電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備選擇

在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，由于設(shè)備選擇不當(dāng)，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降或是大量資金 浪費(fèi)的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。合理選擇電視監(jiān)控設(shè)備、集成較高性能價(jià)格比的系統(tǒng)，是安全防范行業(yè)同仁一直追求的目標(biāo)。文章從實(shí)際應(yīng)用的角度介紹了如何合理選擇電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備，為系統(tǒng)的集成提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
　　關(guān)鍵詞　電視監(jiān)控系統(tǒng)　設(shè)備　選擇
　　電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備主要包括：攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、支架、控制解碼器、射燈等。目前，這些設(shè)備生產(chǎn)廠家很多，其品牌、型號(hào)、功能各異。因此，合理選擇這些設(shè)備，對(duì)提高電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量頗為重要。下面結(jié)合工程實(shí)際談些體會(huì)。
　　1　攝像機(jī)的選擇
　　攝像機(jī)是電視監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備，根據(jù)用戶要求，合理選擇非常重要。現(xiàn)在安全防范用的電視監(jiān)控系統(tǒng)一般都采用CCD攝像機(jī)，因?yàn)樗c真空管攝像機(jī)相比具有體積小、重量輕；惰性??；靈敏度高；圖像均勻性好；抗沖擊性好；壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際工程中，如果監(jiān)視目標(biāo)照度不高，而用戶對(duì)監(jiān)視圖像清晰度要求較高時(shí)，宜選用黑白CCD攝像機(jī)；如果用戶要求彩色監(jiān)視時(shí)，應(yīng)考慮加輔助照明裝置，或選用彩色�黑白自動(dòng)轉(zhuǎn)換的CCD攝像機(jī)，這種攝像機(jī)當(dāng)監(jiān)視目標(biāo)照度不能滿足彩色攝像要求時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為黑白攝像。
　　在確定用黑白攝像機(jī)還是用彩色攝像機(jī)之后，進(jìn)而要考慮的問(wèn)題是攝像機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。主要考慮的指標(biāo)如下所述。
　　1.1　分辨率(清晰度)
　　表示攝像機(jī)分辨圖像細(xì)節(jié)的能力，通常用電視線(TVL)表示。它取決于CCD芯片的像素?cái)?shù)、鏡頭的分解力和攝像系統(tǒng)的帶寬。
　　黑白攝像機(jī)水平清晰度一般要選擇450TVL左右的，考慮到施工等因素，系統(tǒng)的最終清晰度能滿足我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T16676－1996中規(guī)定的380TVL。
　　彩色攝像機(jī)水平清晰度一般要選擇大于350TVL的，因?yàn)槿搜蹖?duì)彩色難于分辨更細(xì)，這樣選擇也能滿足GB/T16676－1996中對(duì)彩色監(jiān)視系統(tǒng)270TVL的要求。
　　1.2　靈敏度
　　在鏡頭光圈大小一定的情況下，獲取規(guī)定信號(hào)電平所需要的最低靶面照度。例如：使用F1.2的鏡頭，當(dāng)被攝物體表面照度為0.04Lx時(shí)，攝像機(jī)輸出信號(hào)的幅值為350mV，即最大幅值的50％，則稱此攝像機(jī)的靈敏度為0.04Lx/F1.2。如果被攝物體表面照度再低，監(jiān)視器屏幕上將是一幅很難分辨層次的灰暗圖像。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般所選攝像機(jī)的靈敏度為被攝物體表面照度的1/10時(shí)較為合適。
