弱电工程师培训资料--视频监控系统(PPT)

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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
光缆的结构
光缆是由石英纤芯、石英包层和尼龙覆盖层组 成。 纤芯与包层的光折射率不同。光几乎以与纤芯 和包层界面相平行的角度射入，经界面全反射，沿 纤芯传播，在多次反射中，光的损失很少。衡量光 纤的重要性能指标有损耗和带宽特性。光纤的损耗 主要来自端面反射和界面反射产生的损耗、结构缺 陷损耗和材料本身的损耗。
安防技术基础
第二章 视频探测与监控技术
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本章主要内容



视频监视概述 视频摄象子系统 图象传输子系统 视频显示与输出 主要设备的原理和性能 系统安装与调试
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视频探测与监控技术
是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一 种先进的、防范能力极强的综合系统。它可以通过遥控 摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视 场所的情况；可以把被监视场所的图像内容、声音内容 同时传送到监控中心，使被监视场所的情况一目了然。 同时，电视监视系统还可以与防盗报警等其它安全技术 防范体系联动运行，使防范能力更加强大。
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图象传输子系统
视频基带传输方式
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
视频平衡传输系统
目前，解决远距离视频传输的一种比较好的办 法是采用“视频平衡传输”方式。
摄像机输出的视频信号经发射机转换为一正一 负的差分信号，经双绞线传输至监控中心的接收机， 再重新合成为标准的全电视信号送入控制台中的视 频切换器等设备。这种传输方式不加中继器时，黑 白电视信号最远可传输2000m；彩色电视信号最远 可传输1500m。加中继器时最远可传输20km。
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图象传输子系统
射 频 传 送 方 式
射频传送方式下的传输部件有调制器、射 频放大器、解调器等等，这些器件与有线电视 网用的传输部件基本相同。
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图象传输子系统
光 纤 传 送 方 式
光纤传送方式使用的传输部件有光调制器、 光放大器、光解调器等，与有线电视采用光纤 传输时所用的部件基本相同。光调制器与光解 调器在工程应用上常称作光发送端机与光接收 端机。
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图象传输子系统
远 距 离 传 输 方 式
目前，在远距离视频传送的方式下，还可 以采用平衡式视频传输方式。在摄像机的输出 端加装 “发射机” 装置，将视频信号变为正、 负对称平衡式信号，经传输线传输至监控中心 的控制台后，再经过 “接收机”的装置加以还 原，成为标准的视频信号。 这种传输方式的优点是可以用双绞线进行 传送，如果在线路中间加放大补偿器后，传输 的距离可以很远。黑白电视信号可传送20公里， 彩色信号可传送2公里。
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
光缆传输方式
调频（FM）光缆传输：它可传输多频道高质量 信号，传输距离远。 数字光缆传输： 这种系统无中继噪声积累，无 任何交互调失真，在极长的距离上有很好的图 像质量。但一根光纤只能传输6~8路电视信号。
多路调幅（AM）光缆传输： 它是一种残留边带 调幅光缆传输系统。一般AM光纤可传输40个频 道，且性能/价格比高，发展很快，目前已广泛 应用于有线电视系统中。
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
光缆传输的工作原理
光纤传输系统主要由光发射机、传输光缆和光 接收机组成。光发射机的核心器件是激光二极管， 由前端来的射频信号对激光管的发光强度直接进行 调制。 光发射机一般采用分布反馈式（DFB）激光器。 这是一种单模工作激光器，具有良好的噪声性能、 线性和互调性能，可用多频道AM组合信号直接调 制。 光接收机一般采用光电二极管（PIN-PD）作为 光转换器件。
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
视频基带传输方式
是指从摄像机至控制台之间传输电视图像信号， 这些信号完全是视频信号。
视频传输方式的优点是传输系统简单；在一定 距离范围内，失真小；信噪比低；不必增加调制器、 解调器等附加设备。缺点是传输距离不能太远；一 根电缆只能传送一路电视信号等等。由于电视监控 系统一般摄像机与控制台之间的距离都不是太远， 所以是最常用的一种传输方式。
