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3 闭路电视监控系统
3.1系统概述
3.1.1系统功能
闭路电视监控系统（Closed Circuit Television,CCTV）是安全防范技术体系中的一个重要的组成部分，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（云台、镜头）直接观看被监视场所的一切情况。电视监控系统还可以与防盗报警系统等安全防范体系联动运行，使防范能力更加强大。电视监控系统的另一特点是它可以吧监视场所的图像和声音全部或部分地记录下来，这样就为日后某些事件的处理提供了方便条件和重要依据。
3.1.2系统组成
闭路电视系统主要由前端(摄像)、传输、终端（显示与记录）与控制4个主要部分组成（见图3.1），并且有对图像信号的分配、切换、存储、处理、还原等功能。
图3.1 CCTV系统的组成
（1）前端设备 前端设备的主要任务是为了获取监控区域的图像和声音信息。主要设备是各种摄像机及其配套设备。由于摄像机需公开或隐蔽地安装在防范区内。除需长时间不间断地工作外，其环境变化无常，有时还需要在相当恶劣的条件下工作，如风、沙、雨、雷、高温、低温等，因此要满足“全天候”工作的要求。所以，前端设备应有较高的性能和可靠性。对于电视摄像机通常还需配有自动光圈变焦镜头、多功能防护罩、电动云台以及接口控制设备（解码器）等。电视摄像机有黑白和彩色之分。黑白电视摄像机的灵敏度、清晰度较高，价格便宜，安装调试方便。彩色电视摄像机除传送亮度信号外，还能传送彩色信息，能
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全面的反映现场景物的图像和色彩，但灵敏度、清晰度相对比较低，而且技术条件要求高，价格较贵。对于一般的安全保卫来说，有时并不需要去追求五彩缤纷的图像而主要是要求有较高的灵敏度和清晰度。目前国内大多数电视监控系统仍采用黑白电视摄像机。
（2）传输系统 传输系统的主要任务是将前端图像信息不失真地传送到终端设备，并将控制中心的各种指令送到前端设备。根据监控系统的传输距离、信息容量和功能要求的不同，主要分为有线传输和无线传输两种方式。有线传输通常利用电话线、同轴电缆和光纤来传送图像信号。无线传输无线传输是利用电磁波、分发射部分和接收部分，发射部分由产生高频信号的振荡器，将音频信号加到电磁波上的调制器和高频功率放大器，最后由天线发射到空间去。接收部分由接收天线，高频放大，变频器，中频放大器，检波器和音频功率放大器等组成，最后由喇叭还原出声音。目前国内在大型的电视监控系统中大多采用光纤来作为传输线。
（3）终端设备（控制、显示与记录） 终端设备是电视监控系统的中枢。它的主要任务是将前端设备送来的各种信息进行处理和显示，并根据需要，向前端设备发出各种指令，由中心控制室进行集中控制。终端设备主要有显示、记录设备和控制切换设备等。如监视器、录像机、录音机、视频分配器、时序切换装置、时间信号发生器、同步信号发生器以及其他一些配套控制设备等。
3.2摄像部分
在技术防范中摄像机是用来进行定点或流动的监视和图像取证，因而要求摄像机各个部件具有体积小、重量轻、易于安装和隐蔽、伪装、系统操作简便、调整机构少等特点。在必要时要有遥控装置来遥控其某些功能。另外，系统的可靠性要高，性能要稳定，能够在-10～40℃的环境下连续工作。摄像机的灵敏度要高，光动态范围要大。为了使取证图像清晰，要求摄像系统的信噪比尽可能高（一般要大于30～40dB），分辨力要尽可能高。图像的灰度等级应大于7级，全电视信号幅度的峰值应大于1V。摄像部分由摄像机机身、镜头、云台控制器构成。
现公安部有关行业标准及规范对摄像部分要求如下：
在摄像机的标准照度下，整个系统的技术指标的图像质量应满足表3-1规定的指标。
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表3-1
项目 视频信号输出幅度 黑白电视水平清晰度 彩色电视水平清晰度 灰度等级 信噪比 的指标。
表3-2 指标值 1VP-P，75Ω ≧600电视线(TV Line) ≧480电视线(TV Line) ≧8级 ≧48dB 在环境条件恶劣的情况下，整个系统的技术指标和图像质量应满足表3-2规定
