为存储媒质，以剩磁的形式在磁带上记录与重放电视信号的设备。它通过磁头把经过处理的图像信号和声音信号（电信号）以剩磁的形式记录在磁带上，重放时通过磁头拾取磁

15、带上的剩磁信号的变化，将其转换成相应的电信号，利用显像器件和扬声器重现图像和声音。 二、数字式录像机 与数字摄像机匹配，图像质量高，声音质量可与CD相当；最新推出的数字式光盘录像机，可将图像记录在光盘上，还可进行快速检索。,录像机,22,二、数字式录像机 数字录像机可消除复制时图像质量的降低，并可直接进入计算机和由计算机控制的数字化设备。目前，数字录像机可分为非压缩格式和压缩格式两大类。记录载体可分为硬盘和光盘，常用的记录载体是硬盘。,录像机,23,三、实时录像机（Event VCR） 这类录像机平时不录像，当有报警触发时才开始录像，一定时间后自动终止。缺点是警报启动后有大约0.5-1s的延时

16、。 可以编制自动录像程序，选择录像速度和时间，也可叠加日期时间，还可设置录像带到头后是自动停止还是倒带重放。 目前电视监控系统中最常用的录像机是民用录像机和长延时录像机。操作简单，录像带也容易购买和保存。,录像机概述,24,数字硬盘录像机(Digital Video Recorder, DVR)是将视频图像以数字方式记录保存在硬磁盘中的数码录像机。 DVR除了能记录视频图像外，还能在一个屏幕上以多画面方式实时显示多个视频输入图像，集图像的记录、分割、显示功能于一体。在记录视频图像的同时，还能对已记录的图像作回放显示或备份，成为一机多工系统。 由于数字硬盘录像机以数字方式记录视频图像，因此需对图像采用各种压缩方式进行数字化处理，而在回放时则需要解压缩。 这种数字化图像既