闭路监控培训手册

1、闭路监控培训手册闭路监控培训手册 2005-11 CCTV电视监控系统提供给管理者及保安是一个直观的现场图像，而通常人们的信息80%来自于视觉。保安能及时了解到场区内各处的安全情况，及时采取措施。管理者能及时了解各设备目前的状态及运作情况及各区工作人员的工作情况。这些设备的管理运作起积极的意义。l一：一： 模拟监控模拟监控l二：二： 数字监控数字监控 前端为传统摄像机,中心控制为矩阵、画面处理器、分割器等模拟信号（电路）处理设备。 特点是：操作直观灵活、简单，操作人员不需太多专业知识，系统稳定。 是将原来的模拟信号采用数 字编码压缩技术，并且通过计算 机对其信号进行处理。 特点：信息化、网络化

2、、智能化半球摄像机、枪式摄像机、高速球、网络摄像机等等。 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）。l 主要部件是光学镜头，它由透镜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光线比中央部分的光线会发生更多的折射。的折射。 当被摄对象经过光学系统透镜当被摄对象经过

3、光学系统透镜 的折的折射在光电转换系统的摄像管或固体摄像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器件的成像面上形成“焦点焦点”光电转换光电转换系统中的光敏原件会把系统中的光敏原件会把“焦点焦点” 外的外的光学图像转变成携带电荷的电信号。光学图像转变成携带电荷的电信号。 进一步将电信号放大，形成符合进一步将电信号放大，形成符合特定技术要求的信号，并从摄像机中特定技术要求的信号，并从摄像机中输出。输出。l 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、

4、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。 CCD的工作原理的工作原理：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。1 1、像素、像素 像素数指的是摄像机像素数指的是摄像机CCD传感器的最大像素，传感器的最大

5、像素，有些给出了水平垂直方向的像素数，有些给出了水平垂直方向的像素数，500H582V，有些则给出了前两者的等待乘积值，如有些则给出了前两者的等待乘积值，如30万像万像素。对于一定尺寸的素。对于一定尺寸的CCD芯片，像素数越多则意芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。的摄像机的分辨率也就越高。1英寸英寸靶面尺寸为宽靶面尺寸为宽12.712.7mmmm* *高高9.69.6mmmm，对角线对角线1616mmmm。 2/32/3英寸英寸靶面尺寸为宽靶面尺寸为宽8.88.8mmmm* *高高6.66.6m

6、mmm，对角线对角线1111mmmm。 1/21/2英寸英寸靶面尺寸为宽靶面尺寸为宽6.46.4mmmm* *高高4.84.8mmmm，对角线对角线8 8mmmm。 1/31/3英寸英寸靶面尺寸为宽靶面尺寸为宽4.84.8mmmm* *高高3.63.6mmmm，对角线对角线6 6mmmm。 1/41/4英寸英寸靶面尺寸为宽靶面尺寸为宽3.23.2mmmm* *高高2.42.4mmmm，对角线对角线4 4mmmm。 110 110V ACV AC（NTSCNTSC制式制式多属此类多属此类），）， 220 220V ACV AC， 24V AC 24V AC。 12V DC 12V DC或或9 9

7、V DCV DC（微型摄象机多属此类）。微型摄象机多属此类）。 PALPAL制、制、 NTSCNTSC制。制。 中国采用隔行扫描（中国采用隔行扫描（PALPAL）制式（黑白为制式（黑白为CCIRCCIR），），标准标准为为625625行，行，5050场，只有医疗或其它专业领域才用到一场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。些非标准制式。另外，日本为另外，日本为NTSCNTSC制式，制式，525525行，行，6060场场。 所谓所谓“信噪比信噪比”指的是信号电压对于噪声电指的是信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号压的比值，通常用符号S/N来表示。由于在一来表示。由于在一般情况下，信号电

8、压远高于噪声电压，比值非般情况下，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常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以取以10为底的对数再乘以系数为底的对数再乘以系数20，即式（，即式（2-3）的单位用的单位用dB表示。表示。 也称为灵敏度。是也称为灵敏度。是CCDCCD对环境光线的敏感对环境光线的敏感程度，或者说是程度，或者说是CCDCCD正常成像时所需要的最正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯（暗光线。照度的单位是勒克斯（LUXLUX），），数数值越小，表示需要的光线越少

9、，摄像头也越值越小，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，工作在很暗条件，2323luxlux属一般照度。属一般照度。 彩色摄象机的典型分辨率是在320到500电视线之间，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。 多为多为1 1Vp-pVp-

