《工业电视系统的概述及特性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工业电视系统的概述及特性（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、 系统的概述工业电视监控系统主要用于监视厂区内关键部位，它为运行人员提供了足不出户而直接监视建筑物内、外情况，现场设备运行情况的手段，使运行人员在控制中心便可监视整个厂区内外的情况，从而大大加强了保安的效果。工业电视监控系统除起到正常的监视作用外，还可与控制系统联动，及时发现故障点和提醒值班人员，观察并录下相关的现场及设备运行情况，对可能出现的任何异常情况尽早发现、尽早处理、并在事后重点分析。 数字监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的数字综合系统，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（云台、镜头等）直接观看被监视场所的情况，一目了然；同时它可以把被监视场
2、所的图像全部或部分的记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。二、 系统的组成及功能1、 前端部分工业电视监控系统前端部分包括摄像机、监听头、云台、防护罩、解码器等设备。1） 摄像机是把现场景物的光信号（即景物的明暗不同处）变成电信号（即视频信号）的装置。2） 监听头即拾音器，是将声音信号变成电信号（即音频信号）的装置。景物的光信号和声音信号变成电信号后，便于进行远距离传送、放大、存储记录和再现。3） 云台是承载摄像机的载体，载有摄像机的云台在其电动机驱动下作水平方向或垂直方向的转动，或者水平与垂直方向同时转，以扩大摄像机的视场角，增大视野范围，选取最佳角度和最佳焦距摄取
3、所需监视的景物图像。4） 防护罩主要用于摄像机、云台等摄像设备的保护，具有防尘、防雨、防露、降低云台运转噪声的作用，还兼有摄像机的安全防范（例如防盗、防硬物撞击摄像机镜头）等功能。5） 解码器是将数字控制信号变成模拟电压信号的装置，即把控制中心送来的控制信号（即数字信号）变成相应的电压（即模拟信号），去控制云台的上、下、左、右转动或摄像镜头的变焦、聚焦、光圈等。2、 信号传输部分信号传输部分包括多种电缆（相应音频电缆等）、光缆、视频放大器、射频调制与解调器、高频放大器、光端机等，它们的主要作用是将视频信号和音频信号在尽可能是小的衰减及失真情况下，传送到远端的控制中心机房，同时将中心机房计算机和
4、视频矩阵或控制器等控制设备输出的控制信号传送到前端设备。对具有多种报警功能的系统来说，信号传输部分还包括把报警信号传送到控制中心计算机，同时将中心机房计算机等发送的控制信号传送到前端报警检测与控制器的网络系统。3、 显示部分显示部分包括监视器（或带有AV输入端口的电视机）、视频多画面处理器、计算机的显示器等，它们主要作用是再现前端报像机摄到的图像和监听头拾取的声音，对监控点的目标进行监视和监听，还可以对计算机检索到录制内容进行重放再现。4、 控制部分控制部分是整个系统的控制和指令中心，包括多媒体计算机、视频矩阵、音频矩阵等控制设备，其主要作用如下：1） 控制视频信号与音频信号同步切换，选择需要
5、重点监视的监控点图像和声音到主画面监视器进行全屏显示和声音监听，也可同时在计算机操作员的显示器上进行全屏显示和声音监听，还可控制视频矩阵进行巡回切换、分组切换、循环切换、群组切换显示等。2） 根据实际需要发送相应的控制信号，该信号经传输线路（或网络系统）送到前端部分的解码器进行解码，再去控制云台的上、下、左、右转动，控制摄像机镜头的变焦、聚焦、光圈等。3） 控制记录系统的录制与重放，对需要重点监视和监听的监控点景物图像和声音录制，对发生的事件实时记录，对录制的图像、声音和事件可根据时间、地点、事件性质等进行自动检索，并可随时调出重放，以便进行查阅。4） 对具有多种报警功能的系统来说，还可以发出
6、相应的控制信号，去控制报警系统前端部分的报警控制器。5、 记录部分记录部分包括普通VHS录像机、长延时录像机（又称时滞录像机）、硬盘记录器或硬盘录像机等，它们主要的作用是将图像、声音信号、报警信息等即时记录下来，作为资料存，以便重放。工业电视监控系统中的录像机要求具有自动检索功能，可方便查询，便于重放再现。6、 工业电视监控系统和网络监控系统的特点1） 工业电视监控系统的特点可从多路摄像机的输入图像中任选一路或多路在屏幕上作画面动态显示。数字化硬盘存储及视频压缩功能，可完整地记录下摄像机的高清晰度画面，使画面回放时也能达到了极高的清晰度。评价多画面分割显示性能优劣的关键是影像处理与显示更新速度
7、和画面的清晰程度、响应报警及联动输出功能。图像经硬件压缩后通过公共电话线或者局域网、广域网远程传输，再以软件解压重现压缩后的视频图像，通过一对调制调解器在公共电话线或者局域网、广域网上发送与接收，在接收端通过软件解压重现画面。2） 网络视频监控系统的特点全数字化网络监控系统的两个特点就是全数字化和网络化a、布控区域广阔，也没有度和信号衰减的限制。b、系统肯有几乎有限的无缝扩展能力，在无需扩充网络带宽的条件下可以任意扩展系统设备。c、可以组成非常复杂的监控网络，联动方式灵活，可以由用户自己定义，能够充分满足任何特殊、复杂应用系统的要求。7、 设计依据根据数字网络视频监控系统的要求和国家有关法规的
8、要求，经研究、分析设计本系统方案，该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。安全范工程技术规范 （GB50348-2004）民用建设电气设计规范 （JGJ/T16-92）工业电视系统工程设计规范 （GBJ115-87中华人民共和国公共安全行业标准 （GA/T74-94）民用闭路监视电视系统工程技术规范 （GB50198-94）防盗报警控制器通用技术条件 （GB12663-90）8、三、 系统设备的描述与选型1、 前端摄像设备摄像机是拾取图像信号的设备，也就是说，被监视的画面是由摄像机将其光信（画面）号变为电信号（图像信号）的。目前，
9、无论是彩色摄像机还是黑白摄像机，其光电转换的器件均采用CCD器件，即“电耦合”器件。摄像机通过它的镜头把被监视场所的画面成像在CCD片子（靶面）上，通过CCD本身的电子扫描（即CCD电荷转移），把成像的光信号变为电信号，再通过放大、整形等一系列信号处理，最后变为标准的电视信号输出。摄像机的选型需参照以下几点：1） 使用场所工业电视监控系统的摄像机要能适应工业现场的要求，特别是用于高温、易燃、易爆等恶劣环境时，要选择对应工业生产环境要求的摄像机产品。2） 色彩摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所
