【正文】 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 1 目錄 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) Closed Circuit Television， CCTV 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 2 分類及組成 1)模擬監(jiān)控系統(tǒng) 2)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng) 3)半數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng) 6. 1. 2模擬監(jiān)控系統(tǒng)的組成 設(shè)備由四大部分組成 : 第一部分是圖像生成部分，有各類攝像機(jī)及鏡頭并附加云臺、 解碼器等； 第二部分是分配控制部分，有視頻分配器、視頻放大器、畫面分割器、矩陣主機(jī)、操作鍵盤等； 第三部分是記錄存儲部分，有各種錄像機(jī)等； 第四部分是顯示部分，有主顯示器、監(jiān)視器、屏幕墻等。 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 3 信號傳輸用電纜： 視頻信號：視頻同軸電纜、光纜、雙絞線 控制信號：雙絞線、光纜 電源：電源線 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 4 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 5 模擬系統(tǒng) 5U P S解 碼 器云 臺 + 攝 像 機(jī)吸 頂 球 機(jī)球 型 攝 像 機(jī)變 倍 一 體 攝 像 機(jī)定 焦 攝 像 機(jī)分配器畫 面 分 割 器矩 陣 主 機(jī)長 延 時 錄 像 機(jī)來 自 市 電 2 2 0 V監(jiān) 視 器報 警 探 測 器聲 光 報 警 燈電 話 撥 號 器電 話 機(jī)模 擬 系 統(tǒng)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 6 模擬 +計(jì)算機(jī) 5U P S解 碼 器云 臺 + 攝 像 機(jī)吸 頂 球 機(jī)球 型 攝 像 機(jī)變 倍 一 體 攝 像 機(jī)定 焦 攝 像 機(jī)分配器畫 面 分 割 器矩 陣 主 機(jī)長 延 時 錄 像 機(jī)來 自 市 電 2 2 0 V監(jiān) 視 器報 警 探 測 器電 話 撥 號 器電 話 機(jī)聲 光 報 警 燈監(jiān) 控 P C模 擬 + 計(jì) 算 機(jī) 監(jiān) 控 系 統(tǒng)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 7 半數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng) 6. 1. 3半數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成 U P S解 碼 器云 臺 + 攝 像 機(jī)吸 頂 球 機(jī)球 型 攝 像 機(jī)變 倍 一 體 攝 像 機(jī)定 焦 攝 像 機(jī)硬 盤 錄 像 機(jī)來 自 市 電 2 2 0 V報 警 探 測 器報 警 控 制 器顯 示 器解 碼 器R S 2 3 2 / R S 4 8 5聲 光 報 警 燈電 話 撥 號 器電 話 機(jī)半 數(shù) 字 化 監(jiān) 控 系 統(tǒng)L A N閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 8 全數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng) 6. 1. 4全數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成 U P S視 頻 服 務(wù) 器云 臺 + 攝 像 機(jī)吸 頂 球 機(jī)球 型 攝 像 機(jī)變 倍 一 體 攝 像 機(jī)網(wǎng) 絡(luò) 攝 像 機(jī)硬 盤 錄 像 機(jī)來 自 市 電 2 2 0 V報 警 探 測 器報 警 控 制 器顯 示 器4 對 超 五 類 雙 絞 線A C / D C 電 源網(wǎng) 絡(luò) 交 換 機(jī)R S 2 3 2 / R S 4 8 5聲 光 報 警 燈L A N電 話 撥 號 器電 話 機(jī)全 數(shù) 字 化 監(jiān) 控 系 統(tǒng)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 9 全數(shù)字化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 10 (1 ) (2 ) (3 ) (4 )(5 ) (6 ) (7 ) (8 )(9 ) (1 0 ) (1 1 ) (1 2 )ISC3000連接示意圖 (1) BNC接口模擬顯示設(shè)備 (2) 拾音器 (3) 云臺攝像機(jī) (4) 報警輸入設(shè)備 (5) 音箱 (6) 麥克風(fēng) (7) VGA接口模擬顯示設(shè)備 (8) 串行設(shè)備（如 PC機(jī)） (9) IP網(wǎng)接入 (10) 報警輸出設(shè)備 (11) 交流電源線 (12) 接地 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 11 光纖傳輸 光纖 視頻光端機(jī) 視頻光端機(jī) 雙絞線傳輸 超五類雙絞線 無線傳輸 無線 傳輸 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 12 電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備 攝像機(jī) 在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī) (Camera)又稱攝像頭嚴(yán)格來說，攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱，而實(shí)際上，攝像頭與鏡頭大部分是分開購買的，用戶根據(jù)目標(biāo)物體的大小和攝像頭與物體的距離，通過計(jì)算得到鏡頭的焦距，所以每個用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實(shí)際情況而定的，不要以為攝像機(jī) (頭 )上已經(jīng)有鏡頭。 