视频监控系统

1、l卡 l读卡器 l锁 l门传感器（门磁） l出门 l控制器 l软件 本章主要内容 l视频监视概述视频监视概述 l闭路电视监控系统的组成闭路电视监控系统的组成 l工程案例工程案例 l1、视频监控的必要性 l2、视频监控历史 第1代：20世纪90年代前-模拟监控 第2代：20世纪90年代-模拟+数字监控 第3代：新世纪-全数字网络监控 l3、视频监控发展趋势 数字化、网络化、智能化 前一页 是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一 种先进的、防范能力极强的综合系统。种先进的、防范能力极强的综合系统。 它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台它可以

2、通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台 等）直接观看被监视场所的情况；可以把被监视场所的等）直接观看被监视场所的情况；可以把被监视场所的 图像内容、声音内容同时传送到监控中心，使被监视场图像内容、声音内容同时传送到监控中心，使被监视场 所的情况一目了然。所的情况一目了然。 电视监视系统还可以与防盗报警等其它安全技术防电视监视系统还可以与防盗报警等其它安全技术防 范体系联动运行，使防范能力更加强大。范体系联动运行，使防范能力更加强大。 视频探测与监控技术 前一页 特别是多媒体技术的发展以及计算机图像文件处理特别是多媒体技术的发展以及计算机图像文件处理 技术的发展，使电视监控系统在实现自动跟踪、实

3、时处技术的发展，使电视监控系统在实现自动跟踪、实时处 理等方面更有了长足发展，从而使电视监控系统在整个理等方面更有了长足发展，从而使电视监控系统在整个 安全技术防范体系中具有举足轻重的地位。安全技术防范体系中具有举足轻重的地位。 视频监控系统的另一特点是它可以把被监视场所的视频监控系统的另一特点是它可以把被监视场所的 图像及声音全部或部分地记录下来，为日后对某些事件图像及声音全部或部分地记录下来，为日后对某些事件 的处理提供了方便条件及重要依据。视频监控系统已成的处理提供了方便条件及重要依据。视频监控系统已成 为安全技术防范体系中不可或缺的重要组成部分为安全技术防范体系中不可或缺的重要组成部分

4、。 视频监控概述 图视频监控系统原理图图视频监控系统原理图 解码器 摄像机 摄像机 解码器 主机 (视频切换、动作、 控制、字符发生) 操作键盘 视频传输线 控制线 监视器 典型的闭路视频监控系统主要由前端设备和后端设备这 两大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备 和分控制设备。 如图所示，闭路视频监控系统由四大块组成 摄像部分、传输部分、控制部分以、显示和记录部分 摄像部分传输部分控制部分 记录与显示 部分 摄像部分是电视监控系统的前端部分，是摄像部分是电视监控系统的前端部分，是 整个系统的整个系统的“眼睛眼睛”。它布置在被监视场所的。它布置在被监视场所的 某一位置上，使其视场角能

5、覆盖整个被监视的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的 各个部位。各个部位。 由于摄像部分是系统的最前端，并且被监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。部分是系统的原始信号源。 摄象部分 在摄像机安装在电动的在摄像机安装在电动的(可遥控的可遥控的)可变可变 焦距焦距(变倍变倍)镜头，使摄像机所能观察的距离镜头，使摄像机所能观察的距离 更远，更清楚；把摄像机安装在电动云台上，更远，更清楚；把摄像机安装在电动云

6、台上， 通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机 进行水平和垂直方向的转动，使摄像机能覆进行水平和垂直方向的转动，使摄像机能覆 盖更大的角度、面积。盖更大的角度、面积。 摄象部分 摄像部分主要由摄像机、镜头、防护罩、安装支架 和云台等组成。它负责摄取现场景物并将其转换为 电信号，经视频电缆将电信号传送到控制中心，通 过解调、放大后将电信号转换成图像信号，送到监 视器上显示出来。 1.摄像机 摄像机有彩色和黑白二种，一般根据监视对象的环 境和要求来选取。摄像机的主要技术参数为CCD尺 寸、像素数、分辨率、最低照度和信噪比等。 1/2英寸彩色CCD摄像机 1/3

