电视监控系统讲PPT培训资料

1、1,电视监控系统,1)概述 闭路电视监控系统,是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情况，可以把被监视场所的情况一目了然。同时，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，使其防范能力更加强大,2,2)监控系统的主要用途,电视监控系统的主要用途是及时而真实准确地反应被监控对象的实际信息，从而为决策者提供依据,3) 电视监控系统的组成,电视监控系统根据其使用环境、使用部门和系统的功能而具有不同的组成方式，无论系统的规模大小和功能的多少，一般监控系统均由以下4个部分组

2、成,3,第一节 前端设备展示及功能介绍,1.摄像机的组成与作用,1）摄像机的组成,摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。其结构大致可分为三部分： 光学系统（主要指镜头） 光电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件） 电路系统（主要指视频处理电路,4,光学系统,主要部件是光学镜头，它由透镜系统组合而成。这个透镜系统包含着许多片凸凹不同的透镜，其中凸透镜的中比边缘厚，因而经透镜边缘部分的光线比中央部分的光线会发生更多的折射,光电转换系统,当被摄对象经过光学系统透镜 的折射在光电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成像面上形成“焦点”光电转换系统中的光敏原件会把“焦点” 外的光学图像转变成携带电荷的电

3、信号,电路系统,进一步将电信号放大，形成符合特定技术要求的信号，并从摄像机中输出,5,光电转换系统详解,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。摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点，CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移，也可将储存之电荷取出使电压发生变化,6,CCD的工作原理：被摄物体反射光线， 传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD 根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电， 产生表示一幅

4、幅画面的电信号，经过滤波、放 大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准 的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用 的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是 一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看,7,CCD彩色摄像机的技术指标,8,9,2、CCD尺寸 亦即摄象机靶面。原多为1/2英寸，现在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化,10,目前采用的芯片大多数为1/3”和1/4”。在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较严格要求的时候，CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度,11,1英寸靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm。

5、2/3英寸靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。 1/2英寸靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。 1/3英寸靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm。 1/4英寸靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm,12,3、电源,110V AC（NTSC制式多属此类）， 220V AC， 24V AC。 12V DC或9V DC（微型摄象机多属此类,13,4、扫描制式,PAL制、 NTSC制。 中国采用隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR），标准为625行，50场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。 另外，日本为NTSC制式，525行，60

6、场,14,5、信噪比,所谓“信噪比”指的是信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号S/N来表示。由于在一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，因此，实际计算摄像机信噪比的大小通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以10为底的对数再乘以系数20，即式（2-3）的单位用dB表示,15,6、照度,也称为灵敏度。是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。照度的单位是勒克斯（LUX），数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄象机可工作在很暗条件，23lux属一般照度,16,7、水平分辨率,彩色摄象机的典型分辨率是在320到500电

7、视线之间，主要有330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。 分辨率是用电视线（简称线TV LINES）来表示的，彩色摄像头的分辨率在330500线之间。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，线数值相对越大,17,8、视频输出,多为1Vp-p、75，均采用BNC接头,18,9、镜头安装方式,有C和CS方式， 二者间不同之处在于感光距离不同,19,CCD彩色摄象机的可调整功能,20,1、同步方式的选择,A、对单台摄象机而言，主要的同步方式有下列三种： 内同步利用摄象机内部的晶体振荡

8、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象机的外同步输入端来实现同步。 电源同步也称之为线性锁定或行锁定，是利用摄象机的交流电源来完成垂直推动同步，即摄象机和电源零线同步,21,B、对于多摄象机系统，希望所有的视频输入信号是垂直同步的，这样在变换摄象机输出时，不会造成画面失真，但是由于多摄象机系统中的各台摄象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： 均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄象机的外同步输入端来调节同步。 调节各台摄象机的“相位调节”电位器，因摄象机在出厂时，其垂直同步是与交流电的上

9、升沿正过零点同相的，故使用相位延迟电路可使每台摄象机有不同的相移，从而获得合适的垂直同步，相位调整范围0360度,22,2、自动增益控制,所有摄象机都有一个将来自 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。为此，需利用摄象机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像,23,3、背景光补偿,通常，摄象机的AGC工作点是通过对整个视场的内

