視頻監(jiān)控系統(tǒng)在國際上標(biāo)準(zhǔn)稱謂是CCTV(Closed Circuit Television閉路電視系統(tǒng))。該系統(tǒng)的規(guī)模有大有小，一般來說要根據(jù)被監(jiān)控區(qū)域的規(guī)模與重要性來進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，在某些場合甚至需要和門禁系統(tǒng)與防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動處理， 在發(fā)生報(bào)警時(shí)及時(shí)通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行取證，鎖定犯罪對象，提高抓捕的效率。

典型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端攝像設(shè)備、后端記錄顯示設(shè)備與后端控制設(shè)備三部分組成，通過信道傳輸將前后端相連接。

前端攝像部分

攝像部分由攝像機(jī)、云臺、防護(hù)罩、解碼器等多個(gè)設(shè)備組成，是整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛”。

一、攝像機(jī)。攝像機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的最前端設(shè)備，攝像機(jī)的好壞直接決定了拍攝成像的效果。攝像機(jī)其實(shí)分為攝像頭與鏡頭兩部分，在實(shí)際運(yùn)用中，根據(jù)需要拍攝的距離與范圍分別進(jìn)行購買，目前部分?jǐn)z像頭自帶鏡頭或者可以通過電子變焦來實(shí)現(xiàn)距離的控制，當(dāng)然在實(shí)際使用中以實(shí)際的光學(xué)鏡頭變焦拍攝的效果更好，但是會造成成本的提高。

攝像頭的關(guān)鍵部位是其感光傳感部件，該部分就像人的視網(wǎng)膜，是攝像頭的核心。目前市場上所用的 主流感光部件有CMOS（互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體）與CCD（電耦合器件）。CMOS較為省電，制作工藝簡 單，成本低廉，但是拍攝時(shí)光照度要求較高，分辨率較低，成像效果不佳， 所以廣泛使用在一些便攜設(shè)備與低 端攝像頭中。CCD是將光線轉(zhuǎn)變成電荷，并將電荷進(jìn)行周期性的放電，然后產(chǎn)生一幅幅畫面的電信號，再將 這些電信號集合成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號。 CCD具有分辨率高、靈敏度高、抗強(qiáng)光、壽命長、抗震動、 抗磁場等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的攝像部件。但是由于它的技術(shù)含量較高，量產(chǎn)化程度低，較CMOS來說更加耗 電，所以價(jià)格更高，往往在一些大型 工程中不能廣泛使用。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，新的CMOS器件不斷地 更新升級，高動態(tài)范圍CMOS器件 已經(jīng)出現(xiàn)，這一技術(shù)消除了對快門、光圈、自動增益控制及伽瑪校正的需 要，使之更接近CCD的成像質(zhì)量。 另外由于CMOS先天的可塑性，可以做出高像素的大型CMOS感光器 而成本卻不會上升多少。與CCD的 停滯不前相比，CMOS作為新生事 物展示出了蓬勃的生命力。作為攝像頭的核心部件，CMOS已經(jīng)有了 逐漸取代CCD的趨勢，有望成為主 流的感光部件。

鏡頭一般由多個(gè)透鏡組合而成。 通常將短焦距、視場角大于500（如焦距=lOmm左右）的鏡頭稱為廣角鏡頭，把更短焦距（如焦距-4m m）的叫做超廣角鏡頭，把很長焦距（如焦距>50mm）的鏡頭稱為望遠(yuǎn)鏡頭，介于短焦與長焦之間的鏡頭稱之為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的視角在300左右，進(jìn)行正常的取景拍攝；長焦鏡頭的視角在200以內(nèi)，拍攝可控距離可達(dá)上百米，但是因?yàn)槿肷浣禽^狹窄，可視范圍較小，只適用于長距離監(jiān)視；廣角鏡頭的視角一般在900以上，取景范圍大，適合使用在拍攝距離短但是需要進(jìn)行范圍控制的區(qū)域，缺點(diǎn)在于拍攝的邊界區(qū)域易發(fā)生變形，細(xì)節(jié)描繪度不夠。

