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摄像机如何选型选型
1、摄象机的选择和主要参数闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或 CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合器 件。严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购买 的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个 用户需要的镜头都是依据实际情况而定的，不要以为摄像机（头）上已经有镜头。 摄像头的主要传感部件是 CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、 体积小、无残影等特点，CCD 是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光 线变为电荷并可将电荷储存及转移， 也可将储存之电荷取出使电压发生变化， 因此是理想的 摄象元件。是代替摄像管传感器的新型器件。 CCD 的工作原理是： 被摄物体反射光线， 传播到镜头， 经镜头聚焦到 CCD 芯片上， CCD 根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、 放大处理， 通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。 这个标准的视频信号同家 用的录像机、VCD 机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上 观看。 CCD 摄象机的选择和分类 CCD 芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造，市场上大部分摄 像头采用的是日本 SONY、SHARP、松下、LG 等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生 产，但质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因， 造成 CCD 采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频 电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测 CCD 芯片最简单直接的方法，而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物， 如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色，扭曲， 色彩或灰度是否平滑。好的 CCD 可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而 残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别 CCD 由于生产车间的灰尘，CCD 靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱 光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果，如果用于此类工作，一定要仔细挑选。 １、依成像色彩划分 彩色摄象机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。 黑白摄象机： 适用于光线不充足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，可选用黑白摄象机。 ２、依分辨率灵敏度等划分 影像像素在 38 万以下的为一般型，其中尤以 25 万像素（512*492） 、分辨率为 400 线 的产品最普遍。 影像像素在 38 万以上的高分辨率型。 机板型。 针孔型。 半球型。３、按 CCD 靶面大小划分 CCD 芯片已经开发出多种尺寸：目前采用的芯片大多数为 1/3”和 1/4” 。在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较 严格要求的时候，CCD 靶面的大小，CCD 与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图 像的清晰度。 1 英寸――靶面尺寸为宽 12.7mm*高 9.6mm，对角线 16mm。 2/3 英寸――靶面尺寸为宽 8.8mm*高 6.6mm，对角线 11mm。 1/2 英寸――靶面尺寸为宽 6.4mm*高 4.8mm，对角线 8mm。 1/3 英寸――靶面尺寸为宽 4.8mm*高 3.6mm，对角线 6mm。 1/4 英寸――靶面尺寸为宽 3.2mm*高 2.4mm，对角线 4mm。 ４、按扫描制式划分 PAL 制。 NTSC 制。 中国采用隔行扫描（PAL）制式（黑白为 CCIR） ，标准为 625 行， 场， 50 只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。 另外， 日本为 NTSC 制式，525 行，60 场（黑白为 EIA） 。 ５、依供电电源划分 110VAC（NTSC 制式多属此类） 220VAC， 24VAC。12VDC 或 9VDC（微型摄象 ， 机多属此类） 。 ６、按同步方式划分 内同步：用摄象机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。 外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄象机的外同步输入端。 功率同步（线性锁定，line lock） ：用摄象机 AC 电源完成垂直推动同步。 外 VD 同步：将摄象机信号电缆上的 VD 同步脉冲输入完成外 VD 同步。 多台摄象机外同步： 对多台摄象机固定外同步， 使每一台摄象机可以在同样的条件下作 业，因各摄象机同步，这样即使其中一台摄象机转换到其他景物，同步摄象机的画 面亦不会失真。 7、按照度划分，CCD 又分为： 普通型 月光型 星光型 红外型 正常工作所需照度 1~3LUX 正常工作所需照度 0.1LUX 左右 正常工作所需照度 0.01LUX 以下 采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像CCD 彩色摄象机的主要技术指标（１）CCD 尺寸，亦即摄象机靶面。原多为 1/2 英寸，现在 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，是 CCD 的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率 越高，图像细节的表现越好。CCD 是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像 素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以 25 万和 38 万像素为划界，38 万像素以上者为高清晰度摄象机。 （３） 水平分辨率。 彩色摄象机的典型分辨率是在 320 到 500 电视线之间， 主要有 330 线、380 线、420 线、460 线、500 线等不同档次。 分辨率是用电视线（简称 线 TV LINES）来表示的，彩色摄像头的分辨率在 330~500 线之间。分辨率与 CCD 和镜头有关， 还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关， 通常规律是 1MHz 的频带宽度相当于清晰度为 80 线。 频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。 （４）最小照度，也称为灵敏度。是 CCD 对环境光线的敏感程度，或者说是 CCD 正 常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯（LUX） ，数值越小，表示需 要的光线越少， 摄像头也越灵敏。 月光级和星光级等高增感度摄象机可工作在很 暗条件，2~3lux 属一般照度，现在也有低于 1lux 的普通摄象机问世。 （５）扫描制式。有 PAL 制和 NTSC 制之分。 （６）摄象机电源。交流有 220V、110V、24V，直流为 12V 或 9V。 （７）信噪比。典型值为 46db，若为 50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若 为 60db，则图像质量优良，不出现噪声。 （８）视频输出。多为 1Vp-p、75Ω ，均采用 BNC 接头。 （９）镜头安装方式。有 C 和 CS 方式，二者间不同之处在于感光距离不同。 ２、CCD 彩色摄象机的可调整功能 （１）同步方式的选择 A、对单台摄象机而言，主要的同步方式有下列三种： 内同步――利用摄象机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。 外同步――利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄象机的外同步输入端来实 现同步。 电源同步――也称之为线性锁定或行锁定， 是利用摄象机的交流电源来完成垂直推动同 步，即摄象机和电源零线同步。 B、对于多摄象机系统，希望所有的视频输入信号是垂直同步的，这样在变换摄象机输 出时， 不会造成画面失真， 但是由于多摄象机系统中的各台摄象机供电可能取自三相电源中 的不同相位，甚至整个系统与交流电源不同步，此时可采取的措施有： 均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄象机的外同步输入端来调 节同步。 调节各台摄象机的“相位调节”电位器，因摄象机在出厂时，其垂直同步是与交流电的 上升沿正过零点同相的， 故使用相位延迟电路可使每台摄象机有不同的相移， 从而 获得合适的垂直同步，相位调整范围 0~360 度。 （２）自动增益控制 所有摄象机都有一个将来自 CCD 的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大 量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将 过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄象机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号 的电平，适时地开关 AGC，从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作，此即动态范围，即 在低照度时自动增加摄象机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。（３）背景光补偿 通常，摄象机的 AGC 工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的，但如果视场中 包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的 AGC 工作点有可能对于前 景目标是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。 