10、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是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。 当背景光补偿为开启时，摄象机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善,24,4、电子快门,在CCD摄象机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制摄象机CCD的累积时间，当电子快门关闭时，对NTSC摄象机，其CCD累积时间为1/60秒；对于PAL摄象机，则为1/50秒。当摄象机的电子快门打开时，对于NTSC摄象机，其电子快门以261步覆

11、盖从1/60秒到1/10000秒的范围；对于PAL型摄象机，其电子快门则以311步覆盖从1/50秒1/10000秒的范围。当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄象机的灵敏度，然而，较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个“停顿动作”效应，这将大大地增加摄象机的动态分辨率,25,5、白平衡,白平衡只用于彩色摄象机，其用途是实现摄象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,26,A、自动白平衡,连续方式此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为28006000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适

12、宜的，使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果,27,按钮方式先将摄象机对准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置位置，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后，将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄象机的存储器中，直至再次执行被改变为止，其范围为230010000K，在此期间，即使摄象机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，适用于大部分应用场合,28,B、手动白平衡,开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或兰色状况有多达107个等级供调节，如增加或减

13、少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外，有的摄象机还有将白平衡固定在3200K（白炽灯水平）和5500K（日光水平）等档次命令,29,6、色彩调整,对于大多数应用而言，是不需要对摄象机作色彩调整的，如需调整则需细心调整以免影响其他色彩,30,DSP摄象机,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（DSP，DIGITAL SIGNAL PROCESSOR）摄象机。该种摄象机具有以下优点,31,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。常规摄象机要求被摄景物置于画面中央并要占据较大的面积方能有较好的背景光补偿，否则过亮的背景光可能会降低图像中心的透

14、明度。而DSP摄象机是将一个画面划分成48个小处理区域来有效地检测目标，这样即使是很小的、很薄的或不在画面中心区域的景物均能清楚地呈现,32,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。传统的摄象机因系对画面上的全部色彩作平均处理，这样如果彩色物体在画面上占据很大面积，那么彩色重现将不平衡，也就是不能重现原始色彩。DSP摄象机是将一个画面分成48个小处理区域，这样就能够有效地检测白色，即使画面上只有很小的一块白色，该摄象机也能跟踪它从而再现出原始的色彩。 在拍摄网格状物体时，可将由摄象机彩色噪声引起的图像混叠减至最少,33,镜头,

15、34,35,36,37,2)监控系统常用摄象机种类 摄象机的种类特别繁多，可根据不同的使用环境和使用功能来区分，在这里我们只介绍保安监控常用的几款。另一方面我们可以按颜色区分，分别为彩色和黑白两种类型,彩色一体化摄像机 这种摄像机是将成像器件与镜头组合在一起的,一般内制镜头为焦距、光圈、聚焦三可变式,普通枪式摄像机 可根据使用场所和使用功能的不同,配置不同型号的摄像机镜头,38,39,40,2.8-12mm手动变焦镜头,41,室内吸顶式云台防护罩（内置云台）， 也有部分产品将解码板安装于球罩的情况,室内吸顶式云台护罩,室内外壁挂式云台防护罩,1.铰链式侧开顶盖，便于安装摄像机,2.可用于固定支

16、架或云台的安装,有吊装、壁装两种安装方式,3.护罩后部有三个隐含的电缆接入孔,4.有 9 与 12 两个尺寸可供选择,1.弹簧辅助前开式顶盖,2.后部锁扣连接,3.可根据需要选配加热器、 遮阳罩等附件,4.加热器可有效加热摄像机， 并可除雾，除霜,防护罩内部配置与室内吸顶式基本一致,42,室内安装环境,为壁装型云台,齿轮驱动,齿轮驱动,适用室内/室外安装环境,用于固定支架或基座安装,全方位云台,壁装轻型全方位云台,室外小型云台,选用重载磁同步电机，运行平稳，并具有云台停机保护功能,43,根据使用环境的不同，一般有以下几种安装方法,1）室内近距离红外灯的安装,室内红外灯多为分散安装，除了要保证与

