視頻監(jiān)控系統(tǒng)2PPT課件

1、視頻監(jiān)控技術(shù)在安全防范中的地位和應(yīng)用 一、視頻技術(shù)的特點(diǎn) 1、圖像的主要特點(diǎn) （1）圖像（視頻信息）即具有空間分辨能力，又具有時(shí)間分辨能力； （2）圖像信息包含景物空間完整的亮度信息，既有探測(cè)對(duì)象的信息，又包括景物（防范）空間環(huán)境的信息； （3）圖像信息既有觀察目標(biāo)靜態(tài)的信息，又有觀察目標(biāo)動(dòng)態(tài)的信息； （4）圖像技術(shù)可以把不可視的信息轉(zhuǎn)化為可視見(jiàn)的圖像信息表現(xiàn)出來(lái)。第1頁(yè)/共66頁(yè)視頻監(jiān)控技術(shù)在安全防范中的地位和應(yīng)用 2、視頻監(jiān)控技術(shù)的特點(diǎn) （1）視頻監(jiān)控本身是一種主動(dòng)的監(jiān)控手段； （2）視頻監(jiān)控技術(shù)是其他技術(shù)系統(tǒng)有效的輔助手段； （3）視頻監(jiān)控技術(shù)可以完整、真實(shí)的記錄信息； （4）視頻監(jiān)控可

2、以與其他技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源共享； （5）視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)技術(shù)集成、功能集成的核心； （6）視頻監(jiān)控是對(duì)安全防范區(qū)域的日常業(yè)務(wù)工作影響最小的技術(shù)系統(tǒng)；第2頁(yè)/共66頁(yè)視頻監(jiān)控技術(shù)在安全防范中的地位和應(yīng)用 二、視頻監(jiān)控在安全防范中的應(yīng)用 1、防范區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控； 2、探測(cè)信息的復(fù)核； 3、圖像信息的記錄； 4、指揮決策系統(tǒng)； 5、視頻探測(cè)； 6、安全管理。第3頁(yè)/共66頁(yè)電視原理和視頻信號(hào) 電視是視頻監(jiān)控和其他視頻系統(tǒng)的基本技術(shù)，上述圖像信息和視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)都源于電視原理和電視技術(shù)本身的特點(diǎn)。 電視是圖像技術(shù)的一種，它是利用電信號(hào)的傳輸實(shí)現(xiàn)人視覺(jué)的延伸。這是“電視”最初的含義。 現(xiàn)代視頻技術(shù)已

3、經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這個(gè)概念，但它依然是以電視技術(shù)為基礎(chǔ)的。第4頁(yè)/共66頁(yè) 一、電視的定義 電視就是把景物的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，傳送到遠(yuǎn)端后，再還原成光學(xué)圖像的技術(shù)。 廣義地講，電視（視頻）技術(shù)就是將焦平面上的圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳送和處理的技術(shù)。 （1）光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電圖像 （2）空間分布的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間順序的電信號(hào) （3）逆過(guò)程第5頁(yè)/共66頁(yè) 二、圖像的分解與掃描 掃描是把空間分布的電參數(shù)（電圖象）轉(zhuǎn)換為時(shí)間連續(xù)的電信號(hào)的過(guò)程，同時(shí)也是對(duì)圖像分解的過(guò)程。 水平掃描（行掃描） 垂直掃描（場(chǎng)掃描） 電視掃描的過(guò)程：行掃描，從左向右的掃描； 場(chǎng)掃描，從上向下的掃描。 數(shù)字視頻：像素的陣列來(lái)表示（分

4、解）圖像第6頁(yè)/共66頁(yè) 三、視頻信號(hào) 圖像信息：通過(guò)光電器件和掃描方式產(chǎn)生的電信號(hào)代表圖像的亮度信息。 同步信號(hào) ：分場(chǎng)同步和行同步兩種，分別表示場(chǎng)掃描和行掃描的起始點(diǎn)及時(shí)間順序。 色同步信號(hào)第7頁(yè)/共66頁(yè) 四、彩色電視機(jī)原理 1、三基色原理 2、頻譜交錯(cuò)技術(shù) 正交調(diào)制（調(diào)幅），用兩個(gè)色差信號(hào)調(diào)制彩色副載波，生成兩個(gè)色度信號(hào)，其頻譜位于亮度信號(hào)頻帶的高頻端。 將亮度信號(hào)與色度信號(hào)復(fù)合在一起，不增加額外的開銷，又使兩者間的干擾降為最小。 BYVRYUBGRY11. 059. 03 . 0RCwMBYG第8頁(yè)/共66頁(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成 典型的電視監(jiān)控系統(tǒng)主要有前端設(shè)備和后端設(shè)備兩大部分組成。

