工业电视监控系统培训课件

工业电视监控系统培训资料目录一、电视监控系统简介二、电视监控系统的组成三、电视监控系统的主要设备四、安装与调试五、电视监控系统中常见的图象干扰及解决方法六、电视监控系统的维护与维修电视监控系统简介电视监控系统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，它可以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一切情况，可以把被监视场所的情况一目了然。同时，电视监控系统还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使其防范能力更加强大。电视监控系统在人们无法直接观察的场合，能实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面，并已成为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具。由于它具有只需一人在控制中心操作就可观察许多区域，甚至远距离区域的独特功能，被认为是保安工作之必须手段。电视监控系统的组成概括的说，由前端（摄像部分），传输（传输部分）、终端（控制部分、显示部分、记录部分）组成。1、前端：用于获取被监控区域的图像。一般由摄像机和镜头、云台、解码器、防护罩、支架等组成。2、传输部分：作用是将摄像机输出的视频（有时包括音频）信号传送到中心机房或其他监视点。主要传输介质有同轴电缆（视频放大器）、光纤（视频光端机）、双绞线（双绞线传输器）等3、终端：用于显示和记录、视频处理、输出控制信号、接受前端传来的信号。主要设备包括监视器、矩阵、硬盘录像机，云镜控制器等。电视监控系统的组成电视监控系统的组成电视监控系统的主要设备一、前端设备：1、摄像机：1）摄像机的基本原理：被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD(CCD是光电转换器件，是负责将光信号“转换”成电信号的电路，它的作用相当于传统照相机的“底片”，但是它并不存储照片信息，照片信息的存储有专门电路解决。)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。电视监控系统的主要设备2）、摄像机分类：根据摄像机的性能、使用环境、组成结构、图像颜色等有以下分类。按性能分类①普通摄像机:用于室内正常照明或室外白天。正常工作所需照度为1~3Lux（勒克司）②低照度（感红外）摄像机:用于室内无正常照明或室外夜晚灯光不好的环境。感红外摄像机可辅加红外灯（普通LED、阵列、激光）用于夜晚无照度的环境。③微光摄像机:用于室外月光或星光下。月光型：正常工作所需照度为0.1Lux左右，星光型：正常工作所需照度为0.01Lux以下。④红外摄像机:用于室内、外无照明的场所。可工作在0Lux下。⑤宽动态摄像机：用于一些明暗反差过大的场合。⑥激光红外摄像机⑦网络摄像机⑧热成像摄像机电视监控系统的主要设备按使用环境分类①普通摄像机：室内安装:摄像机外部无防护装置,使用环境有要求。室外安装:在摄像机外安装防护罩。内设降温风扇、遮阳罩、加热器、雨刷等。适应室外温、湿度等环境的变化。②防爆摄像机：主要用于易燃、易爆的场所。电视监控系统的主要设备按组成结构分类①一体化摄像机②非一体化摄像机（枪机）:不带镜头。③球形摄像机:可做360°水平旋转,90°垂直旋转,预置旋转位置。④半球形摄像机:吸顶安装,可做上、下、左、右旋转。电视监控系统的主要设备按图像颜色分类①黑白摄像机:灵敏度和清晰度高,但不能显示图像颜色。②彩色摄像机:能显示图像颜色,灵敏度和清晰度在同种情况下比黑白摄像机低。电视监控系统的主要设备3）、摄像机主要参数：①、清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度两种。摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线TVL表示。目前选用彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于400线。电视监控系统的主要设备②、照度：单位被照面积上接受到的光通量称为照度。以Lux(勒克斯)为单位。1LUX大约等于1烛光在1平方米范围内的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度，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。一般情况：夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；夜间路灯为0.1LUX；室内日光灯为100LUX；黄昏室内为10LUX；电视监控系统的主要设备③、信噪比：即信号电压与噪声电压的比值，信噪比是摄像机的一个主要参数，CCD摄像机信噪比一般在45～55dB之间。（一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC（自动增益控制）关闭时的值，因为当AGC接通时，会对小信号进行提升，使得噪声电平也相应提高）电视监控系统的主要设备④、电子快门：电子快门（ElectronicShutter）是比照相机的机械快门功能提出一个术语，CCD摄像机它是控制CCD图像传感器的感光时间。由于CCD感光的实质是信号电荷的积累，则感光时间越长，信号电荷的积累时间就越长，输出信号电流的幅值也就越大。在照度较高的地方，感光时间要求短些，否则画面会偏白。在照度较低的地方，感光时间要求长些，这样画面会积累较多的电荷，从而使图像变得清晰。ccd摄像机的电子快门还可以有效的防止高速移动物体的拖影现象。电视监控系统的主要设备⑤、自动增益控制(AGC)：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，为了能在不同的景物照度条件下都能输出标准视频信号，必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。实现此功能的电路称为自动增益控制电路，简称AGC电路。具有AGC功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得比较清晰的图像。但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。电视监控系统的主要设备⑥、自动白平衡：即WhiteBalance。物体颜色会因投射光线颜色产生改变，在不同光线的场合下拍摄出的图像会有不同的色温。