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第2章 闭路电视监控系统重要设备简介2.1照相机(CAMERA)用光电原理,将景物摄取并配合监视器显像。例如。模拟嘴巴,相对于MICROPHONE,由喇叭输出;模拟眼睛,相对于CAMERA,由监视器输出。2.1.1摄像机的分类依材质可分为下列几种:a.CMOS : 省电,便宜,照度不好b.CCD : 主流c.MOS : 过时d.VIDICOM : 光导管,过时2.1.2 CCD 与 CMOS 比较(Charge Coupled Device ,感光耦合组件为数字相机中可记录光线变化的半导体)(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补性氧化金属半导体)照度50.00001Lux53Lux辨别率330600 TV Lines330420 TV Lines对比较佳较差解像度较佳较差颜色像位可调节不可调节色彩浓度较浓(可调节)较淡(不可调节)噪声比40dB46dB电子快门1/601/100,000 sec1/601/2,000 sec消耗功率70300mA2050mA2.1.3 CCD摄像机的分类安全防备系统中,图像的生成目前重要是来自CCD摄像机,CCD是电荷耦合器件(charge coupled deice)的简称,它可以将光线变为电荷并将电荷存储及转移,也可将存储之电荷取出使电压发生变化,因此是抱负的摄像机组件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、部受磁场影响、具有抗震东和撞击之特性而被广泛应用。a. 依成像色彩划分(1)彩色摄像机:合用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大,信息量一般觉得是黑白摄像机的10倍。(2)黑白摄像机:是用于光线局限性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,可选用辨别率一般高于彩色摄像机的黑白摄像机。b.依摄像机辨别率划分(1)影像像素在25万像素(pixel)左右、彩色辨别率为330-420线、黑白辨别率380-450线左右的低档型。(2)影像在38万点以上、彩色辨别率不小于或等于480线、黑白辨别率,600线以上的高辨别率。c.依摄像机警捷度划分(1)一般型:正常工作所需照度为13Lux(2)月光型:正常工作所需照度为0.1Lux左右(3)星光型:正常工作所需照度为0.01Lux如下(4)红外照明型:原则上可觉得零照度,采用红外光源成像。参照环境照度:环镜照度夏日阳光下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傍晚室内10Lux20cm处烛光10-15Lux夜间路灯0.1Lux低照度摄像机在中国市场的演进过程 低照度摄像机在中国市场的演进简朴分为如下三步: 白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO);低速快门(SLOW SHUTTER)及超感度摄像机(EXVIEW HAD)。d.依靶面的大小划分 (1)l” 靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm(2)2/3” 靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm(3)1/2” 靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm(4)1/3” 靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm(5)1/4” 靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mme.按电源频率划分(1)欧规 ( 50Hz) : 彩色 PAL 黑白 CCIR(2)美规 ( 60Hz) : 彩色 NTSC 黑白 EIAf.按电源系统划分有AC110,AC220,AC240,AC24V,DC12Vg.同步系统(1)内同步 :运用摄相机内置的同步信号发生电路产生的同步信号来完毕同步信号控制。(2)外同步:LINE LOCK, SYNC同步, VBS同步, HD,VD同步等h.按外型样式划分枪机、半球、红外机、柜员机、飞碟、子弹头等等i.按信号解决划分(1)ANALOG:模拟信号解决(2)ASP:半数字信号解决(3)DSP:数字信号解决2.1.4彩转黑(昼夜型摄像机COLOR/MONO)此类摄像机目前在市场上仍有其特定的需求群。昼夜(COLOR/MONO)摄像机的照度在国内市场上最低标示数值甚至为0Lux,我们不禁要问:“摄像机乃光学原理制成,0照度下如何成像?”白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO)摄像机是运用黑白影像对红外线感度较高的特点,在一定的光源条件,运用线路切换的将影像由彩色转为黑白,以便于搭配红外线。在彩色/黑白线路转换的技术演进过程中,此类摄像机已采用单一CCD(彩色)设计,在白天或光源充足时为彩色摄像机,当夜晚来临或光源局限性时(一般在1Lux3 Lux)即运用数字电路将彩色信号消除掉,成为黑白影像,且为了搭配红外线,亦拿掉了彩色摄像机不可缺的红外线滤除器,真正的“低照度摄像机”应指摄像机自身(所采用的组件,技术)可达到的功能,而白天彩色/晚上黑白的摄像机因爱限于CCD感度,自身并无法变化,只是运用线路切换及搭配红外光的方式将功能提高,不能算是低照度摄像机。2.1.5镜头(LENS)在电视监控系统中如何根据现场被监视环境,对的选用摄像机镜头是非常重要的,由于它直接影响到系统构成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计规定(就画面范畴或图像细节而言),因此对的的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。 摄像机镜头就光圈而言可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种,就焦距而言又可分为定焦镜头及变焦镜头两种。