毕业设计论文-多媒体监视与报警系统.doc

目 录目 录摘要IINTRODUCTION错误！未定义书签。1绪论31.1概述31.2视频监控系统的发展历程31.3视频监控系统的发展方向42视频监控系统的组成52.1视频监控系统组成的概述52.2视频监控系统的基本组成52.2.1摄像部分62.2.2控制部分72.2.3传输部分72.2.4显示与记录72.3视频监视系统的组成方式82.3.1常见的组成方式82.3.2带声音拾取的电视监控系统92.3.3与防盗报警系统联动运行92.3.4能自动跟踪合锁定的视频监控系统102.4超远距离报警图像传送的组合方式102.4.1用窄带视频传送报警图像112.4.2用多媒体技术传送和接受报警图像123组成视频监控系统的主要设备及原理性能133.1摄像机与镜头133.2云台与防护罩143.3视频切换器143.4视频分配放大器153.5总控制台163.6控制键盘173.7多画面分割器173.8长延时录像机以及数字化图像记录装置184视频监控系统的传输方式204.1传输方式204.1.1有线传输204.1.2无线传输214.1.3控制信号的传输方式215报警图像视频信号的交换和网络服务225.2VOD系统的技术原理225.3VOD管理系统设计原则235.4结合视频报警系统的VOD点播系统236典型视频监控系统的组件和选型256.1需求分析256.2设计要求256.3方案设计原则256.3.1系统应具有的特性256.4系统的组成266.4.1监控系统组成266.4.2针对具体建筑场地设置布防点安装前端设备276.4.3系统传输部分276.4.4系统控制部分276.4.5视频网络服务器29鸣 谢30参考文献31设计总说明摘 要传统的小区和厂房机关周界安全防范系统是建立高高的围墙,铁栅栏等,如果有非法入侵无法及时发现和处理，那么就需要有一套先进,科学,实用,性能稳定可靠的安全防范监控系统来实现, 为了更好的保护财产及工厂的安全, 根据不同用户实际的监控需要，一般都会在安全小区周边、大门、办公楼、生产车间、仓库、机房等重点部位安装摄像机。监控系统将视频图像监控,实时监视,多种画面分割,多画面分割显示,云台镜头控制,报警等功能有机结合的新一代监控系统，同时监控主机自动将报警画面纪录,做到及时处理,提高了保卫人员的工作效率并能及时处理警情，能有效的保护小区财产和工作人员的安全,最大程度的防范各种入侵,提高处理各种突发事件的反映速度,给保卫人员提供一个良好的工作环境,确保整个工厂的安全。段首缩进2格，下同，不再赘述。关键词：单矩阵集中管理结构；视频分配放大器；VOD系统；视频基带传输方式；32ABSTRACTABSTRACTTraditional areas and plant organs perimeter security system is to prevent the establishment of high walls, hedgehogs, if not illegal invasion of timely detection and treatment, it needs a set of advanced science, practical, stable and reliable performance of the security monitoring system to prevent the realization that in order to better protect property and plant safety, according to different user needs actual control, generally in the security area surrounding and the door, office buildings, production workshops, warehouses, engine and other key parts installed cameras. Video surveillance system will monitor, real-time surveillance, multiple