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1、安全防范系统工程,主编: 郑李明 徐鹤生,高等教育出版社,新世纪高职高专教改项目成果教材,(楼宇智能化系列),(第四章),本章序言,闭路电视监控系统（又称CCTV）是安防领域中的重要组成部分，系统通过摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。另外，电视监控系统还可以，与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高。,本章序言,图4.1 闭路电视监控系统,第一节 闭路电视系统的特点和组成,CCTV系统具有如下特点：,(1)CCTV系统与扩散型的广播电视不同，是集中型，一般作监测、控制、管理使用。,(2)C
2、CTV系统的信息来源于多台摄像机，多路信号要求同时传输、同时显示。,(3)用户是在一个或几个有限的点上，比较集中，目的是收集或监视信号，传输的距离一般较短，多在几十米到几公里的有限范围内。,(4)一般都采用闭路传输，极少采用开路传输方式。一公里以内用基带传输，一公里以上可以用射频传输或光缆传输。,第一节 闭路电视系统的特点和组成,(5)一般用视频直接传输，不用射频传输。视频传输又称基带传输，即不经过频率变换等任何处理，直接传送摄像机等设备输出的视频信号。,(6)除向接收端传输视频信号外，还要向摄像机传送控制信号和电源，因此是一种双向的多路传输系统。,第一节 闭路电视系统的特点和组成,图4.2
3、闭路电视监控系统的组成,第一节 闭路电视系统的特点和组成,1.摄像部分,2.传输分配部分,3.控制部分,4.图像处理与显示部分,闭路电视监控系统的组成,第一节 闭路电视系统的特点和组成,三、闭路电视监控系统的组成形式,1.单头单尾方式,图4.3 闭路监控电视系统的组成形式(a),第一节 闭路电视系统的特点和组成,图4.3 闭路监控电视系统的组成形式(b),第一节 闭路电视系统的特点和组成,2.单头多尾方式,图4.3 闭路监控电视系统的组成形式(c),第一节 闭路电视系统的特点和组成,3.多头单尾方式,图4.3 闭路监控电视系统的组成形式(d),第一节 闭路电视系统的特点和组成,4.多头多尾方式
4、,图4.3 闭路监控电视系统的组成形式(e),第一节 闭路电视系统的特点和组成,因此，CCTV系统按控制方式可以分为如下几种类型。 (1)单级控制 (2)不交叉多级串并控制 (3)交叉多级串并控制,(1)单级控制,第一节 闭路电视系统的特点和组成,图4.4 CCTV系统的三种控制方式(a),第一节 闭路电视系统的特点和组成,(2)不交叉多级串并控制,图4.4 CCTV系统的三种控制方式(b),第一节 闭路电视系统的特点和组成,(3)交叉多级串并控制,图4.4 CCTV系统的三种控制方式(c),第二节 摄像机及其选择,一、摄像机的组成,图4.5(a) 摄像管型摄像机的组成,图4.5(b) 两管C
5、CD彩色摄像机的原理框图,第二节 摄像机及其选择,黑白摄像机（monochrome）,二、摄像机的分类及CCD彩色摄像机的性能指标,第二节 摄像机及其选择,1.依成像色彩划分有：,彩色摄像机（color camera）,2.依摄像机采用技术分类有：,模拟式摄像机,有数字处理功能的DSP摄像机,DV格式的数字摄像机,第二节 摄像机及其选择,3.依摄像机成像清晰度分类有： (1)彩色高分辨率型，752582像素，480线 (2)彩色标准分辨率型，542582像素，420线 (3)黑白标准分辨率，795596像素，600线 (4)黑白低照度型，537596像素，420线,第二节 摄像机及其选择,4.
