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監(jiān)控系統(tǒng)作為安全的重要保障,可以說在城市或農(nóng)村無處不在??梢姡O(jiān)控系統(tǒng)對生活的影響很大。監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工廠、商場、寫字樓和家庭。監(jiān)控系統(tǒng)由哪些部分組成及其工作原理是怎樣的,下面我們一起看看吧
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展可劃分為三代,
為了更深入理解視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理,這里對小區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行介紹,如圖2-5所示。
圖 小區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)
由圖2-5可以看出,視頻監(jiān)控系統(tǒng)由3大部分組成,即系統(tǒng)前端、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及系統(tǒng)終端。
系統(tǒng)前端負(fù)責(zé)信息的采集,系統(tǒng)終端負(fù)責(zé)信息的記錄、存儲、發(fā)布和人工技術(shù)處理,傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)前端與終端之間的信息傳遞。
實(shí)際上,現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是由這3部分組成,只是當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將解碼器、云臺等設(shè)備融合成了一體,傳輸網(wǎng)絡(luò)也相應(yīng)地變成為傳輸數(shù)字信號,將控制信號、視頻信號甚至供電均在一根網(wǎng)絡(luò)線來完成,系統(tǒng)終端也不再需要畫面分割器等設(shè)備。
視頻監(jiān)控前端組成視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端主要由攝像機(jī)、防護(hù)罩和安裝支架等構(gòu)成。
1.?dāng)z像機(jī)攝像機(jī)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)最前端的設(shè)備,通常安裝在小區(qū)進(jìn)出口、樓梯口、電梯轎廂、走廊、過道、重要路口和營業(yè)大廳等重要場合,以進(jìn)行圖像的采集工作。攝像機(jī)根據(jù)攝像器件的不同,可分為電真空管和固體攝像器件(又稱為圖像傳感器)。固體攝像器件已被廣泛運(yùn)用,下面主要介紹其工作原理。
攝像機(jī)根據(jù)固體攝像器件的不同,可分為CCD(ChargeCoupledDevice)和CMOS兩種。它們的共同特點(diǎn),都是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,只是在電荷的轉(zhuǎn)移方式上有所不同。
(1)CCD攝像機(jī)的工作原理CMOS攝像機(jī)是每個(gè)像素點(diǎn)均配有一個(gè)放大器,即刻把電荷轉(zhuǎn)換為電壓,然后利用M05開關(guān)依次傳輸出去,而CCD攝像機(jī)是把各像素點(diǎn)產(chǎn)生的電荷依次以勢阱方式接力傳送(類似水桶傳遞方式),并在出口轉(zhuǎn)換為電壓。由于CCD攝像機(jī)具有高靈敏度和良好的信噪比,所以被廣泛用于專業(yè)攝像機(jī)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)中;而CMOS攝像機(jī)因其工作電壓要求低,功耗小,已被廣泛用在手機(jī)攝像中。
下面將圍繞CCD攝像機(jī)相關(guān)的技術(shù)問題進(jìn)行介紹。
1)CCD的成像原理。
CCD攝像機(jī)的關(guān)鍵部件是CCD芯片。在CCD芯片的單晶硅基片上,呈二維狀排列著數(shù)量幾十萬乃至上百萬顆光敏器件(通常稱為像素),相當(dāng)于人的視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞。每個(gè)像素的尺寸僅有0.008mmx0.008mm,相當(dāng)于人頭發(fā)絲端面的1/10那么大。而且每個(gè)像素都是相對獨(dú)立的光-電轉(zhuǎn)換單元。CCD在外加電壓(常稱為驅(qū)動脈沖電壓)驅(qū)動下,在光(圖像)照射在芯片后被轉(zhuǎn)換為電荷,電荷的數(shù)量與光照強(qiáng)度及照射時(shí)間成正比。光的強(qiáng)弱不同,與之相對應(yīng)的光敏器件產(chǎn)生的電荷數(shù)量也不同。各個(gè)像素積累的電荷在視頻時(shí)序的控制下,依次以勢阱接力傳送,經(jīng)濾波、放大、處理后形成電視標(biāo)準(zhǔn)信號。
CCD芯片電荷的積累與光的強(qiáng)弱、時(shí)間長短、CCD芯片面積、光敏器件多少有關(guān)。故一定尺寸的CCD芯片,光敏器件數(shù)量越多,光敏器件單元的面積越小,攝像機(jī)的分辨率也就越高。
當(dāng)CCD面對強(qiáng)光時(shí),會在圖像上產(chǎn)生縱向白色亮線影響圖像質(zhì)量,因此在實(shí)用中必須加以注意。例如,攝像機(jī)鏡頭應(yīng)避免直對燈光。
2)CCD尺寸。CCD尺寸表示攝像機(jī)成像靶面的大小,CCD面積越大,感光器件的面積越大,捕獲的光子越多,感光性能就越好,信噪比就越低,成像效果就越好。
常用的規(guī)格有:1/3in、1/2in、2/3in和1in等。常用的CCD尺寸見表2-1。
表2-1常用的CCD尺寸
尺寸/in 靶面(寬x高)/(mmxmm) 對角線長/mm
1 12.7x9.6 16
2/3 8.8x6.6 11
1/2 6.4x4.8 8
1/3 4.8x2.6 6
1/4 2.2x2.4 4