17、摄像机的方向平行外，还要考虑与现场环境的协调性，然后结合夜间的图像效果再进行适当的调整红外灯的方向,对于室内专用广角红外灯（），基本不受方向性的限制，只考虑与环境的协调性，可吸顶，也可壁装,2）室外带云台的安装,在室外，一般采取护罩顶装方式，直接在护罩上加工安装孔即可。在实际应用中，云台侧装也较为常见，这时需要根据云台型号加工制作安装板,3）室外不带云台的安装,A，如果所用护罩承载力够的情况下，最好采用顶载式安装另外可以根据实际需要制作抱箍等其它附件加以二次保护,B，如果使用的是小型护罩，则可以采用分散安装方法把红外灯装在支架或别的支撑物体上,44,第二节 系统传输部分,1. 概述,1）电视监

18、控系统传输部分的作用是将摄像机输出的视频(有时也包 括音频)信号馈送到中心机房或其他控制管理设备。 2）系统传输部分还有将控制中心的控制信号传输到前端的功能， 控制信号是由监控中心对系统前端设备所发出的控制指令，当前 端云台、摄像机、镜头等被控设备接收到控制指令后会作出响应， 传输方式有两种：有线传输和无线传输。 3）近距离系统的传输一般采用以视频信号本身的所谓基带传输，有 时也采用调制成载波传送。采用光缆为传输介质的系统为光通信方式 传送。传输分配部分主要有三种。 （1）馈线 传输馈线有同轴电缆（视频电缆以及多芯电缆）、平衡电缆、光缆,45,2）视频电缆补偿器 在长距离传输中，对长距离传输造

19、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而不影响图象质量。 （3）视频放大器 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 行放大处理，以补偿因传输过程中的信号衰减。具有双向传输功能 的系统，必须采用双向放大器，这种双向放大器可以同时对下行和 上行信号给予补偿放大,2.视频电缆的类型,常用于监控系统中的视频电缆 规格有SYV75-5和SYV75-7。一 般情况可选择单层屏蔽网的视频 电缆，在特殊环境下：如现场周 边的干扰源比较多的时候则采用 双屏蔽电缆,46,6、标准PAL制视频6M带宽补偿器,每路最大补偿距离: 75-7 电缆:3000 米75-5 电缆:2000

20、 米 75-3 电缆:800 米,7、视频放大器,1路输入2路输出，具有分配功能 。能适应工程不同电缆长度的 需要，进行幅度和频率补偿,47,1、视频分配器,第四节 系统控制与显示部分,视频信号分配，即将一路视频信号（或附加音频）分成多路信号，也就是将一台摄象机的视频信号供给多台监视器或其他终端设备使用,一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想一台摄像机的图像送给多个管理者看，最好选择视频分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响,48,2、视频切换

21、器,为了使一台监视器能观看多台摄象机信号，需要采用视频切换器。切换器除了具有扩大监视范围，节省监视器的作用外，有时还可以用来产生特技效果，如图象混合、画面分割、特技图案、字符叠加等功能,目前，监控系统常用的切换器多数为自动顺序切换器，比以前的机械或电子开关形式的切换器干扰较少、可靠性强、切换速度快等优点。这种顺序切换器又称时序切换器，他不仅可以选择手动切换画面，而且具有自动选择切换画面的功能，按使用者的需要也可以进行预制切换，从一台摄象机顺序切换到另一台摄象机进行监视,49,3、视频矩阵主机与控制键盘,视频矩阵主机是电视监控系统中的核心设备，对系统内各个设备的控制指令均是从这里发出和进行控制的

22、。视频矩阵主机主要功能有：视频信号放大、视频画面切换、时间地址符号的发生、专用设备的电源供应等,通过矩阵的中央处理模块可以控制所有摄像机输入和监视器输出的视频切换。切换可通过键盘的操作、或执行系统切换队列、或报警的自动响应功能等来控制,矩阵主机,1）矩阵主机,50,矩阵控制键盘是闭路电视监控系统重要的人机对话设备，它根据操作员的键入指令对系统中的视频切换设备、音频切换设备、摄像机解码设备以及报警控制设备进行操作，并接收和检测系统中各种设备发出的回送信息。液晶屏能显示输入的数据以及各种设备的运行状态,2）矩阵主控键盘,键盘,主控键盘是用于系统控制和系统编程的多功能键盘。可以非常方便的控制云台转动和镜头动作，变速操纵杆能控制多种类型的智能高速球。它能完成矩阵系统的全部操作和编程设置功能,51,4、视频矩阵主机连接示意图,52,1) 设备说明: 随着电子技术的不断发展,尤其是视频同步技术的