当背景光补偿为开启时，摄象机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其 AGC 工作 点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善。 （４）电子快门 在 CCD 摄象机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制 摄象机 CCD 的累积时间，当电子快门关闭时，对 NTSC 摄象机，其 CCD 累积时间为 1/60 秒；对于 PAL 摄象机，则为 1/50 秒。当摄象机的电子快门打开时，对于 NTSC 摄象机， 其电子快门以 261 步覆盖从 1/60 秒到 1/10000 秒的范围；对于 PAL 型摄象机，其电子快 门则以 311 步覆盖从 1/50 秒到 1/10000 秒的范围。当电子快门速度增加时，在每个视频场 允许的时间内，聚焦在 CCD 上的光减少，结果将降低摄象机的灵敏度，然而，较高的快门 速度对于观察运动图像会产生一个 “停顿动作” 效应， 这将大大地增加摄象机的动态分辨率。 （５）白平衡 白平衡只用于彩色摄象机， 其用途是实现摄象机图像能精确反映景物状况， 有手动白平 衡和自动白平衡两种方式。 A、自动白平衡 连续方式――此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为 K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，使色 彩表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。 按钮方式――先将摄象机对准诸如白墙、 白纸等白色目标， 然后将自动方式开关从手动 拨到设置位置，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后，将自动 方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄象机的存储器 中，直至再次执行被改变为止，其范围为 K，在此期间，即使摄象机断电也不 会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，适用于大部分应用场合。 B、手动白平衡 开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或兰色状况有多达 107 个等级 供调节，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外，有的摄象 机还有将白平衡固定在 3200K（白炽灯水平）和 5500K（日光水平）等档次命令。 （６）色彩调整 对于大多数应用而言， 是不需要对摄象机作色彩调整的， 如需调整则需细心调整以免影 响其他色彩，可调色彩方式有： 红色―黄色色彩增加，此时将红色向洋红色移动一步。 红色―黄色色彩减少，此时将红色向黄色移动一步。 兰色―黄色色彩增加，此时将兰色向青兰色移动一步。 兰色―黄色色彩减少，此时将兰色向洋红色移动一步。 ３、数字化式的调整控制方法 新型摄象机对前述各项可选参数的调整采用数字式调整控制， 此时不必手动调节电位计 而是采用辅助控制码， 而且这些调整参数被储存在数字记忆单元中， 增加了稳定性和可靠性。 DSP 摄象机 在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术，称为数字信号处理（DSP，DIGITAL SIGNAL PROCESSOR）摄象机。该种摄象机具有以下优点： １、 由于采用了数字检测和数字运算技术而具有智能化背景光补偿功能。 常规摄象机要求被摄景物置于画面中央并要占据较大的面积方能有较好的背景光补偿， 否则过亮的背景光可能 会降低图像中心的透明度。 DSP 摄象机是将一个画面划分成 48 个小处理区域来有效地检 而 测目标，这样即使是很小的、很薄的或不在画面中心区域的景物均能清楚地呈现。 ２、 由于 DSP 技术而能自动跟踪白平衡， 即可以在任何条件检测和跟踪 “白色” ，并以数字运算处理功能来再现原始的色彩。 传统的摄象机因系对画面上的全部色 彩作平均处理， 这样如果彩色物体在画面上占据很大面积，那么彩色重现将不平 衡，也就是不能重现原始色彩。DSP 摄象机是将一个画面分成 48 个小处理区域，这样就能够有效地检测白色， 即使画面上只有很小的一块白色， 该摄象机也能跟踪它从而再现出 原始的色彩。 在拍摄网格状物体时，可将由摄象机彩色噪声引起的图像混叠减至最少。 2、摄像头的安装调试 镜头的安装方式：有 C 式和 CS 式两种，两者的螺纹均为 1 英寸 32 牙，直径为 1 英寸，差别 是镜头距 CCD 靶面的距离不同，C 式安装座从基准面到焦点的距离为 17.562 毫米，比 CS 式 距离 CCD 靶面多一个专用接圈的长度，CS 式距焦点距离为 12.5 毫米。别小看这一个接圈， 如果没有它，镜头与摄像头就不能正常聚焦，图像变得模糊不清。所以在安装镜头前，先看 一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式，如果不是，就需要根据具体情况增减接圈。有的 摄像头不用接圈，而采用后像调节环（如松下产品），调节时，用螺丝刀拧松调节环上的螺 丝，转动调节环，此时 CCD 靶面会相对安装基座向后（前）运动，也起到接圈的作用。另外 （如 SONY，JVC）采用的方式类似后像调节环，它的固定螺丝一般在摄像头的侧面，拧松后， 调节顶端的一个齿轮，也可以使图像清晰而不用加减接圈。 AGC ON/OFF（自动增益控制）：摄像头内有一个将来自 CCD 的信号放大到可以使用水准 的视频放大器，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，然而在亮光照的环境下放大器将 过载，使视频信号畸变。当开关在 ON 时，在低亮度条件下完全打开镜头光圈，自动增加增 益以获得清晰的图像。开关在 OFF 时，在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。 ATW ON/OFF（自动白平衡）：开关拨到 ON 时，通过镜头来检测光源的特性/色温，从而 自动连续设定白电平，即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。 ALC/ELC（自动亮度控制/电子亮度控制）：当选择 ELC 时，电子快门根据射入的光线 亮度而连续自动改变 CCD 图像传感器的曝光时间（一般从 1/50 到 1/10000 秒连续调节）。 选择这种方式时，可以用固定或手动光圈镜头替代 ALC 自动光圈镜头。 需要注意的是：在室外或明亮的环境下，由于 ELC 控制范围有限，还是应该选择 ALC 式镜头；在某些独特的照明条件下，可能出现下列情况： ①在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象 ②图像显著地闪烁和色彩重现性不稳定 ③白平衡有周期性变化，如果发生这些现象，应使用 ALC 镜头。 以固定光圈镜头采用 ELC 方式时， 图像的景深可能小于使用 ALC 式镜头所获得的景深。 因此，摄像头在完全打开固定光圈镜头而采用 ELC 方式时，景深会比使用 ALC 式镜头时小， 而且图像上远处的物体可能不在焦点上。 当镜头是自动光圈镜头时，需要将开关拨到 ALC 方式。 BLC ON/OFF（背光补偿开关）：当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰 度时，应该把开关拨到 ON 位置。 注意：①当与云台配用或照明迅速改变时，建议把该开关放在 OFF 位置，因为在 ON 位置时， 镜头光圈速度变慢； ②如果所需物体不在图像中间时，背光补偿可能不会充分发挥作用。 LL/INT（同步选择开关） ：此开关用以选择摄像头同步方式，INT 为内同步 2：1 隔行同步；LL 为电源同步。有些摄像头还有一个 LL PHASE 电源同步相位控制器，当摄像头使用于电源 同步状态时，此装置可调整视频输出信号的相位，调整范围大概是一帧。 （调整需要专业人 员进行） VIDEO/DC（镜头控制信号选择开关） ：ALC 自动光圈镜头的控制信号有两种，当需要将 直流控制信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时，应该选择 DC 位置； 需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时，应该选择 VIDEO 位置。 当选择 ALC 自动光圈视频驱动镜头时，还会有一个视频电平控制（VIDEO LEVEL L/H） 可能需要调整， 该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平， 用以控制镜头光圈的开大和 缩小（即进光量） 。 在摄像头的配件中，有一个黑色的小插头，插头有四个针，联接摄像头上的黑色插座。 如果用 DC 驱动的自动光圈镜头，镜头上已经作好了插头，只要插在插座上，把选择开关拨 到 DC 即可；如果用视频驱动的自动光圈镜头，需要用户根据说明书上的标注，用烙铁焊好。 由于厂家定义不同，所以焊法也有区别，请安装时留意。 SOFT/SHARP（细节电平选择开关） ：该开关用以调节输出图像是清晰（SHARP）还是平 滑（SOFT） ，通常出厂设定在 SHARP 位置。 FLICKERLESS（无闪动方式） ：在电源频率为 50 Hz 的地区，CCD 积累时间为 1/50 秒，如 果使用 NTSC 制式摄像机，其垂直同步频率为 60Hz，这样将造成视觉影像不同步，在监视器 上出现闪动；反之，在电源为 60Hz 的地区用 PAL 制式摄像机也会有此现象。为克服此现象， 在电子快门设置了无闪动方式档，对 NTSC 制式摄像机提供 1/100 秒，对 PAL 制式摄像机提 供 1/120 秒的固定快门速度，可以防止监视器上图像出现闪烁。手动电子快门：有些用户使 用 CCD 摄取运动速度比较快的物体，如果用 1/50 秒速度拍摄，会产生拖尾现象，严重影响 图像质量。有些摄像头给出了手动电子快门，使 CCD 的电荷耦合速度固定在某一值，例如 1/500、1/0 秒等等，此时 CCD 的电荷耦合速度提高，这样采集下来的图像相对 来说会减少拖尾现象，而且对于观测高速运动或电火花一类物体，必须使用此设置。所以， 某些专用摄像头给出了手动电子快门， 提供给特殊用途的用户。 手动电子快门的调整需要参 看随机说明书，在此就不再赘述了。 补充说明：有很多用户要求在晚间没有光线的环境下监控，请注意：由于 CCD 摄像头同 样是靠光线反射来成像，如果没有光，它的图像只会是一片漆黑再加上很多雪花。如何得到 图像呢？一种方法是加可见光照明，如路灯、探照灯；一种是加红外灯（特别是要求不能安 装可见光源的场合） ，对于彩色 CCD 摄像头，对红外光响应不够，有一些日夜两用彩色摄像 头在夜间会自动转成黑白模式。所以，您的监控系统要求夜间使用，一定要采用黑白 CCD 摄像头。 红外灯有室内、室外，短距离和长距离之分，一般常用室内 10~20 米范围的红外灯， 由于墙壁的反射，图像效果还不错；用在室外长距离的红外灯效果就不会很理想，而且价格 昂贵，不到必要时一般不采用。 