images are more divided picture shows, Goldwin camera control, warning, and other functions of a new generation of integrated control system and will monitor server automatically records the police picture, timely treatment, improved staff efficiency and defend the timely processing police information, effective protection district property and the safety of staff, the greatest degree of prevention of the invasion, raising deal with sudden incidents reflect the pace of defense personnel to provide a good working environment, to ensure the safety of the entire plant.KEYWORDS: Shan matrix centralized management structure; Video distribution amplifier；VOD system; Base-way video transmission;毕业论文 多媒体监视与报警系统1 绪论1.1 概述多媒体监视主要是视频监控。视频监控系统是安全防范报警系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。为了达到防入侵、防被盗、防破坏等目的我们采用了以电子技术、传感器技术和计算机技术为基础的安全防范技术的器材设备，并将其构成一个系统，由此产生的系统叫做多媒体监视与报警系统。而视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合，近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长足的发展。1.2 视频监控系统的发展历程视频监控随着社会的进步，近来越来越被广泛地应用到各个领域。同时随着社会的发展，视频监控系统也随之经历了三个时代。 第一代：模拟时代。 视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输，并由控制主机进行模拟处理。 第二代：半数字时代。视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输由多媒体控制主机或硬盘录像主机（DVR）进行数字处理与存贮。 第三代: 全数字时代，视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于国际通用的TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过设在网上的网络虚拟（数字）矩阵控制主机（IPM）来实现对整个监控系统的指挥、调度、存贮、授权控制等功能。此外报警、门禁、巡更等前端设备输出的数字信号也可由多网合一的方式通过网络复用进行传输并在同一平台上进行管理与控制。 现今视频监控系统已经步入了全数字时代。这将彻底打破“闭路电视系统”模拟方式的结构，从根本上改变了视频监控系统从信息采集、传输处理、系统控制的方式和结构形式，也标志着监控正在走向现代“四化”阶段即：前端一体化：监控系统前端一体化意味着多种技术的整合、嵌入式构架、适用和适应性更强以及不同探测设备的整合输出。为系统集成化奠定了基础。 传输网络化：视频监控系统的网络化意味着系统的结构将由集总式向集散式系统发展，集散式系统采用多层分级的结构形式，将使整个网络系统硬件和软件资源以及任务和负载得以共享，这也是系统集成与整合的重要基础。 