第3章视频监控系统设计PPT讲稿.ppt
《第3章视频监控系统设计PPT讲稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第3章视频监控系统设计PPT讲稿.ppt(46页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第3章视频监控系统设计第1页,共46页,编辑于2022年,星期二1监控建设单位给出设计任务书监控建设单位给出设计任务书(1)监控设计任务书及其内容监控设计任务书是指建设单位根据国家有关部门的规定和管理要求以及本身的需要,将设防目的和技术要求以文字、图表形式写出的文件。监控设计任务书的内容包括:设防目的、系统应具有的总体功能、技术性能指标、工作环境情况、传输距离、控制方式以及建设工期、工程投资控制数额、建成后应达到的预期效果等。(2)监控无能力独立完成设计任务书的建设单位,设计者可协助其完成,应避免无任务书而直接进行设计的做法。第2页,共46页,编辑于2022年,星期二2、进行监控工程现场勘察、
2、进行监控工程现场勘察第3页,共46页,编辑于2022年,星期二现场勘察是进行工程设计的基础,勘察内容与要求如下:现场勘察是进行工程设计的基础,勘察内容与要求如下:(1)监控防护目标的自身特点及放置情况。监控防护目标的自身特点及放置情况。(2)设防部位建筑物结构、管道分布及物品布局情况。设防部位建筑物结构、管道分布及物品布局情况。(3)监控建设单位设防区域的周边环境。监控建设单位设防区域的周边环境。(4)了解监控设防部位电磁波辐射强度。了解监控设防部位电磁波辐射强度。(5)一年中室外最高温度、湿度,风、雨、雪、雾、雷电和最低温度变化一年中室外最高温度、湿度,风、雨、雪、雾、雷电和最低温度变化情况
3、及持续时间情况及持续时间(以当地气象资料为难以当地气象资料为难)。(6)勘测各种监控探测器的安装位置,必要时应进行现场模拟试验,勘测各种监控探测器的安装位置,必要时应进行现场模拟试验,观察覆盖范围及能否可靠工作,并在平面图上标记出探测器及出线口的观察覆盖范围及能否可靠工作,并在平面图上标记出探测器及出线口的位置。位置。(7)勘测监控摄像机的安装位置,记录一天的光照度变化和夜间能提供的勘测监控摄像机的安装位置,记录一天的光照度变化和夜间能提供的光照度情况,必要时应进行现场模拟试验,观察视场范围和图像质量,并在光照度情况,必要时应进行现场模拟试验,观察视场范围和图像质量,并在平面图上标记出摄像机及
4、出线口的位置。平面图上标记出摄像机及出线口的位置。(8)所有勘察内容均应作详细记录。所有勘察内容均应作详细记录。第4页,共46页,编辑于2022年,星期二3根据设计任务书及现场勘察结果进行方案设计根据设计任务书及现场勘察结果进行方案设计(1)监控一般要求根据监控设计任务书、现场勘察结果、防护目标重要程度和周围环境条件等确定系统构成方式及设备配置。第5页,共46页,编辑于2022年,星期二(2)方案设计应包含的主要内容系统构成框图。系统功能说明。监控防区布防图及防护范围。监控控制室布局图。监控设备、器材配置明细表。监控管线铺设方案。监控工程费用概算。监控建设工期。第6页,共46页,编辑于2022
5、年,星期二4监控建设单位对设计方案进行论证监控建设单位对设计方案进行论证(1)组建专家组。(2)将设计方案提交专家审阅。(3)方案论证。第7页,共46页,编辑于2022年,星期二5监控系统设计方案审批监控系统设计方案审批由建设单位将设计方案及论证意见(以及设计单位和建设单位双方对修改意见的处理结果)报送相应业务主管部门审批,批准后方可进行正式设计。第8页,共46页,编辑于2022年,星期二6监控系统工程正式设计监控系统工程正式设计(1)依据批准的设计方案进行正式设计。(2)技术设计。(3)施工图设计。(4)操作和维修说明书操作和维修说明书。(5)监控系统工程费用预算书。(6)其他必要的文件。(
6、7)监控系统正式设计文件。(8)竣工设计。第9页,共46页,编辑于2022年,星期二以上给出的是工程设计的程序与步骤的一般形式,具体实施过程中,有些步骤可以简化,但是总体上不宜相差太多。第10页,共46页,编辑于2022年,星期二第一部分闭路监控系统一、摄像机3.1.1基础知识a.什么是CCD摄像机?CCD是ChargeCoupledDevice(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。b.CCD摄像机的工作方式被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制
7、下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。c.分辨率的选择评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600,彩色为380-480,其数值越大成像越清晰。一般的监视场合,用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合,用600线的摄像机能得到更清晰的图像。第11页,共46页,编辑于2022年,星期二d.成像灵敏度通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度,黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯
8、),彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合;在夜间使用或环境光线较弱时,推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时,也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关,0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1.e.参考环境照度夏日阳光下100000Lux阴天室外10000Lux电视台演播室1000Lux距60W台灯60cm桌面300Lux室内日光灯100Lux黄昏室内10Lux20cm处烛光10-15Lux夜间路灯0.1Luxf.电子快门电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间,摄像机的电子快门一般设置为自
9、动电子快门方式,可根据环境的亮暗自动调节快门时间,得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间,以适应某些特殊应用场合。第12页,共46页,编辑于2022年,星期二g.光谱响应特性CCD器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm),分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时,可以用近红外灯照明,人眼看不清环境情况,在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条,所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。h.CCD芯片的尺寸CCD的成像尺寸常用的有1/2
10、、1/3等,成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下,成像尺寸越大,视场角越大。芯片规格成像面大小(宽X高)对角线1/26.4x4.8mm8mm1/34.8x3.6mm6mm第13页,共46页,编辑于2022年,星期二3.1.2CCD摄像机的选择和分类目前我国尚无能力制造,市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片,现在韩国也有能力生产,但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得途径不同等原因,造成CCD采集效果也大不相同。在购买时,可以采取如下方法检测:接通电源,连接视频电缆到监视器,关闭镜头光圈,看图像全黑时是否有亮点
11、,屏幕上雪花大不大,这些是检测CCD芯片最简单直接的方法,而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈,看一个静物,如果是彩色摄像头,最好摄取一个色彩鲜艳的物体,查看监视器上的图像是否偏色,扭曲,色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩,使物体看起来清晰自然;而残次品的图像就会有偏色现象,即使面对一张白纸,图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘,CCD靶面上会有杂质,在一般情况下,杂质不会影响图像,但在弱光或显微摄像时,细小的灰尘也会造成不良的后果,如果用于此类工作,一定要仔细挑选。第14页,共46页,编辑于2022年,星期二a.依成像色彩划分彩色摄像机:适用于景物细部
12、辨别,如辨别衣着或景物的颜色。黑白摄像机:适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用黑白摄像机。b.依分辨率灵敏度等划分影像像素在38万以下的为一般型,其中尤以25万像素(512*492)、分辨率为400线的产品最普遍。影像像素在38万以上的高分辨率型。c.按CCD靶面大小划分CCD芯片已经开发出多种尺寸:目前采用的芯片大多数为1/3和1/4。在购买摄像头时,特别是对摄像角度有比较严格要求的时候,CCD靶面的大小,CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。1英寸-靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。2/3英寸-靶面
13、尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm。1/2英寸-靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。1/3英寸-靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm。1/4英寸-靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。第15页,共46页,编辑于2022年,星期二d.按扫描制式划分PAL制,NTSC制中国采用隔行扫描(PAL)制式(黑白为CCIR),标准为625行,50场,只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外,日本为NTSC制式,525行,60场(黑白为EIA)。e.依供电电源划分110VAC(NTSC制式多属此类),220VAC,24VAC。12VDC或9V
