1.1主要設備
1.1.1相機部分
攝像頭部分是電視監控系統的前端部分，是整個系統的“眼睛”。它布置在被監控場所的某個位置，使其視野能覆蓋所有被監控的部位。有時，監控區域很大。為了節省攝像機數量，簡化傳動系統和控制顯示系統，在攝像機上增加了電動(遙控)變焦鏡頭，使攝像機觀察更遠更清晰。有時，攝像機安裝在電動雲臺上。通過控制臺的控制，雲臺可以帶動攝像機在水平和垂直方向旋轉，使攝像機覆蓋更大的角度和區域。總之，攝像頭就像整個系統的眼睛壹樣，把它監控的內容變成圖像信號，傳輸到控制中心的監視器上。由於攝像頭部分是系統的前端，將被監控場所的情況轉換成圖像信號傳輸到控制中心的監視器上，所以攝像頭部分是整個系統的原始信號源。因此，攝像頭部分的質量及其產生的圖像信號的質量將影響整個系統的質量。從系統噪聲計算理論的角度來看，影響系統噪聲的最大因素是系統中第壹級輸出(這裏是攝像機的圖像信號輸出)的信噪比。所以相機部分的精心選擇和處理是非常重要的。如果攝像機輸出的圖像信號經過傳輸部分和控制部分到達監視器，到達監視器的圖像信號的信噪比會降低，這是由於線路、放大器、開關等引入的噪聲。傳輸和控制部分。
除了上面的討論，對於相機部分，在某些情況下，尤其是在室外應用時，為了防塵、防雨、防高低溫、防腐蝕等。，攝像機及其鏡頭應安裝專門的保護罩，甚至雲臺也應采取相應的保護措施。這些也將在後面的章節中討論。
1.1.2傳輸部分
傳輸部分是系統的圖像信號通路。壹般來說，傳輸部分簡單來說就是指圖像信號的傳輸。然而，在壹些系統中，除了圖像之外，還傳輸聲音信號。同時，由於需要壹個控制中心通過控制臺來控制攝像機、鏡頭、雲臺和保護罩，所以傳輸系統中也包含了控制信號的傳輸，所以我們這裏所說的傳輸部分通常是指所有要傳輸的信號所形成的傳輸系統的總和。
如上所述，傳輸部分的主要內容是圖像信號。因此，重點研究圖像信號的傳輸方式以及傳輸中的相關問題是非常重要的。對於圖像信號的傳輸，關鍵要求是圖像信號經過傳輸系統後，不會出現明顯的噪聲和失真(色度信號和亮度信號都不會產生明顯的失真)，原始圖像信號(攝像機輸出的圖像信號)的清晰度和灰度不會明顯降低。這就要求傳輸系統在衰減、噪聲引入、幅頻特性、相頻特性等方面具有良好的性能。
在傳輸方式上，目前大部分電視監控系統都采用視頻基帶傳輸方式。如果攝像頭遠離控制中心，也采用射頻傳輸或光纖傳輸。對於這些不同的傳輸模式，使用的傳輸元件和傳輸線有很大的不同。
1.1.3控制部分
控制部分是整個系統的“心臟”和“大腦”，是實現整個系統功能的指揮中樞。控制部分主要由主控制臺組成(有些系統還有輔助控制臺)。主控制臺的主要功能有:視頻信號放大和分配、圖像信號校正和補償、圖像信號切換、圖像信號(或包括聲音信號)記錄、攝像機及其輔助部件(如鏡頭、雲臺、防護罩等。)控制(遙控)等等。在以上幾個部分中，對圖像質量影響最大的三個部分是圖像信號的放大與分配、校正與補償、切換。當壹些攝像機靠近控制中心或者對整個系統要求不高時，壹般控制臺往往沒有標定和補償部分。但是，由於某些原因，如長距離或傳輸模式要求，校正和補償是非常重要的。因為圖像信號傳輸後，其幅頻特性(圖像信號的不同頻率分量到達主控臺時由於衰減不同而幅度不同，稱為幅頻特性)和相頻特性(不同頻率的圖像信號經過傳輸部分後相移不同，稱為相頻特性)並不能絕對保證指標的要求，所以傳輸圖像信號的幅頻和相頻校正補償都要在主控臺上進行。經過校正和補償後，圖像信號被分配和放大，進入視頻切換部分，然後被送到監視器。主控制臺的另壹個重要方面是它可以遠程控制攝像機、鏡頭、雲臺、保護罩等。，從而完成對被監控場所的全面細致的監控或跟蹤監控。