处理数字化：信息处理数字化意味着信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统，以实现抢先任务调度算法的快速响应，硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等功能。 系统集成化：系统集成化正是由于构建系统的各子系统均实现了网络化和数字化，特别是使视频监控系统与弱电系统中其它各子系统间实现无缝连接，从而实现了在统一的操作平台上进行管理和控制。1.3 视频监控系统的发展方向前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。1、数字化编号方法采用分级阿拉伯数字编号方法，第一级为“1”、“2”、“3”等，第二级为“2.1”、“2.2”、“2.3”等,第三级为“2.2.1”、“2.2.2”、“2.2.3”等，分级阿拉伯数字的编号一般不超过四级，两级之间用下角圆点隔开，每一级的末尾不加标点。各层标题均单独占行书写。标题序数顶格书写，后空一格接写标题，末尾不加标点。第四级以下单独占行的标题顺序采用A. B. C.和a. b. c.两层，标题均空四格书写序数，后空一格写标题。正文中对总项包括的分项采用、单独序号，对分项中的小项采用、的序号或数字加半括号，括号后不再加其它标点。下同，不再赘述。数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化。视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。2、网络化视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。综上所述,随着计算机技术及网络技术的迅猛发展，世界掀起一股强大的数字化、网络化浪潮，对于公安、安防行业的发展，必须经历模拟数字混合的阶段，但是最终的趋势必然是全面数字化，即视频在前端进行数字化、网络化，利用网络进行传输，采用分布式存储系统，模块化结构，完成视频监控任务2 视频监控系统的组成2.1 视频监控系统组成的概述视频监视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、防范警报能力强的综合系统。它主要通过遥控摄像机及其辅助设备镜头和云台等，直接观察被监视场所的一切情况；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，使被监控场所的情况一目了然。同时，电视监控系统可以与防盗报警的那个其他安全技术防范体系联合组成多媒体监视与报警系统，防范能力大大增强。特别是近年来多媒体技术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，实时处理等方面有了长足的发展，从而使电视监控系统在整个安全防范体系中具有举足轻重的地位。电视监控的特点是它可以把被监视场所的所有图像及声音全部或部分地记录下来，这样对日后对某些事件的处理提供了方便和依据。近年的“画面分割器”和“长延时录像”的出现，可以实现对多个被监视化年长达几天时间的连续记录，从而为日后对曾出现过的情况提供事实依据的方便。总之，电视监控体统已成为安全技术防范体系中不可或缺的重要组成部分。2.2 视频监控系统的基本组成电视监控系统由摄像部分(麦克风)、传输部分、控制部分以及显示部分和记录部分四大块组成。在每一部分中，又含有更具体的设备或部分。如图2-1图2-1除编号外，还要对图说明，例如，“图2-1 电视监控系统设备”例如摄像头部分包括又摄像机、镜头（定焦距或可变焦镜头）、防护罩、云台等等，又如控制台中包括有图像切换、动作控制等。下面，我将各部分的主要作用及其要求一一介绍。2.2.1 摄像部分摄像部分一般安装在监视现场,它一般包括摄像机、镜头、防护罩、支架和云台等。它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。摄像机摄像机分为彩色和黑白两种，一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高，比较适合用于光线不足的地方，如果使用的目的只是监视景物的位置和移动，则可采用黑白摄像机；如果要分辨被摄像物体的细节，比如分辨衣服或景物的颜色，则选用彩色的效果会较好。