6、依摄像机成像光源分类有： (1)正常照度可见光摄像机 (2)低照度摄像机 (3)采用双CCD作彩色黑白转换的日夜两用型 (4)单CCD同轴多重型摄像机 (5)低速快门型摄像机，也称为帧累积型 (6)带红外线灯的夜视红外摄像机,第二节 摄像机及其选择,5.依摄像系统结构分有： (1)分离结构组合式摄像系统（有长型和短型摄像机之分） (2)一体化球形摄像系统（最高水平如松下WV-CS850） (3)迷你型、半球形摄像系统 (4)单板型摄像机 (5)针孔隐蔽型摄像机、钮扣式摄像机（Button Camera） (6)四分割摄像机（all-in-one） (7)带硬盘录像摄像机，如Sanyo公司的DS
7、R-C100P (8)可直接连接成网络的Web camera,6.就安全防范系统而言，对摄像机的功能要求主要表现在下列三个方面：,第二节 摄像机及其选择,(1)要有较宽的动态范围（Wide Dynamic Range）,以此来弥补逆光补偿功能之不足和设置摄像机的移动探测功能，使处在强背景光下的阴暗物体仍能清晰成像。,(2)具有低照度（Low Light）。使之既能在正常照度下成像，也能在低照度的场合成像，以实现全天候的监控。发展方向是搭配红外线感应器和快门速度为主。,(3)摄像机的图像能够直接远程传送或联网发送（Transmission）。,第二节 摄像机及其选择,7.CCD彩色摄像机的主要性
8、能指标,(1)CCD像素值像素越多，则图像分辨率越高、越清晰，如752(H)582(V)像素。现多以25万像素和38万像素划界，38万像素以上者为高清晰度摄像机。,(2)水平分辨率是衡量图像清晰度的标准，通常用电视数TVL来表示，彩色摄像机的典型分辨率在320500线之间，低分辨率在420线以下，高分辨率多在460线以上。,(3)最低照度也称为灵敏度，一般摄像机现时的最低照度多在1lx左右。若在很暗条件下工作，则可采用月光级和星光级（照度分别为0.1lx和0.01lx）等高增感度摄像机。,第二节 摄像机及其选择,(4)摄像靶面亦即CCD尺寸，目前状况是1/3(8.5mm)摄像机占据主导地位，1
9、/4摄像机将会迅速上升，1/2(13mm)摄像机所占比例则急剧下降，1/5已经商品化，影像面积小将能降低成本。,(5)信噪比典型值为45dB;若为50dB，则图像质量良好，但是图像仍有少量噪声。若能达到60dB，则图像质量优良，不出现噪声。,(6)扫描制式有PAL制和NTSC制之分。,(7)摄像机电源直流为12V或9V，交流有220V、110V、24V，随着摄像机微型化，采用直流供电的将越来越多，也有不少摄像机能以24VAC/12VDC供电。,第二节 摄像机及其选择,(8)视频输出多为1Vp-p、75，均采用BNC接头。,(9)镜头安装方式有C和CS方式，二者间不同之处在于到感光表面距离不同。
10、,(10)有无摄像机标识码ID显示，一般最多为16个字符。,(11)摄像机可否作遥控设置，例如摄像机与矩阵切换控制器或PC机之间可否以单根同轴电缆或用RS-485进行通讯。,第二节 摄像机及其选择,三、摄像机的选择,通常，CCTV系统根据下面几个要求来选择摄像机：,1.环境工作条件,2.环境照度条件,3.被监视目标的要求,四、镜头及其选择,第二节 摄像机及其选择,1.镜头的种类 摄像机镜头按照其功能和操作方法可分为常用镜头和特殊镜头两大类：,(2)特殊镜头 广角镜头 针孔镜头 其他特殊镜头,(1)常用镜头 定焦距镜头 变焦距镜头,第二节 摄像机及其选择,2.镜头特性参数,镜头的特性参数很多，主
11、要有焦距、光圈、视场角、镜头安装接口、景深等。,第二节 摄像机及其选择,图4.6镜头特性参数之间的关系,第二节 摄像机及其选择,图4.7 镜头参数计算图,第二节 摄像机及其选择,景深是指焦距范围内的景物的最近和最远点之间的距离。改变景深有三种方法：,使用长焦距镜头；,增大摄像机和被摄物体的实际距离；,缩小镜头的焦距,第二节 摄像机及其选择,3.镜头的选择,合适镜头的选择由下列因素决定：,景物的亮度。,再现景物的图像尺寸；,处于焦距内的摄像机与被摄体之间的距离；,表4.6长角焦距镜头和广角镜头的性能比较,第二节 摄像机及其选择,五、云台和防护罩的选择,(1)云台的原理和构成,(2)云台的主要技术
