安防监控知识大全安防监控的功能

安防监控知识大全安防监控的功能
宽动态摄像机技术是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术。

当在强光源日光、灯具或反光等照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的
区域在图像中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑
暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。

摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗
区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围”。

广义上的“动态范围”是指某一变化的事物可能改变的跨度，即其变化值的最低端极
点到最高端极点之间的区域，此区域的描述一般为最高点与最低点之间的差值。

这是一个
应用非常广泛的概念，在谈及摄像机产品的拍摄图像指标时，一般的“动态范围”是指摄
像机对拍摄场景中景物光照反射的适应能力，具体指亮度反差及色温反差的变化范围。

宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍。

自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。

当摄像机从室内看窗户外面，室内照度为100Lux，而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000/100=100:1。

这个对比使人眼能很
容易地看到，因为人眼能处理1000:1的对比度。

然而以传统的闭路监控摄像机处理它会
有很大的问题，传统摄像机只有3:1的对比性能，它只能选择使用1/60秒的电子快门来
取得室内目标的正确曝光，但是室外的影像会被清除掉全白;或者换种方法，摄像机选择
1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室内的影像会被清除全黑。

这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。

现代化的交通需要现代化的交通管理，为解决城市主要路段和路口的交通拥挤和阻塞
状况，减少事故、违章现象，建立现代化的智能交通指挥控制系统是非常必要的。

同时，
对于提高城市形象，促进城市的文明和发展也有着非常重要的意义。

系统设计的总体目标是：利用道路监控实施交通流量和交通运行监视，对关键路段实施交通实时控制，及时发
现各种异常并采取应急措施，保证道路高速、安全、有效地运行，提高现代生活的交通水平。

根据现在交通监控的实际需要，一般都会在交通路口、车站、商业区、高速公路收费
口等重点部位安装可控摄像机或固定摄像机.本文在分析了道路监控的特殊需求后，主要
针对道路监控摄像机的选型设计提出了一些建议。

白平衡的概念来自摄像机，即使最简易的黑白摄像机也几乎都具有自动白平衡功能。

其实人的眼睛天然具有白平衡功能，当我们看书的时候，在日光灯下也好，在各种不同的
灯光下也好，我们的视觉中都是白纸黑字。

但熟悉黑白摄像机的人们都知道色温这个概念，同样一个胶片，在不同的色温下拍出物体的色彩是不同的。

简单地说白平衡就是无论环境光线如何，仍然把“白”定义为“白”的一种功能。

颜
色实质上就是对光线的解释，在正常光线下看起来是白颜色的东西在不同色温的光线下看
起来就不是白色。

所谓白平衡就是运用计算机技术把不同色温下的白颜色调整正确，从理
论上说白颜色调整正确其它色彩就都准确了。

黑白摄像机的核心部件CCD传感器在输出信
号时进行一定的修正，这种修正就叫做白平衡。

目前市场销售的黑白摄像机几乎都具备自动白平衡功能，较复杂的还可预设诸如灯光、日光灯、日光等选项和手动多种模式控制白平衡。

选购黑白摄像机时，是否具有较好的白
平衡功能应是考虑的问题之一。

当然几乎所有的图像处理软件都可以调整图像的色彩，但
如果你对图象软件不是很熟悉，或者不愿太麻烦去调整，你最好还是选择具有较好的白平
衡功能的摄像机。

白平衡，字面上的理解是白色的平衡。

那什么是白色?这就涉及到一些色彩学的知识，白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成
的视觉反应。

我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的，而这
七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成，当一种光线中的三原色成分比例
相同的时候，习惯上人们称之为消色，黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。

通俗的
理解白色是不含有色彩成份的亮度。

人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、
光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关请参阅《色彩学原理》，举个简单的例子，当有色光照射到消色物体时，物体反射光颜色与入射光颜色相同，既红光照射下白色物体呈红色，两种以上有色光同时照射到消色物体上时，物体颜色呈加
色法效应，如红光和绿光同时照射白色物体，该物体就呈黄色。

当有色光照射到有色物体
上时，物体的颜色呈减色法效应。

如黄色物体在品红光照射下呈现红色，在青色光照射下
呈现绿色，在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。

在了解黑白摄像机白平衡之前还要搞清另一个一个非常重要的概念――色温。

所谓色温，简而言之，就是定量地以开尔文温度K来表示色彩。

英国著名物理学家开尔文认为，
假定某一黑体物质，能够将落在其上的所有热量吸收，而没有损失，同时又能够将热量生
成的能量全部以“光”的形式释放出来的话，它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。

例如，当黑体受到的热力相当于500—550摄氏度时，就会变成暗红色，达到1050-1150
摄氏度时，就变成黄色，温度继续升高会呈现蓝色。

光源的颜色成分是与该黑体所受的热
力温度是相对应的，任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”，这个温度就用来表示某种色光的特性以区别其它，这就是色温。

打铁过程中，黑色
的铁在炉温中逐渐变成红色，这便是黑体理论的最好例子。

色温现象在日常生活中非常普遍，相信人们对它并不陌生。

钨丝灯所发出的光由于色温较低表现为黄色调，不同的路灯
也会发出不同颜色的光，天然气的火焰是蓝色的，原因是色温较高。

万里无云的蓝天的色
温约为10000K，阴天约为7000~9000K，晴天日光直射下的色温约为6000K，日出或日落时的色温约为2000K，烛光的色温约为1000K。

