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安防监控技术之基础知识 工程部刘毅 基础名词解释摄像机球形云台监视器硬盘录像机 目录 安防监控技术之基础知识 安防监控系统 一个典型的安防监控系统由视频监控 报警系统 硬盘录像三部分组成 按结构划分 前端部分 传输部分 控制部分 显示部分 防盗报警部分 系统供电部分 安防监控技术之基础知识 安防监控系统 前端部分设备摄像头 镜头 云台 防护罩 编码器 解码器 红外对射探测器 双鉴探测器 报警按钮 声光报警器 安防监控技术之基础知识 前端部分 传输方式分类视频基带传输 同轴电缆光纤传输 光端机网络传输 网络摄像机 视频服务器微波传输 高频电磁波双绞线传输 双绞线宽频共缆传输 射频传输方式 安防监控技术之基础知识 传输部分 安防监控技术之基础知识 传输方式比较 是安防监控系统的核心 它完成模拟视频信号的数字采集 压缩 监控数据记录和检索 硬盘录像等功能 安防监控技术之基础知识 控制部分 该部分完成在系统显示器或监视器屏幕上的实时监视信号显示和录像内容的回放及检索 安防监控技术之基础知识 显示部分 在重要出入口 楼梯口安装双鉴探测器 在周界安装红外对射探测器 进行布防 在监控中心安装报警主机 安防监控技术之基础知识 防盗报警部分 集中供电和分散供电 安防监控技术之基础知识 系统供电部分 摄像机的同步方法 垂直同步 彩色视频复合信号同步 外同步 电源同步和完全同步 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 垂直同步垂直同步是最简单的方法来同步两部摄像机 通过垂直驱动频率来保证视频能够采用视频切换器或者多画面分割器 在同一个监视器上显示几个影像源 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 彩色视频复合信号同步彩色视频复合信号代表视频和彩色触发信号 意味着摄像机能和外部的复合彩色视频信号同步 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 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像机的外同步输入端来实现同步 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 电源同步电源同步是一种古老的技术 利用直流50 60赫兹电源线电流来同步摄像机 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 完全同步全体锁定是两部用于精密的应用如广播摄影棚摄像机之间完全同步最好的方法 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 无色滚动数字讯号处理器视频摄像机使用在荧光灯下时 只能产生严重色滚动的影像 影像会从白色转变成蓝色 粉红色再回到白色 如此循环 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 无色滚动 色滚动 超宽动态超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 f焦距焦距 透镜中心到焦点的距离 用f表示 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 F相对孔径相对孔径 镜头有效通光口径 光束直径 与焦距的比值 用F表示 又称为镜头之明亮度 F值越小表示镜头之明亮度越高 F值每缩小一级距 明亮度即增加两倍 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 峰值感应模式峰值感应模式是用通过影像亮点代替整个影像的平均值来决定曝光指数 使用规则系统的用户能应对最苛刻的要求 如在黑夜抓取一个白点的影像 而且还要看到这个小亮白点的细节和色彩 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 CMOS摄像机CMOS全称为ComplementaryMetal OxideSemiconductor 中文翻译为互补性氧化金属半导体 CCD摄像机CCD全称为ChargeCoupledDevice 中文翻译为电荷藕合器件 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿着能够取得清晰图像的成像器轴线所测定的物体距离范围 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 焦距当一束平行光以与凸透镜的主轴穿过凸透镜时 在凸透镜的另一侧会被凸透镜汇聚成一点 这一点叫做焦点 焦点到凸透镜光心的距离就叫这个凸透镜的焦距 f 8 24mm 38 115mm 35mmequivalent 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 焦距长短与成像大小成正比 焦距越长成像越大 焦距越短成像越小 焦距长短与视角大小成反比 焦距越长视角越小 焦距越短视角越大 焦距长短与景深成反比 焦距越长景深越小 焦距越短景深越大 焦距长短与透视感的强弱成反比 焦距越长透视感越弱 焦距越短透视感越强 焦距长短与反差成反比 焦距越长反差越小 焦距越短反差越大 对焦距离越远景深越深 对焦距离越近景深越浅 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 视频切换器组成控制中心中主控制台上的一个关键设备 是选择视频图像信号的设备 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 视频服务器是一种对视音频数据进行压缩 存储及处理的专用嵌入式设备 它在视频监控 网络教学 IP视频会议 广告插播及视频节目点播等方面都有广泛的应用 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 动态侦测整个监控画面被分成多个小区域 用户可以任意选择区其中的区域 并且可以对选中的监控区域进行1 20级的敏感度设置 这样当有东西移动时将被摄像机服务器检测到 同时进行录像 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 通讯接口在安防监控系统中的通讯接口主要是对视频 音频的输入输出来说的 一般有以下几种 RS 232 RS 485 通用网络接口 可支持PSTN ISDN以及LAN各种联网环境 具有USB2 0超高速数据接口 连接计算机对重要图像资料进行备份 可选配具有逐行扫描VGA输出接口等 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 视频放大器放大视频信号 可以增强视频的亮度 色度和同步信号 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 云台就是两个交流电机组成的安装平台 可以水平和垂直的运动 类型 室内型和室外型侧装和吊装普通型和球型 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 PELCO 派尔高 协议PELCO D协议 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 格式如下 命令字1 命令字2及数据1 数据2意义如下 PELCO 派尔高 协议PELCO P协议 