摄像机的规格大致可分为1/3、1/4、1/2和2/3等，安装方式有固定和带云台二种。镜 头 常用的镜头种类包括：手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种。定焦镜头的适用范围如下：手动光圈镜头-所需监视的环境照度变化不大，如室内。自动光圈镜头-所需监视的环境照度变化大，如室外。广角镜头-监视的角度较宽，距离较近。标准镜头-监视的角度和距离适中。常用的变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头，另一种分法是：手动变焦和电动变焦（电动光圈和自动光圈）两种。段首缩进2格 变焦镜头在规则上可以划分为：1/3、2/3、1/2和1等。选择变焦镜头的原则是：镜头的规格不应小于摄像机的规格，也就是说1/2的镜头可以与1/3的摄像机一起使用，但是1/3的镜头就不能够在1/2的摄像机上使用。防护罩防护罩分为室内型和室外型两种。室内的防护罩主要是防尘，有的也有作隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监视；室外防护罩的功能主要有防晒、防雨、防尘和防冻等作用。一般的室外防护罩都配有温度继电器，在温度高时自动打开风扇冷却，温度低时自动加热；下雨时可以人工控制雨刷器刷雨；有的室外防护罩的玻璃还可以加热，当防护罩上有结霜时，可以加热除霜。云台云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为水平和全方位云台两种。水平云台适用于监视范围不大的情况，在水平云台上安装好摄像机后可调整摄像机俯仰的角度，达到最好的监视角度后可遥控水平旋转。全方位云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以大大增加摄像机的监视范围。云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。一般来说，水平旋转角度为0350，垂直旋转角度为+90。恒速云台的水平旋转速度一般在310/s，垂直速度为4/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在032/s，垂直旋转速度在016/s左右。在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达200/s以上，垂直旋转速度在30/s以上。 解码器解码器一般与矩阵控制主机配套使用，主要作用为通过数据线缆接收来自矩阵主机的控制信号，对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和聚焦。2.2.2 控制部分在控制中，闭路电视系统中的信息量与信息处理的工作量都很大，因此其控制台的操作一般都采用了计算机系统，以用户软件编程的全键盘方式来完成驱动云台巡视、视频切换、报警处理、设备状态自检等工作。现在推出的数字视频监控报警系统采用计算机多媒体技术，以CCD摄像机作为监控探头，摄像机将获取的视频信号传输到主机，主机里的高速图像处理器进行数字化处理，将视频信号形成的图像与背景图像进行分析比较，若发现有差异就报警，因为这是一种全屏幕报警，因而不易漏报。同时主机自动采集报警图像并存入计算机，事后用户可根据时间、地点随时查阅报警现场的图像，以了解报警原因。系统将电视监控系统与报警合二为一，实现了监视、报警与图像记录的同步进行，而且这种系统中没有录像机，没有视频分配器，一切报警记录都在计算机的硬盘内，所有操作都根据屏幕上的软件提示动作，对使用者来说是一种全新概念的安全防护系统。控制系统的切换方式主要有如下2种：单步切换方式：使用控制键盘把任一路输入视频信号切换到主监视器上。顺序切换方式：使用控制键盘编制的顺序切换方式程序，把系统中若干路输入视频信号编为一个程序，程序运行时，其画面可按预先设定。段首缩进2格2.2.3 传输部分传输系统包括视频信号和控制信号的传输。视频信号的传输可用同轴电缆、光纤或双绞线，用双绞线传输时需可视频转换适配器。