这时我们不难发现一个规律：色温越高，光
色越偏蓝;色温越低则偏红。

某一种色光比其它色光的色温高时，说明该色光比其它色光
偏蓝，反之则偏红;同样，当一种色光比其它色光偏蓝时说明该色光的色温偏高，反之偏低。

由于人眼具有独特的适应性，使我们有的时候不能发现色温的变化。

比如在钨丝灯下
呆久了，并不会觉得钨丝灯下的白纸偏红，如果突然把日光灯改为钨丝灯照明，就会觉查
到白纸的颜色偏红了，但这种感觉也只能够持续一会儿。

摄像机的CCD并不能像人眼那样
具有适应性，所以如果黑白摄像机的色彩调整同景物照明的色温不一致就会发生偏色。

那
么什么是白平衡呢?白平衡就是针对不同色温条件下，通过调整摄像机内部的色彩电路使
拍摄出来的影像抵消偏色，更接近人眼的视觉习惯。

白平衡可以简单地理解为在任意色温
条件下，彩色摄像机镜头所拍摄的标准白色经过电路的调整，使之成像后仍然为白色。

这
是一种经常出现的情况，但不是全部，白平衡其实是通过黑白摄像机内部的电路调整改变蓝、绿、红三个CCD 电平的平衡关系使反射到镜头里的光线都呈现为消色。

如果以偏红的色光来调整白平衡，那么该色光的影像就为消色，而其他色彩的景物就会偏蓝补色关系。

一个大型的、与防盗报警联动运行的电视监控系统，量高、构成复杂的系统。

各种故
障现象虽然都有可能出现，但只要把好所选用的设备和器材的质量关，严格按标准和规范
施工，一般是不会出现大问题的。

即使出现了，只要冷静分析和思考，不盲目地大拆大卸，是会较快解决问题的。

安防监控系统是一门被人们日益重视的新兴专业，就发展看，应用普及越来越广，科
技含量越来越高。

几乎所有高新科技都可促进其发展，尤其是信息时代的来临，更为该专
业发展提供契机。

但就监控业界而言，系统组成一直没得到明确的划分，这使工程商和用
户之间谈到安防监控系统时沟通很不方便。

对于安防监控系统，根据系统各部分功能的不同，我们将整个安防监控系统划分为七层——表现层、控制层、处理层、传输层、执行层、支撑层、采集层。

当然，由于设备集
成化越来越高，对于部分系统而言，某些设备可能会同时以多个层的身份存在于系统中。

表现层
表现层是我们最直观感受到的，它展现了整个安防监控系统的品质。

如监控电视墙、
监视器、高音报警喇叭、报警自动驳接电话等等都属于这一层。

控制层
控制层是整个安防监控系统的核心，它是系统科技水平的最明确体现。

通常我们的控
制方式有两种——模拟控制和数字控制。

模拟控制是早期的控制方式，其控制台通常由控
制器或者模拟控制矩阵构成，适用于小型局部安防监控系统，这种控制方式成本较低，故
障率较小。

但对于中大型安防监控系统而言，这种方式就显得操作复杂且无任何价格优势了，这时我们更为明智的选择应该是数字控制。

数字控制是将工控计算机作为监控系统的
控制核心，它将复杂的模拟控制操作变为简单的鼠标点击操作，将巨大的模拟控制器堆叠
缩小为一个工控计算机，将复杂而数量庞大的控制电缆变为一根串行电话线。

它将中远程
监控变为事实、为Internet远程监控提供可能。

但数字控制也不是那么十全十美，控制
主机的价格十分昂贵、模块浪费的情况、系统可能出现全线崩溃的危机、控制较为滞后等
等问题仍然存在。

处理层
处理层或许该称为音视频处理层，它将有传输层送过来的音视频信号加以分配、放大、分割等等处理，有机的将表现层与控制层加以连接。

音视频分配器、音视频放大器、视频
分割器、音视频切换器等等设备都属于这一层。

传输层
传输层相当于安防监控系统的血脉。

在小型安防监控系统中，我们最常见的传输层设
备是视频线、音频线，对于中远程监控系统而言，我们常使用的是射频线、微波，对于远
程监控而言，我们通常使用Internet这一廉价载体。

值得一提的是，新出现的传输层介质——网线/光纤。

大多数人在数字安防监控上存在一个误区，他们认为控制层使用的数
字控制的安防监控系统就是数字安防监控系统了，其实不然。

纯数字安防监控系统的传输
介质一定是网线或光纤。

信号从采集层出来时，就已经调制成数字信号了，数字信号在已
趋成熟的网络上跑，理论上是无衰减的，这就保证远程监控图像的无损失显示，这是模拟
传输无法比拟的。

当然，高性能的回报也需要高成本的投入，这是纯数字安防监控系统无
法普及最重要的原因之一。

执行层
执行层是我们控制指令的命令对象，在某些时候，它和我们后面所说的支撑层、采集
层不太好截然分开，我们认为受控对象即为执行层设备。

比如：云台、镜头、解码器、球
等等。

支撑层
顾名思义，支撑层是用于后端设备的支撑，保护和支撑采集层、执行层设备。

它包括
支架、防护罩等等辅助设备。

采集层
采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素，也是系统成本开销最大的地方。

它
包括镜头、摄像机、报警传感器等等。

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