电视监控系统的控制与显示
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画面分割器
二、分类 按画面分割数目不同,常见的有4、9、16画面分割器
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矩阵控制器
在电视监控系统中,为了用少量的监视器查看多个摄 像机的图像,就需要用到视频矩阵控制器,也称为矩阵切 换器或矩阵切换主机。 所谓矩阵切换就是可以选择任意一台摄像机的图像在 任意一台指定的监视器上输出显示。犹如M台摄像机和N 台监视器构成的M*N矩阵一般。 切换的控制信号可采用编码形式。切换的方式可以按 预先设定的时间间隔对一组摄像机信号逐个循环切换;也 可以在接到某点的报警信号后,长时间监视该区域的情况。 切换的控制一般要求与云台、镜头的控制同步,即切 换到哪一路图像就控制哪一路设备。
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矩阵控制器
-通过协议接口转换器或万能解码器实现对前端设备的控制 目前已经出现了方便连接多种控制协议的转换型装置, 该装置内置了不同厂家的协议,像PelcoD协议、松下矩阵协 议WJ-SX550A、IKEGAWA高速球机协议SN-6800PT等的转 换,称为协议接口转换器。 Honeywell公司为其矩阵主机VideoBlox开发的协议接口 转换器PIT可以集成任意具有RS232/485 ASCII字符串控制协 议的设备,能够兼容众多厂家的前后端外围产品,且配置方 便、高效,使用简单、直观。 万能解码器则可以让各种监控主机都能自如地控制各种 解码器及快速智能球机,彻底解决各种主机与快速智能球机 和解码器之间的兼容问题。
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视频放大器
另外,由于在长距离传输时,视频信号的高频充分 损耗最大,因此在对视频信号进行均匀放大时,还要特 别对其高频部分进行补偿。否则监视器上的图像轮廓会 模糊不清。 再者,前面介绍的视频分配器除了可提供多路独立 的视频输出外,兼具有视频信号放大功能,因此也称为 视频分配放大器。 视频分配放大器以独立和隔离的互补晶体管或由独 立的视频放大器集成电路提供4-6路独立的75欧负载能 力,视频输入和输出均采用BNC端子。
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录像机
录像机(Video Recorder,VCR)是电视监控系统中的记录 和重放装置。它要求记录时间要长,目前电视监控系统中的 专用录像机可连续录24-960h。此外,还要求录像机具有遥控 功能,可以进行远距离操作,或在电视监控系统中用控制信 号自动操作录像机。 录像机内设有字符发生器,可在图像上打上日期时间等 信息,还可以显示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对一周内每天的录像模式进行设定。 当收到报警信号后,录像机会自动进入录像状态;无报 警情况下,恢复正常录像模式。录像机还有一个锁定键,用 以防止非法操作。
视频分配器
当一路视频信号要送到多个显示与记录设备时,就需要 视频分配器。 分配器与分支器的区别: 分配器平均分配功率,而分支器则是从传输线路中取出 一小部分功率提供给用户,而大部分功率则继续向后传输。
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视频切换器
一、功能 视频切换器是选择图像信号的设备,也就是说,将几 路视频信号输入,通过对其控制,选择其中一路视频信号 输出。 通过使用视频切换器,便能达到用少量的监视器去监 视多个监控点的目的。 二、切换方式 -手动:想看哪一路就把开关拨到哪一路 -自动:根据预设的顺序切换视频信号,切换时间通过旋钮 调节,一般在1-35s之间。 三、特点 价格便宜,连接简单,操作方便 在一个时间段只能查看一路图像。因此要在一台监视 器上同时观看多个摄像机图像,就需要用画面分割器。
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矩阵控制器
二、视频矩阵切换主机的作用 -使单台监视器能够方便地轮换显示多个摄像机摄取的 图像。 -单个摄像机摄取的图像可以同时送到多台监视器上显 示。 -同时处理多路控制指令,以供多个使用者同时使用系 统。
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矩阵控制器
三、矩阵切换主机的连接方式 1、并联连接方式 电视监控系统中所有的控制设备(矩阵切换主机、操 作键盘、解码器等)之间通过一根总线连接,各控制设备 之间的数据交换都通过这根总线完成。 总线一般采用RS-485接口,常常用于中小型系统。 施工简单、便于维护和扩展、节省材料 2、星形连接方式 电视监控系统中所有的控制设备(矩阵切换主机、操 作键盘、解码器等)之间通过矩阵切换主机相连接,各控 制设备之间的数据交换都要通过矩阵切换主机进行转发。 这种连接方式常用于大中型系统。 施工简单、便于维护和扩展、便于管理 12
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矩阵控制器
当前矩阵切换控制器的发展趋势是集成化和网络化,是 以微处理器为核心的具有视频切换和摄像前端控制的监控系 统。 系统核心部分由摄像机控制单元、视频矩阵切换单元、 屏幕显示以及主CPU单元等构成。这些单元通过内部以太网 连接,可以杜绝控制信号拥塞的发生。而且单元还具有外部 以太网接口,可以连接以太网系统控制器。每路视频输入端 还具有电缆补偿功能,以提供高质量的视频信号,传输距离 最远可达1200m.
