监控系统概述(培训教程)

电视监控系统

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教

程

第一部分电视监控系统概述

电视监控系统是将现场的视频及音频信号采集下来通过传输媒体传输到监控中心实现监视、监听、记录及控制等功能的一套综合性系统。从而实现安全防范、管理、教学、现场监测、视话会议等多方面功能。

一、电视监控系统基本构成

电视监控系统主要由：前端系统、传输系统和终端系统这三大部分组成。

（一）、系统框图

（二）、前端系统

电视监控的前端系统主要是将所需要的现场的图象和音声采集摄取下来转变成电信号以传到监控中心。

其主要由：1、摄像机2、镜头3、云台4、防护罩5、支架6、监听头7、射灯及红外灯8、解码器等产品相互结合而构成。

1、摄像机

摄像机是将图象信号即光信号转换成电信号的设备。摄像机根据光信号转换成电信号所采取的技术不同可分为：（1）、CCD摄像机。（2）、COMS摄像机。（3）、摄像管摄像机。目前监控行业广泛采用的是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摄像机的工作方式是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摄像机的基本参数：

（1）、CCD芯片的尺寸

CCD的成像尺寸常用的有1/2寸、1/3寸、1/4寸等，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些，其成本越低。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大，最低照度越低。芯片规格成像面大小(宽X 高) 对角线 1/2寸6.4x4.8mm对角线8mm，1/3寸4.8x3.6mm对角线6mm，1/4寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm。

（2）、分辨率：

评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600线，彩色为330-480线，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。

（3）、成像灵敏度即最低照度：

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0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。

0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于 3.4Lux/F1.。参考环境照度：夏日阳光下

100000Lux，阴天室外 10000Lux，电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux，室内日光灯 100Lux，黄昏室内 10Lux，20cm处烛光 10-15Lux，夜间路灯 0.1Lux。

（4）、供电电压

国内所使用的CCD摄像机主要有交流220V、交流24V、直流12V。（5）、电子快门

电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合。

CCD摄像机大致可分为下列几大类：

（1）、依成像色彩划分

(A)彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。

(B)黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。

（2）、依摄像机分辨率划分

(A)影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的低档型。

(B)影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型

(C)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，600线以上的高分辨率。

（3）、依摄像机灵敏度划分

(A) 普通摄像机：正常工作所需照度彩色为0.3-3 Lux,黑白为

0.3-0.03 Lux。

(B) 底照度摄像机：正常工作所需照度为0.03-0.001 Lux左右

(C) 微光摄像机：正常工作所需照度为0.0005 Lux以下

(D)红外照明摄像机：原则上可以为零照度即0 Lux，采用红外光源成像。

（4）、按摄像元件的CCD靶面的大小划分

(A)l寸靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm

(B)2/3寸靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm

(C)1/2寸靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm

(D)1/3寸靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm

(E)1/4寸靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm

(F)1/5in正在开发之中，尚未推出正式产品

（5）、按摄像机的功能来分

(A)普通摄像机

(B)低照度摄像机

(C)一体化摄像机

(D)半球型摄像机

(E)板机

(F)针孔摄像机

(G)智能球

(H)网络型摄像机

此外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分，还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机结构区分。

2、镜头

镜头是同摄像机配套使用的，镜头的种类也比较多。

（1）以镜头的焦距、光圈分类：

（A）、定焦镜头：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。

(a)有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。

手动光圈镜头：人为手工调节光圈的，称为手动光圈；

自动光圈镜头：自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。

(b)无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。

（B）变焦镜头：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。根据调整方式可分为手动和电动两种方式。

常用的电动变焦镜头为六倍、十倍、十六倍、二十倍变焦。根据光圈控制方式可分为：

三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。

二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。

（2）、根据应用场合分类：

（A）、广角镜头：视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。