視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)

      一般情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備和后端設(shè)備這兩大部分組成，其中后端設(shè)備可進(jìn)一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。前、后端設(shè)備有多種構(gòu)成方式，它們之間的聯(lián)系（也可稱作傳輸系統(tǒng)）可通過(guò)電纜、光纖或微波等多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。電視監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)部分（有時(shí)還有麥克）、傳輸部分、控制部分以及顯示和記錄部分四大塊組成。在每一部分中，又含有更加具體的設(shè)備或部件。
1.1主要監(jiān)控設(shè)備的技術(shù)監(jiān)控知識(shí)
1.1.1 監(jiān)控?cái)z像部分技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)
監(jiān)控?cái)z像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛”。它布置在被監(jiān)視場(chǎng)所的某一位置上，使其視場(chǎng)角能覆蓋整個(gè)被監(jiān)視的各個(gè)部位。有時(shí)，被監(jiān)視場(chǎng)所面積較大，為了節(jié)省攝像機(jī)所用的數(shù)量、簡(jiǎn)化傳輸系統(tǒng)及控制與顯示系統(tǒng)，在攝像機(jī)上加裝電動(dòng)的（可遙控的）可變焦距（變倍）鏡頭，使攝像機(jī)所能觀察的距離更遠(yuǎn)、更清楚；有時(shí)還把攝像機(jī)安裝在電動(dòng)云臺(tái)上，通過(guò)控制臺(tái)的控制，可以使云臺(tái)帶動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使攝像機(jī)能覆蓋的角度、面積更大?？傊O(jiān)控?cái)z像機(jī)就像整個(gè)系統(tǒng)的眼睛一樣，把它監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)閳D像信號(hào)，傳送給控制中心的監(jiān)視器上。由于攝像部分是系統(tǒng)的最前端，并且被監(jiān)視場(chǎng)所的情況是由它變成圖像信號(hào)傳送到控制中心的監(jiān)視器上，所以從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)講，攝像部分是系統(tǒng)的原始信號(hào)源。因此，攝像部分的好壞以及它產(chǎn)生的圖像信號(hào)的質(zhì)量將影響著整個(gè)安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量。從系統(tǒng)噪聲計(jì)算理論的角度來(lái)講，影響系統(tǒng)噪聲的最大因素是系統(tǒng)中的第一級(jí)的輸出（在這里即為攝像機(jī)的圖像信號(hào)輸出）信號(hào)信噪比的情況。所以，認(rèn)真選擇和處理攝像部分是至關(guān)重要的。如果攝像機(jī)輸出的圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸部分、控制部分之后到達(dá)監(jiān)視器上，那么到達(dá)監(jiān)視器上的圖像信號(hào)信噪比將下降，這是由于傳輸及控制部分的線路、放大器、切換器、等又引入了噪聲的緣故。
除了上述的有關(guān)討論之外，對(duì)于攝像部分來(lái)說(shuō)，在某些情況下，特別是在室外應(yīng)用的情況下，為了防塵、防雨、抗高低溫、抗腐蝕等，對(duì)攝像機(jī)及其鏡頭還應(yīng)加裝專門的防護(hù)罩，甚至對(duì)云臺(tái)也要有相應(yīng)的防護(hù)措施。這些也將在后面的有關(guān)章節(jié)中討論。
1.1.2 視頻監(jiān)控圖像傳輸部分技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)
視頻監(jiān)控傳輸部分就是系統(tǒng)的圖像信號(hào)通路。一般來(lái)說(shuō)，傳輸部分單指的是傳輸圖像信號(hào)。但是，由于某些系統(tǒng)中除圖像外，還要傳輸聲音信號(hào)，同時(shí)，由于需要有控制中心通過(guò)控制臺(tái)對(duì)監(jiān)控?cái)z像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩等進(jìn)行控制，因而在傳輸系統(tǒng)中還包含有控制信號(hào)的傳輸，所以我們這里所講的傳輸部分，通常是指所有要傳輸?shù)男盘?hào)形成的傳輸系統(tǒng)的總和。
如前所述，傳輸部分主要傳輸?shù)膬?nèi)容是圖像信號(hào)。因此重點(diǎn)研究圖像信號(hào)的傳輸方式及傳輸中有關(guān)問(wèn)題是非常重要的。對(duì)圖像信號(hào)的傳輸，重點(diǎn)要求是在圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸系統(tǒng)后，不產(chǎn)生明顯的噪聲、失真（色度信號(hào)與亮度信號(hào)均不產(chǎn)生明顯的失真），保證原始圖像信號(hào)（從攝像機(jī)輸出的圖像信號(hào)）的清晰度和灰度等級(jí)沒(méi)有明顯下降等等。這就要求傳輸系統(tǒng)在衰減方面、引入噪聲方面、幅頻特性和相頻特性方面有良好的性能。