12、参数：,输入电压,输入功率（电流）,负重能力,转角限制,水平转速,限位、定位功能,外形及安装尺寸、重量。,环境适应性能。,第二节 摄像机及其选择,(3)云台产品分类,图4.8 云台按性能组合分类,第二节 摄像机及其选择,图4.9 几种室内、外云台的图片,第二节 摄像机及其选择,图4.10 几种全天侯云台的图片,第二节 摄像机及其选择,2.防护罩,图4.11 防护罩按性能组合分类,第二节 摄像机及其选择,图4.12室内防护罩图片,第二节 摄像机及其选择,图4.13 EH4600全天候防护罩,第二节 摄像机及其选择,图4.13 EH4600全天候防护罩,第二节 摄像机及其选择,图4.14 几种特殊
13、环境使用的防护罩,第二节 摄像机及其选择,图4.15 MT10P中温水冷防护罩,第二节 摄像机及其选择,图4.16 SB1900带高速云 台吸顶半球型防护罩,图4.17 SS2000带高速云台球型防护罩,图4.18 ED2820全天候球型防护罩,第二节 摄像机及其选择,第三节 显示与记录设备,一、监视器,1.监视器的分类与技术指标要求,监视器的分类: (1)从使用功能上分 (2)从监视器的屏幕尺寸上分 (3)从性能及质量级别上分,第三节 显示与记录设备,监视器的主要技术指标： (1)清晰度（分辨率） (2)灰度等级 (3)通频带（通带宽度）,2.监视器的基本组成,第三节 显示与记录设备,图4.
14、19彩色监视器的原理构成框图,第三节 显示与记录设备,图4.20 黑白监视器原理构成图,第三节 显示与记录设备,3.监视器的选择原则,(1)一定要选用已通过国家法定的质量监督检验部门及有关管理部门认证并允许生产和销售的产品。,(2)要有良好的售后服务内容和售后服务体系。,(3)监视器的实际技术指标应与其产品说明书给出的相一致，说明书上给出的技术指标应较为详细和具体。,(4)用于显示黑白摄像机图像的监视器，一般应选用黑白监视器，用于彩色摄像机的监视器，应选用彩色监视器，使摄像机与监视器相对应。,第三节 显示与记录设备,(5)所选监视器的技术指标，通常应高于整个系统的技术指标。,(6)监视器的某些
15、技术指标（例如清晰度），可略低于同一系统中所用摄像机的同一项技术指标。,(7)对于监视器屏幕尺寸的要求，选择的原则一般情况是，只用于监视一个画面（包括一个个画面的轮流切换显示）的监视器，其屏幕尺寸可以小些；而用于同时显示多个画面（如16个画面）的监视器，其屏幕尺寸则应选择大一些的。,第三节 显示与记录设备,(8)最好选用金属外壳（主要是薄钢板类外壳）的监视器，这样的监视器具有较好的屏蔽性能。,(9)通常，标准的监视器其电源电路应设置有隔离变压器。,(10)无论采用何种监视器，其安全性是至关重要的。,二、记录设备及其选择,第三节 显示与记录设备,（1）记录时间。,（2）以长时间记录的画面，可以快
16、速的静止画面方式进行重放。,（3）遥控功能。,目前录像机可分为磁带录像机和数字硬盘录像机两种。,第三节 显示与记录设备,磁带录像机,硬盘录像机,1.硬盘录像机的基本处理流程及技术指标,第三节 显示与记录设备,(1)硬盘录像机的基本处理流程,图4.21 DVR处理流程框图,(2)硬盘录像机的主要技术指标,第三节 显示与记录设备,可同时输入摄像机的路数。,所采用的图像压缩格式及标志图像质量的图像分辨率。,硬盘容量的大小及所采用的压缩/解压缩方法直接影响到能够存储图像的个数，或记录图像时间的长短。,记录图像回放时的显示速度，直接影响到DVR可否被广泛应用。,图像在回放时可能的显示方式。,第三节 显示与记录设备,(3)DVR的其他性能指标还有：,输入图像多画面分割显示的速度。,多画面分割显示的方式。,有无对系统的总资源进行动态分配的功能。,图像的检索和查找智能化程度。,有多少路常规的报警输入。,对录制的报警事件，能否在回放时根据事件、时间或摄像机号快速检索到指定的文件。,