5、其中后端設(shè)備可進(jìn)一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。 前、后端設(shè)備有多種構(gòu)成方式，它們之間的聯(lián)系（也稱傳輸系統(tǒng)）可通過(guò)電纜、光纖或微波等多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 電視監(jiān)控系統(tǒng)組成如圖：電視監(jiān)控系統(tǒng)控制部分?jǐn)z像部分傳輸部分顯示與記錄攝像部分傳輸部分控制部分圖像處理、顯示與記錄第9頁(yè)/共66頁(yè) 1、攝像部分 攝像部分的作用是把系統(tǒng)所監(jiān)視的目標(biāo)，轉(zhuǎn)換成監(jiān)測(cè)電信號(hào)，再經(jīng)系統(tǒng)的傳輸部分送到控制中心進(jìn)行控制、處理，還原成原來(lái)監(jiān)視的圖像信號(hào)，同時(shí)具備記錄的功能。 攝像部分的核心是電視攝像機(jī)，它是光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的主體設(shè)備。不同的系統(tǒng)可根據(jù)不同的需求選擇不同的攝像機(jī)及鏡頭、濾色片等。攝像部分傳輸部分控制部分圖像處理、顯示與

6、記錄第10頁(yè)/共66頁(yè) 2、傳輸部分 傳輸部分的作用是將攝像機(jī)輸出的視頻（有時(shí)包括音頻）電信號(hào)饋送到中心機(jī)房或其他監(jiān)控點(diǎn)。 控制中心的控制信號(hào)同樣通過(guò)傳輸部分送到現(xiàn)場(chǎng)，以控制現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)和防護(hù)罩的工作。 傳輸?shù)姆绞接袃煞N： 有線傳輸 無(wú)線傳輸攝像部分傳輸部分控制部分圖像處理、顯示與記錄第11頁(yè)/共66頁(yè) 1）有線傳輸 近距離系統(tǒng)信號(hào)的傳輸一般采用以直接傳送視頻圖像信號(hào)的所謂基帶傳輸方式，同時(shí)傳送對(duì)攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)和防護(hù)罩的控制信號(hào)。 圖像信號(hào)和控制信號(hào)通常采用兩組不同的線纜傳輸，少數(shù)場(chǎng)合也有采用同種線纜傳輸?shù)摹?一些大型、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)，為降低系統(tǒng)傳輸過(guò)程中信號(hào)的損耗，通

7、常采用光纜為傳輸介質(zhì)的光通信方式。 近年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻信號(hào)、控制信號(hào)的技術(shù)得到很快的發(fā)展。攝像部分傳輸部分控制部分圖像處理、顯示與記錄第12頁(yè)/共66頁(yè) 有線傳輸組成部分: 饋線 傳輸饋線有同軸電纜、非屏蔽雙絞線、光纜等，控制饋線由KVV控制電纜傳輸，也可以用同軸電纜、非屏蔽雙絞線。 視頻電纜補(bǔ)償器 補(bǔ)償長(zhǎng)距離視頻信號(hào)傳輸過(guò)程中，由于視頻電纜結(jié)構(gòu)造成的高頻信號(hào)衰耗。 視頻放大器 用于系統(tǒng)干線上，補(bǔ)償長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中的視頻信號(hào)衰減。 中繼器、集線器 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，用于信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸和分配。攝像部分傳輸部分控制部分圖像處理、顯示與記錄第13頁(yè)/共66頁(yè)

8、 2）無(wú)線傳輸 在一些現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境無(wú)法敷設(shè)線纜的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，采用無(wú)線傳輸?shù)姆绞健＿h(yuǎn)距離傳輸則采用微波無(wú)線傳輸方式。 將前端的視頻信號(hào)調(diào)制成高頻載波，再放大經(jīng)高頻無(wú)線天線發(fā)送?？刂浦行挠酶哳l接收機(jī)接收前端發(fā)送機(jī)發(fā)出的高頻電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)還原成視頻電信號(hào)。 對(duì)前端攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)和防護(hù)罩的控制電信號(hào)也被調(diào)制成高頻載波經(jīng)天線發(fā)送，安裝在現(xiàn)場(chǎng)的接收機(jī)接收到高頻控制電信號(hào)后，經(jīng)解調(diào)后去控制現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備。攝像部分傳輸部分控制部分圖像處理、顯示與記錄第14頁(yè)/共66頁(yè) 3、控制部分 控制部分的作用是在中心機(jī)房通過(guò)有關(guān)設(shè)備對(duì)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（攝像機(jī)、云臺(tái)、燈光、防護(hù)罩等）進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控。 1）集中控制器 2）微

9、機(jī)控制器攝像部分傳輸部分控制部分圖像處理、顯示與記錄第15頁(yè)/共66頁(yè) 4、圖像處理與顯示部分 圖像處理是指對(duì)系統(tǒng)傳輸?shù)膱D像信號(hào)進(jìn)行分配、切換、記錄、重放、加工和復(fù)制等功能。顯示部分使用顯示器、監(jiān)視器進(jìn)行圖像顯示。 1）視頻控制/切換器 能對(duì)多路視頻信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)切換，輸出相應(yīng)的視頻信號(hào)，使一個(gè)監(jiān)視器能監(jiān)視多臺(tái)攝像機(jī)信號(hào)，并根據(jù)需要，在輸出的視頻信號(hào)上添加字符、時(shí)間等。 2）顯示器、監(jiān)視器和錄像機(jī)攝像部分傳輸部分控制部分圖像處理、顯示與記錄第16頁(yè)/共66頁(yè)視頻監(jiān)控電視系統(tǒng)的監(jiān)控形式 1、攝像機(jī)加監(jiān)視器和錄像機(jī)的簡(jiǎn)單系統(tǒng) 由一臺(tái)攝像機(jī)和一臺(tái)多多臺(tái)監(jiān)視器組成的方式，用在連續(xù)監(jiān)控一個(gè)固定目標(biāo)的