在傳輸方式上，目前電視監(jiān)控系統(tǒng)多半采用視頻基帶傳輸方式。如果在攝像機(jī)距離控制中心較遠(yuǎn)的情況下，也有采用射頻傳輸方式或光纖傳輸方式。對(duì)以上這些不同的傳輸方式，所使用的傳輸部件及傳輸線路都有較大的不同。
1.1.3將總控制臺(tái)送來(lái)的編碼控制信號(hào)解出，成為控制動(dòng)作的命令信號(hào)，再去控制攝像機(jī)及其輔助設(shè)備的各種動(dòng)作（如鏡頭的變倍、云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)等）。在某些攝像機(jī)距離控制中心很近的情況下，為節(jié)省開(kāi)支，也可采用由控制臺(tái)直接送出控制動(dòng)作的命令信號(hào)——即“開(kāi)、關(guān)”信號(hào)?？傊?，根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成的情況及要求，可以綜合考慮，以完成對(duì)總控制臺(tái)的設(shè)計(jì)要求或訂購(gòu)要求。
1.1.4 監(jiān)控終端顯示部分技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)
監(jiān)控終端顯示部分一般由幾臺(tái)或多臺(tái)監(jiān)視器（或帶視頻輸入的普通電視機(jī)）組成。它的功能是將傳送過(guò)來(lái)的圖像一一顯示出來(lái)。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，特別是在由多臺(tái)攝像機(jī)組成的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，一般都不是一臺(tái)監(jiān)視器對(duì)應(yīng)一臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行顯示，而是幾臺(tái)攝像機(jī)的圖像信號(hào)用一臺(tái)監(jiān)視器輪流切換顯示。這樣做一是可以節(jié)省設(shè)備，減少空間的占用；二是沒(méi)有必要一一對(duì)應(yīng)顯示。因?yàn)楸槐O(jiān)視場(chǎng)所的情況不可能同時(shí)發(fā)生意外情況，所以平時(shí)只要隔一定的時(shí)間（比如幾秒、十幾秒或幾十秒）顯示一下即可。當(dāng)某個(gè)被監(jiān)視的場(chǎng)所發(fā)生情況時(shí)，可以通過(guò)切換器將這一路信號(hào)切換到某一臺(tái)監(jiān)視器上一直顯示，并通過(guò)控制臺(tái)對(duì)其遙控跟蹤記錄。所以，在一般的系統(tǒng)中通常都采用四比一、八比一、甚至十六比一的攝像機(jī)對(duì)監(jiān)視器的比例數(shù)設(shè)置監(jiān)視器的數(shù)量。目前，常用的攝像機(jī)對(duì)監(jiān)視器的比例數(shù)為四比一，即四臺(tái)攝像機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)監(jiān)視輪流顯示，當(dāng)攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)很多時(shí)，再采用八比一或十六比一的設(shè)置方案。另外，由于 “畫(huà)面分割器”的應(yīng)用，在有些攝像機(jī)臺(tái)數(shù)很多的系統(tǒng)中，用畫(huà)面分割器把幾臺(tái)攝像機(jī)送來(lái)的圖像信號(hào)同時(shí)顯示在一臺(tái)監(jiān)視器上，也就是在一臺(tái)較大屏幕的監(jiān)視器上，把屏幕分成幾個(gè)面積相等的小畫(huà)面，每個(gè)畫(huà)面顯示一個(gè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)送來(lái)的畫(huà)面。這樣可以大大節(jié)省監(jiān)視器，并且操作人員觀看起來(lái)也比較方便。但是，這種方案不宜在一臺(tái)監(jiān)視器上同時(shí)顯示太多的分割畫(huà)面，否則會(huì)使某些細(xì)節(jié)難以看清楚，影響監(jiān)控的效果。個(gè)人認(rèn)為，四分割或九分割較為合適。
為了節(jié)省開(kāi)支，對(duì)于非特殊要求的電視監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視器可采用有視頻輸入端子的普通電視機(jī)，而不必采用造價(jià)較高的專用監(jiān)視器。監(jiān)視器（或電視機(jī)）的屏幕尺寸宜采用14英寸至18英寸之間的，如果采用了“畫(huà)面分割器”，可選用較大屏幕的監(jiān)視器。
放置監(jiān)視器的位置應(yīng)適合操作者觀看的距離、角度和高度。一般是在總控制臺(tái)的后方，設(shè)置專用的監(jiān)控架子，把監(jiān)視器擺放在架子上。
監(jiān)視器的選擇，應(yīng)滿足系統(tǒng)總的功能和總的技術(shù)指標(biāo)的要求，特別是應(yīng)滿足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的要求。由于監(jiān)視器或電視機(jī)已有成型的產(chǎn)品，大家都很熟悉，在此不作詳述。
     根據(jù)上邊的介紹可以對(duì)整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域有一個(gè)大概的了解，可以設(shè)計(jì)一系列的簡(jiǎn)單的安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案，這個(gè)也是我們寫(xiě)這篇監(jiān)控—監(jiān)控基礎(chǔ)知識(shí)的真正目的所在。