3、镜头的选择和主要参数 摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量（指标）优劣直接影响摄像机的整机指 标，因此，摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。 镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那 么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片， 没有清晰的图像输出， 这与我们家用摄像机和照 相机的原理是一致的。 当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的 近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变 CCD 芯片与镜头基准面的距离（相当于调整人眼晶状 体的位置） ，可以将模糊的图像变得清晰。 由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都 要经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现 场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。 １、镜头的分类按外形功能分 球面镜头 非球面镜头 针孔镜头 鱼眼镜头按尺寸大小分 1” 25mm 1/2” 3mm 1/3” 8.5mm 2/3” 17mm按光圈分 自动光圈 手动光圈 固定光圈按变焦类型分 电动变焦 手动变焦 固定焦距按焦距长矩分 长焦距镜头 标准镜头 广角镜头（１）以镜头安装分类 所有的摄象机镜头均是螺纹口的， ＣＣＤ摄象机的镜头安装有两种工业标准， 即Ｃ安装座和 ＣＳ安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。 Ｃ安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是 17.526mm。 ＣＳ安装座：特种Ｃ安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面 到焦点的距离是 12.5mm。如果要将一个Ｃ安装座镜头安装到一个ＣＳ安装座摄象机上时， 则需要使用镜头转换器。 （２）以摄象机镜头规格分类 摄象机镜头规格应视摄象机的ＣＣＤ尺寸而定，两者应相对应。即 摄象机的ＣＣＤ靶面大小为１／２英寸时，镜头应选１／２英寸。 摄象机的ＣＣＤ靶面大小为１／３英寸时，镜头应选１／３英寸。 摄象机的ＣＣＤ靶面大小为１／４英寸时，镜头应选１／４英寸。 如果镜头尺寸与摄象机ＣＣＤ靶面尺寸不一致时， 观察角度将不符合设计要求， 或者发生画 面在焦点以外等问题。 （３）以镜头光圈分类镜头有手动光圈（manual iris）和自动光圈（auto iris）之分，配合摄象机使用，手动光 圈镜头适合于亮度不变的应用场合， 自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整， 故适 用亮度变化的场合。 自动光圈镜头有两类： 一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到透 镜来控制镜头上的光圈， 称为视频输入型， 另一类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光 圈，称为ＤＣ输入型。 自动光圈镜头上的ＡＬＣ（自动镜头控制）调整用于设定测光系统，可以整个画面的平均亮 度，也可以画面中最亮部分（峰值）来设定基准信号强度，供给自动光圈调整使用。一般而 言，ＡＬＣ已在出厂时经过设定，可不作调整，但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的 目标时，明亮目标物之影像可能会造成“白电平削波”现象，而使得全部屏幕变成白色，此 时可以调节ＡＬＣ来变换画面。 另外，自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时，通过镜头的光通量会发生变化，光通量即 光圈，一般用Ｆ表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即：Ｆ＝f（焦距）／Ｄ（镜 头实际有效口径） ，Ｆ值越小，则光圈越大。 采用自动光圈镜头，对于下列应用情况是理想的选择，它们是： 在诸如太阳光直射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。 要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。 要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。 （４）以镜头的视场大小分类 标准镜头：视角３０度左右，在１／２英寸ＣＣＤ摄象机中，标准镜头焦距定为１２mm，在 １／３英寸ＣＣＤ摄象机中，标准镜头焦距定为８mm。 广角镜头：视角９０度以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。 远摄镜头：视角２０度以内，焦距可达几米甚至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍摄的 物体影响放大，但使观察范围变小。 变倍镜头（zoom lens） ：也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。 可变焦点镜头（vari-focus lens） ：它介于标准镜头与广角镜头之间，焦距连续可变，即可 将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。变焦镜头可通过设置自 动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置， 但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦， 则需通过 手动聚焦实现。 针孔镜头：镜头直径几毫米，可隐蔽安装。 （５）从镜头焦距上分 短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视ＣＣＤ的尺寸而定。 长焦距镜头：因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离监视。 变焦距镜头：通常为电动式，可作广角、标准或远望等镜头使用。 ２、选择镜头的技术依据 （１）镜头的成像尺寸 应与摄象机ＣＣＤ靶面尺寸相一致，如前所述，有１英寸、２／３英寸、１／２英寸、１／ ３英寸、１／４英寸、１／５英寸等规格。 （２）镜头的分辨率 描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变， 但对拥护而言， 需要了解的仅 仅是镜头的空间分辨率，以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位，计算公式为：镜头分 辨率Ｎ＝１８０／画幅格式的高度。 由于摄象机ＣＣＤ靶面大小已经标准化， 如１／２英寸 摄象机，其靶面为宽 6.4mm＊高 4.8mm，１／３英寸摄象机为宽 4.8mm＊高 3.6mm。因此对１ ／２英寸格式的ＣＣＤ靶面， 镜头的最低分辨率应为３８对线／mm， 对１／３英寸格式摄象 机，镜头的分辨率应大于５０对线，摄象机的靶面越小，对镜头的分辨率越高。 （３）镜头焦距与视野角度 首先根据摄象机到被监控目标的距离，选择镜头的焦距，镜头焦距 f 确定后，则由摄象机靶 面决定了视野。 （４）光圈或通光量 镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量， 以Ｆ为标记， 每个镜头上均标有其最 大的Ｆ值，通光量与Ｆ值的平方成反比关系，Ｆ值越小，则光圈越大。所以应根据被监控部 分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。 ３、变焦镜头（zoom lens） 变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。 伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦 距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标放大或缩小，所以也常被成为变倍镜头。典 型 的 光 学 放 大 规 格 有 ６ 倍 （ 6.0~36mm,F1.2 ） ８ 倍 （ 4.5~36mm,F1.6 ） １ ０ 倍 、 、 （8.0~80mm,F1.2） 、１２倍（6.0~72mm,F1.2） 、２０倍（10~200mm,F1.2）等档次，并以电 动伸缩镜头应用最普遍。为增大放大倍数，除光学放大外还可施以电子数码放大。 在电动 伸缩镜头中，光圈的调整有三种，即：自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。其聚 焦和变倍的调整，则只有电动调整和预置两种，电动调整是由镜头内的马达驱动，而预置则 是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位， 这样可以免除成像必须逐次调整的过程， 可精 确与快速定位。在球形罩一体化摄像系统中，大部分采用带预置位的伸缩镜头。 另一项令用户感兴趣的则是快速聚焦功能， 它由测焦系统与电动变焦反馈控制系统构成。4、镜头与摄像机 CCD 尺寸的关系 1/2”镜头既可用于 1/2”摄像机，也可用于 1/3”摄像机，但视角会减少 25%左右。 1/3”镜头不能用于 1/2”摄像机，只能用于 1/3”摄像机。 5、不同种类镜头的应用范围? 手动、自动光圈镜头的应用范围 手动光圈镜头是的最简单的镜头，适用于光照条件相对稳定的条件下，手动光圈由数片金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的一个 环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。 在照明条件变化大的环境中或不是用来监 视某个固定目标，应采用自动光圈镜头，比如在户外或人工照明经常开关的地方， 自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信号。 手动光圈 镜头和自动光圈镜头又有定焦距（光圈）镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。 ? 定焦距（光圈）镜头，一般与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标 的场所作用。 定焦距镜头一般又分为长焦距镜头，中焦距镜头和短焦距镜头。中焦 距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头；焦距小于成像尺寸的称为短距镜头，短焦距 镜头又称广角镜头，该镜头的焦距通常是 28mm 以下的镜头，短焦距镜头主要用于环 境照明条件差，监视范围要求宽的场合，焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头，长 焦距镜头又称望远镜头，这类镜头的焦距一般在 150mm 以上，主要用于监视较远处 的景物。 ? 手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。 ? 自动光圈镜头， （EF）可与任何 CCD 摄像机配套，在各种光线下均可使用，特别用 于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面， 一般都配自动光圈镜头。 ? 电动变焦距镜头，可与任何 CCD 摄像机配套，在各种光线下均可使用，变焦距镜头 是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。 6、镜头的主要性能指标有以下几个：? 1 焦距：焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要 焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一 一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时， 应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就 选择长焦距镜头；如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。 ? 2 光阑系数：即光通量，用 F 表示，以镜头焦距 f 和通光孔径 D 的比值来衡量。每 个镜头上都标有最大 F 值，例如 6mm/F1.4 代表最大孔径为 4.29 毫米。光通量与 F 值的平方成反比关系，F 值越小，光通量越大。镜头上光圈指数序列的标值为 1.4， 2，2.8，4，5.6，8，11，16，22 等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一 个标值对应曝光量的 2 倍。也就是说镜头的通光孔径分别是 1/1.4，1/2，1/2.8， 1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号 2 倍，因此光圈 指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。另外镜头的光圈还有手 动（MANUAL IRIS）和自动光圈（AUTO IRIS）之分。配合摄像头使用，手动光圈适 合亮度变化不大的场合，它的进光量通过镜头上的光圈环调节，一次性调整合适为 止。自动光圈镜头会随着光线的变化而自动调整，用于室外、入口等光线变化大且 频繁的场合。? 3 自动光圈镜头：自动光圈镜头目前分为两类：一类称为视频（VIDEO）驱动型，镜头本身包含放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的 控制。另一类称为直流（DC）驱动型，利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈。 这种镜头只包含电流计式光圈马达，要求摄像头内有放大器电路。对于各类自动光 圈镜头，通常还有两项可调整旋钮，一是 ALC 调节（测光调节） ，有以峰值测光和根 据目标发光条件平均测光两种选择，一般取平均测光档；另一个是 LEVEL 调节（灵 敏度） ，可将输出图像变得明亮或者暗淡。 ? 4 变倍镜头：变倍镜头分为手动（MANUAL ZOOM LENS）和电动（AUTO ZOOM LENS） 两种，手动变倍镜头一般用于科研项目而不用在闭路监视系统中。在监控很大的场 面时，摄像头通常要配合电动镜头和云台使用。电动镜头的好处是变焦范围大，既 可以看大范围的情况，也可以聚焦某个细节，再加上云台可以上下左右的转动，可 视范围就非常大了。电动镜头有 6 倍、10 倍、15 倍、20 倍等多种倍率，如果再知 道基准焦距，就可以确定镜头焦距的可变范围。例如一个 6 倍电动镜头，基准焦距 为 8.5 毫米，那么其变焦范围就是 8.5 到 51 毫米连续可调，视场角为 31.3 到 5.5 度。电动镜头的控制电压一般是直流 8V~16V，最大电流为 30 毫安。所以在选控制 器时，要充分考虑传输线缆长度，如果距离太远，线路产生的电压下降会导致镜头 无法控制，必须提高输入控制电压或更换视频矩阵主机配合解码器控制。 7、焦距的计算： 1 公式计算法：视场和焦距的计算 视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被 摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。 1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下； f=wL/W 2、f=hL/h w：图象的宽度（被摄物体在 ccd 靶面上成象宽度）f；镜头焦距W：被摄物体宽度 L：被摄物体至镜头的距离 h：图象高度（被摄物体在 ccd 靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度 H：被摄物体的高度 ccd 靶面规格尺寸： 规格 W H 1/3& 4.8 3.6 单位 mm 1/2& 6.4 4.8 2/3& 8.8 6.6 1& 12.7 9.6由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样， 其比例均为 4:3,当 L 不变， H 或 W 增大时，f 变小，当 H 或 W 不变，L 增大时，f 增大。2 视场角的计算 如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度和高度。 水平视 场角β （水平观看的角度） β =2tg-1= 垂直视场角 q （垂直观看的角度） q=2tg-1= 式中 w、 H、f 同上 水平视场角与垂直视场角的关系如下： q=或=q 表 2 中列出了不同尺寸摄像层和 不同焦距 f 时的水平视场角 b 的值， 如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便 可按下式计算出视场高度 H 和视场宽度 W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如；摄像机的摄像管为 17mm(2/3in),镜头焦距 f 为 12mm，从表 2 中查得水平视场角为 40℃而镜头与被摄取物体的 距离为 2m，试求视场的宽度 w。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m 则 H=W=×1.46=1.059m 焦距 f 越和 长，视场角越小，监视的目标也就小。 图解法 如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W） 。高（H）和与摄像机的距离（L）决定，一 旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来 3 个因素决定； *.欲监视景 物的尺寸 *.摄像机与景物的距离 *.摄像机成像器的尺士：1/3&、1/2&、2/3&或 1&。 图解 选择镜头步骤： 所需的视场与镜头的焦距有一个简单的关系。利用这个关系可选择适当的 镜头。 估计或实测视场的最大宽度；估计或实测量摄像机与被摄景物间的距离；使用 1/3” 镜头时使用图 2，使用 1/2 镜头时使用图 3，使用 2/3”镜头时使用图 4，使用 1 镜头时使用 图 5。具体方法：在以 W 和 L 为座标轴的图示 2-5 中，查出应选用的镜头焦距。为确保景物 完全包含在视场之中，应选用座标交点上，面那条线指示的数值。例如： 视场宽 50m,距离 40m,使用 1/3&格式的镜头，在座标图中的交点比代表 4mm 镜头的线偏上一点。这表明如果 使用 4mm 镜头就不能覆盖 50m 的视场。而用 2.8mm 的镜头则可以完全覆盖视场。f=vD/V 或 f=hD/H 其中，f 代表焦距，v 代表 CCD 靶面垂直高度，V 代表被观测物体高度，h 代表 CCD 靶面水平 宽度，H 代表被观测物体宽度。 举例：假设用 1/2”CCD 摄像头观测，被测物体宽 440 毫米，高 330 毫米，镜头焦点距 物体 2500 毫米。由公式可以算出： 焦距 f=6.4X 毫米 或 焦距 f=4.8X 毫米 当焦距数值算出后，如果没有对应焦距的镜头是很正常的，这时可以根据产品目录选 择相近的型号，一般选择比计算值小的，这样视角还会大一些。 北京同安创公司经销的镜头品牌有： 日本 SPACECOM、日本精工 AVENIR4、视频切换与控制主机 １、单纯型的云台、镜头及防护罩控制器 其功能是仅仅实现对单台或多台执行云台旋转、上下俯仰、对云台上的摄象机镜头控制聚 焦、光圈调整及变焦变倍功能，较复杂的装置还可对云台上的防护罩作加热、除霜等控制。 ２、手动视频切换器 它是视频切换器最简单的一种，该装置上有若干按键，用以对单一监视器输出显示所选择 的某台摄象机图像。 手动切换比较经济可靠， 可将４～１６路视频输入切换到一台监视器上 输出。 其缺点是使用这种类型切换器对摄象机进行手动切换时， 监视器上会出现垂直翻转和 滚动，直至监视器确定有输入摄象机的垂直同步脉冲后才会消失。 ３、顺序视频切换器 多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视频对应一台监视器，但监视器占地大，价格 贵，如果不要求时时刻刻监控，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,切换器有手 动切换、自动切换两种工作方式，手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路；自动方式是 让预设的视频按顺序延时切换， 切换时间通过一个旋钮可以调节， 一般在 1 秒到 35 秒之间。 切换器的价格便宜（一般只有三五百元） ，联接简单，操作方便，但在一个时间段内只能看 输入中的一个图像。要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像，就需要用画面分割器。顺 序视频切换器是使来自多台摄象机的图像在一台监视器上选择显示一幅， 再显示另一幅， 摄 象机的显示顺序和显示停留时间可由用户程序设置或修改。 顺序视频切换器采用垂直间隔切 换，以消除监视器上的图像闪烁、抖动或滚动，使观察监视器的人可以舒适地观看。所谓垂 直间隔切换， 是视频播放时切换视频的一种方式。 切换器中的电子系统寻找每一台摄象机的 垂直同步脉冲，然后切换这一垂直脉冲间的视频，消除监视器上的垂直滚动和抖动，得到无 滚动切换的效果。 实现无滚动切换的前提是摄象机需要有行同步电路， 这样多台摄象机用同 一交流电源相位的电源供电时， 可使多台摄象机同时产生垂直同步脉冲， 这也是使用２４Ｖ 交流电源的摄象机能在闭路电视监控系统中得到广泛应用的原因之一。 在较大型的系统中，如果摄象机使用不同相位的非２４Ｖ交流电源，此时需要消除监视器 上的垂直滚动， 则要么要求摄象机具有非同步或信号锁定功能， 要么使用摄象机上的可调相 位选择，根据不同交流电源相位间的垂直同步定时差异来进行调整。为了监控的需要，一般 顺序切换器带有报警切换功能， 即发生报警时， 该顺序切换器会自动将报警区域的摄象机图 像切换到监视器上显示输出。 ４、视频矩阵切换与控制主机 所谓视频矩阵切换就是可以选择任意一台摄象机的图像在任一指定的监视器上输出显 示， 犹如Ｍ台摄象机和Ｎ台监视器构成的Ｍ＊Ｎ矩阵一般， 视应用需要和装置中模板数量的 多少，矩阵切换系统可大可小，小型系统是４＊１，大型系统可以达到１０２４＊２５６或 更大。 