主控制臺上的錄像機可以隨時記錄監控場所的圖像，以備將來參考或作為重要依據。目前，壹些控制臺配備了壹個或兩個“長延遲錄像機”，可以用60分鐘的錄像帶記錄幾天的圖像信號，從而可以連續記錄壹些非常重要的監控場所的圖像，而無需使用大量的錄像帶。主控制臺上還有壹個“多畫面分割器”，比如四畫面、九畫面、十六畫面等等。也就是說，通過這個設備，4個、9個、16個攝像頭發來的所有被監控地點的畫面可以同時顯示在壹個監視器上，用常規錄像機或長延時錄像機記錄下來。這些功能的設置取決於系統的要求，並不壹定全部采用。
目前生產的主控制臺在控制功能和攝像頭數量上往往是積木式的。可以根據需要組合。此外，在主控制臺上還有壹個時間和地址的字符生成器。通過這個裝置可以顯示年、月、日、時、分、秒，還可以顯示被監控地點的地址和名稱。可以在錄像機上記錄下來，方便日後參考。
攝像機及其輔助設備(如鏡頭、雲臺、防護罩等)的控制。)由主控臺壹般采用總線方式，將控制信號發送到每個攝像機附近的“終端解碼盒”，主控臺發送的編碼控制信號在終端解碼盒中解碼成為控制動作的命令信號，然後攝像機及其輔助設備的各種動作(如鏡頭的變焦、雲臺的旋轉等。)都是受控的。在某些攝像機靠近控制中心的情況下，為了節省開支，控制動作的命令信號，即“開”和“關”信號，也可以直接從控制臺發出。總之，根據系統組成的情況和要求，可以綜合考慮完成對通用控制臺的設計要求或訂貨要求。
1.1.4顯示部分
顯示部分壹般由幾臺或多臺顯示器(或帶視頻輸入的普通電視機)組成。它的功能是壹個接壹個地顯示傳輸的圖像。在電視監控系統中，尤其是由多個攝像機組成的電視監控系統中，壹般不是壹個監視器對應壹個攝像機來顯示，而是幾個攝像機的圖像信號由壹個監視器依次切換顯示。壹是可以節省設備，減少空間占用；第二，沒有必要壹壹展示。因為被監控的地方不可能同時發生事故，所以只需要每隔壹段時間(比如幾秒、十幾秒或者幾十秒)顯示壹次就可以了。當某個被監控的地方發生了什麽事情，妳可以通過開關把這個信號切換到壹個監視器上壹直顯示，通過控制臺遠程跟蹤。所以壹般系統中，攝像頭和顯示器的比例通常是四比壹，八比壹，甚至十六比壹來設置顯示器的數量。目前常用的攝像頭與顯示器的比例是四比壹，即四個攝像頭對應壹個顯示器，依次顯示。攝像機較多時，采用八比壹或十六比壹的設置方案。此外，由於“畫面分割器”的應用，在壹些有許多攝像機的系統中，幾個攝像機發出的圖像信號同時顯示在壹個監視器上，即在壹個大屏幕監視器上，把屏幕分成若幹個面積相等的小畫面，每個畫面顯示壹個攝像機發出的壹個畫面。這樣可以大大節省顯示器，也更方便操作人員觀看。但這種方案不應該在壹臺顯示器上同時顯示太多分割的圖像，否則會使壹些細節難以看清，影響監控效果。個人認為除以四或九比較合適。
為了省錢，對於沒有特殊要求的電視監控系統，顯示器可以是帶視頻輸入端子的普通電視，而不是成本很高的專用顯示器。顯示器(或電視機)的屏幕尺寸應在14英寸和18英寸之間。如果使用“圖片分割器”，可以選擇屏幕更大的顯示器。
監視器的位置應適合操作員的距離、角度和高度。壹般在主控制臺後面會設置壹個專門的監控架子，監視器就放在架子上。
顯示器的選擇應滿足系統總體功能和技術指標的要求，特別是長期連續工作的要求。由於顯示器或者電視機的產品已經成型，大家都比較熟悉，這裏就不細說了。
系統設計:
1.2中小型電視監控系統
通常的電視監控系統規模較小，功能相對簡單，但應用範圍很廣。被監控的對象不限於人、商品、貨物或車輛。有些應用系統還涉及到對天然氣罐和高墨瓜爐的監控，有些則需要對工廠的煙囪和汙水管道進行監控。電視監控系統可以是獨立的，也可以與防盜報警系統或門禁系統組合成壹個綜合的安全監控系統。壹般來說，典型的中小型電視監控系統的攝像頭監控點數不超過32點，成本大多在幾萬到幾十萬元。