前端設(shè)備 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 13 攝像機(jī) (頭 )實(shí)物 攝像機(jī)圖 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 14 感光傳感部件是攝像頭的關(guān)鍵部分 。 感光芯片就像人的視網(wǎng)膜 ， 是攝像頭的核心 。 它利用光電原理 ， 攝取景物并配合監(jiān)視器顯像 。 依芯片材質(zhì)不同 ， 感光傳感部件可分為下列幾種： ● CMOS：省電 ， 便宜 ， 但照度不好； ● CCD：主流器件； (Charge Couple Device) ● MOS：已過時 ， 很少使用； ● VIDICOM：光導(dǎo)管，也已過時。 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 15 表 11 CCD與 CMOS的性能比較 性 能 CCD CM O S 照度 5 ～ 01 l x 5 ～ 3 l x 分辨率 330 ～ 600 線 330 ～ 420 線 對比 較佳 較差 解像度 較佳 較差 顏色像位 可調(diào)整 不可調(diào)整 色彩濃度 較濃 ( 可調(diào)整 ) 較淡 ( 不可調(diào)整 ) 噪聲比 40 dB 46 dB 電子快門 1/ 60 ～ 1/ 100 000 s 1/ 60 ～ 1/ 2 000 s 消耗功率 70 ～ 300 mA 20 ～ 50 mA 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 16 1． CCD攝像機(jī)的分類 1) 依成像色彩劃分 ● 彩色攝像機(jī)：適用于景物細(xì)部辨別 ， 如辨別衣著或景物的顏色 。 因有顏色而使信息量增大 。 一般認(rèn)為彩色攝像機(jī)的信息量是黑白攝像機(jī)的 10倍 。 ● 黑白攝像機(jī)：適用于光線不足的地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的場所。在僅監(jiān)視景物的位置或移動情況時，通?？蛇x用分辨率高于彩色攝像機(jī)的黑白攝像機(jī)。 1． CCD攝像機(jī)的分類 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 17 2) 依攝像機(jī)分辨率劃分 ● 低檔型攝像機(jī)：影像像素在 25萬像素 (pixel)左右 ， 彩色分辨率為 330～ 420線 ， 黑白分辨率為 380～ 450線 。 ● 高分辨率攝像機(jī)：影像在 38萬像素以上，彩色分辨率大于或等于 480線，黑白分辨率在 600線以上。 分辨率劃分 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 18 3) 依靈敏度 (照度 )劃分 ● 普通型：正常工作所需照度為 1～ 3 lx。 ● 月光型：正常工作所需照度為 lx左右 。 ● 星光型：正常工作所需照度為 lx以下 。 ● 紅外型：采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像。 靈敏度 (照度 )劃分 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 19 4) 按 CCD靶面大小劃分 ● 1英寸 ——靶面尺寸為寬 mm 高 mm， 對角線長 16 mm。 ● 2/3英寸 ——靶面尺寸為寬 mm 高 mm， 對角線 11 mm。 ● 1/2英寸 ——靶面尺寸為寬 mm 高 mm， 對角線 8 mm。 ● 1/3英寸 ——靶面尺寸為寬 mm 高 mm， 對角線 6 mm。 ● 1/4英寸 —— 靶面尺寸為寬 mm 高 mm，對角線 4 mm。 CCD靶面大小 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 20 5) 按視頻掃描制式劃分 按視頻掃描制式劃分，主要有 PAL制和 NTSC制兩種。 6) 按信號處理制式劃分 ● ANALOG：模擬信號處理。 ● ASP：半數(shù)字信號處理。 ● DSP：數(shù)字信號處理。 視頻掃描制式 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 21 7) 按攝像機(jī)外觀劃分 按外觀分有傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)槍型 、 機(jī)板型 、 針孔型 、 半球型 、 子彈型等簡單型 ， 也有魚眼機(jī)板型 、 針孔鏡頭 、 燈飾型 、 偵煙型等偽裝型 ， 也有一體機(jī) ， 紅外線型等綜合一體型 。 8) 按供電電源系統(tǒng)劃分 常見的有 AC110 V， AC220 V， AC240 V， AC24 V， DC12 V等幾種 。 9) 按電源頻率劃分 ● 歐洲規(guī)格 (50 Hz)：彩色 PAL， 黑白 CCIR。 ● 美洲規(guī)格 (60 Hz)：彩色 NTSC，黑白 EIA。 外觀劃分 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 22 2． CCD彩色攝像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) (1) CCD尺寸 ， 亦即攝像機(jī)靶面 。 在相同的光學(xué)鏡頭下 ，成像尺寸越大 ， 視場角越大 。 成像尺寸越小的攝像機(jī)的體積可以做得更小些 。 