　　1.3　信噪比
　　即信號(hào)電壓與噪聲電壓的比值。CCD攝像機(jī)信噪比的典型值在45～55dB之間。一般的電視監(jiān)控系統(tǒng)中要選50dB左右的，這樣不僅能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定系統(tǒng)信噪比不小于38dB的要求，更重要的是當(dāng)環(huán)境照度不足時(shí)，信噪比越高的攝像機(jī)圖像就越清晰。
　　1.4　工作溫度
　　－10～＋50℃是絕大多數(shù)攝像機(jī)生產(chǎn)廠家的溫度指標(biāo)。視使用地區(qū)的溫度變化加防護(hù)或特別防護(hù)。
　　1.5　電源電壓
　　國(guó)外攝像機(jī)交流電壓適應(yīng)范圍一般是198～264V抗電源電壓變化能力較強(qiáng)；國(guó)內(nèi)攝像機(jī)交流電壓適應(yīng)范圍一般是200～240V，抗電源電壓變化能力較弱，在系統(tǒng)中使用時(shí)一般需穩(wěn)壓電源。

　　 2　鏡頭的選擇
　　 鏡頭種類繁多，分類方式就有好幾種，我們只從控制方式上談?wù)勅绾芜x擇攝像機(jī)鏡頭。
　　2.1　手動(dòng)光圈定焦鏡頭
　　 這種鏡頭用于監(jiān)視固定目標(biāo)，且光照度變化較小的場(chǎng)合。這種鏡頭價(jià)格比較便宜。所需焦距大小可用下式估算。
　 f=A?L/H
　 式中：f—鏡頭焦距
　 A—攝像機(jī)成像面高度
　 L—被攝物體到鏡頭距離
　 H—被攝物體高度
　 焦距越大，視場(chǎng)角越小，監(jiān)視范圍越窄；焦距越小，視場(chǎng)角越大；監(jiān)視范圍越寬。
　　2.2　自動(dòng)光圈定焦鏡頭
　　 當(dāng)進(jìn)入鏡頭的光通量變化時(shí)，攝像機(jī)CCD成像面上產(chǎn)生的電荷也相應(yīng)變化，使視頻信號(hào)電平發(fā)生變化，產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)鏡頭內(nèi)的微型電機(jī)正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)整光圈的大小。當(dāng)視場(chǎng)照度變化在100倍以上時(shí)，選這種鏡頭。但需注意的是：如果視場(chǎng)照度不均勻，特別是監(jiān)視目標(biāo)與背景光反差較大時(shí)，采用這種鏡頭攝像效果不理想。
　　2.3　自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭
　　 此鏡頭與自動(dòng)光圈定焦鏡頭相比增加了兩個(gè)微型電機(jī)，其中一個(gè)電機(jī)與鏡頭的變焦環(huán)嚙合，受控轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可改變鏡頭的焦距；另一個(gè)電機(jī)與鏡頭的聚焦環(huán)嚙合，受控轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)完成鏡頭的聚焦。由于增加了兩個(gè)微型電機(jī)，這種鏡頭的價(jià)格較貴。
　　2.4　電動(dòng)三可變鏡頭
　　 與自動(dòng)光圈變焦鏡頭相比只是對(duì)光圈的調(diào)整由自動(dòng)控制方式改為遙控器控制。它也含三個(gè)微型電機(jī)，通過(guò)一組6芯控制線與控制器相連。目前這種鏡頭應(yīng)用較多。
　　 在選擇鏡頭時(shí)，除根據(jù)不同場(chǎng)合、不同要求選擇不同控制方式的鏡頭外，還要考慮下面問(wèn)題。
　(1)鏡頭尺寸要與攝像機(jī)成像面尺寸一致。例如：1/3″攝像機(jī)要選1/3″鏡頭。在難以一致時(shí)，可用大尺寸鏡頭配小尺寸攝像機(jī)；反之不行。
　 (2)鏡頭接口與攝像機(jī)接口要一致，不一致時(shí)要加連接圈。例如：C型鏡頭安裝在CS型攝像機(jī)上時(shí)，必須在C型鏡頭上加連接圈，如果不加連接圈就可能碰壞CCD成像面的保護(hù)玻璃，造成CCD攝像機(jī)的損壞。
　　3　云臺(tái)、防護(hù)罩、支架、控制解碼器的選擇
　　3.1　云臺(tái)