1.2.1簡易定點監控系統
最簡單的定點監控系統是在監控現場放置壹個定點攝像機(攝像機裝有定焦鏡頭)，通過同軸電纜將視頻信號傳輸到監控室的監視器上。比如在壹個小工廠的大門口放置攝像頭，通過同軸電纜將視頻信號傳輸到工廠辦公室的監視器(或電視機)上，讓管理人員看到誰上班遲到或早退，以及他們出廠時是否在搬運工廠裏的貨物。如果您配置了錄像機，您還可以錄制監控畫面，以備將來檢索和驗證。
這種簡單的定點監控系統適合多種應用。當攝像頭數量較多時，可以通過復用器、分屏器或系統主機進行監控。以某知名外企總部為例。總部多次丟失高檔筆記本電腦。後來在各層12出口全部安裝了固定攝像頭，並配備了三臺四屏分割器和24小時實時錄像機，有效杜絕了上述盜竊行為。
某招待所也采用了這種簡易的定點監控系統。這就是在1~6層客房通道兩端安裝定點黑白攝像頭，在大門、門廳、後門、停車場等四個監控點增加16攝像頭，再配置16畫面分割器、29寸大屏幕彩電、24小時錄像機，形成壹個完整的監控系統。
當監測點的數量增加時，系統的規模會變大，但如果沒有其他額外的設備和要求，這種監測系統仍然可以歸為簡單的定點系統。以某超市的閉路電視監控系統為例，由於超市營業面積較大(上下兩層約16000㎡)，貨架較多，共安裝了48個定點黑白攝像頭。這48個攝像頭的信號分為三組，分別接入對應的16畫面分割器、17寸黑白監視器和24小時錄像機(本超市實際工程中增加了防盜報警系統和公共廣播/背景音樂系統，此處省略)。圖1-2顯示了超市電視監控系統的組成。
圖1-2本超市電視監控系統組成
1.2.2簡易全方位監控系統
全方位監控系統將定點監控系統中的定焦鏡頭替換為電動變焦鏡頭，並增加了全方位雲臺(雲臺中有兩個電機)，使每個監控點的攝像頭可以上下左右掃描，鏡頭的焦距也可以在壹定範圍內變化(監控場景可以縮小或前進)。顯然，平移/傾斜和電透鏡的移動需要由與系統主機協作的控制器或解碼器來控制。
與最簡單的定點監控系統相比，最簡單的全方位監控系統在前端增加了壹個全方位雲臺和電動變焦鏡頭，在控制室增加了壹個控制器，比如SP3801，從前端到控制室需要敷設壹根多芯(10芯或12芯)控制電纜。以壹個小型服裝廠的監控系統為例，其服裝車間安裝了兩個全方位攝像頭，廠長辦公室布置了壹臺普通電視機、壹臺切換器和兩個控制器。當廠長需要了解車間的情況時，只需要通過切換器選擇壹個攝像頭的畫面，攝像頭就可以通過操作控制器掃描整個監控現場，也可以定點監控某個部位。
在實際應用中，並不總是需要全面配置每個監測點。通常情況下，整個監控系統中只有少數幾個特殊的監控點配有全能設備。例如，在上述某招待所的定點監控系統中，我們還可以考慮將監控停車場的定點攝像頭改為全方位攝像頭(更換電動變焦鏡頭，增加全方位雲臺)，然後在控制室增加控制器，這樣就可以擴大停車場的監控範圍，不僅可以掃描整個停車場，還可以監控某壹部分。尤其是推鏡頭的時候，還能看清車牌號。圖1-3顯示了在定點監測系統中增加壹個全方位監測點的系統結構。
圖1-3在定點監測系統中增加壹個全方位監測點的系統結構。
1.2.3低成本全方位監控系統
在該系統中(如圖1-4所示)，用分控鍵盤SP8050代替雲臺的鏡頭控制器，使系統的連線相對簡單。SP8050還可以遠程控制切換器(SP2000系列)和畫面分割器。切換器還具有報警功能。當有報警時，它能自動切換報警攝像頭並記錄下來。在成本上，比使用系統主機/矩陣交換機的系統要低。
1.2.4小型主機監控系統
