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视频监控系统的基本组成

视频监控系统根据其使用环境、使用部门和系统的功能而具有不同的组成方式,无论系统规模大小和功能的多少,一般视频监控系统由摄像、传输、控制、显示和记录显示等四个部分组成。

(一)视频监控摄像机部分
摄像部分是视频监控系统的前端,是整个系统的“眼睛”,其作用是将所监视目标的光信号变为电信号。它布置在视频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。有时,视频监视场所面积较大,为了节省摄像机所用的数量,简化传输系统及控制与显示系统,在摄像机上加装电动的(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。有时还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,从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。总之,摄像机就像整个系统的眼睛一样,把它监视的内容变为图像信号,传送到控制中心的监视器上。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。因此,摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量影响着整个系统的质量。从系统噪声计算理论的角度来讲,影响系统噪声的最大因素是系统中第一级的输出(在这里即为摄像机的图像信号输出)信号信噪比的情况。所以,认真的选择和处理摄像部分是至关重要的。

(二)视频监控传输部分
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。但是,由于某些系统中除图像外,还要传输声音信号。同时,由于需要在控制中心通过控台对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制,因而在传输系统中还包含有控制信号的传输。所以我们这里所讲的传输部分,通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。这样,在以后有关传输部分的讨论中,在重点介绍图像信号传输的基础上,还将对声音信号及控制信号的传输问题加以讨论和研究。
如前所述,传输部分主要传输的内容是图像信号,因此重点研究图像信号的传输方式及传输中的有关问题是非常重要的。对图像信号的传输,重点要求是在图像信号经过传输系统后,不产生明显的噪声、失真(色度信号与亮度信号均不产生明显的失真),保证原始图像信号(从摄像机输出的图像信号)的清晰度和灰度等级没有明显下降等。这就要求传输系统在衰减方面、引人噪声方面、幅频特件和相频特性方面都有良好的性能。
在传输方式上,目前视频监控系统多半采用视频基带传输方式。如果摄像机距离控制中心较远,也有采用射频传输方式或光纤传输方式的。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。这些在后面的章节中将要专门讨论和研究。总之,虽然从表面上看,传输部分好像只是一些线路,但实际上这部分的好坏也是影响整个系统质量的重要环节之一。
(三)视频监控控制部分
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”,是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由总控制台(有些系统还设有副控制台)组成。总控制台中主要的功能有:视频信号放大与分配、图像信号的校正与补偿、图像信号的切换、图像信号(或包括声音信号)的记录、摄像机及其辅助部件(如镜头、云台、防护罩等)的控制(遥控卜等。在上述的各部分中,对图像质量影响最大的是放大与分配、校正与补偿、图像信号的切换三部分。在某些摄像机距离控制中心很近,或对整个系统指标要求不高的情况下,在总控制台中往往不设校正与补偿部分。但对某些距离较远,或由于传输方式的要求等原因,校正与补偿是非常必要的。因为图像信号经过传输之后,往往其幅频特性(由于不同频率成分到达总控制台时,衰减是不同的,因而造成图像信号不同频率成分的幅度不同,此称为幅频特性)、相频特性(不同频率的图像信号通过传输部分后产生的相赫同,此称为相频特性)无法绝对保证指标的要求,所以在控制台上要对传输过来的图像信号进行幅频和相频的校正和补偿。经过校正和补偿的图像信号,再经过分配或放大,进人视频切换部分,然后送到监视器上。总控制台的另一个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控,以完成对被监视的场所全面、详细的监视或跟踪监视。总控制台上设有的摄像机,可以随时把发生情况的被监视场所的图像记录下来,以便事后备查或作为重要依据。目前,有些控制台上设有一台或两台“长延时录像机”。这种录像机可用一盘录像带记录长达12, 24小时甚至更长时间的图像信号,这样就可以对被监视场所的图像以一定时间间隔记录一次的方式进行长时间记录,从而不必使用大量的录像带。应该指出,现在广泛采用硬盘录像机取代磁带录像机。还有的总控制台上设有“多画面分割器”也就是说,通过这个设备,可以在一台监视器上同时显示出4个、9个、16个摄像机送来的各个被监视场所的画面,并用一台常规录像机或长延时录像机进行记录。上述这些功能的设置,要根据系统的要求而定,对于一些重要场所,为保证图像的连续和清晰,不采取以上方法或选用以上设备。

(四)视频监控显示部分
显示部分一般由几台或多台监视器组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。在视频监控系统中,除了特别重要的部位,一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示,而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。这样做一是可以节省设备,减少空间的占用;二是因为被监视场所的情况不可能同时都发生意外,所以平时只要隔一定的时间(比如几秒)显示一下即可。当某个被监视的场所发生情况时,可以通过切换器将这一路信号切换到某一台监视器上一直显示,并通过控制台对其遥控跟踪记录。所以,在一般的系统中通常都采用四比一、甚至八比一的摄像机对监视器的比例数设置监视器的数量。目前,常用的摄像机对监视器的比例数为4少,即4台摄像机对应1台监视器进行轮流显示,当摄像机的台数很多时,再采用8,1。另外,由于“画面分割器”的应用,在有些摄像机台数很多的系统中,用画面分割器把几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上,也就是在一台梦大屏幕的监视器上,把屏幕分成几个面积相等的小画面,每个画面显示一个摄像机送来的画面。这样可以大大节省监视器,并且操作人员观看起来也比较方便。但是,这种方案不宜在一台监视器上同时显示太多的分割画面会使某些细节难以看清楚,影响监控的效果(或视频机)的屏幕尺寸宜采用14一18英寸,如果采用了“画图分割器”,可选用较大屏幕的监视器

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