在以视频矩阵切换与控制主机为核心的系统中，每台摄象机的图像需要经过单独的 同轴电缆传送到切换与控制主机； 对云台与镜头的控制， 则一般由主机经由双绞线或者多芯 电缆先送至解码／驱动器，由解码器先对传来的信号进行译码，即确定执行何种控制动作。 解码／驱动器具有的功能如下： （１）前端摄象机电源的开关控制。 （２）对来自主机的命令进行译码，控制云台与镜头，可完成的动作有： 云台的左右旋转 、云台的上下俯仰、云台的扫描旋转（定速或变速） 、云台预置位的快 速定位 、镜头光圈大小的改变 、镜头聚焦的调整 、镜头变焦变倍的增减 、镜头预置位的 定位 、摄象机防护罩雨刷的开关 、某些摄象机防护罩降温风扇的开关（大多数采用温度控 制自动开关） 、某些摄象机防护罩除霜加热器的开关（大多数采用低温时自动加电至指定 温度时自动关闭） （３）通过固态继电器提高对执行动作的驱动能力。 （４）与切换控制主机间的传输控制。 视解码器所接受代码的形式不同，通常有三种类型的解码器：一是直接接受由切换控制主机发送来曼彻斯特码的解码器； 二是由控制键盘传送来或将曼彻斯特码转换后接受的ＲＳ－ ２３２输入型解码器；三是经同轴电缆传送代码的同轴视控型解码器。因此，与不同解码器 配合使用的云台则存在着相互是否兼容的选择。 视频矩阵切换控制主机是闭路电视监控系统的核心。多为插卡式箱体，内有电源装 置， 插有一块含微处理器的ＣＰＵ板、 数量不等的视频输入板、 视频输出板、 报警接口板等， 有众多的视频ＢＮＣ接插座、控制连线插座及操作键盘插座等。具备的主要功能有： ? 接收各种视频装置的图像输入， 并根据操作键盘的控制将它们有序地切换到相 应的监视器上供显示或记录，完成视频矩阵切换功能。 编制视频信号的自动切换顺 序和间隔时间 ? 接收操作键盘的指令，控制云台的上下、 左右转动， 镜头的变倍、调焦、光圈， 室外防护罩的雨刷 ? 键盘有口令输入功能， 可防止未授权者非法使用本系统， 多个键盘之间有优先 等级安排。 ? 对系统运行步骤可以进行编程， 有数量不等的编程程序可供使用， 可以按时间 来触发运行所需程序。 ? 有一定数量的报警输入和继电器接点输出端， 可接收报警信号输入和端接控制 输出。 ? 有字符发生器可在屏幕上生成日期、时间、场所摄象机号等信息。 ? 还有与计算机的接口 ５、同轴视控矩阵切换控制系统 它是以微处理器为核心具有视频矩阵切换和对摄象机前端控制能力的系统。同轴视控传输 技术是当今监控系统设备的发展主流， 它只需要一根视频电缆便可同时传输来自摄象机的视 频信号以及对云台、镜头、预置功能等所有的控制信号，这种传输方式节省材料和成本、施 工方便、维修简单化，在系统扩展和改造时更具灵活性。 同轴视控实现方法有两类，一是采用频率分割，即把控制信号调制在与视频信号不同的频 率范围内，然后同视频信号复合在一起传送，再在现场做解调将两者区分开；二是利用视频 信号场消隐期间来传送控制信号，类似于电视图文传送。 同轴视控切换控制主机因是通过单根电缆实现对云台、镜头等摄像前端的动作控制，故必 定要主机端编码经传输后在前端译码方式来完成。 这就决定了在摄像前端也需要有完成动作 控制译码和驱动的解码器装置。 与普通视频矩阵切换系统不同的是， 此类解码器与主机之间 只有一个连接同轴电缆的ＢＮＣ接插头。 ６、微机控制或微机一体化的矩阵切换与控制系统 这是随着计算机应用的普及而出现的电脑式切换器，有的由计算机芯片和外围电路控 制，有的直接以微机控制，除完成常规的视频矩阵切换和对摄象机前端的控制功能外，它同 时具有很强的计算机功能。例如它有较强的键盘密码系统可以有效地防止无权者操作使用； 它有启动配置程序， 能够以下拉式菜单的方式进行程序控制； 它有系统诊断程序以监视系统 所有功能；有打印机接口可以输出整个系统的操作情况；它有网络互联功能，有多种输入／ 输出接口， 有的系统还有视频图像的移动探测报警功能。 微机一体化控制系统均内置有多路 报警输入与输出， 可配接多台分控键盘和连接较多的解码器。 大型系统可用于分级层控连网。 选择及安装 目前市场上常用的主机虽然品牌不同、外型各异，但功能相差不大。 选择时首先要确定自己有多少个摄像机需要控制， 是不是还会扩充， 把现有的和将来有 可能扩充的摄像机数目相加，选择控制器的输入路数。比如一个居住小区，目前只盖好了 10 栋楼房，后期会有 15 栋，每栋楼房安装 1 只摄像机，那么最少也要有 25 路视频输入给 控制主机， （由于控制主机大部分以输入、输出模块形式扩充，输入以 8 的倍数递增）所以 需要选择 32 输入主机。 选择控制器的输出路数是看监控室内需要几台监视器。 比如上面举的例子， 如果监控室 需要至少 4 台监视器，那么输出就选择 4 路或 5 路输出（输出多一些不会影响性能，但价格 会增加）的控制主机。 目前控制主机常用的输入有 8、16、32、48、64、80、96、128 到 512 路，一般以 8 或 16 的倍数递增；输出从 2、4、5、8、16、24 到 32，一般以 2 或 4 的倍数递增。主机的控制码有多种， 大部分不兼容， 必须配合其系列产品或说明可以使用的设备工作。 如解码器、辅助跟随器、报警接口、分控键盘、多媒体软件等。 解码器功能是把主机的控制码转换成模拟信号输出： 提供云台 24 伏或 220 伏交流电压， 镜头 12 伏直流电压，辅助 24 伏交流电压，2 个辅助开关，有的还提供 12 伏直流供电。解 码器是控制系统中最常用的设备，前端有一个云台或电动镜头，就需要有一个解码器。解码 器分为室内型和室外型，室外型有一个防水箱，并提供雨刷工作电压。安装时必须提供解码 器的 220 伏电源，跳开解码器的地址码以免冲突。还有要注意云台的工作电压，因为云台工 作电压有 24 伏和 220 伏两种，如果与解码器配合不对，轻则无法工作，重则烧毁云台电机， 造成不必要的损失。 解码器到云台、镜头的联接线不要太长，因为控制镜头的电压为直流 12 伏左右，传输 太远则压降太大，会导致镜头不能控制。另外由于多芯控制电缆比屏蔽双绞线要贵，所以成 本也会增加。 室外解码器要做好防水处理， 在进线口处用防水胶封好是一种不错的方法， 而且操作简 单。 从主机到解码器通常采用屏蔽双绞线，一条线上可以并联多台解码器，总长度不超过 1500 米（视现场情况而定） 。如果解码器数量太大，需要增加一些辅助设备，如增加控制码 分配器或在最后一台解码器上并联一个匹配电阻（以厂家的说明为准） 。 除监控室以外还要有人操作云台、镜头等设备，需要配分控键盘，每个主机可以带分控 键盘的个数不同，分控键盘的功能也有差异，有的可以控制监视器的输出，有的可以控制变 速云台。分控键盘与主机一般也用屏蔽双绞线联接。 现在由于计算机多媒体技术的发展， 监控系统也有向其靠拢的趋势， 多数厂商在设计监 控主机时留有计算机接口， 通过联接电缆和接口与计算机的串行口通讯， 在计算机上插一块 视频捕捉卡来观看图像，插一块声卡来监听声音。多媒体控制软件一般有如下功能：设置系 统控制主机的型号，设置通讯口，设置系统密码，设置操作人员的操作等级，画电子地图， 设置前端摄像机的性质（是否带云台、电动镜头） ，对已有的地图进行增加和删除修改，对 报警探测器布防和撤防，控制视频的切换，云台转动，镜头聚焦，辅助开关的闭合等等。由 于多媒体软件操作界面良好，使操作者更容易理解接受，现在已广泛应用。 安装注意事项：由于监控主机输出信号是 485 码，与模拟信号是无法抗衡的，所以在安 装时要做好设备的接地工作，保证回路内没有强电反馈给通讯口，否则会烧坏通讯芯片，使 主机无法工作。 5、画面处理器 原则上， 录一个讯号最好的方式是 1 对 1， 也就是用一个录影机录取单一摄影机摄取的画面， 每秒录 30 个画面，不经任何压缩，解析度愈高愈好（通常是 S-VHS）。但如果需要同时监 控很多场所，用一对一方式会使系统庞大、设备数量多、耗材及人力管理上费用大幅提高， 为解决上述问题，画面处理器应运而生。画面处理器为最大程度地简化系统，提高系统运转 效率，一般用一台监视器显示多路摄像机图像或一台录像机记录多台摄像机信号的装置。 原理及分类 画面处理设备可分为两大类： 一类为画面分割器 （多为四分割器 Quad） 四分割器(Quad)是将四个视频信号同时进行 , 数字化处理，经像素压缩法将每个单一画面压缩成 1/4 画面大小，分别放置于信号中 1/4 的位置，在监视器上组合成四分割画面显示。萤幕被分成 4 个画面，录影机同时实时地录取 4 个画面。VCR 将它视为一个单一的画面来处理。这种方式只有编码的处理程序，在回放时 不须经过解码器，虽然有很多四分割允许画面在回放时以全画面回送，但这只是电子放大， 即把 1/4 画面放大成单画面，因四分割拨放全部的动作，故会牺牲掉画面的解析度及品质。 当对整个动作的要求高于对画面清晰度的要求时， 四分割是个很好的选择。 例如工业处理控 制及赌博时。画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种，可以在一台监视器上同时显示 4、9、16 个摄像机的图像，也可以送到录像机上记录。四分割是最常用的设备之一，其性能价格比也 较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分割后 每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。另外还有六分割、八分割、双四分割 设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率更小。 另一类为多工处理器（Multiplexers） ，也成为图框压缩处理器，是按图像最小单位-场或帧，即 1/60 秒（场切换）或 1/30 秒（桢切换）的图像时间依序编码个别处理，按摄像 机的顺序依次录在磁带上， 编上识别码， 录像回放时取出相同识别码的图像集中存放在相应 图像存储器上， 再进行像素压缩后送给监视器以多画面方式显示。 这种科技让录影机依序录 下每支摄影机输入的画面。每个图框都是全画面（若系统只单取一个图场，其解析度就会缩 减成一半） ，故在画质上不会有损失。然而画面的更新速率却被摄影机的数量瓜分了，所以 会有画面延迟的现象， 。如果要录 10 支摄影机的画面，每支摄影机每秒只能取 3 个图框。虽 然回放时每秒仍然有 30 个图框，但却不是 30 个不同的图框。当使用多工处理器时，每秒钟 可录下来的图框数会减少。市面上不难看到图框处理器接 16 支以上的摄影机，并与 960 小 时长时间录放影机连接。 这种组合方式会造成每几分钟才录一个画面的结果， 与其他方式相 较显得较没效率。图 处 器 方 图框 理 的 块图框处理器影 像由类比转数 位及微处理器 的品质是相当 重要的多工处理器与画面分割器的优缺点 画面分割器 Quad 可以实时监视画面动作，没有延迟现象，录像时是将四画面组成一个 视频信号进行录像， 录像回放时也是以四分割的方式实时回放。 有些产品可以进行电子变焦 （Zoom）式的放大处理，但其像素少且清晰度大幅下降，以致于没有意义，故可认为它不能 大画面回放。Multiplexers 由于不损失画面像素但损失了时间，因此录像回放时会产生延 迟现象，动画效果强烈，所看到的画面是不连续的，回放时可以分割回放，也可以大画面回 放。由上分析 Quad 的优点是无丢失记录，取证效果好，缺点是不能不能大画面（在不牺牲 像素的境况下）回放，而多工处理器 Multiplexers 是回放功能好，能大画面回放，也能多 画面回放，缺点是丢失图像，产生动画效果。 分割器的功能：多数产品具备以下全部或部分 （１） 同时多画面显示图像外， 也可以显示单幅画面， 设置自动切换具备４个或８个 （双 页四分割）摄象机输入端子，通常有两个视频输出端子，一路为录象输出，输出四画面图像 供记录，另一路为视频输出，供与监视器相连，可选择显示单一画面图像，也可顺序显示４ 路输入图像。 （２）即时显示影像输出（60 或 50 画面/秒） ，四画面分割器的影像处理技术是将四个视频信号同时进行数位处理，将每一个全画面缩小成１／４的画面大小并放置于不同位置， 从而在监视器上组合成四画面分割显示。 由于四画面分割器是同时处理四个画面信号， 因此 可以作实时录象与监视，画面动作不致有延迟的现象。现在已发展出高品质的 IC，提高即 时性的速度。 （３）可以叠加时间和字符（内建式时钟和字幕显示） ，各画面上可显示多个英文或数 字，以标明摄象机号和位置信息，字数一般最多为８个。 （４）具有双工性能的装置，在回放时可放送四分割画面，也可指定某一画面作放大监 看，但是画面品质较粗糙、质量不高。 （５）含内建蜂鸣器的警报输入与联动功能，影像移动自动侦测(Motion Detection)， 可以与报警探测器或视频移动探测器构成的报警系统连动。 （６）快速放像功能、静止画面功能、时间发生器、单道声音输出等功能。 （7）图像丢失报警功能，可留住最后画面。 （8）对于双四画面：八只摄影机的输入，都可独立调其亮度、对比、彩色及色度，不 同的边界颜色，区分二页四分割显示。 （9）具备 RS232 口与电脑连接的功能，RS232 远地控制功能，未来可与网路连结。 （10）菜单设置功能 （10）画中画与图像局部放大功能 （10）高解析度显示 720x576(PAL)，720x480(NTSC)，一千六百万种真实彩色输出 未来功能发展趋势 由于四分割与图框强调其画面的清晰与即时性，而 IC 的品质是影响的关键。目前不断 研发出新的 IC，改善了画面的品质。另外，微处理器的进步也使其控制管理不同 IC（如影 像 IC、记忆体 IC）的能力更好。 多工处理器的功能：多数产品具备以下全部或部分 ? ? 全双工图框压缩功能与多工监视同时工作。 ? ? 可连接 4 只摄影机，并有回路输出。 ? ? 即时四分割显示(60 或 50 画面/秒)。 ? ? 高解析度显示 720x576(PAL)，720x480(NTSC)。 ? ? 一千六百万种真实彩色输出。 ? ? 影像断讯与警报输入自动侦测。 ? ? 摄影机的输入，都可独立调其亮度。 ? ? 四分割画面和 4 组摄影机自动跳台显示，可同时输出。 ? ? 内建式蜂鸣器的警报输入。 ? ? 可储存 5 笔警报记录。 ? ? 可选各种长时间的 VCR 录影模式。 ? ? VCR 可依四分割或全画面回放影像。 ? ? VCR 回放影像可放大。 ? ? VCR 影像影像可直接输出于电视上。 ? ? RS232 远地控制功能。 ? ? 工业标准架 1U 的机箱。 未来功能发展趋势 ? 产品网际网路化 随着网路的兴盛，未来四分割与图框处理器将走向网际网路化，产品的功能设计将与网 际网路连结，朝向多画面的远端监视系统发展。 ? 产品个性化，少量多样的模式，会愈来愈普遍。为因应各地区对产品的需求不同，产品的设计将有其独特性，不只少量销售也在外观与 功能上增加多样性。 ? 产品功能丰富化 由于技术愈趋成熟，以前的跳台器，移动侦测器(Motion Dection)等全都成为内建的必 备功能。另外，内建 Modem，有警报侦测，立即拨号，也将成为趋势。 ? 服务附加价值大 产品朝向网际网路化及功能丰富化后，四分割与图框处理器不只是单纯提供使用者影像 处理的功能，因与现代科技发展的结合，将扩大提供使用者更多元化的服务空间。 同时多画面分割器有与视频矩阵切换系统相融合的趋势。 四分割与图框将朝向远端监控产品的技术发展，在 CCTV 市场中发展新的应用来开创新 的市场。而不论功能的变化如何，传输画面、回放画面的清晰度与速度相信仍是最重要的品 质要求。 画面处理设备的种类及典型品牌 目前市场上画面分割器(又有彩色、黑白之分，单功、双功之分)有 ? 单工四画面分割器： NQC―6015 （彩色） WV-MS424 ， （彩色） NQB―601 ， （黑白） ， NQB―604（黑白） ? 双工四画面分割器（即回放时靠电子放大可实现淡化面显示） ：NQC―605（彩 色） ? 双四画面分割器 （即可连接 8 只摄像机， 以二面的四画面切换显示） NQC―608 ： （彩色） ，WV-MS428（彩色） ， NQB―612（黑白） 而图像多工器（Multiplexers 桢场切换）则种类更多(又有彩色、黑白之分，单功、双 功及全双功之分)，有 单工处理器(场开关)：WV-FS28(4 路)，WV-FS29(9 路),WJ-FS216(16 路) 双工处理器(场开关)：WV-FS38(4 路)，WJ-FS216(16 路) 全双功处理器：WJ-FS616（带系统控制功能） 十六路场开关（WV-FS616） （带系统控制功能）,MV94E,MV99E,MV96E,MV16I(黑白) 单功、双功、全双功概念 对于画面处理器（Multiplexers）而言，存在单功型、双功型、全双功型，而这三个概 念是众多使用者们难以准确定义的，在这里，说述其定义： 所不同的仅在于记录全部输入视频信号的同时 1. 单功：多画面录像与多画面监视不能同时进行，二者选取其一；a.只能多画 面监看，不能多画面同时录影，称为画面分割器，b 只能多画面录影，不能多画面同时监看, 称为场切换或桢切换 2. 双功：多画面录像与多画面监视可以同时进行，互不影响；即：在录象状态 下可以监看多画面分割图像或全画面，在放像时也可看全画面或分割画面 3. 全双功：可同时接两台录像机，一台进行录像，而另一台用于回放，两者互 不干扰。图框处理器则可另外再接一台监视器与录放影机，共接二台监视器 与二台录放影机，交叉同时监看、录影与回放，可以连接两台监视器和两台 录象机，其中一台用于录象作业，另一台用于录象带回放。 画面设备应用中的一些误区 画面处理器是以损失一些图像质量来换取系统的简单，节省耗材，但保安监控中重要的 是在于识别罪犯特征，不必过分强调作案过程的细节，所以应能完全忍受画面的动画效果。 评价多画面分割器性能优劣的关键是影像处理速度和画面的清晰程度。6、其他监控器材 云台（Pan&Tilt）云台就是两个交流电组成的安装平台，可以水平和垂直的运动，将摄象机 安装于其上，实现摄象机多个自由度运动的装置，满足对固定监 控目标的快速定位，或对 大范围监控环境的全景观察。 对云台的选择可以按下列分类来加以区分。 在挑选云台时要考 虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观。 1、从能够承受负载能力划分 轻载云台――最大负重２０磅（9.08 公斤） 。 中载云台――最大负重５０磅（22.7 公斤） 。 重载云台――最大负重１００磅（45 公斤） 。 防爆云台――用于危险环境下、 能够防爆和防粉尘点燃的云台， 带高转矩交流电机和可调螺 杆驱动，可负重１００磅。 ２、按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好， 防水、 防尘， 负载大。 ３、从运动方向划分 水平旋转云台――仅能实现水平旋转运动，故亦称为转台。 全方位云台――既能够作水平旋转运动， 也能够作垂直俯仰运动， 有的还能够做结合两者的 复合运动。 ４、从回转范围划分 水平旋转有０～３５５度云台，两端设有限位开关，还有３６０度自由旋转云台，可以作任 意个３６０度旋转。 垂直俯仰均为９０度， 现在已出现垂直可做３６０度、 并可在垂直回转至后方时自动将影响 调整为正向（auto image Invert for tilt）的新产品。 ５、从云台使用电压类型划分 220VAC 云台、24VAC 云台 、直流供电云台 ６、从旋转速度划分 恒速云台――只有一档速度， 一般水平旋转速度最小值为６～１２度／秒， 垂直俯仰速度为 ３～3.5 度／秒。但快速云台水平旋转和垂直俯仰速度更高。 可变速云台――水平旋转速度范围为０～&４００度／秒，垂直倾斜速度范围多为０～１２ ０度／秒，但已有最高达４００度／秒的产品。 ７、按安装方式分为侧装和吊装，即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。 8、按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中，除了 防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。 9、从驱动部件划分 以２４ＶＡＣ或２２０ＶＡＣ二相感应型马达带动齿轮和链条机构。 以二相感应马达带动可调螺杆传动装置。 以１１５ＶＤＣ并激式直流马达作驱动源，带动可调螺杆传动。 交流２４Ｖ单相瞬间反转感应型电机，带动 Delrin 螺杆驱动。 对于变速旋转型云台，有的用步进马达。 摄象机防护罩与固定支架 防护罩是为了保证摄象机和镜头有良好工作环境的辅助性装置， 它将二者包含于其中。 支架 是固定云台及摄象机防护罩的安装部件。 一般方式为在支架上安装云台， 再将带或不带防护 罩的摄象机固定在云台上。 １、支架 普通支架有短的、长的、直的、弯的，根据不同的要求选择不同的型号。室外支架主要考虑负载能力是否合乎要求，再有就是安装位置，因为从实践中我们发现，很多室外摄像机安装 位置特殊，有的安装在电线杆上，有的立于塔吊上，有的安装在铁架上??由于种种原因， 现有的支架可能难以满足要求，需要另外加工或改进，这里就不再多说了。制作支架的材料 有塑料、金属镀铬、压铸。支架多种多样，依使用环境不同和结构不同，主要有以下类型： （１）天花板顶基支架，一端固定在天花板上，另一端为可调节方向的球形旋转头或可调倾 斜度平台，以便摄象机对准不同的方位。有直管圆柱形和Ｔ形之分。 （２）墙壁安装型支架，一端固定在墙壁上，其垂直平面用于安装摄象机或云台，对于无云 台的摄象机系统， 其摄象机可以直接固定在支架上， 也可以固定在支架上的球形旋转接头或 可调倾斜平台上。 （３）墙用支架加上安装连板可构成墙角支架，墙角支架加上圆柱安装连板，可将其安装在 圆柱杆上。 ２、摄象机防护罩 防护罩也是监控系统中最常用的设备之一， 主要分为室内和室外两种。 室内防护罩主要区别 是体积大小，外形是否美观，表面处理是否合格。功能主要是防尘、防破坏。 室外防护罩密封性能一定要好， 保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。 有的室外防护罩 还带有排风扇、加热板、雨刮器，可以更好的保护设备。当天气太热时，排风扇自动工作； 太冷时加热板自动工作；当防护罩玻璃上有雨水时，可以通过控制系统启动雨刮器。摄象机 防护罩的选择，首先是要包容所使用的摄象机加镜头，并留有适当的富余空间，其次是依据 使用环境选择适合的防护罩类型， 在此基础上， 将包括防护罩及云台在内的整个摄像前端之 重量累计，选择具有相应承重值的支架。还要看整体结构，安装孔越少越利于防水，再看内 部线路是否便于联接，最后还要考虑外观、重量、安装座等等。 在防护罩中，除了用于一体化摄像系统的球形防护罩外，还有圆柱形、长方形等不同形状， 应用场合有室内型和室外型两大类。 室内摄象机防护罩以装饰性、 隐蔽性和防尘为主要目标， 而室外型因属全天候应用，要能适应不同的使用环境。 防护罩的材料主要有铝质、合金、 挤压成型、不锈钢等 视频信号分配与放大器 视频放大器 当视频传输距离比较远时， 最好采用线径较粗的视频线， 同时可以在线路内增加视频放 大器增强信号强度达到远距离传输目的。 视频放大器可以增强视频的亮度、 色度和同步信号， 但线路内干扰信号也会被放大，另外，回路中不能串接太多视频放大器，否则会出现饱和现 象，导致图像失真。 