CCD尺寸原來多為 1/2英寸 ， 現(xiàn)在 1/3英寸的已普及化 ， 1/4英寸和 1/5英寸也已商品化 。 (2) CCD像素 。 這是 CCD的主要性能指標(biāo) ， 它決定了顯示圖像的清晰程度 ， 分辨率越高 ， 圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好 。 CCD是由面陣感光元素組成 ， 每一個元素稱為像素 ， 像素越多 ， 圖像越清晰 。 現(xiàn)在市場上大多以 25萬和 38萬像素劃界 ， 38萬像素以上者為高清晰度攝像機(jī) 。 2． CCD主要技術(shù)指標(biāo) 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 23 (3) 水平分辨率 。 分辨率是用電視線 (簡稱線 )來表示的 ，彩色攝像頭的分辨率在 330～ 500線之間 。 分辨率與 CCD和鏡頭有關(guān) ， 還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān) ， 通常規(guī)律是1 MHz的頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為 80線 。 頻帶越寬 ， 圖像越清晰 ， 線數(shù)值相對越大 。 (4) 最小照度。最小照度也稱為靈敏度，表示 CCD對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是 CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯 (lx)，數(shù)值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。黑白攝像機(jī)的靈敏度大約是 ～ lx，彩色攝像機(jī)多在 1 lx以上。另外，攝像機(jī)的靈敏度還與鏡頭有關(guān)， lx/ lx/，也相當(dāng)于 lx/F1。 水平分辨率 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 24 (5) 信噪比 。 信噪比典型值為 46 dB， 若為 50 dB， 則圖像有少量噪聲 ， 但圖像質(zhì)量良好；若為 60 dB， 則圖像質(zhì)量優(yōu)良 ， 不出現(xiàn)噪聲 。 (6) 視頻輸出 。 多為 1 Vpp、 75 Ω ， 均采用 BNC接頭 。 (7) 掃描制式 。 有 PAL制 (隔行掃描 )和 NTSC制 (逐行掃描 )之分 。 中國大陸采用 PAL制式 (黑白為 CCIR)， 標(biāo)準(zhǔn)為 625行 ，50場 。 日本為 NTSC制式 ， 標(biāo)準(zhǔn)為 525行 ， 60場 (黑白為 EIA)。一般只在醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標(biāo)準(zhǔn)制式 。 (8) 攝像機(jī)電源。交流有 220 V、 110 V、 24 V，直流為 12 V或 9 V。 PAL系統(tǒng)多為 220VAC類電源，微型攝像機(jī)多為12VDC或 9VDC類電源。 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 25 3． CCD彩色攝像機(jī)的可調(diào)整功能 1) 同步方式的選擇 (1) 對單臺攝像機(jī)而言 ， 主要的同步方式有下列三種： ● 內(nèi)同步 ——利用攝像機(jī)內(nèi)部的同步信號發(fā)生電路 (晶體振蕩電路 )產(chǎn)生同步信號來完成操作 。 ● 外同步 —— 利用外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝像機(jī)的外同步輸入端來實(shí)現(xiàn)同步?？蓪z像機(jī)信號電纜上的 VD同步脈沖輸入完成外 VD同步。 3． CCD的可調(diào)整功能 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 26 ● 電源同步 ——也稱之為線性鎖定或行鎖定 (line lock)，是利用攝像機(jī)的交流電源來完成垂直推動同步 ， 即攝像機(jī)和電源零線同步 。 對于多臺攝像機(jī)系統(tǒng) ， 利用外同步 ， 使每一臺攝像機(jī)可以在同樣的條件下同步作業(yè) ， 這樣即使其中一臺攝像機(jī)轉(zhuǎn)換到其他景物 ， 同步攝像機(jī)的畫面亦不會失真 。 對于多攝像機(jī)系統(tǒng)固定外同步，只要所有的視頻輸入信號是垂直同步的，則在變換攝像機(jī)輸出時，就不會造成畫面失真。但是由于多攝像機(jī)系統(tǒng)中的各臺攝像機(jī)供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個系統(tǒng)與交流電源不同步，此時可采取下述兩種措施： 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 27 ● 一是均采用同一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺攝像機(jī)的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步 。 ● 二是調(diào)節(jié)各臺攝像機(jī)的 “ 相位調(diào)節(jié) ” 電位器，因攝像機(jī)在出廠時，其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點(diǎn)同相的，故使用相位延遲電路可使每臺攝像機(jī)有不同的相移，從而獲得合適的垂直同步。相位調(diào)整范圍為 0176。 ～ 360176。 。 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 28 2) 自動增益控制 所有攝像機(jī)都有一個將來自 CCD的信號放大到可以使用的水準(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大