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
电话电缆传输的优越性
传送距离最远可达60km，这是目前连光缆也 难以轻易达到的水平。 由于线路是对称平衡的，不易受到低频杂波的 干扰。 利用现有的电话电缆，并根据时分法对电缆进 行多路复用，提高电缆的使用效率，降低运行 费用。
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图象传输子系统
在视频监控系统中，主要有两种信号，一是电 视信号，二是控制信号。电视信号是从前端的摄像 机流向控制中心；而控制信号则是从控制中心流向 前端的摄像机、云台等受控对象。流向前端的控制 信号，一般是通过设置在前端的解码器解码后再去 控制摄像机和云台等受控对象的。
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
光缆传输方式
传输容量大： 通过一根光纤可传输几十路以上的电 视信号。 传输质量高： 光纤传输需要相当多的中继放大器， 因而没有噪声和非线性失真迭加。 保密性能好： 适合保密系统使用。同时，光纤传输 不受电磁干扰，适合应用于有强电磁干扰和电磁辐 射的环境中。 敷设方便： 光缆具有细而轻、拐弯半径小、抗腐蚀、 不怕潮、温度系数小、不怕雷击等优点，为光缆的 敷设工程带来了很大的方便。
缺点是：需增加调制器、混合器、线路宽带放大器、 解调器等传输部件，而这些传输部件会带来不同程度的 信号失真，并且会产生交扰调制与相互调制等干扰信号。
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图象传输子系统
射频调制方式
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
光缆传输方式
用光缆代替同轴电缆进行电视信号的传轴，给 视频监控系统增加了高质量、远距离传输的有利条 件，其传输特性和多功能是同轴电缆线所无法比拟 的。先进的传输手段，稳定的性能、高的可靠性和 多功能的信息交换网络还可为以后的“城市报警与 监控系统”奠定良好的基础。
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视频探测与监控技术
特别是多媒体技术的发展以及计算机图像文件处理 技术的发展，使电视监控系统在实现自动跟踪、实时处 理等方面更有了长足发展，从而使电视监控系统在整个 安全技术防范体系中具有举足轻重的地位。 视频监控系统的另一特点是它可以把被监视场所的 图像及声音全部或部分地记录下来，为日后对某些事件 的处理提供了方便条件及重要依据。视频监控系统已成 为安全技术防范体系中不可或缺的重要组成部分。
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图象传输子系统
光缆传输的工作原理
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
光缆模拟射频多路电视信号
该技术是利用射频多频道电视信号直接调制 单模激光器。不加中继放大、均衡等处理，经低 损耗一根单模光纤长距离传送到光检波器。然后 经检波器直接恢复多频道电视射频信号，再经对 应各射频信号的解调器解调出视频全电视信号。
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图象传输子系统
视频平衡传输系统
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
远端切换方式
在视频传输方式下，如果在距离监控中心较远 的某个同一方向相对集中较多台摄像机时，也可以 采取“远端切换方式”。所谓“远端切换方式”， 就是把原来在控制台上进行的切换（视频信号切换 及控制信号切换）移到远端摄像机群附近的地方进 行。可以大大减少传输线路的数量。
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图象传输子系统
电 话 电 缆 平 衡 传 输 方 式
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电话电缆平衡传输方式下的传输部件中， 有些部件的电路组成还是比较复杂的，如发送 中继器、地沟中继器、接收中继器等，此外平 衡中继器的电路组成更为复杂。除了这些部件 外，还有视频变压器，信号检测传感器等
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视频显示与输出
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图象传输子系统
信 号 传源自文库输 方 式
电话电缆传输方式
是利用平衡电缆对的传送方式。在这方面的研究， 我国已有多年历史，已经生产出了这样的设备。但 就其技术水平及应用领域都还未形成具有竞争力的 传输方式，并且还限制在单位内部的电视信号传输 上。早在上世纪70年代国外某些国家就已经商品化 了。 由于这种传输方式在远距离、低成本方面具有优 越性，已被广泛地应用于高速公路的交通监视系统 以各大宾馆、饭店之间的视频服务网中。