10、場(chǎng)合。 根據(jù)需要可加一些功能，如控制鏡頭焦距、光圈、云臺(tái)，遠(yuǎn)程開關(guān)攝像機(jī)等。 如果攝像機(jī)有多臺(tái)，選擇控制的功能多樣，通常選擇后幾種方式。攝像機(jī)監(jiān)視器錄像機(jī)第17頁(yè)/共66頁(yè) 2、攝像機(jī)加多畫面處理器監(jiān)視錄像系統(tǒng) 如果現(xiàn)場(chǎng)有多臺(tái)攝像機(jī)，且需要同時(shí)調(diào)看多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)畫面，則應(yīng)采用帶有視頻切換功能的多畫面處理器。 根據(jù)需要通過(guò)切換多畫面處理器，任何一臺(tái)攝像機(jī)的圖像可以輸出到任何一臺(tái)監(jiān)視器上，并能通過(guò)終端錄像機(jī)實(shí)時(shí)記錄單畫面或多畫面。 有的多畫面處理器還帶有報(bào)警輸入接口，能接受報(bào)警探測(cè)器發(fā)送的報(bào)警電信號(hào)并聯(lián)動(dòng)相應(yīng)區(qū)域的攝像機(jī)工作，自動(dòng)把報(bào)警區(qū)域的視頻圖像突現(xiàn)在監(jiān)視器上，并啟動(dòng)錄像機(jī)，及時(shí)記錄下現(xiàn)場(chǎng)圖

11、像信息。攝像機(jī)1監(jiān)視器攝像機(jī)n監(jiān)視器多畫面處理器第18頁(yè)/共66頁(yè) 3、攝像機(jī)加視頻矩陣/切換主機(jī)監(jiān)視錄像系統(tǒng) 如果現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)不是幾臺(tái)，而是幾十臺(tái)、幾百臺(tái)，而且需要同時(shí)調(diào)看多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)畫面，則需要視頻矩陣/切換主機(jī)。攝像機(jī)1監(jiān)視器攝像機(jī)n監(jiān)視器視頻矩陣/切換主機(jī)第19頁(yè)/共66頁(yè) 4、攝像機(jī)加硬盤錄像監(jiān)視系統(tǒng) 假如現(xiàn)場(chǎng)有多臺(tái)攝像機(jī)，而且需要同時(shí)記錄所有攝像機(jī)攝取的實(shí)時(shí)視頻圖像，則應(yīng)采用帶視頻切換功能的硬盤錄像機(jī)。 硬盤錄像機(jī)采用數(shù)字化技術(shù)，把模擬的視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后再壓縮、切換、放大、記錄等，具備多畫面處理器的所有功能，還可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)硬盤錄像機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。攝像機(jī)1顯示

12、器攝像機(jī)n硬盤錄像機(jī)第20頁(yè)/共66頁(yè) 5、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)加視頻服務(wù)器監(jiān)視錄像系統(tǒng)攝像機(jī)1攝像機(jī)n視頻服務(wù)器局域網(wǎng)internet攝像機(jī)1攝像機(jī)n視頻服務(wù)器物業(yè)保安業(yè)主辦公室辦公室網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)第21頁(yè)/共66頁(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備 攝像機(jī) 鏡頭 云臺(tái) 防護(hù)罩 其他第22頁(yè)/共66頁(yè) 1、攝像機(jī) 攝像機(jī)處于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的最前端，它為系統(tǒng)提供信號(hào)源，是系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一。 在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)（camera）又稱攝像頭。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱，大部分需分開購(gòu)買，用戶根據(jù)目標(biāo)物體的大小和攝像頭與物體的距離，通過(guò)計(jì)算得到鏡頭的焦距。第23頁(yè)/共66頁(yè) 攝像機(jī)功能要求 要

13、有較寬的動(dòng)態(tài)范圍（光圈范圍大） 具有低照度 攝像機(jī)的圖像能夠直接遠(yuǎn)程傳送或聯(lián)網(wǎng)發(fā)送第24頁(yè)/共66頁(yè) 1）攝像機(jī)分類 按攝取顏色： 彩色攝像機(jī)、黑白攝像機(jī)、彩色/黑白自動(dòng)轉(zhuǎn)換攝像機(jī) 按攝像器件的類型： 電真空攝像器件（即攝像管）和固體攝像器件（如ccd器件，cmos器件） 按攝像機(jī)采用的技術(shù)： 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（DSP）和模擬攝像機(jī) 按攝像現(xiàn)場(chǎng)工作照度： 常規(guī)照度攝像機(jī)、低照度攝像機(jī)、常規(guī)照度/低照度自動(dòng)切換攝像機(jī) 按攝像現(xiàn)場(chǎng)成像光源： 可見(jiàn)光攝像機(jī)、非可見(jiàn)光（紅外線）攝像機(jī)、可見(jiàn)光/非可見(jiàn)光（紅外線）自動(dòng)轉(zhuǎn)換攝像機(jī)第25頁(yè)/共66頁(yè) 感光部件是攝像頭的關(guān)鍵部件，依芯片材質(zhì)不同，感光傳感不僅可分為：