图像等级 5 4 3 2 1 标。
表3-3 图像损伤主观评价 不可察觉 可察觉，但令人可以接受 有明显察觉，令人难受 较严重，令人难以接受 极严重，部能观看 在摄像机正常工作的条件下，电视监控的图像质量应不低于表3-3规定的指
项目 视频信号输出幅度 黑白电视水平清晰度 彩色电视水平清晰度 灰度等级 信噪比
（一）摄像机
指标值 1VP-P，75Ω ≧600电视线(TV Line) ≧480电视线(TV Line) ≧8级 ≧48dB 摄像部分的主体是摄像机，其功能是观察、收集信息。摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。目前光导摄像机已被淘汰，由电荷耦合器件简称CCD摄像机所取代。其主要性能及其技术参数要求如下：
（1）色彩 有黑白和彩色两种。 （2）清晰度 有水平和垂直清晰度两种。
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（3）照度 单位被照面积上接受到的光通量被称为照度。1lx（勒克司）是1lm（流明）的光束均匀射在1m2面积上时的照度。
（4）同步 要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。
（5）电源 摄像机电源一般有交流220V、直流24V、直流12V，可根据现场情况选择摄像机电源，但推荐采用安全低电压。
（6）自动增益控制（AGC） 在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰图像。
（7）自动白平衡 当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。
（8）电子亮度控制 有些CCD摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时还可以不用自动光圈镜头。
（9）光补偿 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地图像。
（二）镜头
镜头按功能和操作可以分为以下几种类型：见图3.2
图3.2镜头按功能和操作的分类
根据镜头的性能及外形区分，目前有P型、E型、L型和自动变焦镜头等类型。 （三）云台控制器
为了扩大监视摄像范围，有时要求摄像机能够以支撑点为中心，在垂直和水平两个方向的一定角度之内自由活动。这个在支撑点上能够固定摄像机并带动它做自由转动的机械结构就称为云台。根据构成原理的不同，可分为手动式及电动式两类。
（四）解码器
在以视频矩阵切换与控制为核心的系统中，每台摄像机图像需经过单独的同轴电缆传送到切换与控制主机中，已达到对镜头和云台的控制。除近距离和小系统采用多芯电缆做直接控制外，一般有主机通过总线方式（通常是双绞线）先送到称之为解码器的装置，由解码器先对总线信号进行译码，即确定对那台摄像单
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元执行何种控制动作，在经电子电路功率放大，驱动指定云台和镜头做相应动作。一般完成下述动作。
（1）前端摄像机的电源开关控制。 （2）云台左右，上下旋转运动控制。 （3）镜头光圈变焦变倍、焦距调准。
（4）摄像机防护装置（雨刷、除霜、加热）控制。
3.3信号传输
传输系统将电视监控系统的前端设备和终端设备联系起来，是前端设备产生的图像视频信号、音频监听信号和各种报警信号送至中心控制室的终端设备，并把控制中心的控制指令送到前端设备。
根据电视监控系统的规模大小、覆盖面积、信号传输距离、信号容量以及对系统的功能及质量指标和造价的要求采用不同的传输方式。主要分为有线与无线传输方式，这主要介绍有线传输方式。
（1）当摄像机安装位置离控制中心较近（几百米以内），多采用视频基带传输方式。基带传输方式的原理图见图3.3
图3.3 基带传输方式的原理框图
（2）当摄像机的位置距离控制中心较远时，往往采用射频有线传输和光缆传输方式。
射频传输方式组成框图见图3.4
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