系 统 基 本 组 成
显示部分由多台监视器组成。它的功能是将传 送来的图像显示出来。 在电视监控系统中，一般都不是一台监视器对 应一台摄像机进行显示，而是用一台监视器轮流切 换显示。因为被监视场所的情况不可能同时都发生 意外情况，所以平时只要隔一定的时间显示一下即 可。
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图象传输子系统
远 距 离 传 输 方 式
幅频和相频补偿器。这种补偿器一般装在 总控制台上的视频信号输入端口，以补偿传输 过来的视频信号由于传输而造成的高频信号幅 度的衰减和整个信号的相移失真。 如果是传输黑白电视信号，即使传输距离 较远，一般也不必进行相位补偿，但如果是远 距离传输彩色电视信号（视频传输），则必须 加装幅频和相频补偿器，否则会产生严重的信 号失真，特别是色调失真。
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视频摄象子系统
在摄像机安装在电动的(可遥控的)可变 焦距(变倍)镜头，使摄像机所能观察的距离 更远，更清楚；把摄像机安装在电动云台上， 通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机 进行水平和垂直方向的转动，使摄像机能覆 盖更大的角度、面积。
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图象传输子系统
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信号。 目前视频监控系统多半采用视频基带传输方式。 如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采 用射频传输方式或光纤传输方式。对以上这些不同 的传输方式，所使用的传输部件及传输线路都有较 大的不同。传输部分的好坏将影响到整个系统的质 量。
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图象传输子系统
远端切换方式
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
射频传输方式
在视频监控系统中，当传输距离很远又同时传送多 路图像信号时，有时也采用射频传输方式，也就是将视 频图像信号经调制器调制到某一射频频道上进行传送。 主要优点是：传输距离远；传输过程中产生的微分 增益和微分相位较小，因而失真小；一条传输线可以同 时传送多路射频图像信号。
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
光接收器
接收光缆传输的信号有直接检测和外差检测两 种方式。 直接检测是用检光器件把光信号转换成电信号， 进而解出原始信号。现已广泛应用于光缆传输的接 收系统中。目前广泛应用的光接收器件是PIN光电 二极管。 外差检测是将光信号与机内激光混频，取出差 频信号经放大、解调来恢复原始信号。这种方式目 前还缺乏实用化技术。
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视频监控概述
图视频监控系统原理图
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视频摄象子系统
摄像部分是电视监控系统的前端部分，是 整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所 的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监 视的各个部位。 由于摄像部分是系统的最前端，并且被 监视场所的情况是由它变成图像信号传送到 控制中心的监视器上，所以从整个系统来讲， 摄像部分是系统的原始信号源。
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图象传输子系统
在视频监控系统中，特别是在远距 离传输信号的情况下，由于传输方式的 不同，往往在系统中要采用一些不同的 传输部件。
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图象传输子系统
远 距 离 传 输 方 式
这种情况下传输部件有两类：视频放大器、 幅频和相频补偿器。 视频放大器有两种安装方式：一种是安装 在摄像机输出端之后、传输线之前。另一种是 安装在传输线中间，用于放大已衰减了的视频 信号，这种情况下还应加装相位补偿器，以补 偿由于传输所造成的信号的相位失真。
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图象传输子系统
信 号 传 输 方 式
光源与调制
用于光缆的光源，目前以发光二极管和激光二 极管为主。
发光二极管是用半导体ＰＮ结把电信号转换成 光信号的注入型场致发光器件。
激光二极管也是由ＰＮ结构成的半导体器件， 其平行侧面沿晶体的天然晶面被抛光，在正向偏置 下，注入电流超过阈值后就从一侧解理面发射具有 相干性的激光。