14、 CMOS（complementary metal-oxide semiconductor）：省電，便宜，但照度不好 CCD（charge couple device）：電耦合器件，主流器件，有靈敏度高、抗強(qiáng)光、體積小、壽命長(zhǎng)、抗振動(dòng)、抗磁場(chǎng)、無(wú)殘影等優(yōu)點(diǎn)。 MOS：已過(guò)時(shí)，很少使用 WIDICOM：光導(dǎo)管，已過(guò)時(shí)第26頁(yè)/共66頁(yè) 2）攝像機(jī)主要性能指標(biāo) 清晰度 攝像機(jī)輸出圖像的清晰度主要由CCD的像素值來(lái)確定。像素值在20萬(wàn)以下的攝像機(jī)，輸出圖像的清晰度較差，像素值在40萬(wàn)以上的攝像機(jī)可稱為高清晰度攝像機(jī)。 電視監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)中，衡量圖像清晰度的標(biāo)準(zhǔn)常用電視線來(lái)表示。要求彩色攝像機(jī)水平分辨率

15、在300線以上，高分辨率在460以上；黑白攝像機(jī)在350線以上，高分辨率在500以上。第27頁(yè)/共66頁(yè) 照度 照度是一個(gè)衡量環(huán)境亮度的物理量。 攝像機(jī)的照度是衡量在什么光照強(qiáng)度的情況下，可以輸出正常圖像信號(hào)的指標(biāo)。 正常照度：是指攝像機(jī)在這個(gè)照度下工作時(shí)，能給出滿意的圖像信號(hào)。 最低照度：指如果低于這個(gè)“最低照度”時(shí)，攝像機(jī)輸出的圖像信號(hào)就難以使用。 最低照度與攝像機(jī)鏡頭的光圈也有關(guān)，規(guī)定攝像機(jī)的“最低照度”一定是在規(guī)定鏡頭光圈（F）條件下 攝像機(jī)的照度也稱為“靈敏度” 。第28頁(yè)/共66頁(yè) 信噪比 攝像機(jī)的圖像信號(hào)與它的噪聲信號(hào)之比，用S/N表示。S表示攝像機(jī)在假設(shè)無(wú)噪聲時(shí)的圖像信號(hào)值，N

16、表示攝像機(jī)本身產(chǎn)生的噪聲值。 信噪比一般用分貝（dB）表示，信噪比愈高，表明這一指標(biāo)愈好。 電視監(jiān)控系統(tǒng)中使用的攝像機(jī)，一般要求其信噪比高于46dB，高質(zhì)量的攝像機(jī)信噪比可高達(dá)5060dB.第29頁(yè)/共66頁(yè) 靶面尺寸 靶面尺寸與攝像機(jī)的成像有很大關(guān)系：靶面大，攝像機(jī)的監(jiān)控面積也大，攝取被攝物體光圖像的像素增大，圖像的清晰度增大。 攝像機(jī)靶面尺寸大，配置攝像機(jī)鏡頭的范圍也大。小尺寸鏡頭配在大靶面攝像機(jī)上，被攝物體的一部分會(huì)因?yàn)槌上癯叽绮粔蚨徽趽酰绊懗上?；大尺寸鏡頭配在小靶面攝像機(jī)上，成像、圖像質(zhì)量大多不會(huì)有影響。 攝像管管徑攝像管管徑像場(chǎng)尺寸像場(chǎng)尺寸1in25.5mm2/3in17mm1/

17、2in13mm1/3in8.5mm1/4in6.5mm像場(chǎng)高度像場(chǎng)高度a9.6mm6.6mm4.8mm3.6mm2.4mm像場(chǎng)寬度像場(chǎng)寬度b12.8mm8.8mm6.4mm4.8mm3.2mm對(duì)角線對(duì)角線16mm11mm8mm6mm4mm第30頁(yè)/共66頁(yè) 鏡頭安裝方式 根據(jù)攝像機(jī)鏡頭與CCD攝像機(jī)成像靶面距離不同：C方式、CS方式 C式安裝座從基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離為17.562毫米，比CS式距離CCD靶面多一個(gè)專用接圈的長(zhǎng)度，CS式距焦點(diǎn)距離為12.5毫米。 攝像機(jī)圖像同步方式 外同步（不同視頻設(shè)備之間用同一同步信號(hào)來(lái)保證視頻信號(hào)的同步）、內(nèi)同步、電壓同步 攝像機(jī)圖像輸出制式 PAL制和NTS