视频分配器 经过视频矩阵切换器输出的视频信号，可能要送往监视器、录象机、传输装置、硬拷贝 成像等终端设备，完成成像的显示与记录功能，在此，经常会遇到同一个视频信号需要同时 送往几个不同之处的要求， 在个数为二时， 利用转接插头或者某些终端装置上配有的二路输 出器来完成；但在个数较多时，因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗 不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。则需要使用视频分配器，实现一路视频输 入、多路视频输出的功能，使之可在无扭曲或无清晰度损失情况下观察视频输出。通常视频 分配器除提供多路独立视频输出外，兼具视频信号放大功能，故也成为视频分配放大器。 视频分配放大器以独立和隔离的互补晶体管或由独立的视频放大器集成电路提供４～６路 独立的７５Ω 负载能力， 包括具备彩色兼容性和一个较宽的频率响应范围 （１０Hz～７MHz） ， 视频输入和输出均为ＢＮＣ端子。 二、视频监视器 监视器是监控系统的标准输出， 有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。 监视器分彩色、黑白两，尺寸有 9、10、12、14、15、17、21、29 英寸等，常用的是 14 英寸。监视器也有 分辨率， 同摄像机一样用线数表示， 实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。 另外， 有些监视器还有音频输入、S-video 输入、RGB 分量输入等，除了音频输入监控系统用到外， 其余功能大部分用于图像处理工作，在此不作介绍。 清晰度：彩色监视器一般在 300-500 线黑白监视器一般在 700-1000 线，专业监视器与普通电视机的差别在于：其一是电视清晰 度较高； 其二是防磁性能好， 以便并排安装时不会互干扰， 而普通电视机则不具备防磁功能； 其三是可靠性好，监视器可以接受长时间不间断工作，而普通的电视机则不能。在最小系统 中可以仅有单台监视器， 而在大系统中则可能是由数十台监视器组成的电视墙； 监视器可以 是黑白的，但更多的是彩色监视器；既可以是６英寸、９英寸的小屏幕监视器，也可以是４ ０英寸左右的大型监视器、等离子体平板显示器或上百英寸的投影；在实际应用中，既可用 专业级的纯监视器，也可用价格便宜的彩电取而代之；在图像显示质量方面，有用标准分辨 率的监视器，也有追求高图像质量而采用的高分辨率监视器。从使用角度而言，实用性是对 其作出选择的前提，特别体现在下列各点上： （１） 监视器类型的选择应与前端摄象机类型基本匹配， 黑白摄象机一般具有分辨率较高的 特点，且价格较为低廉，在以黑白摄象机为主构成的系统中，宜采用黑白监视器。 （２）对于不仅要求看得清楚而且具有彩色要求的场合，随着大量使用彩色ＣＣＤ摄象机， 此时视频图像的显示必然用彩色监视器，但此时对彩色监视器分辨率的选择要适中，３５ ０～４００线是较理想的标准。 （３） ６００～８００线分辨率的高档ＣＲＴ彩色监视器， 其刷新率一般为每秒７５～８０ 帧，只宜用在图像质量要求极高的场合。 （４）除分辨率指标外，目前时兴的是监视器具有易于控制和调节的功能。 （５）监视器有不同的扫描制式，选用时应注意。 （６）对于闭路电视监控系统而言，特别是在经费不太富裕的条件下，选用价格相对便宜的 彩电是可行的折衷方案之一，但必须具有视频输入端子。 （７）监视器屏幕大小的选择，应以与视频图像相匹配为原则，用于显示多画面分割器输出 图像的监视器，由于一屏上有多个摄象机输出图像，因此宜采用大屏幕的监视器。 四、长时间录象机 所谓长时间录象机指的是一盘１８０分钟录象带可记录８小时以上的监控图像， 有２４小时 型和长时间型之分， 大多以时间分割方式断续地记录图像， 最长的记录时间可长达９６０小 时，这称之为时滞式（time lapse）长时间录象机。此外，还有以连续方式记录２４小时画 面的实时（real time）长时间录象机。 长时间录像机是将摄像机信号于磁带上的一种磁记录备，其特点是通过普通的 180 分钟的 磁带记录长达 24 小时甚至于 960 小时的摄像机信号，从而极大地节省了磁带，便于管理。 长时间录像机的磁头是走停相间， 也就是说通过损失一定的画面时间来换取长延时效果， 故 其回放的图像将会有明显的效果。 关.键.参.数 电视水平清晰度：一般 VHS 模式的录像机可达 250 线左右，SVHS 模式的录像机可达 400 线 左右。 长时间录像机的分类： 长时 按 时 间 分 按 制 式 分间录 像机24 小时录像机 480 小时录像机 960 小时录像机VHS 模式 S-VHS 模式与家用录像机不同，延时录像机可以长时间工作，可以录制 24 小时（用普通 VHS 录像 带）甚至上百小时的图像，可以联接报警器材，收到报警信号自动启动录像，可以叠加时间 日期，可以编制录像机自动录像程序，选择录像速度，录像带到头后是自动停止还是倒带重 录?? 延时录像机的性能虽然出众，但价格不菲，而且目前分辨率不是很高，在延时录像时 图像也会丢失一部分，回放的图像是一顿一顿跳跃的 五、数字化图像记录装置 作为以数字化硬盘存储录象的全功能主机， 具备视频压缩、 数字化硬盘存储及视频解压功能， 可以完全记录下摄象机的高清晰度画面，解决闭路电视监控系统后端环节的低清晰度损失， 使录象回放能达到极高的清晰度。 六、视频图像打印输出装置 彩色视频输出设备除了彩色喷墨打印机、彩色激光打印机外，还有彩色视频印像机。彩 色视频印像机是一种图像输出设备，大多采用热敏染料转移成像方法，分辨率较高，色彩还 原性好。彩色视频印像机是智能化装置，只要连接显示器后即可进行功能菜单操作。 视频的传输 7、关于视频的传输问题 1、同轴电缆传输 在闭路监控系统中，同轴电缆是传输视频图像最常用的媒介。同轴电缆截面的圆心为 导体，外用聚乙烯同心圆状绝缘体覆盖，再外面是金属编织物的屏蔽层，最外层为聚乙烯封 皮。同轴电缆对外界电磁波和静电场具有屏蔽作用，导体截面积越大，传输损耗越小，可以 将视频信号传送更长的距离。 摄像机输出通过同轴电缆直接传输至监视器，若要保证能够清晰地加以显示，则同轴 电缆的长度有限制。如果要传得更远，一种方法是改用截面积更大的同轴电缆类型，另一种 方法是在靠近监视器处安装一台后均衡视频放大器（post equalizing video mplifier） ， 通过补偿视频信号中容易衰减的高频部分使经过长距离传输的视频信号仍能保持一定的强 度，以此来增长传输距离。需要指出的是，后均衡视频放大器只能安装在靠近监视器之处， 如果安装在摄像机附近则失效。此外，所有电缆均应是阻抗为 75 欧姆的纯铜芯电缆，绝对 不可用镀铜或铝芯电缆。 采用同轴电缆传送视频信号时，由于存在不平衡电源线负载等因 素会导致各点之间存在地电位差，其电压峰-峰幅值在 0~10V。为此应采用被动式接地隔离 变压器（GROUND ISOLATION TRANSFORMER） ，它可放置在同轴电缆中存在地电位差的任何一 处，并可放置多个，用它可以消除存在地电位差带来的问题，并有效地降低 50Hz 频率共模 电压。 电缆的选择 认真选择合适的电缆对于设备是否能达到最佳性能至关重要，同轴电缆的阻抗都为 75 欧 姆。 材质 只能使用纯铜芯导线的电缆。不要采用镀铜的铜芯电缆或铝芯电缆，因为它们不能在 CATV 网所用的整个频段上有效地传输信号。CATV 信号传输要求电缆芯线具有底的直流阻抗。 在不发生弯折的情况下， 实心裸铜导线最适于视频应用。 如果在正常使用中， 弯则无法避免， 则应选用绞芯线。 绝缘材料最好是多孔（泡沫）聚乙烯。它比实心的聚乙烯有更好的电气特性，但容易受潮湿 影响。 因此在潮湿环境的应用中应采用实心聚乙烯绝缘的外部有厚绝缘层的电缆。 屏蔽层必须是覆盖 95%以上铜丝编辑层。 安装技巧：不要拉伸电缆或使之过度弯曲。避免电缆同供热管道和其他热源的接触。即使热 量不足以造成对电缆的明显损害， 也会使传输特性受到影响。 在电缆必须连续弯曲的场合 （如 有扫描仪或水平俯仰云台） ，应使用专门的电缆。这种电缆的芯导线应是多股胶合线。只使 用压接型的 BNC 连接器。 电缆类型和操作距离： 最常用的电缆有 RG-59/U 和 RG-11/U 两类。 每种都包括一系列具有不 同电气特性的电缆产品，其中一些是不适于 CATV 应用的。 当采用 Belden 之外的电缆时， 应以表 A 中电缆的特性作为准则。 材质和结构必须遵循上述原则。 B 列出了最大电缆长度 表 同图像质量之间的关系。除非特别说明，建议使用下列的同轴电缆。 2、光纤视频传输 光纤是能使光以最小的衰减从一端传到另一端的透明玻璃或塑料纤维，光纤的最大特 性是抗电子噪声干扰，通讯距离远。 光纤有多模光纤和单模光纤之分。单模光纤只有单一的传播路径，一般用于长距离传 输，多模光纤有多种传播路径，多模光纤的带宽为 50M Hz~500M Hz/Km，单模光纤的带宽为 2000MHz/Km，光纤波长有 850nm，1310 nm 和 1550 nm 等。850nm 波长区为多模光纤通信方 式；1550 nm 波长区为单模光纤通信方式；1310 nm 波长区有多模和单模两种；850nm 的衰 减较大，但对于 2~3MILE（1MILE=1604m）的通信较经济。光纤尺寸按纤维直径划分有 50μ m 缓变型多模光纤、62.5μ m 缓变增强型多模光纤和 8.3μ m 突变型单模光纤，光纤的包层直 径均为 125μ m，故有 62.5/125μ m、50/125μ m、9/125μ m 等不同种类。由光纤集合而成的 光缆，室外松管型为多芯光缆，室内紧包缓冲型有单缆和双缆之分。 闭路电视监控系统中的视频图像、音频、控制信号都可以通过光纤进行传输，传输系 统也是由一个发射机和一个接收机组成，主要有下列传送形式：现在单模光纤在波长 1.31μ m 或 1.55μ m 时光速的低损耗窗口，每公里衰减可作到 0.2~0.4 分贝以下， 是同轴电缆每公里损耗的 1%， 因此模拟光纤多路电视传输系统可实 现 20 公里无中断传输， 这个基本上能满足超远距离的电视监控系统。 同轴电缆由于衰减大， 用它组成的传输网，干线放大器之间的距离一般为 427~610 米，即每公里需要增加 1 至 2 个干线放大器。 这无疑增加了系统的复杂性和降低了系统的可靠性。 而且在干线传输中最多 可串接 20 多个放大器， 因而最长只能传输 10 公里左右， 再长会由于中继放大器的噪声和失 真的累加，使信号达不到规定的标准。 用光缆作干线传输系统容量大、能双向传输、系统指标好、安全可靠性高。主要缺点 是建网造价高，施工技术难度大，但它能适应长距离的大系统干线使用。 3、射频传输 在布线有限制的情况下，近距离的无线传输是最方便的。无线视频传输由发射机和接 收机组成，每对发射机和接收机有相同的频率，可以传输彩色和黑白视频信号，并可以有声 音通道。无线传输的设备体积小巧，重量轻，一般采用直流供电。另外由于无线传输具有一 定的穿透性，不需要布视频电缆等特点，也常用于电视监控系统（一般常用于公安、铁路、 医院等场所） 。 值得注意的是，现在常用的无线传输设备采用 2400 兆赫兹频率，传输范围有限，一般只能传输 200~300 米。而大功率设备又有可能干扰正常的无线电通讯，受到限制，在这里就 不再赘述了。 4、电话线传输 另一种长距离传输视频的方法是利用现有的电话线路。 由于近几年电话的安装和普及， 电话线路分布到各个地区，构成了现成的传输网络。电话线传输系统就是利用现有的网络， 在发送端加一个发射机，在监控端加一个接收机，不需要电脑，通过调制解调器与电话线相 连，这样就构成了一个传输系统。 由于电话线路带宽限制和视频图像数据量大的矛盾，传输到终端的图像都不连续，而 且分辨率越高，帧与帧之间的间隔就越长；反之，如果想取得相对连续的图像，就必然以牺 牲清晰度为代价。 