7、英寸彩色CCD摄像机1/4英寸彩色CCD摄像机 l依成像色彩划分 (1) 彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。 因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的 10 倍。 (2) 黑白摄像机：是用于光线不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，可选用分辨率通常高于彩 色摄像机的黑白摄像机。 l 依摄像机分辨率划分 (1) 影像像素在 25 万像素（ pixel ）左右、彩色分辨率为 330 线、 黑白分辨率 420 线左右的低档型。 (2) 影像像素在 25 万 38 万之间、彩色分辨率为 420 线、黑白分 辨率在 500 线上下的中档型

8、(3) 影像在 38 万点以上、彩色分辨率大于或等于 480 线、黑白分 辨率， 570 线以上的高分辨率。 l依摄像机灵敏度划分 (1) 普通型：正常工作所需照度为 13Lux (2) 月光型：正常工作所需照度为 0.1 Lux 左右 (3) 星光型：正常工作所需照度为 0.01 Lux 以下 (4) 红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源 成像。 l按外型分：枪机/半球/红外一体机/变倍一体机/高速球/ 针孔摄象机/烟感摄象机/笔型摄象机/等等 摄像机结构 lCCD器件器件-电荷耦合器件 光电转换的器件均采用了光电转换的器件均采用了CCD器件，即器件，即“电耦合电耦合”器件。它是一种

9、器件。它是一种 半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、 寿命长、抗震动等优点。寿命长、抗震动等优点。 摄像机通过它的镜头把被监视场所的画面成像在摄像机通过它的镜头把被监视场所的画面成像在CCD片子（靶面）片子（靶面） 上。通过上。通过CCD本身的电子扫描，把成像的光信号变为电信号，再通本身的电子扫描，把成像的光信号变为电信号，再通 过放大、整形等一系列信号处理，最后变为标准的电视信号输出。过放大、整形等一系列信号处理，最后变为标准的电视信号输出。 CCD尺寸指的是尺寸指的是CCD图像传感器感光面的对角线尺寸，常见的规

10、格图像传感器感光面的对角线尺寸，常见的规格 为为1/3英寸、英寸、1/2英寸、英寸、2/3英寸等英寸等 。 lCCD是一种半导体装置，能够把光学影像转化为数字 信号。 l在摄像机里是一个极其重要的部件，它起到将 光线转换成电信号的作用，类似于人的眼睛，因此其 性能的好坏将直接影响到摄像机的性能。 l目前世界上只有索尼、富士、柯达、飞利浦、松下和 夏普家厂商可以批量生产，而其中最主要的供商应 是索尼，然后是富士和柯达、飞利浦。其中，索尼以 50的市场占有率成为CCD市场领导厂商。 lCCD摄像机的主要参数 lA、 CCD尺寸及像素数 l CCD尺寸指的是CCD图像传感器感光面的对角线尺寸，近年来

11、用于电视 监控摄像机的CCD尺寸以1/3in为主流。 像素数指的是摄像机CCD传感器的最大像素数，如500H*582V，如30万像素。 例如，在电视监控摄像机中使用的CCD传感器的像素有的已达到48万像素。 l B、分辨率 l 分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数。工业监视用摄像机的分辨率 通常在380460线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到700线左右。 lC、低照度 l 低照度指的是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。 lD、信噪比及伽玛校正系数 l 信噪比也是摄像机的一个主要参数。CCD摄像机的信噪比的典型值一般 为4555dB。

12、 2.镜头 镜头与摄像机联合使用，目前闭路视频监视系统中，常用 的镜头种类有：手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦 镜头，如图所示。自动变焦镜头常用视频驱动和直流驱动 两种驱动方式。 1/3英寸手动变焦镜头1/3英寸电动变焦镜头 3 云台与防护罩 如果一个监视点上所要监视的环境范围较大，则在摄像 部分中必须设置云台。云台是承载摄像机进行水平和垂 直两个方向转动的装置，如图所示。 云台内装两个电动机。这两个电动机一个负责水平方向 的转动，另一个负责垂直方向的转动。 可安装摄像机的云台装置 l云台有多种类型云台有多种类型 l按使用环境分: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