系統需要配備多大的系統主機沒有嚴格的限制。壹般來說，當監控系統中的全方位攝像頭數量達到3~4個以上時，可以考慮使用小型系統主機。雖然使用多個單通道控制器或壹個多通道控制器(如4通道或6通道)也可以實現全方位的攝像機控制，但需要的控制電纜數量較大(每個通道至少需要壹根10芯電纜)，電纜長度會過長(長線電阻引起的壓降可能導致雲臺和電動鏡頭移動緩慢甚至不動)，整個系統也會顯得淩亂。
壹般來說，使用系統主機會增加整個監控系統的成本，因為系統主機的成本比普通交換機高，支持它的前端解碼器的價格也比普通的單向控制器高。但考慮到布線，解碼器與系統主機通過總線連接，所以系統中電纜數量較少(只需要壹根兩芯通信電纜)。此外，大多數集成系統主機具有報警探測器接口，可以方便地將防盜報警系統與電視監控系統集成在壹起。當探測器報警時，主機還可以自動將主監視器的畫面切換到報警發生地的現場攝像機拍攝的畫面。圖1-5顯示了使用系統主機的小型電視空中監視系統的結構。
圖1-5帶系統主機的小型電視監控系統結構
1.2.5帶聲音監控的監控系統
在電視監控系統中，經常需要對現場聲音進行監控(例如銀行櫃員監控系統)，所以從系統結構上來說，整個電視監控系統由圖像和聲音兩部分組成。由於聲音信號采集和傳輸的增加，從某種意義上來說，系統的規模相當於純定點圖像監控系統的壹倍，傳輸時要保證圖像和聲音信號的同步。
對於簡單的壹對壹結構(攝像機-錄像機-監視器)，只要加壹個監控頭和壹條音頻傳輸線，就可以將視頻和音頻信號壹起顯示、監控和錄制。對於切換監控系統，需要配置壹個視音頻同步開關，可以從多路輸入的視音頻信號中進行切換，輸出選定的視頻和相應的音頻信號。
1.3大中型電視監控系統
大中型電視監控系統中的監控點增多，不僅包含大量的全方位監控點，而且往往與防盜報警系統集成在壹起。由於中央控制室采集的視音頻信號很多，往往會合並很多視音頻設備，很多系統還需要多個分控中心(或分控點)，所以系統比較龐大。
1的解讀。3.1大中型電視監控系統
大中型電視監控系統原則上與前述中小型電視監控系統相同。這裏所謂的“大中型”可以有兩種含義:壹是指系統的規模大，比如前端攝像頭的數量、中控設備的數量，中控室的場景也是巨大的，往往有壹面巨大的監控墻，可以同時顯示幾十個甚至幾十個不同大小的實時監控場景。此外，許多相關部門都有分控系統，有時與防盜報警系統或門禁卡系統聯動；二是系統復雜度高，操作難度大，傳輸條件差，使得十幾個點的監控系統比普通超市或寫字樓同樣十幾個甚至上百個點的監控系統建設和調試難度更大。
1.3.2多主機多級電視監控系統
常規的電視監控系統壹般只有壹臺主機，即使是大中型系統，也無非是增加攝像機的數量和分控系統的數量。但是對於壹些特殊的應用，這種在單個主機上增加幾個控制器的實現方式並不能滿足用戶的需求。以壹個大型工廠的監控系統為例，用戶要求在每個相對獨立的工廠安裝壹套閉路電視監控系統，每個工廠都有獨立的監控室，管理人員可以隨意控制系統。整個工廠還需要建設壹個大規模的監控系統，將各個工廠的子系統結合起來，組建壹個大規模的電視監控中心，在這裏可以隨意調整壹個工廠的攝像頭的圖像，控制攝像頭的雲臺和電動變焦鏡頭。這就提出了壹個大規模的電視監控系統由各個工廠的多臺主機組成的要求。
由於每臺主機的內部結構和工作原理都是壹樣的，所以與常見的矩陣主機相比，這種多主機系統的每臺主機都增加了壹個地址識別碼，可以由上壹級主機選擇，每臺攝像機的圖像經過二級或三級切換後選擇到主中控室的監視器上。
電視監控系統前端設備
電視監控系統的前端設備通常由攝像機、手動或電動鏡頭、雲臺、保護罩、監聽器、報警探測器、多功能解碼器等組成，各司其職，通過有線、無線或光纖傳輸介質(視頻/音頻信號和控制、報警信號的傳輸)與中央控制系統的各種設備建立相應的連接。在實際的電視監控系統中，這些前端設備不壹定同時使用，但實現監控現場圖像采集的攝像機和鏡頭是必不可少的。