下面就以使用环境的不同谈如何对的选用摄像机镜头。a.手动、自动光圈镜头的选用手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度与否恒定。对于在环境照度恒定的状况下,如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内,均可选用手动光圈镜头,这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度,一次性整定镜头光圈大小,获得满意亮度画面即可。对于环境照度处在常常变化的状况,如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗及大堂内等,均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机),这样便可以实现画面亮度的自动调节,获得良好的较为恒定亮度的监视画面。 对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种 , 即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上,摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上,以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上,三者注意协调配合好即可。b.定焦、变焦镜头的选用 定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范畴的大小 ,以及所规定被监视场景画面的清晰限度。在镜头规格(镜头规格一般分为1/3、1/2和2/3等)一定的状况下 ,镜头焦距与镜头视场角的关系为:镜头焦距越长,其镜头的视场角就越小;在镜头焦距一定的状况下,镜头规格与镜头视场角的关系为:镜头规格越大,其镜头的视场角也越大。因此由以上关系可知:在镜头物距一定的状况下,随着镜头焦距的变大,在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范畴就越小,但画面细节越来越清晰;而随着镜头规格的增大,在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范畴就增大,但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下,CS型接口镜头的视场角将不小于C型接口镜头的视场角。 镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角,且图像水平视场角大2.2录像机(VIDEORECORDER)VCRDVR录像机是闭路电视监视系统中的记录和重放装置,它规定可以记录的时间非常长,目前大部分监视系统专用的录像机都可以录24H960H的录像。 一般家用VCR所使用T120的带子,可录2HRS;或6HRS;若T160的带子,可录8HRS。VCR可分EVENT VCR(实时VCR)与TIMELAPSE VCR(长时间VCR)。目前有运用硬盘储存景象之设备硬盘录像机(DIGITALRECORDER)2.2.1硬盘录像机DVR(DIGITALVIDEORECORDER)产品特性:硬盘录像机的基本功能是将模拟的音视频信号转变为JPGE 、MPEG等数字信号存储在硬盘(HDD)上,并提供与录制、播放和管理节目相相应的功能。其突出特性体目前如下几种方面: 实现了模拟节目的数字化高保真存储 可以将广为传播和个人收集的模拟音视频节目以先进的数字化方式录制和存储,一次录制,反复多次播放也不会使质量有任何下降。 全面的输入输出接口 提供了天线/电视电缆、AV端子、S端子输入接口和AV端子、S端子输出接口。 多种可选图像录制级别 对于同一种节目源,提供了高、中、低三个图像质量录制级别。 大容量长时间节目存储,可扩展性强 顾客可选用20.4GB、 40GB或更大容量的硬盘用于节目存储。 产品分类:有PC型和单机型(嵌入式)。PC型硬盘录像机实质上就是一部专用工业计算机,运用专门的软件和硬件集视频捕获、数据解决及记录、自动警报于一身。操作系统一般采用WINDOWS系列。目前硬盘录像机一般可同步记录视频16路。其长处是控制功能和网络功能较为完善; 单机型硬盘录像机外形看来更像一部家用录像机,操作采用面板上的按键控制,不再采用鼠标和键盘。操作系统采用自行研发的操作系统。长处是操作简便,能长时间持续工作;局限性之处是其其控制功能和网络功能较为不完备。2.3监视器(MONITOR)监视器可分为黑白及彩色两种,搭配CAMERA使用时,黑白有EIA(美规)与CCIR(欧规),彩色则有NTSC(美规)与PAL(欧规)。美规之地区大体为加拿大、美国、中美某些国家、韩国、日本、台湾及菲律宾;其他国家大体为欧规。目前黑白监视器一般以9及12为主,其他亦有5、14、15、17、20机型,而彩色MONITOR以14为主,其他亦有10、20机型。2.4视频切换器 ( SWITCHER ) 多路视频信号要送到同一处监控,可以一路视频相应一台监视器,但监视器占地大,价格贵,如果不规定期时刻刻监控,可以在监控室增设一台切换器,把摄像机输出信号接到切换器的输入端,切换器的输出端接监视器,切换器的输入端分为2、4、 6、8、12、16路,输出端分为单路和双路,并且还可以同步切换音频(视型号而定)。2.5分割器(QUAD,MULTIPLEX)要在一台监视器上同步观看多种摄像机图像,就需要用画面分割器。有二分割、四分割、九分割、十六分割等、可把多种影像同步显示在一种屏幕上。2.6分派器(VIDEODISTRIBUTIER) 视频分派器除了阻抗匹配,尚有视频增益,使视频信号可以同步送给多种输出设备而不受影响。2.7放大器(VIDEOAMPLIFIER)一般CAMERA的传播距离为300cm,而放大器可增强信号强度,使传播距离更远。2.8高速智能球形摄像机(High Speed Dome Camera)高速球型摄
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