10、。黑白摄像机的价格比彩色便宜。但彩色的图像容易分辨衣物与场景颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。3） CCD尺寸电视监控摄像机的CCD尺寸各类较多，有1/3in、2/3in和3/4in等。近年来用于电视监控摄像机的CCD尺寸以1/3in为主流。4） 像素数、分辨率与清晰度监控摄像机的像素数指的是摄像机CCD传感器的最大像素数，有些给出了水平及垂直方向的像素数，有些则给出了前两者的乘积值，对于一定尺寸的CCD芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因面由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。 摄像机的分辨率是指当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器（比摄像机的分辨率要高）上能
11、够看到的最多线数，当超过这一线数时，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片，而不能分辨出黑白相间的线条。CCD摄像机的分辨率在保证镜头的分辨率与视频信号带宽（6MHZ）的前提下，主要取决于图像传感器的像素数。分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHZ的频带宽度相当于清晰度为80线。频带越宽，图像越清晰，线数值则相对越大。清晰度有水平和垂直两种。垂直方向的清晰度受到电视制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为PAL制式，PAL制垂直清晰度为400行，因此摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线（TVL
12、）表示。目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于500TVL，彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于400TVL。5） 照度（灵敏度）单位被照面积上接受到的光通量称为照度。在镜头光圈大小一寂的情况下，获取规定信号电平所需要的最低靶面照度即为灵敏度。6） 信噪比信噪比是指信号电压与噪声电压的比值，通常用S/N来表示。一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，信噪比的单位用dB来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是在自动增益控制关闭时的值，因为当自动增益控制接通时，会对小信号进行提升，使得噪声电平也相应提高。信噪比的典型值为45dB55dB，若为人50 dB，则图像有少量噪声，但图像质量良好
13、；若为60 dB，则图像质量优良，不出现噪声。7） 色温色温是表示光源光谱质量最通用的指标，一般用Pa表示。色温是按绝对黑体来定义的，当光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对要多此，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布集中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。通常人眼所见到的光线，是由7种色光的光谱所组成。但其中有些光线偏蓝，有些则偏红，色温就是专门用来量度光线的颜色成分的。8） 白平衡白平衡（white balance）从字面上的理解是白色的平衡。白平衡是描述显示器中红、绿、蓝三基色混合后生成白色精确度的一项指标。
14、白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念，通过它可以调节色彩还原和色调处理的一系列问题。白平衡只用于彩色摄像机，用于实现摄像机图像能精确反映景物状况。9） 黑平衡黑平衡也是摄像机的一个重要参数，它是指摄像机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时，输出的三个基色电平应相等，使监视器屏幕上呈现出黑色。广播级摄像机都有黑平衡调整电路，但在电视监控系统中，一方面要求显示的图像尽可能清晰、明快，另一个方面又考虑到黑平衡对人眼视觉的影响远不如白平衡对人眼视觉影响那样强烈，因此视频监控摄像机一般不设黑平衡调整电路。2、 镜头摄像机是通过镜头将监视目标成像在图像传感器靶面上。在视频监控系统中，摄像机一般是指不包括镜头的
15、裸机。因此，在实际使用中需根据应用的具体要求，选择一个合适的镜头与摄像机配套。镜头的类型很多。除了按成像尺寸和接口形式做成各种性能参数镜头外，主要是由光圈、焦距的不同形式组合派生出各种类型的镜头。镜头的选型可参照以下几点：1） 成像尺寸靶面尺寸一般分为25.4mm（L in）、16.9mm（2/3in）、12.7mm（1/2in）、8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in）等几种，分别对应着不同的成像尺寸，选用镜头时，应使用镜头的成像尺寸与摄像机的靶面尺寸大小相吻合。2） 焦距焦距就是透镜中心到焦点的距离。对于摄像物镜而言，在实际应用中，往往物距远大于像距（即SS），所以可以近似认
16、为Sf。镜头的焦距决定了该镜头拍摄的物体在CCD上所形成影像的大小，焦距越短，拍摄范围就越大，这种镜头适合在距离拍摄较大的场景，也就是广角镜头。只有变焦镜头的焦距是连续可变的，手动调焦镜头调节调焦环并不改变焦距。3） 相对孔径在镜头里都有一个光圈。光圈的相对孔径等于镜头的有效孔径与镜头焦距之比，镜头的相对孔径表征了物镜的集光能力，相对孔径越大，通过的光就越多。因此，选用相对孔径大的镜头，可以降低对景物照明条件要求。4） 光圈指数光圈指数F是相对孔径的倒数，即光圈数。在光圈指数序列中，前一个标值正好是后一个标值对应曝光量的2倍。5） 视场角镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角。6） 镜头的种类镜头的种类按