2.1相機
攝像機是獲取監控現場圖像的前端設備。它以面陣CCD圖像傳感器為核心部件，加上同步信號產生電路、視頻信號處理電路和電源。近年來，新型低成本MOS圖像傳感器發展迅速，基於MOS圖像傳感器的攝像機已應用於對圖像質量要求不高的可視電話或視頻會議系統。由於MOS圖像傳感器的分辨率和低照度暫時還不如CCD圖像傳感器，所以在電視監控系統中仍然使用CCD攝像機。
有黑白相機和彩色相機。由於黑白攝像機具有高分辨率和低照度的優點，特別是可以在紅外照明下成像，因此黑白CCD攝像機在電視監控系統中仍然占有很高的市場份額。順便說壹句，各商家列出的CCTV監控設備清單中的攝像頭通常都是沒有鏡頭的(壹體化攝像頭除外)，所以在實際應用中，要根據監控現場的實際環境和用戶的要求為攝像頭配備合適的鏡頭(詳見本章2-2節)。
2.1.1黑白CCD相機主要參數
在電視監控系統中選擇攝像機時，壹般要看幾個主要參數，即分辨率、最小照度和信噪比等。，除此之外，還要考慮相機的配套功能、價格和以後的服務。下面介紹壹下相機的幾個主要參數。
壹、CCD尺寸和像素數
CCD尺寸是指CCD圖像傳感器的感光表面的對角線尺寸。早期的CCD尺寸比較大，比如lin，2/3in，1/2in。因此，近年來，用於電視監控攝像機的CCD尺寸成為主流。
像素數是指相機的CCD傳感器的最大像素數。有的給出了水平方向和垂直方向的像素數，比如500H*582V，有的則結合了前兩者的乘積，比如30萬像素。對於壹定尺寸的CCD芯片來說，像素越多，每個像素單元的面積越小，因此由這種芯片組成的相機的分辨率就越高。例如，電視監控攝像機中使用的壹些CCD傳感器已經達到了48萬像素。
B.解決
分辨率是衡量壹臺相機好壞的重要參數。指相機拍攝等間距排列的黑白條紋時，在監視器上能看到的最大行數(應高於相機的分辨率)。當超過這個線數時，屏幕上只能看到壹片灰色，不再能區分黑白線條。
工業監控攝像機的分辨率通常在380-460線之間，而廣播攝像機的分辨率可以達到700線左右。
c、低照度
低照度是指當拍攝場景的亮度低到攝像機輸出的視頻信號低到某壹指定值時，場景的亮度值。測量該參數時，還應特別註明鏡頭的最大相對孔徑。比如F1的鏡頭。當場景的亮度低至0時，使用2。04lx，攝像頭輸出的視頻信號的幅度是最大幅度的50%，即達到350mV(標準視頻信號的最大幅度是700mV)，所以這個攝像頭的最小照度稱為0。04lx/F1。2.如果拍攝場景的亮度值較低，攝像機要輸出的視頻信號的幅度達不到350mV，就會反映在監視器的屏幕上，很難分辨出有層次、灰暗的圖像。
d、信噪比和伽馬校正系數
信噪比也是相機的壹個主要參數。它的基本定義是信噪比乘以20log。壹般相機給出的信噪比是AGC(自動增益控制)關閉時的數值，因為當AGC開啟時，小信號會升級，這樣噪聲水平也會相應提高。CCD相機的典型信噪比壹般為45~55dB。測量信噪比參數時，視頻雜波儀應直接連接到攝像機的視頻輸出端。
伽馬校正系數前述伽馬值通常為γ=0。45.現有的大多數照相機采用固定的伽馬值。
2.1.2黑白CCD攝像機的附加功能
各品牌相機除了上述基本參數外，大部分還有壹些附加功能，如自動光圈接口、電子快門、自動增益控制、背光補償、行鎖同步、外同步等。，下面簡單介紹壹下。
壹、電動光圈接口
目前市場上看到的標準CCD攝像機大多是帶驅動選擇的(如捷通公司的JC系列攝像機)，也有壹些是通過攝像機蓋內視頻處理板上不同的插座位置選擇的，出廠前設置好壹種模式。