18、C制 供電電源 AC：220V，24V DC：12V，24V第31頁(yè)/共66頁(yè) 3）攝像機(jī)的選用 一般黑白攝像機(jī)要比彩色的靈敏度高，比較適合于光線不足的地方。 如果使用的目的只是監(jiān)視景物的位置和移動(dòng)情況，可采用黑白攝像機(jī)；如果要分辨被攝物體的細(xì)節(jié)，則用彩色的好。 CCD芯片的尺寸 CCD成像尺寸越小，攝像機(jī)體積越小 相同光學(xué)鏡頭下，成像尺寸越大，視場(chǎng)角越大 分辨率選擇 一般監(jiān)視場(chǎng)合，用400線左右的黑白攝像機(jī)就可以滿足要求，對(duì)于特殊場(chǎng)合，用600線的攝像機(jī)能得到更清晰的圖像。第32頁(yè)/共66頁(yè) 成像靈敏度 電子快門 電子快門的時(shí)間在1/501/100000s之間，攝像機(jī)的電子快門一般設(shè)置為自動(dòng)

19、電子快門方式，可根據(jù)環(huán)境的亮暗自動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間，得到更清晰的圖像。有些攝像機(jī)允許用戶自行手動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間，以適應(yīng)某些特殊場(chǎng)合。 外同步與外觸發(fā) 為保證外同步時(shí)用戶從指定時(shí)刻得到完整的連續(xù)的一幀圖像，必須使用特殊的具有外觸發(fā)功能的攝像機(jī)。 光譜響應(yīng)特性 CCD對(duì)近紅外比較敏感，夜間隱蔽監(jiān)視時(shí)，可以哦那個(gè)近紅外等照明，人眼看不起環(huán)境情況，但監(jiān)視器上卻可以清晰成像。 鏡頭安裝方式第33頁(yè)/共66頁(yè) 4）攝像機(jī)的評(píng)價(jià) 攝像機(jī)的評(píng)價(jià)是電視測(cè)量的主要內(nèi)容，主要從技術(shù)上對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)量，給出客觀的評(píng)價(jià)，從工程應(yīng)用的角度對(duì)攝像機(jī)評(píng)價(jià)主要從性能、適用性、環(huán)境適應(yīng)性以及經(jīng)濟(jì)性等方面作綜合的評(píng)價(jià)。 攝像機(jī)的基

20、本特性和特征 電視制式 適用電源 攝像性能的定性說(shuō)明 攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)特征描述 攝像機(jī)關(guān)鍵器件指標(biāo)第34頁(yè)/共66頁(yè) 攝像機(jī)的主要功能及外設(shè)的接口 環(huán)境適應(yīng)性 攝像機(jī)氣候環(huán)境、機(jī)械環(huán)境、電磁適應(yīng)環(huán)境 攝像機(jī)的主要指標(biāo) 視頻輸出 水平分辨率 灰度鑒別等級(jí)（灰度等級(jí)） 視頻信噪比（S/N） 最低可用照度 幾何失真 彩色還原性第35頁(yè)/共66頁(yè) 5）攝像機(jī)配套設(shè)備 攝像機(jī)的配套（外圍）設(shè)備的主要作用有： 實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的基本功能 擴(kuò)展攝像機(jī)的功能 擴(kuò)大攝像機(jī)的應(yīng)用范圍第36頁(yè)/共66頁(yè) 2、鏡頭 鏡頭有各種規(guī)格和型號(hào)可供靈活選擇和使用。 按光圈調(diào)整方式：手動(dòng)光圈鏡頭、自動(dòng)光圈鏡頭 按焦距尺寸是否可變：定焦距

21、鏡頭、變焦距鏡頭 按鏡頭聚焦可：手動(dòng)聚焦鏡頭、自動(dòng)聚焦鏡頭 按焦距尺寸或視場(chǎng)角大?。?標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角30左右，使用范圍較廣 遠(yuǎn)攝鏡頭：視角20以內(nèi)，可在遠(yuǎn)距離情況下拍攝 廣角鏡頭：視角90以上，觀察范圍較大，近處圖像有變形 超廣角鏡頭：視角90以上，觀察范圍更大第37頁(yè)/共66頁(yè) 從鏡頭焦距上分： 短焦距鏡頭 入射角較寬，可提供一個(gè)較寬廣的視野 中焦距鏡頭 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，焦距的長(zhǎng)度視CCD尺寸而定 長(zhǎng)焦距鏡頭 入射角較窄，僅能提供狹窄視景，適用于長(zhǎng)距離監(jiān)視 變焦距鏡頭 通常為電動(dòng)式，可作廣角、標(biāo)準(zhǔn)或望遠(yuǎn)鏡等鏡頭使用 按鏡頭參數(shù)可調(diào)整的項(xiàng)目分： 三可變鏡頭 光圈、聚焦、焦距人為控制 兩可變鏡頭 自動(dòng)

22、光圈，聚焦、焦距人為控制 一可變鏡頭 自動(dòng)光圈，自動(dòng)聚焦，僅焦距人為可控第38頁(yè)/共66頁(yè) 按性能區(qū)分有：固定焦距鏡頭、電動(dòng)變焦鏡頭、電動(dòng)光圈、電動(dòng)聚焦、電動(dòng)變焦鏡頭等。 按外形區(qū)分有：普通鏡頭、針孔鏡頭、廣角鏡頭等。 按照配合攝像機(jī)靶面規(guī)格區(qū)分有：2.54cm（1”）鏡頭、 1.69cm（2/3”）鏡頭、 1.72cm（1/2”）鏡頭、 0.847cm（1/3”）鏡頭、 0.635cm（1/4”）鏡頭 鏡頭的選用應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的需要和攝像機(jī)規(guī)格型號(hào)等進(jìn)行選擇。第39頁(yè)/共66頁(yè) 攝像機(jī)鏡頭的幾個(gè)名詞術(shù)語(yǔ) 光圈（IRIS）：光圈大，則進(jìn)入攝像機(jī)的光通量大，圖像亮。光圈減小時(shí)，進(jìn)入攝像機(jī)的光通量

23、小，圖像暗?？筛鶕?jù)觀測(cè)的需要，通過(guò)改變光圈的大小調(diào)整顯示畫面圖像的明亮程度。 聚焦（FOCUS）：對(duì)攝像機(jī)觀測(cè)圖像進(jìn)行聚焦，聚焦近時(shí)，對(duì)近處觀測(cè)目標(biāo)聚焦，聚焦遠(yuǎn)時(shí)，對(duì)遠(yuǎn)處觀測(cè)目標(biāo)聚焦。 變焦（ZOOM）：改變鏡頭焦距的大小，也稱“變倍”。變焦小時(shí)，焦距短，視場(chǎng)角大；變焦大時(shí)，焦距變長(zhǎng)，視場(chǎng)角變小。第40頁(yè)/共66頁(yè) 選擇鏡頭的技術(shù)指標(biāo)： 1）鏡頭成像尺寸 應(yīng)與攝像機(jī)CCD靶面尺寸一致 2）鏡頭分辨率 描述鏡頭成像質(zhì)量的內(nèi)在指標(biāo)，鏡頭的空間分辨率，以每毫米能夠分辨的黑白條紋數(shù)為計(jì)量單位。 攝像機(jī)的靶面越小，對(duì)鏡頭的分辨率越高。畫幅格式的高度鏡頭分辨率180N第41頁(yè)/共66頁(yè) 3）鏡頭焦距 鏡頭

24、焦距是透鏡中心或其第二屏幕到圖像聚集點(diǎn)處的距離，單位一般為毫米或英寸。被攝物體的大小、距離與焦距成特定的關(guān)系。 設(shè)被攝物體的高度和寬度分別為H、W，被攝物體與鏡頭間的距離為D，鏡頭的焦距為f。靶面成像的高度和寬度分別為h、w，則覆蓋景物鏡頭的焦距可用下面公式表示。WDwHDhf第42頁(yè)/共66頁(yè) 鏡頭的焦距用于決定攝像機(jī)的觀測(cè)視角，根據(jù)不同需求，使用不同焦距的鏡頭以得到最佳視角。鏡頭焦距分定焦距和變焦距兩種。 （1）定焦距：焦距固定不變，可分為有光圈和無(wú)光圈兩種。 有光圈：鏡頭光圈的大小可以調(diào)節(jié)。人為手動(dòng)調(diào)節(jié)光圈的成為手動(dòng)光圈；鏡頭自帶微型電機(jī)自動(dòng)調(diào)整光圈的成為自動(dòng)光圈。 無(wú)光圈：即定光圈，其

25、通光量是固定不變的。 （2）變焦距：焦距可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，使被攝物體的圖像放大或縮小。 常用的變焦鏡頭為六倍、十六倍變焦。第43頁(yè)/共66頁(yè) 4）視場(chǎng)角 視場(chǎng)角是指攝像機(jī)水平視覺(jué)度數(shù)及垂直視覺(jué)度數(shù)。 鏡頭視場(chǎng)角隨鏡頭焦距及攝像機(jī)規(guī)格大小而變化，其與攝像機(jī)CCD靶面尺寸hv及鏡頭焦距f之間有如下關(guān)系： 水平視覺(jué)度數(shù)=2arctan（h/2f） 垂直視覺(jué)度數(shù)=2arctan（v/2f） 首先根據(jù)攝像機(jī)到被攝監(jiān)控目標(biāo)的距離，選擇鏡頭的焦距，鏡頭焦距確定后，則由攝像機(jī)靶面決定視野。第44頁(yè)/共66頁(yè) 5）光圈和通光量 光圈可用來(lái)控制通過(guò)鏡頭的光線的多少，鏡頭光圈的數(shù)量指標(biāo)一般用通光量來(lái)表示。 鏡頭

26、的通光量以鏡頭的焦距和通光孔徑的比值來(lái)衡量，以F為標(biāo)記，F(xiàn)取值以鏡頭的焦距和通光孔徑d的比值來(lái)衡量。 F=f/d 每個(gè)鏡頭上都標(biāo)有其最大的F值，通光量與F值的平方成反比關(guān)系，F(xiàn)值越小，光圈越大。 應(yīng)根據(jù)被監(jiān)控部分的光線變化程度來(lái)選擇用手動(dòng)光圈還是自動(dòng)光圈鏡頭。第45頁(yè)/共66頁(yè) 6）相對(duì)孔徑 假定光圈的有效孔徑為d，由于光線折射的關(guān)系，鏡頭實(shí)際的有效孔徑D比d大，D與焦距f之比定義為相對(duì)孔徑A，即A=D/f。 鏡頭的相對(duì)孔徑?jīng)Q定被攝像的照度，像的照度與鏡頭的相對(duì)孔徑的平方成正比，一般習(xí)慣上用F=f/D，即相對(duì)光徑的倒數(shù)來(lái)表示鏡頭光圈的大小。 常用F=1.4 F值越小，光圈越大，到達(dá)ccd芯片的

27、光通量越大。所以在焦距f相同的情況下，F(xiàn)值越小，表示鏡頭曝光特性越好。第46頁(yè)/共66頁(yè) 鏡頭的選用 1）手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的選用 取決于使用環(huán)境的照度是否恒定。自動(dòng)光圈用于被照物光線變化較多的場(chǎng)合，手動(dòng)光圈用于被照物光線穩(wěn)定的場(chǎng)合。 2）定焦、變焦鏡頭的選用 應(yīng)依據(jù)攝像機(jī)到被監(jiān)視目標(biāo)的距離，來(lái)選擇定焦鏡頭的焦距。選擇變焦鏡頭的原則是鏡頭的規(guī)格不應(yīng)小于攝像機(jī)的規(guī)格，一般應(yīng)視攝像機(jī)CCD尺寸而定。 3）鏡頭安裝方式的選擇 C型安裝的攝像機(jī)可以使用CS型鏡頭，但CS型安裝的攝像機(jī)不可以使用C型鏡頭。 4）非球面鏡頭的選擇第47頁(yè)/共66頁(yè) 3、云臺(tái)（回轉(zhuǎn)臺(tái)SCANNER;PAN/TILT） 云臺(tái)是

28、承載攝像機(jī)及鏡頭、防護(hù)罩等一起依水平方向和垂直方向運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)攝取不同方向和角度圖像的一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置。 攝像機(jī)安裝于云臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)或俯仰等多個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，滿足對(duì)特定監(jiān)視目標(biāo)的快速定位，或者是對(duì)大范圍監(jiān)控環(huán)境的全景觀察，從而提高攝像機(jī)的使用價(jià)值。 固定云臺(tái)適用于監(jiān)視范圍不大的情況。 電動(dòng)云臺(tái)適用于對(duì)大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。第48頁(yè)/共66頁(yè) 按安裝部分劃分 室內(nèi)云臺(tái) 室外云臺(tái) 按負(fù)載的能力劃分 輕載云臺(tái) 中載云臺(tái) 重載云臺(tái) 防爆云臺(tái) 按使用電壓劃分 AC220/24V DCn按運(yùn)動(dòng)方向劃分n 水平旋轉(zhuǎn)云臺(tái)n 全方位云臺(tái)n按回轉(zhuǎn)范圍劃分n 水平旋轉(zhuǎn)：0355n 3

29、60 全方位n 垂直俯、仰均為90 n按旋轉(zhuǎn)速度劃分：n 恒速云臺(tái)n 可變速云臺(tái)第49頁(yè)/共66頁(yè) 4、防護(hù)罩 保證攝像機(jī)和鏡頭有良好的工作環(huán)境的輔助性防護(hù)裝置。 室內(nèi)用防護(hù)罩，以裝飾性、隱蔽性和防塵為主要目標(biāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。 室外用防護(hù)罩，一般為全天候防護(hù)罩。 5、固定支架 支架是固定云臺(tái)及攝像機(jī)、防護(hù)罩的安裝部件。 天花板頂基支架 墻壁安裝支架 墻角支架第50頁(yè)/共66頁(yè) 6、視頻監(jiān)視器 監(jiān)視器（monitor）是用于顯示攝像機(jī)所觀測(cè)影像的顯示裝置。 監(jiān)視器也有分辨率，用線數(shù)表示，實(shí)際使用時(shí)一般要求監(jiān)視器的線數(shù)要與攝像機(jī)匹配。 （1）監(jiān)視器的類型應(yīng)與前端攝像機(jī)類型基本匹配 （2）監(jiān)視

30、器的掃描制式 （3）監(jiān)視器屏幕大小的選擇，應(yīng)與視頻圖像相匹配第51頁(yè)/共66頁(yè) 7、多畫面分割器（DQAD,MULTIPLEX） 將若干臺(tái)攝像機(jī)輸出圖像顯示于同一個(gè)監(jiān)視器屏幕上，實(shí)現(xiàn)圖像分割或畫中畫功能的裝置。 常用的畫面分割器分為四畫面、九畫面和十六畫面。 （1）全壓縮圖像，數(shù)字化處理彩色/黑白圖像。 （2）四路（九路、十六路）視頻輸入并帶有四路（九路、十六路）的環(huán)接輸出，可順序切換或獨(dú)立切換輸出。 （3）高解像度和實(shí)時(shí)更新率。 （4）有報(bào)警輸入/輸出接口，可以報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。第52頁(yè)/共66頁(yè) 8、視頻分配器 將一路視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成多路信號(hào)，將一個(gè)影像信號(hào)分配給多個(gè)接收源，輸送到多個(gè)顯示與控制

31、設(shè)備。 9、視頻放大器 10、解碼器 對(duì)云臺(tái)和鏡頭的控制，一般由主機(jī)經(jīng)傳輸線送至解碼/驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)行譯碼后再執(zhí)行控制動(dòng)作。 解碼器一般安裝在配有云臺(tái)及電動(dòng)鏡頭的攝像機(jī)附近，有多芯控制電纜直接與云臺(tái)及電動(dòng)鏡頭相連，另有通信線與監(jiān)控室內(nèi)的系統(tǒng)主機(jī)相連。第53頁(yè)/共66頁(yè) 11、通信轉(zhuǎn)換器 12、視頻電纜及連接器 SYV-75-3 SYV-75-5 傳輸距離約300500m SYV-75-7 SYV-75-9 SYV-75-12 可達(dá)1km以上 13、音頻電纜及連接器 RVVP-2/0.3 RVVP-2/0.5 14、通信電纜 RVVP-2/0.15 RVVP-2/0.3 15、控制電纜 RVV-6/

32、0.2 RVV-10/0.12 RVV-10/0.5 RVV-10/0.75第54頁(yè)/共66頁(yè)系統(tǒng)主控設(shè)備 1、錄像機(jī)（VIDEO RECORDER，VCR） 是閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中的記錄和重放裝置，有多種不同的錄制模式，一般為：收到報(bào)警信號(hào)后，錄像機(jī)自動(dòng)進(jìn)入連續(xù)錄像狀態(tài)，在無(wú)報(bào)警情況下，恢復(fù)正常間歇錄像模式。 按視頻圖像存儲(chǔ)格式不同，錄像機(jī)分模擬錄像機(jī)和數(shù)字錄像機(jī)兩種。 遙控功能 字符信號(hào)發(fā)生器，可根據(jù)需要在圖像信號(hào)上添加字符。第55頁(yè)/共66頁(yè) 2、硬盤錄像機(jī)（DVR） 硬盤錄像機(jī)是一種數(shù)字錄像機(jī)（DIGITAL VIEDO RECORDER，DVR），基本功能是將模擬的音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)镴P

33、EG、MPEG等數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在硬盤上，并提供與錄制、播放和管理節(jié)目相對(duì)應(yīng)的功能。 按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為：基于PC構(gòu)架的PC式DVR 脫離PC架構(gòu)的嵌入式DVR 3、硬盤錄像卡 實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)變化和壓縮第56頁(yè)/共66頁(yè) 4、視頻切換器（SWITCHER） 選擇視頻圖像信號(hào)的設(shè)備。將幾路視頻信號(hào)輸入，通過(guò)對(duì)其控制，選擇其中一路視頻信號(hào)輸出。 切換器的輸入端分為2、4、6、8、12、16路，輸出端分為單路和雙路，而且還可以同步切換音頻。 （1）切換比例 （2）隔離度 （3）微分增益DG和微分相位DP （4）輸入電平與輸出電平第57頁(yè)/共66頁(yè) 5、矩陣切換器 使單臺(tái)監(jiān)視器（錄像機(jī)）能夠很方便地輪換顯示（記錄）多個(gè)攝像機(jī)攝取的圖像（產(chǎn)生的視頻信號(hào)）； 單個(gè)攝像機(jī)攝取的圖像可同時(shí)送到多臺(tái)監(jiān)視器上顯示（錄像機(jī)上進(jìn)行記錄）； 同時(shí)處理多路控制指令，共多個(gè)使用者同時(shí)使用系統(tǒng)。 6、監(jiān)控主機(jī) 實(shí)現(xiàn)多路音/視頻信號(hào)的選擇切換，并在視頻信號(hào)上疊加時(shí)間、日期、視頻輸入號(hào)及標(biāo)題、監(jiān)視狀態(tài)等信息，通過(guò)通信線對(duì)指定地址的前端設(shè)備進(jìn)行控制。 7、控制臺(tái) 主控制臺(tái)（總控制臺(tái)）、副控制臺(tái)（操作鍵盤）第58頁(yè)/共66頁(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)原則 規(guī)范性 實(shí)用性 先進(jìn)性 互換性 準(zhǔn)確性 完整性 聯(lián)動(dòng)兼容性第59頁(yè)/共66頁(yè) 2、系統(tǒng)功能要求 （1）探測(cè)及圖像信號(hào)采集 （2）控制