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 格式如下 数据位1到4的意义如下 嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 全双工是通讯传输的一个术语 指在发送数据的同时也能够接收数据 两者同步进行 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 半双工同一时刻不可能既发又收 收发是时分的 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 高速球是一种智能化摄像机前端 全名叫高速智能化球型摄像机 或者一体化高速球智能球 或者简称快球 高速球 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 自动增益控制摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平 即 为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号 必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 实时编解技术是指硬盘录像机能实时将采集的原始模拟视频数据进行加工 转变成标准的MPEG 2 MPEG 4 H 264 M JPEG格式的图像文件 直接存储到硬盘 中间不会出现数据的积压和丢失 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 可变码流编解码技术是指编解码器可根据数据量的大小自动调节带宽 固定码流编解码提供的带宽是固定的 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 像素 Pixel 是由Picture 图像 和Element 元素 这两个单词的字母所组成的 是用来计算数码影像的一种单位 是衡量摄像头的一个重要指标之一 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 基础名词解释摄像机球形云台监视器硬盘录像机 目录 安防监控技术之基础知识 摄像机是电视监控系统的前沿部分 是整个系统的 眼睛 把它监视的内容变为图像信号 传送给控制中心的监视器上 严格来说 摄像机是摄像头和镜头的总称 安防监控技术之基础知识 摄像机 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 安防监控技术之基础知识 摄像机 依成像色彩划分 彩色摄像机 黑白摄像机依分辨率灵敏度等划分 一般型 高分辨率型按CCD靶面大小划分 1 3 和1 4 按扫描制式划分 PAL制 NTSC制依供电电源划分 110VAC 220VAC 24VAC 12VDC或9VDC按同步方式划分 内同步 外同步按照度划分 普通型 月光型 星光型 红外型 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的选择和分类 CCD尺寸及像素数分辨率最低照度扫描制式摄像机电源信噪比镜头安装方式 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 CCD尺寸及像素数CCD尺寸指的是CCD图像传感器感光面的对角线尺寸早期1英寸 1 2英寸 2 3英寸主流1 3英寸商品化1 4英寸 1 5英寸像素数指的是摄像机CCD传感器的最大像素数普通30万像素高清晰度48万像素 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 分辨率分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数 它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时 在监视器 应比摄像机的分辨率高 上能够看到的最多线数 工业监视用摄像机380线 420线 480线 520线广播级摄像机700线左右 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 电视机与摄像机分辨率电视机与摄像机对于分辨率的定义与镜头 照片不同 它们分别有自己的定义方法 例如 镜头 照片将1组黑白线条计为1线 而电视机则将1组线条计为2线 黑白各1线 另外不同的地方是 镜头 照片的分辩率表示平均1mm内可以数出多少根线 而电视则表示整个画面能数出多少线 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 最低照度当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值 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 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 例如日本JVC公司生产的TK C1481BEG摄像机的最低照度值标称如下 照度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1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 参考环境照度夏日阳光下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黄昏室内10Lux20cm处烛光10 15Lux夜间路灯0 1Lux 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 扫描制式PAL制和NTSC制正交平衡调幅制 NationalTelevisionSystemsCommittee简称NTSC制 美国 加拿大和日本正交平衡调幅逐行倒相制 Phase AlternativeLine 简称PAL制 中国 德国 英国和其它一些西北欧国家行轮换调频制 SequentialColeurAvecMemoire 简称SECAM制 法国 前苏联和东欧一些国家 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 摄像机电源摄像机工作电压 交流有220V 110V 24V 直流为12V或9V 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 信噪比是摄像机的一个主要参数 即SNR SignaltoNoiseRatio 又称为讯噪比 狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比 常常用分贝数表示 其基本定义是信号电压对于噪声电压的比值乘以20log 典型值一般为45 55dB 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的主要技术指标 电动光圈接口电子快门自动增益控制背光补偿线锁定同步白平衡 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的附带功能 电动光圈接口驱动自动光圈镜头的接口 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的附带功能 电子快门是比照照相机的机械快门功能提出一个术语 它相当于控制CCD图像传感器的感光时间 