14、DC(微型摄像机多属此类)。f.按同步方式划分内同步:用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。外同步:使用一个外同步信号发生器,将同步信号送入摄像机的外同步输入端。功率同步(线性锁定,linelock):用摄像机AC电源完成垂直推动同步。外VD同步:将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。多台摄像机外同步:对多台摄像机固定外同步,使每一台摄像机可以在同样的条件下作业,因各摄像机同步,这样即使其中一台摄像机转换到其他景物,同步摄像机的画面亦不会失真。第16页,共46页,编辑于2022年,星期二g按照度划分CCD又分为:普通型正常工作所需照度13LUX月光型正常工作所需照度
15、0.1LUX左右星光型正常工作所需照度0.01LUX以下红外型采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像h.按外观分有机板型、针孔型、半球型。第17页,共46页,编辑于2022年,星期二3.1.3CCD摄像机的安装与调整a.镜头的安装方式有C式和CS式两种,两者的螺纹均为1英寸32牙,直径为1英寸,差别是镜头距CCD靶面的距离不同,C式安装座从基准面到焦点的距离为17.562毫米,比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度,CS式距焦点距离为12.5毫米。别小看这一个接圈,如果没有它,镜头与摄像头就不能正常聚焦,图象变得模糊不清。所以在安装镜头前,先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式,如
16、果不是,就需要根据具体情况增减接圈。有的摄像头不用接圈,而采用后像调节环(如松下产品),调节时,用螺丝刀拧松调节环上的螺丝,转动调节环,此时CCD靶面会相对安装基座向后(前)运动,也起到接圈的作用。另外(如SONY,JVC)采用的方式类似后像调节环,它的固定螺丝一般在摄像机的侧面。拧松后,调节顶端的一个齿轮,也可以使图象清晰而不用加减接圈。第18页,共46页,编辑于2022年,星期二第19页,共46页,编辑于2022年,星期二b.AGCON/OFF(自动增益控制)摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大即增益,等效于有较高的灵敏度,然而在亮光照的环境下放大器将过载
17、,使视频信号畸变。当开关在ON时,在低亮度条件下完全打开镜头光圈,自动增加增益以获得清晰的图象。开关在OFF时,在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。c.ATWON/OFF(自动白平衡)开关拨到ON时,通过镜头来检测光源的特性/色温,从而自动连续设定白电平,即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。d.ALC/ELC(自动亮度控制/电子亮度控制)当选择ELC时,电子快门根据射入的光线亮度而连续自动改变CCD图像传感器的曝光时间(一般从1/50到1/10000秒连续调节)。选择这种方式时,可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。需要注意的是:在室外或明亮的环境下,由于ELC控制范围有
18、限,还是应该选择ALC式镜头;在某些独特的照明条件下,可能出现下列情况:在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象。图象显著地闪烁和色彩重现性不稳定。白平衡有周期性变化,如果发生这些现象,应使用ALC镜头。第20页,共46页,编辑于2022年,星期二e.BLCON/OFF(背光补偿开关)当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰度时,应该把开关拨到ON位置。注意:当与云台配用或照明迅速改变时,建议把该开关放在OFF位置,因为在ON位置时,镜头光圈速度变慢;如果所需物体不在图像中间时,背光补偿可能不会充分发挥作用。f.LL/INT(同步选择开关)此开关用以选择摄像头同步方式,INT为
19、内同步2,1隔行同步;LL为电源同步。有些摄像头还有一个LLPHASE电源同步相位控制器。当摄像头使用于电源同步状态时,此装置可调整视频输出信号的相位,调整范围大概是一帧。(调整需要专业人员进行)第21页,共46页,编辑于2022年,星期二g.VIDEO/DC(镜头控制信号选择开关)ALC自动光圈镜头的控制信号有两种,当需要将直流控制信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时,应该选择DC位置,需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时,应该选择VIDEO位置。当选择ALC自动光圈视频驱动镜头时,还会有一个视频电平控制(VIDEOLEVELL/H)可能需要调整,该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平,用以