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矩阵控制器
这种应用方式需要在前端设备附近增加信号放大器或 多路继电器转换开关。 具体有: -通过解码器实现对前端设备的控制 控制信号由矩阵切换控制主机经由双绞线等先送到解 码器,经解码器译码(确定哪个摄像机执行何种操作)后, 再经固态继电器作功率放大,驱动指定的云台或镜头,完 成所需的控制动作。 由于解码器控制命令传送协议的非开放性,造成目前 电视监控系统的不相兼容,使得不同厂家的矩阵切换控制 主机很难与其他厂家的云台匹配。
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数字硬盘录像机
数字硬盘录像机(Digital Video Recorder, DVR)是将视频 图像以数字方式记录保存在硬磁盘中的数码录像机。 DVR除了能记录视频图像外,还能在一个屏幕上以多 画面方式实时显示多个视频输入图像,集图像的记录、分割、 显示功能于一体。在记录视频图像的同时,还能对已记录的 图像作回放显示或备份,成为一机多工系统。 由于数字硬盘录像机以数字方式记录视频图像,因此需 对图像采用各种压缩方式进行数字化处理,而在回放时则需 要解压缩。 这种数字化图像既是实现数字化监控系统的一大进步, 又因其能通过网络进行图像的远程传输而带来众多的优越性, 故而非常符合未来信息网络化的发展方向。
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录像机
二、数字式录像机 数字录像机可消除复制时图像质量的降低,并可直接 进入计算机和由计算机控制的数字化设备。目前,数字录 像机可分为非压缩格式和压缩格式两大类。记录载体可分 为硬盘和光盘,常用的记录载体是硬盘。
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录像机概述
三、实时录像机(Event VCR) 这类录像机平时不录像,当有报警触发时才开始录像, 一定时间后自动终止。缺点是警报启动后有大约0.5-1s的 延时。 可以编制自动录像程序,选择录像速度和时间,也可 叠加日期时间,还可设置录像带到头后是自动停止还是倒 带重放。 目前电视监控系统中最常用的录像机是民用录像机和 长延时录像机。操作简单,录像带也容易购买和保存。
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录像机
录像机主要有如下类型: 一、磁带录像机 磁带录像机(VTR:Video Tape Recorder)是一种利用电 磁变换原理,以磁带作为存储媒质,以剩磁的形式在磁带上 记录与重放电视信号的设备。它通过磁头把经过处理的图像 信号和声音信号(电信号)以剩磁的形式记录在磁带上,重 放时通过磁头拾取磁带上的剩磁信号的变化,将其转换成相 应的电信号,利用显像器件和扬声器重现图像和声音。 二、数字式录像机 与数字摄像机匹配,图像质量高,声音质量可与CD相当; 最新推出的数字式光盘录像机,可将图像记录在光盘上,还 可进行快速检索。
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矩阵控制器
五、矩阵切换主机对前端设备的控制 1、矩阵切换主机直接控制 一般由中心控制室直接拨动某一动作所需的电源开关, 通过电缆向前端设备供电。 特点是简单、易行。 由于控制电缆较长时,沿线电压降太大,会使控制失 灵,因此只适用于短距离控制,早期的监控系统使用的比 较多,目前这种直接控制方式,基本被淘汰了。 2、矩阵切换主机间接控制 由中心控制室发出具有微功率特点(小电流、低电压) 的控制信号到输出接口,再通过与接口相连的执行机构驱 动前端设备的动作。常用的是通过继电器的触点动作去启 动前端控制设备的动作或云台控制电机的转动等。
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视频放大器
视频信号通过同轴电缆长距离传输后会造成一定的 衰减,尤其是信号中的高频分量的衰减尤为严重。因此 当进行长距离视频信号传输时,必须经过中间放大。而 视频放大器就是这样一种器件。 视频放大器与普通放大器的区别主要在于带宽不同。 理论上讲,视频信号的频率范围为0-6MHz,实际的视 频放大器的带宽可达100Hz-1MHz,且通带平坦。 视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号, 克服用同轴电缆远程传输视频信号时造成的信号衰减。 但线路内的干扰信号也被放大了,因此,一条回路中不 能串接太多的视频放大器。
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矩阵控制器
一、控制主机与视频切换控制器 在电视监控系统中,控制主机是最核心的设备,通常将系统 的控制单元与视频矩阵切换器集成为一体,简称系统主机。 有人称系统主机为视频矩阵切换主机,这是不确切的。因为 在不同的系统中需求不同,所以会用到视频矩阵切换主机、音频 矩阵切换主机、视音频同步矩阵切换主机以及视频报警联动矩阵 切换主机等,它们均属于系统主机的范畴,所以用其中的任何一 个笼统的代替系统主机都是不正确的。 原因剖析: 视频矩阵切换系统是目前电视监控系统控制中心最广泛采用 的一种视频切换设备,其最大优点是显示与切换的灵活性,几乎 达到随心所欲的地步。它是一个综合型、多功能的控制系统,起 到整个电视监控系统控制主机的作用,常常被称为视频矩阵切换/ 控制主机。
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画面分割器
一、应用原理 其基本原理是采用图像压缩和数字化处理方法,将几个画面 按相同比例压缩在一个监视器屏幕上。 有的还内置顺序切换器,可将各摄像机输入的全屏画面按顺 序和时间间隔轮流输出显示在监视器上,间隔时间可调。 具有报警输入/输出接口,数目与画面分割数目相同,可与 报警系统联动。有报警信号产生时,与警报相关区域的场景全屏 显示并自动录像。用户可自行设定警报和录像的持续时间。 评价多画面分割器的关键指标是影像处理速度和画面清晰程 度。