控制信号的传输方式包括：直接控制：控制中心直接把控制量，如云台和变焦距镜头的电源电流等，直接送入被控设备。特点是简单、直观、容易实现。在现场设备比较少，主机为手动控制时适用。但在被控的云台、镜头数量很多时，控制线缆数量多，线路复杂，所以在大系统中不采用。多线编码的间接控制：控制中心把控制的命令编成二进制或其它方式的并行码，由多线传送到现场的控制设备，再由它转换成控制量来对现场摄像设备进行控制。这种方式比上一种方式用线少，在近距离控制时也常采用。通讯编码的间接控制：随着微处理器和各种集成电路芯片的普及，目前规模较大的电视监控系统大都采用通信编码，常用的是串行编码。它的优点是：用单根线路可以传送多路控制信号，大大节约了线路费用，通讯距离在不加中间处理情况下达可达1km公里以上，加处理可传10Km以上。这样就克服了前面两种方式的缺陷。本系统采用此种控制。除了以上方法外，还有一种控制信号和视频信号复用一条电缆的同轴视控传输方式。这种方式不需另铺设控制电缆。它的实现方法有两种：一种是频率分割，即把控制信号调制在与视频信号不同的频繁范围内，然后同视频信号一起传送，到现场后再把它们分解开；另一种方法是利用视频信号场消隐期间传送控制信号（同轴视控）。这种方法在短距离传送时明显比其它方法要好，但设备的价格相对也比较昂贵。2.2.4 显示与记录显示与记录设备安装在控制室内,主要有监视器、硬盘录像机和一些视频处理设备。现在有一种电视监控系统把云台、变焦镜头和摄像机封装在一起组成一体化摄像机。它们配有高级的伺服系统，云台具有很高的旋转速度，还可以预置监视点和巡视路径。平时按设定的路线进行自动巡视，一旦发生报警，就能很快地对准报警点，进行定点的监视和录像。一台摄像机可以起到几个摄像机的作用。图像监视器建议使用4层标题。下同，不再赘述图像监视器主要分为黑白和彩色两大类。黑白监视器的中心分辨率通常可达800线以上，彩色监视器的中心分辨率一般为400线以上。图像监视器视频信号的带宽一般在78MHz范围内。录像机录像机是闭路电视监视系统中的记录和重放装置，它要求可以记录的时间非常长，目前大部分监视系统专用的录像机都可以录24h960h的录像。此外，录像机还必须要有遥控功能，从而能够方便地对录像机进行远距离操作，或在闭路电视系统中用控制信号自动操作录像机。闭路电视监视系统中专用录像机是间歇式视频录像机，它有多种时间间隔录像模式，在一盘1/2英寸VHS/E180的盒带上，最长可以录制长达960H的录像。录像机内设有字符信号发生器，可在图像信号上打出月/日/年/星期/时/分/秒/录像模式，还能在图像上显示出摄像机与报警器的编号与报警方式。使用自动录像周期设定功能，可以对一星期内每一天的录像模式进行编程。当收到报警信号后，录像机便自动进入连续录像状态，在无报警情况下，恢复正常间歇录像模式。此外，录像机还有一个锁定保护键，使非正常指令与操作无效，防止非专业人员与破坏性操作侵犯闭路电视监视系统。视频切换器在闭路电视监视系统中，摄像机数量与监视器数量的比例在2:1到5:1之间，为了用少量的监视器看多个摄像机，就需要用视频切换器按一定的时序把摄像机的视频信号分配给特定的监视器，这就是通常所说的视频矩阵。切换的方式可以按设定的时间间隔对一组摄像机信号逐个循环切换到某一台监视器的输入端上，也可以在接到某点报警信号后，长时间监视该区域的情况，即只显示一台摄像机信号。切换的控制一般要求和云台、镜头的控制同步，即切换到哪一路图像、就控制哪一路的设备。多画面分割器在大型的闭路电视监视系统中摄像机的数量多达数百个，但监视器的数量受机房面积的限制要远远小于摄像机的数量，而且其数量大多也不利于值班人员全面巡视。为了实现全景监视，即让所有的摄像机信号都能显示在监视器屏幕上，就需要用多画面分割器。这种设备能够把多路视频信号合成为一路输出，进入一台监视器，这样就可在屏幕上同时显示多个画面。分割方式常有4画面、9画面及16画面。使用多画面分割器可在一台监视器上同时观看多路摄像机信号，而且它还可以用一台录像机同时录制多路视频信号。有些较好的多画面分割器还具有单路回放功能，即能选择同时录下的多路信号视频信号的任意一路在监视器上满屏放像。