模拟监控系统教材.doc

第1章典型电视监控系统的构成典型的电视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。前、后端设备有多种构成方式,它们之间的联系(也可称作传输系统)可经过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。如图1-1所示,电视监控系统由摄像机部分(有时还有麦克)、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。在每一部分中,又含有更加具体的设备或部件。图1-,是整个系统的“眼睛”。它布置在被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,被监视场所面积较大,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,经过控制台的控制,能够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,传送给控制中心的监视器上。由于摄像部分是系统的最前端,而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,因此从整个系统来讲,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将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的第一级的输出(在这里即为摄像机的图像信号输出)信号信噪比的情况。因此,认真选择和处理摄像部分是至关重要的。如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上,那么到达监视器上的图像信号信噪比将下降,这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器、等又引入了噪声的缘故。除了上述的有关讨论之外,对于摄像部分来说,在某些情况下,特别是在室外应用的情况下,为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等,对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩,甚至对云台也要有相应的防护措施。这些也将在后面的有关章节中讨论。。一般来说,传输部分单指的是传输图像信号。可是,由于某些系统中除图像外,还要传输声音信号,同时,由于需要有控制中心经过控制台对摄像机、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,因此我们这里所讲的传输部分,一般是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。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等。这就要求传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性方面有良好的性能。在传输方式上,当前电视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大的不同。“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、图像信号的较正与补偿、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)等等。在上述的各部分中,对图像质量影响最大的是放大与与分配、较正与补偿、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较正与补偿部分。但对某些距离较远,或由于传输方式的要求等原因,校正与补偿是非常重要的。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经过传输部分后产生的相移不同,此称为相频特性)无法绝对保证指标的要求,因此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与补偿。经过校正与补偿的图像信号,再经过分配和放大,进入视频切换部分,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。总控制台上设有的录像机,能够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。当前,有些控制台上高设有一台或两台“长延时录像机”,这种录像机可用一盘60分钟带长的录像带记录长达几天时间的图像信号,这样就能够对某些非常重要的被监视场所的图像连续记录,而不必使