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的附带功能 自动增益控制为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号 必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节 这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的 实现此功能的电路称为自动增益控制电路 简称AGC电路 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的附带功能 背光补偿也称作逆光补偿或逆光补正 它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷 能提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光 安防监控技术之基础知识 基础名词解释 线锁定同步是一种利用交流电源来锁定摄像机场同步脉冲的一种同步方式 当图像出现因交流电源造成的网波干扰时 将此开关拨到线锁定同步 LL 的位置 就可消除交流电源的干扰 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的附带功能 白平衡 即WhiteBalance 就是针对不同色温条件下 通过调整摄像机内部的色彩电路使拍摄出来的影像抵消偏色 更接近人眼的视觉习惯 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的附带功能 色温 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的附带功能 白平衡 即WhiteBalance 安防监控技术之基础知识 CCD摄像机的附带功能 偏红正常偏蓝 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 镜头安装方式选择镜头安装有两种工业标准 即C安装座和CS安装座 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 从镜头安装基准面到焦点的距离是12 5mm 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 CS接圈 摄像机镜头规格选择成像尺寸应视摄像机的 靶面尺寸尺寸而定 两者应相对应 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16mm2 3英寸 靶面尺寸为宽8 8mm 高6 6mm 对角线11mm1 2英寸 靶面尺寸为宽6 4mm 高4 8mm 对角线8mm1 3英寸 靶面尺寸为宽4 8mm 高3 6mm 对角线6mm1 4英寸 靶面尺寸为宽3 2mm 高2 4mm 对角线4mm 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 摄像机镜头规格选择焦距首先根据摄像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 则由摄像机靶面决定了视野 常用焦距有3 6mm 4mm 6mm 8mm 12mm 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 焦距的计算一 公式计算法 f wL Wf hL HF 镜头焦距w 图象的宽度 被摄物体在ccd靶面上成像宽度 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 H 被摄物体的高度 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 焦距的计算二 图解法 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 f vD Vf 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 CCD靶面规格尺寸 单位mm规格wh1 3 4 83 61 2 6 44 82 3 8 86 61 12 79 6 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 摄像机镜头规格选择光圈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 手动 自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 镜头的视场大小选择标准镜头广角镜头远摄镜头变倍镜头针孔镜头 安防监控技术之基础知识 镜头的选择和主要参数 被摄物体的大小被摄物体的细节尺寸物距焦距CCD摄像机靶面的尺寸镜头及摄像系统的分辨率 安防监控技术之基础知识 镜头的选配原则 安装镜头调整镜头光圈与对焦后焦距的调整 安防监控技术之基础知识 摄像机的使用 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 安装镜头时 首先去掉摄像机及镜头的保护盖 然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位 对于自动光圈镜头 还应将镜头的控制线连接到摄像机的自动光圈接口上 安防监控技术之基础知识 安装镜头 关闭摄像机上电子快门及逆光补偿等开关 将摄像机对准欲监视的场景 调整镜头的光圈与对焦环 使监视器上的图像最佳 安防监控技术之基础知识 调整镜头光圈与对焦 a 将镜头正确安装到摄像机上 b 将镜头光圈尽可能开到最大 c 通过变焦距调整将镜头推至望远状态 拍摄10m以外的一个物体的特写 再通过调整聚焦将特写图像调清晰 d 进行与上一步相反的变焦距调整将镜头拉回至广角状态 此时画面变为包含上述特写物体的全景图像 但此时不能再作聚焦调整 而是准备下一步的后焦调整 e 将摄像机前端用于固定后焦调节环的内六角螺钉旋松 并旋转后焦调节环 直至画面最清晰为止 然后暂时旋紧内六角螺钉 f 重新推镜头到望远状态 看看刚才拍摄的特写物体是否仍然清晰 如不清晰再重复上述第a b c步骤 g 通常只需一两个回合就可完成后焦距调整了 h 旋紧内六角螺钉 将光圈调整到适当的位置 安防监控技术之基础知识 后焦距的调整 红外摄像机 Infraredcamera 是指红外线经物体反射后进入镜头进行成像 可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像的摄像机红外一体化摄像机 将摄像机 镜头 防护罩 红外灯等集中在一起 安防监控技术之基础知识 红外一体化摄像机 画面发白气泡雪花红暴手电筒的效果白天色彩还原不够 安防监控技术之基础知识 红外一体化摄像机常见问题 故障现象 红外一体化摄像机 硬盘录像机上图像每隔几秒出现红色闪动 一闪即逝 周而复始处理过程 更换同型号摄像机 仍然有故障 视频信号直接输出到电视机 不能观察到故障现象 更换另一品牌摄像机 故障消失 更换摄像机开关电源 故障排除结论 该款摄像机在某些复杂的光线环境下不能稳定的工作 红外临界点的反复跳变 同时开关电源的功率不足 安防监控技术之基础知识 故障处理案例1 简称球机外形美观 隐蔽 个性化 安装方便 安防监控技术之基础知识 球形云台摄像机 普通球机和高速预置球机 安防监控技术之基础知识 球机分类及构造 透光球罩 简称球面 球面材质 光学亚加力材料球面表面光洁度 光洁度高 不能有任何缺陷球面制造工艺 工艺精良 安防监控技术之基础知识 影响球机性能的主要因素