视频分配器可将一路视频信号转变成多路信号，输送到多个显示与控制设备。 其它机柜用于安装闭路电视监控系统的设备，监视墙用于安装监视器。2.3 视频监视系统的组成方式2.3.1 常见的组成方式电视监控系统常见的组成方式如图2-2所示。这是一种有摄像机及其辅助设备、终端加码箱、视频传输线路及控制信号总线、控制台及监视器组成。这种常用的组成方式，在功能上只通过摄像机获取被监视现场的图像信息，而对声音信号不予拾取。在信号传输方面采用视频基带传输方式。这种方式大多数距离近、范围小的电视监控系统。它的特点是设计、安装和调试都比较简单易行，而且系统的质量高、稳定可靠，同时，这种系统的设备和部件几乎全部是定型产品，所以在设备选购以及质量保证上都是切实可行的。图2-2 常见视频监控系统组成方式 在这种系统中，如果增加声音信号的拾取，或与防盗报警系统联动，也是非常方便，只要在原系统上加装上声音拾取及防盗报警系统即可。2.3.2 带声音拾取的电视监控系统在这样的系统中，可以把被监视场所的图像内容及声音内容一起传送至控制中心。在监视图像的同时，还监听声音。在这种情况下，一般采用声音及图像分别传送，或将声音信号调频至6.5MHz上，与图像信号一起传送，到控制中心后再将声音信号解调出来。2.3.3 与防盗报警系统联动运行这是一种防范功能很强的系统。在控制太上，设有防盗报警的联动皆空。在有防盗报警信号时，控制台上发出报警并启动录像机自动开始对有报警的被监视场所进行录像。同时控制中心的控制人员根据报警来操纵控制台进行跟踪监视，把情况向有关部门报并采取有效措施。在这样的系统中，一般使视频监控作为系统的一部分，防盗报警作为另一部分，在控制中心通过控制台将两部分合在一起进行联动运行。如图2-3所示。目前，国内许多厂家生产的控制台都设有防盗报警接口，因而系统的构成是比较容易的。图2-3 视频监控报警系统2.3.4 能自动跟踪合锁定的视频监控系统在某些防范要求特别严格的场合，需要对入侵目标进行自动跟踪和锁定。也就是说，某一重要被监视场所，一旦出现入侵目标，系统本身能进行判定并使摄像机始终对准入侵目标，使目标不在屏幕上小时。即使目标已离开该摄像机所能监视的范围，其他摄像机或其他报警装置仍能继续跟踪和锁定。在这个过程中，控制中心及时发出警报，并按预先装订的程序启动各种防范措施及防范手段将目标抓获。目前较先进的自动跟踪和锁定系统采用数字式视频监视系统，数字式视频监视系统的核心是多媒体计算机及与其配套的其他设施。这种系统的基本工作原理及工作方式是，将发现入侵目标的图像及声音信号变为计算机文件，从中提取目标信号，再反馈给摄像机及其电动云台，以控制摄像机及云台进行跟踪锁定。同时，还将自动启动该摄像机附近其他关系的摄像机或报警器，以便进行继续跟踪和锁定。在此过程中，控制台将发出警报并提应采取的防范措施和手段，有些防范措施和手段甚至是自动进行的。2.4 超远距离报警图像传送的组合方式在目前组成的超远距离的报警网络中，传输的报警信号一般是开关信号或编码报警信号，传输线路多采用已有的电话线路。这样构成的报警网络，虽然可以解决某一级控制中心对范围较大地区的各重要报警信号的联网要求，但由于传输线路的限制，当接到报警信号后，却无法实时看到报警单位现场的图像情况。这对依据案发现场情况立即制定正确的对策、快速反应并实施破案是非常不利的。所以下面有几种常见的超远距离传输组合方案。2.4.1 用窄带视频传送报警图像当人们要求观看监视现场实时图像时，当然希望最好是看到象电视节目那样的标准动态实时图像。用技术术语来说，就是至少每秒传送25帧图像信号，每帧图像由625行扫描线组成。但是，这样的图像其频率带宽达6MHz以上，电话线路无法传送的。若想用电话线路传送图像，就必须把图像的频带变窄频带压缩，以适应电话线路能传送的带宽要求。我们通常把能用电话线路传送的电视信号称为窄带电视。频带压缩原理根据电视原理可知，视频信号的频带可近似的用该信号的最高频率表示，即： （2.1）上式中k位kell系数，一般取值为0.7；n为扫描行数，它取决于电视系统的扫描制式，例如我国的电视系统扫描制式为625行，fv为帧数，我国电视系统的制式为每秒25帧；w/H为电视光栅的宽高比，现有的电视一般为4：3.