20、控制镜头光圈的开大和缩小(凹进光亮)。在摄像头的配件中,有一个黑色的小插头,插头有四个针,联接摄像头上的黑色插座。如果用DC驱动的自动光圈镜头,镜头上已经做好了插头,只要插在插座上,把选择开关拨到DC即可;如果用视频驱动的自动光圈镜头,需要用户根据说明书上的标注,用烙铁焊好。由于厂家定义不同,所以焊法也有区别,请安装时留意。h.SOFT/SHARP(细节电平选择开关)该开关用以调节输出图像是清晰(SHARP)还是平滑(SOFT),通常出厂设定在SHARP位置。第22页,共46页,编辑于2022年,星期二i.FLICKERLESS(无闪动方式)在电源频率为50Hz的地区,CCD积累时间为1/50
21、秒,如果使用NISC制式摄像机,其垂直同步频率为60Hz,这样将造成视觉影像不同步,在监视器上出现闪动;反之,在电源为60Hz的地区用PAL制式摄像机也会有此现像。为克服此现像,在电子快门设置了无闪动方式档,对NISC制式摄像机提供1/100秒,对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度,可以防止监视器上图像出现闪烁。手动电子快门:有些用户使用CCD摄取运动速度比较快的物体,如果尾1/50秒速度拍摄,会产生拖尾现象,严重影响图像质量。有些摄像头给出了手动电子快门,使CCD的电荷偶合速度固定在某一值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,此时CCD的电荷偶合速度提高,这样采集下
22、来的图像相对来说会减少拖尾现象,而且对于观测高速运动或电火花一类物体,必须使用此设置。所以,某些专用摄像头给出了手动电子快门,提供给特殊用途的用户。手动电子快门的调整需要参看随机说明书,在此就不在赘述了j.补充说明有很多用户要求在晚间没有光线的环境下监控,请注意:由于CCD摄像头同样是靠光线反射来成像,如果没有光,它的图像只会是一片漆黑再加上很多雪花。如何得到图像呢?一种方法是加可见光照明,如路灯、探照灯;一种是加红外灯(特别是要求不能安装可见光源的场合),对于彩色CCD摄像头,对红外灯响应不够,有一些日夜两用彩色摄像头在夜间会自动转换成黑白模式。所以,你的监控系统要求夜间使用,一定要采用黑白
23、CCD摄像头。红外灯有室内、室外,短距离和长距离之分,一般常用室内10-20米范围的红外灯,由于墙壁的反射,图像效果还不错;用在室外长距离的红外灯效果就不会很理想,而且价格昂贵,不到必要时一般不采用。第23页,共46页,编辑于2022年,星期二二、摄像机镜头在电视监控系统中如何根据现场被监视环境,正确选用摄像机镜头是非常重要的,因为它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言),所以正确的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。3.2.1分类摄像机镜头就光圈而言可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种,就焦距
24、而言又可分为定焦镜头及变焦镜头两种。第24页,共46页,编辑于2022年,星期二3.2.2正确选用摄像机镜头正确选用摄像机镜头a.手动、自动光圈镜头的选用手动、自动光圈镜头的选用手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。#对于在环境照度恒定的情况下,如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内,均可选用手动光圈镜头,这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度,一次性整定镜头光圈大小,获得满意亮度画面即可。#对于环境照度处于经常变化的情况,如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗口及大堂内等,均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机),这样便可以实现画面亮度的自动调节,获
25、得良好的较为恒定亮度的监视画面。对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种,即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上,摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上,以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上,三者注意协调配合好即可。2、定焦、变焦镜头的选用第25页,共46页,编辑于2022年,星期二b.定焦、变焦镜头的选用定焦、变焦镜头的选用定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小,以及所要求被监视场景画面的清晰程度。在镜头规格(镜头规格一般分为1/3、1/2和2/3等)一定的情况下,镜头焦距与镜头视场角的关系为:镜头焦距越长,其镜头的视场角就越小(见图1所示);在镜头
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 视频 监控 系统 设计 PPT 讲稿
限制150内