10、p、7575，均采用均采用BNCBNC接头。接头。 有C C和和CSCS方式，方式， 二者间不同之处在于感光距离不同。二者间不同之处在于感光距离不同。 A A、对单台摄象机而言，主要的同步方式有下列三种：对单台摄象机而言，主要的同步方式有下列三种： 内同步内同步利用摄象机内部的晶体振荡电路产生同步利用摄象机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。信号来完成操作。 外同步外同步利用一个外同步信号发生器产生的同步信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。号送到摄象机的外同步输入端来实现同步。 电源同步电源同步也称之为线性锁定或行锁定，是利用摄也称之为线性锁定或行

11、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。源零线同步。 B B、对于多摄象机系统，希望所有的视频输入信号是对于多摄象机系统，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：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

12、生的同步信号送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。入各台摄象机的外同步输入端来调节同步。 调节各台摄象机的调节各台摄象机的“相位调节相位调节”电位器，因摄象机电位器，因摄象机在出厂时，其垂直同步是与交流电的上升沿正过零点在出厂时，其垂直同步是与交流电的上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，相位调整范围的相移，从而获得合适的垂直同步，相位调整范围03600360度。度。 所有摄象机都有一个将来自所有摄象机都有一个将来自 CCDCCD的信号放的信号放大到

13、可以使用水准的视频放大器，其放大量即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，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使视频信号畸变。为此，需利用摄象机的自动增益控制（增益控制（AGCAGC）电路去探测视频信号的电平，电路去探测视频信号的电平，适时地开关适时地开关AGCAGC，从而使摄象机能够在较大的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

14、高图像信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。号的强度来获得清晰的图像。 通常，摄象机的通常，摄象机的AGCAGC工作点是通过对整个视工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的，但如果视场中包含场的内容作平均来确定的，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，一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的则此时确定的AGCAGC工作点有可能对于前景目标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是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。标显示状况。 当背景光补偿为开启时，摄象机仅对整个视场当背景光补偿为开启时，摄象机

15、仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其的一个子区域求平均来确定其AGCAGC工作点，此工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目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。标的可视性有望改善。 在在CCDCCD摄象机内，是用光学电控影像表面的电荷积累摄象机内，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时间来操纵快门。电子快门控制摄象机CCDCCD的累积时的累积时间，当电子快门关闭时，对间，当电子快门关闭时，对NTSCNTSC摄象机，其摄象机，其CCDCCD累累积时间为积时间为1/601/60秒；对于秒；对于PALPAL摄象机，则为摄象机，则为1/5

16、01/50秒。当秒。当摄象机的电子快门打开时，对于摄象机的电子快门打开时，对于NTSCNTSC摄象机，其电摄象机，其电子快门以子快门以261261步覆盖从步覆盖从1/601/60秒到秒到1/100001/10000秒的范围；对秒的范围；对于于PALPAL型摄象机，其电子快门则以型摄象机，其电子快门则以311311步覆盖从步覆盖从1/501/50秒秒1/100001/10000秒的范围。当电子快门速度增加时，在每个视秒的范围。当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚焦在频场允许的时间内，聚焦在CCDCCD上的光减少，结果将上的光减少，结果将降低摄象机的灵敏度，然而，较高的快门速度对于观

17、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察运动图像会产生一个“停顿动作停顿动作”效应，这将大大效应，这将大大地增加摄象机的动态分辨率。地增加摄象机的动态分辨率。 白平衡只用于彩色摄象机，其用途是实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。手动白平衡和自动白平衡两种方式。 连续方式连续方式此时白平衡设置将随着景物色彩温度的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，范围为改变而连续地调整，范围为2800600028006000K K。这种方式这种方式对于景物的色彩温度在拍

18、摄期间不断改变的场合是最对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至没适宜的，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。有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。 按钮方式按钮方式先将摄象机对准诸如白墙、白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

19、置，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，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，其范围为直至再次执行被改变为止，其范围为230010000230010000K K，在此期间，即使摄象机断电也在此期间，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。精确和可靠，适用于大部分应用场合。 开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图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像的红色或兰色状况有多达107107个等级供调节，个等级供调节

20、，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外，有的摄象机还有将色各一个等级。除次之外，有的摄象机还有将白平衡固定在白平衡固定在32003200K K（白炽灯水平）和白炽灯水平）和55005500K K（日光水平）等档次命令。日光水平）等档次命令。 对于大多数应用而言，是不需要对摄象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整以免影响其他色彩 在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术，称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（为数字信号处理（DSPDSP，DIGITAL SIGNAL DIGITAL SIGNAL PROCESSORPROCESSOR）摄象机。该种摄象机具有以下优点：摄象机。该种摄象机具有以下优点： 、由于采用了数字检测和数字运算技术而具、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。常规摄象机要求被有智能化背景光补偿功能。常规摄象机要求