　　 云臺(tái)可以簡(jiǎn)單理解成安裝攝像機(jī)的底座，只是這個(gè)底座可以全方位(水平和垂直兩個(gè)方向)或(水平方向)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，云臺(tái)的使用擴(kuò)大了攝像機(jī)的視野。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，需要巡回監(jiān)視的場(chǎng)所(如大廳等)都要使用云臺(tái)。選用云臺(tái)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。
　　 (1)所選云臺(tái)的負(fù)荷能力要大于實(shí)際負(fù)荷的1.2倍。就是說(shuō)云臺(tái)上所有設(shè)備重量之和應(yīng)小于云臺(tái)的負(fù)荷能力，如果讓云臺(tái)滿負(fù)荷或是超負(fù)荷運(yùn)行，雖能免強(qiáng)工作，但啟動(dòng)時(shí)惰性大，特別是垂直轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)更困難，極大的影響了巡視效果。
　(2)云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)應(yīng)有較好的自鎖性能，剎車(chē)時(shí)回程角應(yīng)小于1?。
(3)室內(nèi)云臺(tái)在最大負(fù)荷時(shí)，噪聲應(yīng)小于50dB。
　　3.2　防護(hù)罩
　　 用于保護(hù)攝像機(jī)的裝置叫防護(hù)罩。有室內(nèi)、室外之分，室內(nèi)防護(hù)罩主要作用是防塵；而室外防護(hù)罩除防塵之外，更主要的作用是保護(hù)攝像機(jī)在較惡劣自然環(huán)境(如雨、雪、低溫、高溫等)下工作。這不僅要求嚴(yán)格的密封結(jié)構(gòu)，還要有雨刷、噴淋裝置等，同時(shí)具有升溫和降溫功能。由此決定了室外防護(hù)罩的價(jià)格遠(yuǎn)高于室內(nèi)防護(hù)罩。選擇防護(hù)罩時(shí)還應(yīng)注意的是：防護(hù)罩的標(biāo)稱尺寸與攝像機(jī)標(biāo)稱尺寸一致，即1/3″攝像機(jī)選用1/3″防護(hù)罩。若難于一致時(shí)，可用大尺寸防護(hù)罩配小尺寸攝像機(jī)；反之不行。
　　3.3　支架
　用于固定攝像機(jī)的部件，有壁裝、吊裝等型式。支架的選擇比較簡(jiǎn)單，只要其負(fù)荷能力大于其上所裝設(shè)備總重量即可，否則易造成支架變形，云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)，影響監(jiān)視圖像質(zhì)量。
　3.4　控制解碼器
　　 在有云臺(tái)、電動(dòng)鏡頭和室外防護(hù)罩的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，必須配有控制解碼器。這樣在控制室中操縱鍵盤(pán)相應(yīng)按鍵即可完成對(duì)前端設(shè)備各動(dòng)作及功能的控制?？刂平獯a器必須與系統(tǒng)主機(jī)同一品牌，這是因?yàn)椴煌瑥S家生產(chǎn)的控制解碼器與系統(tǒng)主機(jī)的通信協(xié)議、編碼方式一般都不相同，除非某控制解碼器在說(shuō)明書(shū)中特別說(shuō)明該設(shè)備與某個(gè)品牌的主機(jī)兼容，否則絕不可選用。
　　4　射燈的選擇
目前絕大多數(shù)電視監(jiān)控系統(tǒng)均配置隨攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的射燈以輔助照明，其最大好處是靈活、方便，且價(jià)格不貴。黑白電視監(jiān)控系統(tǒng)宜配置高壓水銀燈；彩色電視監(jiān)控系統(tǒng)宜配置碘鎢燈。當(dāng)需夜間隱蔽監(jiān)視時(shí)應(yīng)用紅外射燈。紅外射燈一種是在普通照明燈前加濾光片，另一種是由紅外發(fā)光二極管陣列構(gòu)成。前者耗能較大，且常產(chǎn)生“紅暴”(由于濾光不凈，有少量紅光被人眼看到)；后者極少產(chǎn)生“紅暴”，但照射距離較近。另外，還需提醒的是：紅外射燈對(duì)彩色電視監(jiān)控系統(tǒng)不起作用，這是由于紅外光被彩色攝像機(jī)中的彩色濾色器濾掉的緣故。