13、载大。 l按安装方式分:侧装和吊装.即云台是安装在天花板上还 是安装在墙壁上。 l按外形分: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。 l 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。 云台的控制方式 一般的云台均属于有线控制的电动云台。控制线 的输入端有五个，其中一个为电源的公共端，另 外四个分为上、下、左、右控制端。 l支架支架 l如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动，那么只用 摄像机支架就可以满足要求了。普通摄像机支架安装简单， 价格低廉，而且种类繁多。 l普通支架有

14、短的、长的、直的、弯的，根据不同的要求选 择不同的型号。 l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 防护罩防护罩 l防护罩是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防 护装置。 l室内用防护罩，这种防护罩结构简单，价格便宜。其主要功能是防 止摄像机落尘并有一定的安全防护作用，如防盗、防破坏等。 l室外防护罩一般为全天候防护罩，即无论刮风、下雨、下雪、高温、 低温等恶劣情况，都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作。因而 这种防护罩具有降温、加温、防雨、防雪等功能。

15、l为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像，一般在全天候防护罩 的玻璃窗前安装有可控制的雨刷。 l目前较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩。 这种防护罩内装有半导体元件，即可自动加温，也可自动降温，并 且功耗较小。 4.解码器 解码器是属于前端设备的，它一般安装在配有云台 及电动镜头的摄像机附近。 解码器的作用是对专用数据电缆接收的来自控制主 机的控制码进行解码，放大输出，驱动云台的旋转， 以及变焦镜头的变焦与聚焦的动作。 传输部分就是系统的图像信号通路。一般来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。说，传输部分单指的是传输图像信号。 目前视频监

16、控系统多半采用视频基带传输方式。目前视频监控系统多半采用视频基带传输方式。 如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采 用射频传输方式或光纤传输方式。对以上这些不同用射频传输方式或光纤传输方式。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。传输部分的好坏将影响到整个系统的质大的不同。传输部分的好坏将影响到整个系统的质 量。量。 传输部分 在视频监控系统中，主要有两种信号，一是电视信 号，二是控制信号。 电视信号是从前端的摄像机流向控制中心； 控制信号则是从控制中心流向前端的摄像机

17、、云台 等受控对象。 流向前端的控制信号，一般是通过设置在前端的解 码器解码后再去控制摄像机和云台等受控对象的。 传输部分 图像信号是通过摄像机摄取的，声音信号是通过 另配的监听头拾取的，控制信号则由控制中心的 控制设备发出，以控制镜头、云台等设备。 1.传输方式 目前闭路视频监控系统大多数采用视频基带传输 方式，即通过视频同轴电缆传输信号。如果在摄 像机距离控制中心较远的情况下，视频同轴电缆 已超过最大传输距离的限制，这时闭路视频监控 系统可以采用射频传输方式或光纤传输方式。 2.传输线缆 通常情况下，传输系统采用多种传输介质来传输不同类型 的信号。摄像机输出的视频信号采用同轴电缆连接。监听

18、 头输出的音频信号采用2芯屏蔽线连接。报警探测器输出 的是开路或短路的开关量信号，可通过普通（非屏蔽）2 芯线连接。由中心控制主机发出的控制指令则通过2芯屏 蔽双绞线与前端解码器连接。 前端设备前端设备 多条视频电缆 多条视频电缆 通信电缆 常用的视频同轴电缆为75的同轴电缆，其结构如图所示。 通常使用的电缆型号为SYV753和SYV755。 芯线绝缘介质外导体护套 闭路视频监控系统的控制设备一般放置在监控室内，控制设备 主要包括：视频矩阵切换主机、视频分配器、视频放大器、视 频切换器、多画面分割器、时滞录像机、控制键盘及控制台等。 1.视频矩阵切换主机 视频矩阵切换主机包括视频输入、输出模块

19、，通信控制模块， 报警处理模块，电源装置。视频矩阵切换主机的主要技术指标 为主机的容量，它指的是输入与输出的视频信号的数量，如图 所示。视频矩阵切换器一般有4路、8路或32路甚至更多的视频 输入接口，使用BNC插头或复合视频接口。 视频矩阵切换器 2.视频分配器和视频放大器 视频分配器用于将一路视频信号变换出多路信号，输送到多个 显示与控制设备。 3.视频切换器和多画面分割器 视频切换器用于视频切换。多路视频信号进入视频切换器后， 通过切换器的切换输出，便能达到用少量的监视器去监视多个 监控点的目的。 目前常用的有4、9和16画面分割器，如图所示为4路视频多画 面分割器。通过分割器，可用一台录