例如以钨丝灯(电灯泡)照明的环境拍出的照片可能偏黄，一般来说，CCD没有办法像人眼一样会自动修正光线的改变。所以通过白平衡的修正，它会按目前图像中图像特质，立即调整整个图像红绿蓝三色的强度，以修正外部光线所造成的误差。有些摄像机除了设计自动白平衡或特定色温白平衡功能外，也提供手动白平衡调整。白平衡是彩色摄像机的重要参数,它直接影响图像的彩色效果,当摄像机的白平衡设置不当时,图像就会出现偏色现象,特别是会使原本不带色彩的景物(如白色墙壁)也着上了颜色.电视监控系统的主要设备⑦、背光补偿（Back–lightCompensation）：也称作逆光补偿或逆光补正，在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。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。电视监控系统的主要设备2、摄像机镜头：1）、手动、自动光圈镜头2）、定焦、变焦镜头的选用3）、镜头视场角4）、镜头的焦距电视监控系统的主要设备1）、手动、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。在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，均可选用手动光圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度，一次性整定镜头光圈大小，获得满意亮度画面即可。电视监控系统的主要设备对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗及大堂内等，均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机)，这样便可以实现画面亮度的自动调节，获得良好的较为恒定亮度的监视画面。对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种，即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上，以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。电视监控系统的主要设备2）、定焦、变焦镜头的选用定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小，以及所要求被监视场景画面的清晰程度。在镜头规格(镜头规格一般分为1/4″、1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情况下，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知：在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大，但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。电视监控系统的主要设备3）、镜头视场角镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大于图像垂直视场角，通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。摄像机拍摄的视角与镜头的毫米数、CCD的尺寸大小密不可分，下表为镜头毫米数与搭配的CCD拍摄视角的对应关系，仅供大家参考：镜头焦距搭配1/3CCD搭配1/4CCD二者相差角度2.8mm89.9°75.6°14.3°3.6mm75.7°62.2°13.5°4mm69.9°57.0°12.9°6mm50.0°39.8°10.2°8mm38.5°30.4°8.1°12mm26.2°20.5°5.7°16mm19.8°15.4°4.4°25mm10.6°8.3°2.3°60mm5.3°4.1°1.2°电视监控系统的主要设备4）、正确选用镜头焦距的理论计算摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数，镜头视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而变化(其变化关系如前所述)，覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算：f=u·D/Uf=h·D/Hf：镜头焦距、U：景物实际高度、H：景物实际宽度、D：镜头至景物实测距离、u：CCD垂向尺寸（见下表）、h：CCD横向尺寸（见下表）格式2/3英寸1/2英寸1/3英寸1/4英寸u6.6mm4.8mm3.6mm2.7mmh8.8mm6.4mm4.8mm3.6mm电视监控系统的主要设备举例说明：当选用1/2″镜头时，图像尺寸为u=4.8mm，h=6.4mm。镜头至景物距离D=3500mm，景物的实际高度为U=2500mm(景物的实际宽度可由下式算出H=1.333·U，这种关系由摄像机取景器CCD片决定)。将以上参数代入公式(1)中，可得f=4.8·3500/2500=6.72mm，故选用6mm定焦镜头即可。用于决定摄影机所观测之视角，根据不同需求，使用不同焦距之镜头以得到最佳视角。电视监控系统的主要设备3、云台它与摄像机配合使用能达到上下左右转动的目的。扩大一台摄像机的监视范围，同时能在一定范围内跟踪进行摄像，提高了摄像机的实用价值。由于使用环境不同，云台的种类很多。分类：室内云台、室外云台、防爆云台、重型云台。电视监控系统的主要设备4、防护罩（防尘罩）和支架、解码器防尘罩的作用是用来保护摄像机和镜头不受诸如有害气体、大灰尘及人为有意破坏等环境条件的影响。解码器则用来完成对摄像机镜头，全方面云台的总线控制。支架是用于摄像机安装时作为支撑的，并将摄像机连接于安装部位的辅助器件上。电视监控系统的主要设备二、传输设备：1、常用的视频传输介质：1）、同轴电缆：在监控系统中有关规定是SYV75-3为100米以内，SYV75-5为200米以内，SYV75-7为400米以内2）、双绞线：双绞线传输器3）、光纤：当需要长距离传输视频及控制信号时,采用光缆传输。传输距离在几十公里内无需加中继器。电视监控系统的主要设备2、传输设备1）、视频服务器2）、光端机（一发、一收）3）、双绞线传输器（一发、一收）4）、视频放大器电视监控系统的主要设备三、终端设备：1、视频切换器具有画面切换输出,固定画面输出等功能。2、画面分割器具有顺序切换、画中画、多画面输出显示等功能。3、视频分配器将图像分配，在不同的显示设备显示。4、云、镜控制器控制云台