视频监控系统教程

视频监控系统教程

第一章：视频监控系统组成

典型的闭路监控系统主要由摄像机部分、传输部分、控制与记录部分以及显示部分四

大块组成。

摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。在被监视场所面积较大时，在摄像机上加装变焦距镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；还可把摄像机安装

在电动云台上，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖

的角度更大。

在某些情况下，特别是在室外应用的情况下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对

摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。

传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像、声音信号。同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台等进行控制，因而在传

输系统中还包含有控制信号的传输。

在传输方式上，近距离一般采用视频线传输，不超过一两公里的距离一般采用双绞线

传输，更远的距离则可采用光纤传输。对于远距离传输，还需配备视频信号放大、图像信

号的较正与补偿设备。

控制与记录部分负责对摄像机及其辅助部件（如镜头、云台）的控制，并对图像、声

音信号的进行记录。目前硬盘录象机的技术发展得较完善，它不但可以记录图像和声音，

而且还包含了画面分割切换、云台镜头控制等功能，基本上取代了以往使用的画面切换器、画面分割器、云台控制器、镜头控制器等产品。如果客户要求能对云台、镜头（特别是高

速球）进行非常方便的控制，则可以加配控制键盘。

显示部分一般由几台或多台监视器组成。在摄像机数量不是很多，要求不是很高的情况下，一般直接将监视器接在硬盘录象机上即可。如果摄像机数量很多，并要求多台监视器对画

面进行复杂的切换显示，则须配备“矩阵”来实现。

专用监视器价格较贵，为了节省开支，也可用普通电视机替代。

第二章：摄像机的主要参数

在监控系统中选择摄像机，一般要看几个主要的参数，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外还要考虑摄像机的附带功能及价格和今后服务等因素。以下对摄像机的几个主要

参数作一介绍。

A 、 CCD 尺寸及像素数：CCD 尺寸指的是 CCD 图像传感器感光面的对角线尺寸，用于

电视监控摄像机的 CCD 尺寸以 1/ 4in 、 1/ 3in 为主流。像素数指的是摄像机 CCD 传

感器的最大像素数，有些给出了水平及垂直方向的像素数，如 500H*582V ，有些则组出

了前两者的乘积值，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。例如，在电视监

控摄像机中使用的 CCD 传感器的像素有的已达到 48 万像素。

B 、分辨率：分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它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能再辨出黑白相间的线条。工业监

视用摄像机的分辨率通常在 380~480 线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到 700 线左右。

C 、低照度：低照度指的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。测定此参数时，还应特别注明镜头的最大相对

孔径。例如，使用 F1.2 的镜头，当被景物的光亮度值低到 0.04lx 时，摄像机输出的视

频信号幅值为最大幅值的 50% ，即达到 350mV （标准视频信号最大幅起来 700mV ），

则称此摄像机的最低照度为 0.04lx/F1.2 。被摄景物的光亮度值再低，摄像要输出的视

频信号的幅值就达不到 350mV 了，反映在监视器的屏幕上，将是一屏很难分辨出层次的、灰暗的图像。

D 、信噪比及伽玛校正系数：信噪比也是摄像机的一个主要参数。其基本定义是信号对

于噪声的比值乘以 20log ，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

摄像机的信噪比的典型值一般为 45~55dB 。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。伽玛校正系数前面提到的γ值，其典型值为γ

=0.45 。现行摄像机大都采用了固定的γ值。

CCD 摄像机的附带功能

除了上述介绍的基本参数外，各品牌的摄像机大都还有一些附带的功能，如自动光圈接口、电子快门、自动增益控制、逆光补偿、线锁定同步及外同步等，下面简要介绍一下。

A 、电动光圈接口：目前在市场上见到的标准 CCD 摄像机大都带有驱动自动光圈镜头的

接口，其中有些只提供一种驱动方式（通常为视频驱动方式），也就是说，它只能配接

VD 型的自动光圈镜头，有些则可同时提供两种驱动方式（视频驱动和直流驱动）供用户

选择，因此，它可以配接任何自动光圈镜头。这里，视频驱动（ VideoDriver ，简称

VD ）方式是指摄像机将视频信号电平输出到自动光圈镜头的内部，再由其内部的驱动电

路输出控制电压，使镜头光圈调整电动机转动；直流驱动（ DCDriver ，简称 DD ）方式

则是指摄像机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路，可以直接输出直流控制电压到镜头

内的光圈电动机并使其转动，因此，具有直流驱动接口的摄像机的成本就稍许高一些（因

为增加了一部分电路），但所选配的自动光圈镜头则因其内部不含有驱动电路而体积稍小

一些，价格也就低一些。

不同品牌及型号的摄像机所带自动光圈接口的位置及形式是不完全一样。一般摄像机的自

动光圈接口设置在机身的后面板上，但也有一些则设在机身的侧面。图 2-1 示出几种不