但对于特殊的监视系统及宽带电视而言，其比值可以根据需要而选取；是垂直回归系数，它表示回归时间与垂直扫描周期之比值，其值为0.50.1；是水平回归扫描系数，其值为0.170.2。根据公式2.1所给出的结果可以看出，在光栅宽高比及回归系数一定的情况下，视频带宽与扫描行数及帧频频率有关。下面进行分析：1、通过减少扫描行数来降低信号带宽 的方法。在广播电视中，为了满足人们对所传输图像的真实要求，必须传送一定标准的连续活动图像。即采取水平扫描行为625行、每秒传25帧图像（即帧频为25HZ）的方式。同时为不增加频带宽度以及克服图像的闪烁感，还采用隔行扫描的传送方式，即一帧图像由2场组成，（一个奇数场，一个偶数场），每场为312.5行。为了压缩频带，根据公式2.1，所扫描行数n减少时，其频带宽度fmax也必然减少，从而实现频带压缩。但是，减少行数将明显降低图像的象素数目，也降低了图像的清晰度。并且减少扫描行数的办法，将现有的摄像机、监视器等设备的制式改变，必能兼容，所以，用减少扫描行的方法虽然能实现频带压缩的目的，但具体实施上是很困难的。2、用降低帧频的办法压缩频带。对于视频监控系统来说，在很多情况下，并不需要象广播电视一样传送标准的动态图像。根据公式2.1所示，帧频fv减少，其频带必然减少，就可以降低帧频的方法来压缩频带、实现用窄带视频传送图像。采取减少帧频的方式，虽然不能象广播电视那样传送标准的动态图像，但降低帧频后所传送的图像及其清晰度没有下降，现有的摄像机、监视器等设备不用改动制式。因此，采用降低帧频的方法来实现频带压缩的要求，又能传送一定速率的动态图像，就完全可以满足报警图象的传送要求。适当压缩频带后的电视信号（窄带信号），是可以经由电话线路传输的。虽然这种窄带电视所传送的图像不如广播电视那样具有标准的动态实时性，但对于报警图的传输来说是够用了。段首缩进2格2.4.2 用多媒体技术传送和接受报警图像随着多媒体技术的发展以及多媒体计算机的应用，计算机借助于多媒体组件进行图像声音的处理和传送已经成为现实，并越来越得到广泛的理由。因此，在超远距离的报警中心网络中，采用多媒体技术实现报警图像的传输。具体实施方案是这样：发生报警的单位把监视现场的图像信号送入多媒体计算机中的视频卡中，视频卡和计算机将图像的模拟信号转换为经过压缩编码的数字式图像信号，并通过调制解调器用电话线路传送至接警中心的多媒体技术上。接警中心经多媒体计算机的处理，再将图像信号还原显示在监视器上。这种传输方式的原理图如2-4。由图2-4可知，这种传送方式的基本构成对图像的灵活性和处理能力强。因为经多媒体计算机的图像在选取小于全屏的情况下，可以保证一定的清晰度的同时，将传输速率大大提高，甚至接近于标准动态图像的实时性。图像的尺寸可以根据需要灵活变化以满足不同的情况需求。比如当需要提高报警图像某一部分的清晰度并提高传送速率时，可以减少图象的尺寸，当需要观看全景时，可以加大图像尺寸而降低图像传送速率。此外，当采用多媒体计算机对图像处理的能力很强时，对已接受的图像还可以进行再处理。如提高局部和全屏的清晰度、放大或缩小图像尺寸，对某些重要的图像细节进行标识和储存。 图2-4随着高速、宽带通信网的实现，超远距离报警图像的传送和控制，将会更加提高质量和最终实现象广播电视那样的标准动态图像的传输。3 组成视频监控系统的主要设备及原理性能3.1 摄像机与镜头摄像机是拾取图像信号的设备。被监视场所的画面是由摄像机将光信号转变成电信号的，所以无论是彩色摄像机还是黑白摄像机，其光电转换器件都采用了ccd器件电耦合。摄像机通过它的镜头把被监视场所的画面成象在ccd的片子上。通过ccd的电子扫描，把成象光信号变为电信号，再通过放大、整形等一系列信号处理，最后变成标准电视信号输出。Ccd摄像机的性能指标有以下几点：段首缩进2格1、清晰度段首缩进2格视频监控系统使用的摄像机，要求彩色摄像机水平清晰度在300线以上，黑白摄像机在350线以上。这样的指标可以满足一般视频监控系统的要求。2、灵敏度段首缩进2格灵敏度是衡量摄像机在什么光照强度的情况下，可以输出正常图像信号的一个重要指标。在选择摄像机时，在被监视场所需要监视，可能出现的最低照度就是所选择摄像机的“最低照度”指标。如果摄像机的最低照度无法满足被监视场所的要求，就要考虑选择带红外成象功能的摄像机或在被监视场所加装不易损坏的照明装置。灵敏度一般用“Lux”表示。3、信噪比段首缩进2格定义：摄像机的图像信号与他的噪声信号之比。用S/N表示。S表示摄像机在假设没有噪声时的图像信号值，N表示摄像机本身产生的噪声值。用单位dB表示。在电视监控系统中使用的摄像机，一般要求其信噪比高于46dB。由于摄像机是整个视频监控系统的最前端，因此，它的信噪比对整个系统的信噪比起着举足轻重的影响。所以在有条件的情况下，应该尽量选择信噪比高的摄像机。除了以上三个指标外还用温度、湿度等指标。常用的摄像机还分有直流和交流供电两种，不过无论是那一种摄像机，其电压应是稳定的，即便是交流电源，其电压变动也不允许超过5。镜头是安装摄像机前端的成象装置，有以下几种可供选择：1.定焦距镜头这种镜头的焦距是不可变的，可以变的只有光圈大小。它适合摄取焦距相对固定的目标。这种镜头可以根据视场角的要求选择广角的或焦距相对较长的。2.自动光圈和电动变焦镜头这种镜头适合光照都经常变化的场合，由于它的焦距是电动可变的，所以可对所监视场所的视场角及目的物体进行变焦距摄取图像。这种镜头比较灵活，适合远距离观测和摄取目标。常用的电动变焦镜头有6倍、8倍、10倍，指标一般为焦距从多少毫米至多少毫米。3.自动光圈、自动聚焦、电动变焦镜头这种镜头不必通过人工来调正对景物的聚焦，也可以自动聚焦，使用上更加方便。一般镜头的焦距长，视角就小，反之亦然。焦距的计算公式：f：镜头的焦距（mm）；V：被监视物体的高度（mm）；H：被监视物体的水平宽度（mm）；D：被监视物体到镜头的距离（mm）：v：片面成象的高度（mm）；h：片面成象的水平宽度（mm）（3.1）（3.2）还有的产品中，把摄像机、镜头、云台等前端设备统一装在一个半圆形的透明罩子里，称为半球型摄像机，还有具有背光处理摄像机，可以在某一被摄取的目标背后有较强光的情况下仍能清晰并且层次分明地将目标图像显示出来。总之，摄像机技术和种类不断的发展，不断的增强。段首缩进2格3.2 云台与防护罩云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向的转动的装置。云台内装有两个电动机。这两个电动机一个负责水平方向的转动，一个负责垂直方向的转动。水平转动的较大一般为350，垂直方向转动一般是45、35、75等。水平及垂直转动的角度大小可以通过限位开关进行调整。云台的分类有：1.室内云台及室外云台段首缩进2格室内云台承重小，没有防雨装置。室外云台承重大，有防雨装置，有些还加上防冻加温装置。2.承重为了适应安装不同对摄像机及防护罩，云台对承重各有不同。应根据选用对摄像机及防护罩对总重量来选取适合对云台。目前室内云台承重量大约为1.5kg7kg左右，室外云台承重量约为7kg50kg之间。还有些是卫星云台，比如与摄像机一起安装在半球型防护罩内或全天候防护罩内对云台。3.云台对控制方式一般对云台均是有线控制对电动云台。控制线对输入端有五个，其中一个为电源的公共端，另外四个为上下左右控制端。还用对云台是内装继电器等控制电路，这样对云台往往有六个控制端，除了以上对五个之外还有一个是自动转动端。电源电压一般采取是24V和220V两种，耗电率一般是由它对承重所决定对。在选用云台时，最好是选用在云台固定不动对位置上安装有控制输入端及视频输入输出端接口对云台，并且在固定部分于转动部分之间有软螺旋线想成对摄像机及镜头对控制对输入输出线和视频输出线对连接。这样对云台安装后不会因长期使用导致转动部分连续损坏。特别是对于室外云台对安装更应该如此。防护罩是保护摄像机在有灰尘、雨水、高低温差等情况下正常工作对装置。同时可以防止破坏，被盗。目前较好对全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温对防护罩。这种防护罩内装有半导体器件，可以自动加温、降温，并且功耗小。3.3 视频切换器视频切换器是组成控制中心对一个关键设备。视频切换器是选择视频图象信号对设施。如果将几路信号同时加在输入端，通过它对控制可以选择任何一路使平信号对输出，而其他信号则不输出。对视频切换器一般是按一定对比例用一台监视器轮流切换显示几台摄像机的图像信号。目前所示用的主