小 结 打个比方来说， 我们日常所走的道路相当于传输线路， 来来往往的行人车辆相当于视频信息。 如果道路宽阔，行人车辆稀少，交通必然顺畅；如果道路狭窄，行人车辆却很多，必然产生 交通堵塞。信息的传输也是如此，线路频带宽（道路宽阔） ，接头和联接设备少（路口和红 绿灯少） ，信息量固定（车流量一定） ，那么图像的连续性和清晰度也是保持一定；如果线路 频带窄，信息量大，那么只能象我们平日上班经常遇到的一样，大家排在停车线后，依次通 过。如果强行通过，对人来说，可能发生交通事故；对设备来说，就会发生数据混乱，也可 能导致更严重的后果。 在选择传输方式时，根据自己的情况和要求，考虑传输距离，对图像的连续性、图像 的清晰度要求，系统造价，地理条件限制等因素，合理的选择适合自己要求的方式，这样才 会有好的效果。 8、报警系统 用物理方法和电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并 辅助提示值班人员发生报警的区域部位， 显示可能采取的对策， 此即防盗防侵入探测报警系 统。 一、防盗探测器的类别 根据所要防范的场所和区域，选择不同的报警探头。一般来说，门窗可以安装门磁开关， 卧室、 客厅安装红外微波探头和紧急按钮， 窗户安装玻璃破碎传感器， 厨房安装烟雾报警器， 报警控制主机安装在房间隐蔽的地方以便布防和撤防。 报警主机可以进行编程， 对报警单元 的常开、 常闭输出信号进行判别， 确认相应区域是否有报警发生。 对于小区安防和金融单位， 还需要安装电话拨号器，当意外发生时，通过电话线路传送报警信息给公安、消防部门或房 屋主人。 1. 热感红外线探测器 任何物体因表面热度的不同，都会辐射出强弱不等的红外 线。因物体的不同，其所辐射之红外线波长亦有差异。热感红外线探测器即用此方 式来探测人体。 红外探测主要用来探测人体和其它一些入侵的移动物体，当人体进 入探测区域，稳定不变的热辐射被破坏，产生一个变化的热辐射，红外传感器接收 后放大、处理，发出报警信号。由于暖气、空调等电器影响，红外传感器会产生误 报，所以设备中又添加了微波探测器。 2. 微波物体移动感知器 利用高频无线电波的多普勒频移来作为侦测手段，适合 与开放式空间或广场。 微波是一种频率非常高的无线电波，波长很短，容易被物体 反射，根据入射波和反射波的频率漂移，就可以探测出入侵物体。 3. 红外微波探头是报警系统中常用的设备之一，它的价格一般在 300~900 元之间。它的工作原理集红外和微波于一身。当红外和微波探测器同时有报警信号时， 探头才会有报警输出，降低了误报的可能。红外微波探头有多种型号，对应不同的 探测距离，有的探测一个扇型区域，有的探测一个狭长地段（如走廊） ，有的是 360 度探测，一定要根据具体需要选择合适的型号，这样才能达到效果。探测器的灵敏 度一般是可以调节的。 4. 门磁开关是一种广泛使用，成本低，安装方便，而且不需要调整和维修的探测 器。门磁开关分为可移动部件和输出部件。可移动部件安装在活动的门窗上；输出 部件安装在相应的门窗上，两者安装距离不超过 10 毫米。输出部件上有两条线，正 常状态为常闭输出，门窗开启超过 10 毫米，输出转换成为常开。 5. 玻璃破碎感知器 它利用压电式微音器，装于面对玻璃的位置，由于只对高 频的玻璃破碎声音进行有效的检测，因此不会受到玻璃本身的震动而引起反应。 6. 超声波物体移动探测器 超声波物体移动感知器需要一个能够发送超声波及另 一个负责接收的换能器，也有接收及发射换能器共存在一个本体上的。平常发射用 的换能器发送出一固定频率的超声波，散布在侦测的空间中，如果有一物体反射回 来的超声波，其频率会发生偏移，借此检测出是否有物体移动。该探测器容易受到 震动和气流的影响。 7. 红外对射探头 利用光束遮断方式的探测器 当有人横跨过监控防护区时， 遮断 不可见的红外线光束而引发警报。常用于室外围墙报警，它总是成对使用：一个发 射，一个接收。发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光，形成警戒线，有物 体通过，光线被遮挡，接收机信号发生变化，放大处理后报警。红外对射探头要选 择合适的响应时间：太短容易引起不必要的干扰，如小鸟飞过，小动物穿过等；太 长会发生漏报。 通常以 10 米/秒的速度来确定最短遮光时间。 若人的宽度为 20 厘米， 则最短遮断时间为 20 毫秒。大于 20 毫秒报警，小于 20 毫秒不报警。 8. 烟雾报警探头有光电式和离子式两种， 前者利用烟雾遮挡光路发出报警， 后者 则利用自身的传感器，感应空气中的离子浓度，不同的传感器感知不同的气体（如 煤气） ，常用的是为了防火而设的探测碳离子浓度的烟感探头。 二、警报接收与处理主机 警报接收与处理主机也称为防盗主机，是报警探头的中枢，它负责接收报警信号，控制延 迟时间，驱动报警输出等工作。它将某区域内的所有防盗防侵入传感器组合在一起，形成一 个防盗管区，一旦发生报警，则在防盗主机上可以一目了然地反映出区域所在。防盗主机目 前以多回路分区防护为主流，视系统规模不同，防区数最多为２～１００回路，优越的系统 更可显示出警报来源是该区域内的哪一个报警传感器及所在位置， 以方便采取相应的接警对 策。现代的防盗主机都采用微处理器控制，内有只读存储器和数码显示装置，普遍能够编程 并有较高的智能，主要表现为： １、以声光方式显示报警，可以人工或延时方式解除报警。 ２、对所连接的防盗防侵入传感器，可依需要而设置成布防状态或者撤防状态，也可以程 序编写控制方式和防区回路性能。 ３、可接多组密码键盘，可设置多个拥护密码，保密防窃。 ４、遇有警报时，其报警信号可以经由通信线路，以自动或人工干预方式向上级部门或保安公司转发，以快速沟通信息或者组网。 ５、可程序设置报警连动动作，即遇有报警时，防盗主机的编程输出端可通过继电器接点 闭合执行相应的动作。 6、电话拨号器同警号、警灯一样，都是报警输出设备，不同的是警灯、警号输出的是声 音和光，电话拨号器是通过电话线把事先录好的声音信息传输给某个人或某个单位。 高档防盗主机有与闭路电视监控摄像的连动装置，一旦在系统内发生警报，则该警报区 域的摄象机图像将立即显示在中央控制室内，并且能将报警时刻、报警图像、摄象机号码等 信息实时地加以记录，若是与计算机连机的系统，则可以报警信息数据库的形式储存，以方 便快速地检索与分析。 三、视频移动探测报警 视频移动探测报警装置用于检测闭路电视摄象机视野范围内的运动，它通过检测视频信号 亮度等级的变化来出发报警， 就其技术而言， 有模拟式视频运动探测器和数字式视频运动探 测器两大类。其主要性能如下： １、可令多个摄象机进行视频报警。 ２、检测区域可单独地进行开或关，以适应特殊时间段各出入口、大厅、停车场等的要求。 ３、发生紧急事件时，保安人员可走进一个已知的检测区域出发报警，以便寻求帮助。 ４、可以有不同的检测方式 标准方式――在定义区域内的任何变化均可触发报警。 方向方式――允许在某个方向发生变化而不报警，但如果往另一相反方向的变化则发生报 警。 防守方式――存储一幅图像在存储器内，并与活动图像进行比较，只有当这幅图像发生变 化或观察被阻碍时才发生报警。 ５、可有透射补偿校正功能，其作用是标定监视区域各位置的物体大小容差。 视频移动探测装置不同于红外线或超声波运动追踪器，它能用来分析引起警报的原因。 四、关于报警系统的安装与操作 ? 如果报警探头的 12 伏电由报警主机供给，需要通过探头数量计算功耗，不要 使主机超负荷工作。另外由于 12 伏直流电远距离传输时带来的压降影响，传输线不 可以太细和太远，要保证探头端所获得的电压足够大。 ? 如果距离比较远， 那么探头的电源最好就近供给， 以免线路损耗导致探头不能 正常工作。由于红外探测器对热源敏感，所以在安装时应尽量避免对着通风口、暖 气、火炉、冷冻设备的散热器；微波探测器对活动物体敏感，安装时不能对着窗帘、 风扇、水管等，以免发生误报。 ? 探测器都有环境要求， 安装时要考虑是在室内还是在室外， 如果在室外是否要加防水外壳，以免损坏探测器。 ? 在报警主机和探测器内，一般都有防拆开关。为了防止恶意破坏，在安装调试 时，应把防拆开关也连接到报警回路中。 ? 报警系统连好后，首先通电测试，由系统操作员更改必要的进入、退出延时时 间、防区报警模式，测试警号、警灯是否正常。有条件最好进行模拟实验，保证各 个防区正常工作。 ? 在系统交接后，使用人员应立即改变出厂设置的密码。 ? 在日常操作中，特别是布防时，要确定防区指示灯不闪烁（防区内无人）再布 防，一般不要强制布防，否则很容易报警（报警主机不能分辨是工作人员还是盗贼， 只要有活动物体，就会报警） 。 ? 通过报警主机可以把防区分为三类：即时报警、延时报警、24 小时防区。即 时报警是在布防状态下，探测器一旦触发报警主机就有响应；延时报警是在布防状 态下，探测器虽然触发，但报警主机并不马上响应，而是进入延时状态（延时时间 可以编程设置） ，超过延时时间尚未撤防，主机才报警；24 小时防区连接的通常是 烟雾探测器或玻璃破碎探测器，不管主机是在布防状态还是在撤防状态，只要探测 器有输出，主机就报警。 ? 撤防要及时， 要在进入延迟时间之内输入密码， 否则主机会把你当作不速之客。 警铃大作只会吓一跳，不会有太大问题，但触发了其它设备（如电话拨号器）引起 公安机关无谓的行动，造成的后果就 不好解决了。 ? 较好的报警主机有“旁路”功能，即撤防某一路，使其暂时不报警，其它防区正常工 作。 五、 与视频系统的联动 安全防范报警系统通常独立工作，也可以与闭路电视监控系统 配合使用，使报警探测器与摄像机、录像机联动，构成一个更完善的系统。 报警系统和视 频监控系统联合使用是最方便的， 特别是一个大的监控区域， 保安人员不可能迅速赶到现场， 也不能分身去多个地方， 如果连接有闭路监视系统， 就可以坐在控制室里观察报警现场的情 况，查看是否有罪犯侵入，如果有，可以打开录像机记录，通知公安部门报警，或根据具体 情况采取紧急措施。9、何谓照度何谓照度？照度（LUX）数值达到多少为低照度？多少数值能适应摄取影像的周围环境？ 照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每 平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm 是光通量的单位， 其定义是纯铂在熔化温度（约 1770℃）时，其 1/60 平方米的表面面积于 1 球面度的立体角内所辐 射的光量。 为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只 100W 的白炽灯，其发出的总光 通量约为 1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源 1m 和 5m 处的光照度值可 2 分别按下列步骤求得： 半径为 1m 的半球面积为 2π ×1 =6.28 平方米 距光源 1m 处的光照度值为： 2 1200Lm/6.28 平方米=191Lux 同理、半径为 5m 的半球面积为:2π ×5 =157 平方米 距光源 5m 处的光 照度值为： 1200Lm/157 平方米=7.64Lux 可见，从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。 1LUX 大 约 等 于 1 烛 光 在 1 米 距 离 的 照 度 ， 我 们 在 摄 像 机 参 数 规 格 中 常 见 的 最 低 照 度 （MINIMUM.ILLUMINATION），表示该摄像机只需在所标示的 LUX 数值下，即能获取清晰的影像画面， 此数值越小越好，说明 CCD 的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄}