安全防范系统-视频监控系统

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DSP
光 CCD感光器 CCD驱动 A/D转换 图像处理 微处理 D/A转换
视频输出
[CCD补充知识]
CCD芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造,市场上大部 分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、富士等公司生产的芯片,现在韩国三星 等也有能力生产,但质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得 途径不同等原因,造成CCD采集效果也大不相同。 CCD分类: 1、依成像色彩划分 彩色 黑白 2、依分辨率灵敏度等划分 一般型 高分辨率型 3、按CCD靶面大小划分 1/2 1/3 1/4 4、按扫描制式划分 PAL NTSC 5、依供电电源分 110V/AC 220V/AC 12V/DC 24V/AC 6、按同步方式划分 外同步 内同步 7、按照度划分 普通型 月光型 星光型 红外型 CCD尺寸: 1 英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。 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。
摄像机分类
按色彩分类:分为彩色和黑白摄像机,一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高, 比较适合用于光线不足的地方,如果使用的目的只是监视景物的位置和移动, 可采用黑白摄像机;如果要分辨被摄像物体的细节,比如分辨衣服和景物的 颜色,则采用彩色的比较好。 按感光器件分类:分为CMOS、CCD、和3CCD三种。CMOS影像传感器和 CCD一样是在摄像机中可记录光线变化的半导体。在两种图像传感器中, CCD是较早获得应用的,其技术成熟度也较高,目前模拟监控摄像机大多数 情况下采用CCD芯片。3CCD即一台摄像机使用了三片CCD,3CCD摄像机的 价格贵很多,同时镜头尺寸也较大,目前只有对成像分辨率要求很高的视频 监控领域才有应用。在我国视频监控摄像机市场中,CCD市场主要被SONY、 夏普等国际知名感光器件提供商占领。 按云台运动方式分类:分为枪式摄像机、半球摄像机、快球摄像机等。快球 摄像机的特点是监控面广,同时转速比较快,主要用于高速跟踪可疑人员, 能够及时地跟踪到位;半球摄像机主要用于电梯、有吊顶光线变化不大的室 内应用场合;枪式摄像机属于传统摄像机,可以应用于室内外任何场合,但 不大适合监控或者安装范围较小的场合。
安防基础知识
安全防范系统(SPS)
security & protection system 是以维护社会公共安全为目的,运用安全防范产品和其它 相关产品所构成的入侵报警系统、视频监控系统、出入口 控制系统、防爆安全检查系统等;或由这些系统为子系统 组合或集成的电子系统或网络。
安防实现方式
人防
物防
2.
3.
CCD摄像机的结构组成 摄像机主要由镜头、CCD图像传感器、主机芯及外壳四大部分 组成 。
CCD
主芯片
镜头
外壳
CCD摄像机原理
前端采用隔行扫描CCD感光器, 将不同强度的光信号转换 成不同强度的模拟电信号,接着由DSP先进行A/D转换为数 字信号,然后做色彩与白平衡等处理,最后DSP将数字信 号做A/D转换并调制成PAL/NTSC制式电视标准模拟视频信 号输出。
摄像机参数
像素 像素指的是摄像机 CCD 传感器的最大像素数,有些给出了水平垂直方向的像 素数,如 500H × 582V ,有些则给出了前两者的等待乘积值,如 30 万像素。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,因而由 该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。 分辨率 分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数,指 的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时 ,在监视器(应比摄像机的分辨率高)上能够看 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再能分辨出黑白相间的 线条。分辨率的测试通常是用摄像机去拍摄分辨 率测试卡,并通过波形监视器来读取数据的,一 般将水平方向的解析度表示为摄像机的清晰度, 单位为电视线(TVLine)。

摄像机 摄像机镜头 摄像机防护罩 旋转云台 解码器 安装支架 以及其他配套功能设备
监控摄像机是用在安防方面的专业摄像机,它的像素 和分辨率比电脑的视频头要高但是赶不上专业的数码 相机或dv,并且监控摄像机只是一个单一的视频捕捉 设Βιβλιοθήκη ,不具备数据保存功能。1.
什么是CCD摄像机? CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体 成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优 点。 CCD摄像机的工作方式 被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,CCD根据光的强弱积累相应 比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放 大处理后,形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便 可以看到与原始图像相同的视频图像。 CCD芯片的尺寸 CCD的成像尺寸常用的有1/4”、1/3”等,成像尺寸越小的摄像机的体积可 以做得更小些。在相同的光学镜头下,成像尺寸越大,视场角越大。芯片规格用 成像面大小(宽X高)对角线长度来表示 。
模拟监控系统
主要是基于模拟信号的传输的一整套系统,由于科学技 术的进步,模拟信号也可以转变为数字信号进行传输, 在这一时期比较具有代表性的产品是DVR,虽然基于DVR 模拟监控技术成熟,模拟监控的画面清晰度和安全可靠 性都得到行业认可,但是因为它只适合于小范围的监控, 传输布线麻烦等局限性、加上数字技术的发展,近年来, 视频监控逐步走向数字化和网络化。 纯模拟视频监控系统通常由摄像机等前端设备、传 输系统和主控显示记录设备三大部分组成。
常用术语
AGC (Automatic Gain Control) 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。具有AGC功能的摄像机,在低照度时 的灵敏度会有所提高,但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时 放大的缘故。
视频分辨率简介 CIF是常用的标准化图像格式(Common Intermediate Format)。 在H.323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率。CIF = 352×288像素 QCIF全称Quarter common intermediate format。QCIF也是常用 的标准化图像格式。在H.323中,规定QCIF = 176×144像素。 D1是数字电视系统显示格式的标准,是5种规格中的第一级。 D1:480i格式(525i):720×480(水平480线,隔行扫描),和 NTSC模拟电视清晰度相同,行频为15.25kHz,相当于我们所说的 4CIF(720×576) 目前监控行业中主要使用Qcif(176×144)、CIF(352×288)、 HALF D1(704×288)、D1(704×576)等几种分辨率。
最低照度 照度(Luminosity)指物体被照亮的程度,采用单位面积所接受的光通量来表示,表 示单位为勒克斯(Lux,lx) ,即1m/m2。1勒克斯等于1流明(lumen,lm)的光通量均匀分 布于1m2 面积上的光照度。 最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到 某一规定值时的景物光亮度值。一般彩色摄像机的最低照度为2~3LUX, 照度的测定 是以在一定的镜头光圈系数为前提,因此,不能只看摄像机说明书中标明的最低照度, 应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小。最低照度越小,摄像机档次越高。相 对于彩色摄像机而言,黑白摄像机由于没有色度处理而只对光线的强弱(亮度)信号 敏感,所以黑白摄像机的照度比彩色摄像机照度要低,一般可做到0.1LUX在F1.4时, 至于微光摄像机则更低。 通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度,黑白摄像机的灵敏度大约是0.020.5Lux(勒克斯),彩色摄像机多在1Lux以上。 参考环境照度: 室外 室内 晴天 30000~300000 电视台演播室 1000 阴天 3000 距60W台灯60cm桌面 300 日出日落 300 室内日光灯 100 月圆 0.3~0.03 黄昏室内 10 星光 0.0002~0.00002 20cm处烛光 10-15 阴暗夜晚 0.003~0.0007 夜间路灯0.1
信噪比 信噪比也是摄像机的一个主要参数。当摄像机摄取较亮场景时,监视器显示的 画面通常比较明快,观察者不易看出画面中的干扰噪点;而当摄像机摄取较暗的 场景时,监视器显示的画面就比较昏暗,观察者此时很容易看到画面中雪花状的 干扰噪点。干扰噪点的强弱(也即干扰噪点对画面的影响程度)与摄像机信噪比 指标的好坏有直接关系,即摄像机的信噪比越高,干扰噪点对画面的影响就越小。 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,单位用 dB 表示。 一般摄像机给出的信噪比值均是在 AGC (自动增益控制)关闭时的值,因 为当 AGC 接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。 CCD 摄 像机信噪比的典型值一般为 45dB~55dB 。测量信噪比参数时,应使用视频杂波 测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。
AWB (Automatic White Balance) 自动白平衡 其用途是实现摄像机图像能精确反映景物状况,有分为连续白平衡和自动控制白平 衡。连续白平衡也称为自动跟踪白平衡(Automatic Tracking White balance, ATW),是随着景物色彩温度的改变而连续地调整,范围为2800~6000K。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宜的,使色彩表现自然,但对 于景物中很少甚至没有白色时,如场景大部分是蓝天白云或夕阳等高色温物体及场景 比较昏暗的场合下,连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。自动控制白平衡( Automatic White balance Control,AWC),需要先将摄象机对准诸如白墙、白 纸等白色参考目标,然后将通过菜单或开关设置从手动改变为自动方式,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2300~10000K,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。
技防
常见的安防系统主要包括:

闭路监控系统 防盗报警系统 楼宇对讲系统 停车场管理系统 小区一卡通系统 红外周界报警系统

电子围栏 巡更系统 考勤门禁系统 安防机房系统 电子考场系统 智能门锁等等… …
闭路监控系统(CCTV)
closed-circuit television 闭路电视监控系统是一个跨行业的综合性保安系统,该系 统运用了世界上最先进的传感技术、监控摄像技术、通讯 技术和计算机技术,组成一个多功能全方位监控的高智能 化的处理系统。闭路电视监控系统因其能给人最直接的视 觉、听觉感受,以及对被监控对象的可视性、实时性及客 观性的记录,因而已成为当前安全防范领域的主要手段, 被广泛推广应用。
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