20、像机同时录制多路视频信 号，回放时还能选择任意一幅画面在监视器上全屏放映。 4路视频多画面分割器 4. 控制键盘和控制台 控制键盘是监控人员控制闭路视频监控设 备的平台，通过它可以切换视频、遥控摄 像机的云台转动或镜头变焦等，它还具有 对监控设备进行参数设置和编程等功能。 如图所示为常用的控制键盘。 常用的控制键盘 显示部分由多台监视器组成。它的功能是将传送来显示部分由多台监视器组成。它的功能是将传送来 的图像显示出来。的图像显示出来。 在电视监控系统中，一般都不是一台监视器对应一在电视监控系统中，一般都不是一台监视器对应一 台摄像机进行显示，而是用一台监视器轮流切换显示。台摄像机进行显示，而

21、是用一台监视器轮流切换显示。 因为被监视场所的情况不可能同时都发生意外情况，所因为被监视场所的情况不可能同时都发生意外情况，所 以平时只要隔一定的时间显示一下即可。以平时只要隔一定的时间显示一下即可。 显示和记录部分 监视器监视器 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，尺寸有前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两，尺寸有9 9、 1010、1212、1414、1515、1717、2121英寸等，常用的是英寸等，常用的是1414英寸。英寸。 监视器也有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用监

22、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。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、另外，有些监视器还有音频输入、S-videoS-video输入、输入、RGBRGB分量分量 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。用于图像处理工作，在此不作介绍。 显示和记录部分 录像机录像机 闭路视频控制系统的录像机可以将前端系统传输的视频和音闭路视频控制系统的录像机可以将前端系统传输的视频和音 频信号同时录制，用于频信号同时录制，用于2424小

23、时对监视系统录像或报警录像。小时对监视系统录像或报警录像。 数字硬盘录像设备（简称数字硬盘录像设备（简称DVRDVR）。以）。以DVRDVR为核心组成的数字硬为核心组成的数字硬 盘录像监控系统将会成为传统录像监控系统的替代产品。盘录像监控系统将会成为传统录像监控系统的替代产品。 数字录像技术的诞生，使得快速检索、高清晰重播图像成为数字录像技术的诞生，使得快速检索、高清晰重播图像成为 可能。可能。 数字硬盘录像监控系统以其功能集成化、录像数字化、使用数字硬盘录像监控系统以其功能集成化、录像数字化、使用 简单化、监控智能化、控制网络化等优势，在安防领域得到简单化、监控智能化、控制网络化等优势，在安

24、防领域得到 了广泛重视，将会成为传统录像监控系统的替代产品。了广泛重视，将会成为传统录像监控系统的替代产品。 显示和记录部分 当某个被监视的场所发生情况时，可以将这一路信号当某个被监视的场所发生情况时，可以将这一路信号 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。跟踪记录。 在一般的系统中通常都采用四比一、八比一、甚至十在一般的系统中通常都采用四比一、八比一、甚至十 六比一的摄像机对监视器的比例数设置监视器的数量。六比一的摄像机对监视器的比例数设置监视器的数量。 可采用可采用“画面分割器画面分割器” 把几台摄像机送来的图像信号

25、把几台摄像机送来的图像信号 同时显示在一台监视器上。可以大大节省监视器，并且操同时显示在一台监视器上。可以大大节省监视器，并且操 作人员观看起来也比较方便。作人员观看起来也比较方便。 显示和记录部分 中小型电视监控系统 1.简单的定点监控系统 这类监控系统仍可归属于简单的定点系统，以某超市的闭 路电视监控系统为例，由于该超市的营业面积较大（上下 两层总计约16000），货架较多，总共安装了48台定点 黑白摄像机。这48台摄像机的信号被分成了3组，分别接 到了对应的16画面分割器、17英寸黑白监视器和24小时录 像机。如图所示显示出了该超市闭路视频监控系统的构成。 16画 面分 割器 16画 面

