控制系统



　　在智能建筑中，闭路电视系统中的信息量与信息处理的工作量都很大，因此基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。

    现在出现的数字视频监控报警系统采用计算机多媒体技术，以CCD摄像机作为报警探头，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对视频信号进行数字化处理，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两种：

    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





显示与记录设备



显示与记录设备安装在控制室内,主要有监视器、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。

1、 图像监视器

     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，彩色监视器的分辨率一般为300线以上。图像监视器视频信号的带宽一般在7～8MHz范围内。

2、 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24H～960H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。

3 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。

4 多画面分割器

    在大型楼宇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监视器的数量。而且监视器数量太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，输入一台监视器，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。

5 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。

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。

    固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。

    电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动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，云台上的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。

    云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说，水平旋转角度为0°～350°，垂直旋转角度为+90°。恒速云台的水平旋转速度一般在3°～10°/s，垂直速度为4°/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在0°～32°/s，垂直旋转速度在0°～16°/s左右。在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达480°/s以上，垂直旋转速度在120°/s以上。



画面分割处理器



原则上，录一个讯号最好的方式是1对1，也就是用一个录影机录取单一摄影机摄取的画面，画面处理器每秒录30个画面，不经任何压缩，解析度愈高愈好（通常是S-VHS）。但如果需要同时监控很多场所，用一对一方式会使系统庞大、设备数量多、耗材及人力管理上费用大幅提高，为解决上述问题，画面处理器应运而生。画面处理器为最大程度地简化系统，提高系统运转效率，一般用一台监视器显示多路摄像机图像或一台录像机记录多台摄像机信号的装置。
  

原理及分类
画面处理设备可分为两大类：
     一类为画面分割器（多为四分割器Quad）, 四分割器(Quad)是将四个视频信号同时进行数字化处理，经像素压缩法将每个单一画面压缩成1/4画面大小，分别放置于信号中1/4的位置，在监视器上组合成四分割画面显示。萤幕被分成4个画面，录影机同时实时地录取4个画面。VCR将它视为一个单一的画面来处理。这种方式只有编码的处理程序，在回放时不须经过解码器，虽然有很多四分割允许画面在回放时以全画面回送，但这只是电子放大，即把1/4画面放大成单画面，因四分割拨放全部的动作，故会牺牲掉画面的解析度及品质。当对整个动作的要求高于对画面清晰度的要求时，四分割是个很好的选择。例如工业处理控制及赌博时。
     画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种，可以在一台监视器上同时显示4、9、16个摄像机的图像，也可以送到录像机上记录。四分割是最常用的设备之一，其性能价格比也较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分割后每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。另外还有六分割、八分割、双四分割设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率更小。
     另一类为多工处理器（Multiplexers），也成为图框压缩处理器，是按图像最小单位--场或帧，即1/60秒（场切换）或1/30秒（桢切换）的图像时间依序编码个别处理，按摄像机的顺序依次录在磁带上，编上识别码，录像回放时取出相同识别码的图像集中存放在相应图像存储器上，再进行像素压缩后送给监视器以多画面方式显示。这种科技让录影机依序录下每支摄影机输入的画面。每个图框都是全画面（若系统只单取一个图场，其解析度就会缩减成一半），故在画质上不会有损失。然而画面的更新速率却被摄影机的数量瓜分了，所以会有画面延迟的现象，。如果要录10支摄影机的画面，每支摄影机每秒只能取3个图框。虽然回放时每秒仍然有30个图框，但却不是30个不同的图框。当使用多工处理器时，每秒钟可录下来的图框数会减少。市面上不难看到图框处理器接16支以上的摄影机，并与960小时长时间录放影机连接。这种组合方式会造成每几分钟才录一个画面的结果，与其他方式相较显得较没效率。
   
多工处理器与画面分割器的优缺点
     画面分割器Quad可以实时监视画面动作，没有延迟现象，录像时是将四画面组成一个视频信号进行录像，录像回放时也是以四分割的方式实时回放。有些产品可以进行电子变焦（Zoom）式的放大处理，但其像素少且清晰度大幅下降，以致于没有意义，故可认为它不能大画面回放。Multiplexers由于不损失画面像素但损失了时间，因此录像回放时会产生延迟现象，动画效果强烈，所看到的画面是不连续的，回放时可以分割回放，也可以大画面回放。由上分析Quad的优点是无丢失记录，取证效果好，缺点是不能不能大画面（在不牺牲像素的境况下）回放，而多工处理器Multiplexers是回放功能好，能大画面回放，也能多画面回放，缺点是丢失图像，产生动画效果。
   

分割器的功能：多数产品具备以下全部或部分
   （１）同时多画面显示图像外，也可以显示单幅画面，设置自动切换具备４个或８个（双页四分割）摄象机输入端子，通常有两个视频输出端子，一路为录象输出，输出四画面图像供记录，另一路为视频输出，供与监视器相连，可选择显示单一画面图像，也可顺序显示４路输入图像。
   （２）即时显示影像输出（60或50画面/秒），四画面分割器的影像处理技术是将四个视频信号同时进行数位处理，将每一个全画面缩小成１／４的画面大小并放置于不同位置，从而在监视器上组合成四画面分割显示。由于四画面分割器是同时处理四个画面信号，因此可以作实时录象与监视，画面动作不致有延迟的现象。现在已发展出高品质的IC，提高即时性的速度。
   （３）可以叠加时间和字符（内建式时钟和字幕显示），各画面上可显示多个英文或数字，以标明摄象机号和位置信息，字数一般最多为８个。
   （４）具有双工性能的装置，在回放时可放送四分割画面，也可指定某一画面作放大监看，但是画面品质较粗糙、质量不高。
   （５）含内建蜂鸣器的警报输入与联动功能，影像移动自动侦测(Motion Detection)，可以与报警探测器或视频移动探测器构成的报警系统连动。
   （６）快速放像功能、静止画面功能、时间发生器、单道声音输出等功能。
   （7）图像丢失报警功能，可留住最后画面。
   （8）对于双四画面：八只摄影机的输入，都可独立调其亮度、对比、彩色及色度，不同的边界颜色，区分二页四分割显示。
   （9）具备RS232口与电脑连接的功能，RS232远地控制功能，未来可与网路连结。
   （10）菜单设置功能
   （10）画中画与图像局部放大功能
   （10）高解析度显示720x576(PAL)，720x480(NTSC)，一千六百万种真实彩色输出