26、分 割器 16画 面分 割器 监视器 监视器监视器 录 像 机 录 像 机 录 像 机 摄像机116摄像机1732摄像机3348 2.简单的全方位监控系统 全方位监控系统是将上述定点监控系统中的定焦镜头 换成电动变焦镜头 增加可上下左右运动的全方位云台，使每个监视点的 摄像机可以进行上下左右的扫视，其所配镜头的焦距 也可在一定范围内变化（监视场景可拉远或推进）。 云台及电动镜头的动作由控制器或与系统主机配合的 解码器来控制。 监视器 录像机 摄像机 云台 16画面分割器 控制器 3.具有视频矩阵切换主机的监控系统 一般来说，当闭路视频监控系统中的全方位摄像机数量达到34台以 上时，就可考虑使用

27、小型系统主机。 使用视频矩阵切换主机会增加整个监控系统的造价 。但是，视频矩 阵切换主机可以方便地将防盗报警系统与闭路视频监控系统整合于 一体。 当有探测器报警时，该视频矩阵切换主机还可自动地将主监视器画面 切换到发生警情的现场摄像机所拍摄的画面。 解码器 视频矩阵切换主机 录像机监视器 4.具有声音监听的监控系统 有些闭路视频监控系统除了进行视频监控外，还经 常需要对现场声音进行监听，例如银行柜员制监控 系统。为此，在原有的视频控制系统基础之上，还 应增加声音监控的子系统。 要实现声音监控就是要增加监听头以实现对声音信 号的采集，并通过音频电缆将声音信号传输到控制 中心，以便进行监控。 大中

28、型闭路视频监控系统 大中型闭路视频监控系统设置的监视点数很多，除了 定点监视点外，还包含了大量的全方位监视点。1. 大 中型闭路视频监控系统的特点 大中型闭路视频监控系统都是由摄像部分、传输部 分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。大中 型闭路视频监控系统具有以下特点： （1）系统的规模大。 （2）复杂程度高，作业难度大，传输条件恶劣。 多主机多级电视监控系统 以某大型工厂的监控系统为例，用户要求在其每 一个相对独立的厂区都安装一套闭路电视监控系 统，各厂区内有独立的监控室，管理人员可以对 本系统进行任意操作控制。 而整个工厂还要建立一个大型监控系统，将各厂 区的子系统组合在一起，并设立大

29、型闭路视频监 控中心，在该中心可以任意调看某一厂区中某一 个摄像机的图像，并对该摄像机的云台及电动变 焦镜头进行控制。 SP8000/8200/8300 系列矩阵主机 二级系统 SP8055N网络型主控制键盘 SP8000/8200/8300 系列矩阵主机 SP8000/8200/8300 系列矩阵主机 SP8000/8200/8300 系列矩阵主机 一级系统 SP8055N网络型主控制键盘 SP8055N网络型主控制键盘 l都市花园座落于卢湾区鲁班路，总建筑面 积96625平方米，绿化率达50%，共建有8 幢高层和多层。整个小区分成东西两块。 l总住户为786户。为创造一个安全、舒适、 方便

30、的良好居住环境，提高居住的物质和 精神文明水平，我公司依照多年从事智能 化小区系统工程的实践经验，特提出了本 安防设计方案。 l小区内摄像机主要对小区东西两块出入口、各 单元出入口、地下停车库出入口实施监视，以 便于小区管理人员能对小区内的突发事件进行 及时有效的处理。 l配合前端摄像机，运用硬盘录像机及显示器对 监视画面进行实时监控、实时录像，从而掌握 事件现场的第一手资料。 l闭路电视监控前端摄像机采用松下黑白枪式摄 像机。后端控制及录像设备选用皓维公司的硬 盘录像机。 l为了更直观地反应所发生事件真实画面，本系 统在小区内共设置18台摄像机 l其中小区东西两块主出入口及次出入口各设一 台黑白固定摄像机共4台 l小区地下车库出入口设一台黑白固定摄像机 l小区13个单元在单元门厅各设一台黑白固定摄 像机 l把所监视区域自动记录下来,值班人员也可通过 监控中心同时观察小区人员进出情况 l前端18台黑白固定摄像机的图像中16路 图像进一台16路硬盘录像机 l其余两路进一台4路硬盘录像机 l所有图像在两台显示器上显示、并实时 录像 1、HOWELL DVR（数字硬盘录像机）（数字硬盘录像机） HOWELL实时硬盘录像与回放系统的