目前攝像機(jī)的種類很多，根據(jù)外觀劃分主要使用的有槍型、針孔型、半球型、紅外一體型、高速球機(jī)。這 里重點(diǎn)探討一下紅外型與高速球機(jī)，在很多時(shí)候由于氣候和夜間的原因，監(jiān)控現(xiàn)場的光照度不足，使得很多攝像機(jī)無法進(jìn)行正常的拍攝，解決的辦法主要依靠外部的補(bǔ)光，但有些地區(qū)不可設(shè)置長明燈光，這個(gè)時(shí)候就需要 用到紅外線攝像機(jī)，紅外線是人眼無法看見的光線，通過紅外燈的紅外光 線發(fā)射，照射到監(jiān)控區(qū)域，各種物體 的紅外反光度不同，將反射的紅外光線收集進(jìn)攝像機(jī)，然后成像，所以紅外線攝像機(jī)一般都帶有紅外燈輔助照射，而且隱蔽性較好。但是由于紅 外燈不停工作，其燈泡易于老化、所以維護(hù)與更換成本較高，如果能提高紅外燈的壽命，該設(shè)備將更適合運(yùn)用到實(shí)際中去，同時(shí)紅外成像時(shí)無法顯示出色彩，一般都是灰綠的畫面，造成分辨能力不足，所以在監(jiān)控現(xiàn)場盡量還是希復(fù)能用外郵正常照明光線進(jìn)行充分樸光，高速球機(jī)是通過內(nèi)部云臺進(jìn)行巡航拍攝的一類攝像 機(jī)，可以將內(nèi)部的攝像頭高速無噪聲的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行水平和上下準(zhǔn)確定位，精度很高，監(jiān)控區(qū)域較大，一般將它 與前段的放到報(bào)警探測器相連接，當(dāng)前段有警情的時(shí)候能及時(shí)將畫面轉(zhuǎn) 移到事發(fā)地點(diǎn)，缺點(diǎn)在于旋轉(zhuǎn)過程 中易產(chǎn)生盲區(qū)，所以最好能做到在較 大區(qū)域中設(shè)置多個(gè)設(shè)備，盡量消除盲區(qū)。

二、云臺。云臺即回轉(zhuǎn)臺，是安裝、固定與移動（水平／垂直）攝像機(jī)的支持設(shè)備，一般分為固定云臺與電動云臺。固定云臺用在監(jiān)視角度較為單一的場所，安裝完攝像機(jī)后，調(diào)整達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的攝像角度后鎖定機(jī)位就可以了。通常所說的云臺指的都是電動云臺，通過內(nèi)部的電機(jī)，接收來自控制器的信號來進(jìn)行精確的旋轉(zhuǎn)定位，既可以自動掃描監(jiān)視區(qū)域，也可以在監(jiān)控中心人員的操作下跟蹤被監(jiān)視對象。隨著技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)在的電動云臺已經(jīng)有了可以做到3600水平完全旋轉(zhuǎn)，也可以做1800的垂直回轉(zhuǎn)，并且可自動將影像調(diào)整為正向的新產(chǎn)品，效果良好。

三、防護(hù)罩。防護(hù)罩是為了保護(hù)攝像機(jī)與鏡頭的輔助設(shè)備，有效的將攝像機(jī)和鏡頭與外界的灰塵、雨水、 高溫、低溫隔絕開，確保攝像機(jī)的正常使用。室內(nèi)用的防護(hù)罩由于所處環(huán)境穩(wěn)定，重點(diǎn)是確保攝像機(jī)的防塵、隱蔽和美觀，同時(shí)具有一定的防破壞功能，價(jià)格便宜。室外使用的一般為全天候防護(hù)罩，無論下雨、刮風(fēng)、下雪、高溫、低溫等惡劣情況都能保證攝像機(jī)的使用，有些在防護(hù)罩前端加有雨刮器，可以除去雨雪灰塵。目前比較高端的是具有半導(dǎo)體加溫和降溫的防護(hù)罩，通過自動加溫、降溫，保護(hù)內(nèi)部的攝像器件。

四、解碼器。對云臺旋轉(zhuǎn)與鏡頭變焦的控制，一般通過主機(jī)將控制信號先送至前端的解碼器，由解碼器對傳來的信號進(jìn)行譯碼，以確定要執(zhí)行何種操作動作。一般安裝在帶有云臺及電動鏡頭的攝像機(jī)附近，由多芯控制電纜直接與云臺和電動鏡頭相連，另有通信線纜與主控室的系統(tǒng)主機(jī)相連。每個(gè)解碼器上都有撥碼開關(guān)，它決定了該解碼器在整個(gè)系統(tǒng)中的編號，使用解碼器之前必須要對撥碼開關(guān)進(jìn)行設(shè)置，和系統(tǒng)中的攝像機(jī)編號一致。否則會出現(xiàn)控制混亂。

傳輸部分

傳輸部分就是系統(tǒng)中圖像信號與控制信號的通道，簡稱信道。在傳輸過程中要注意不產(chǎn)生明顯的噪聲和色度失真，清晰度與灰度等級不明顯下降。這就要求傳輸系統(tǒng)在信號衰減方面與引入噪聲方面都要有良好的性能。

一、視頻電纜與連接器視頻電纜使用75歐的同軸電纜，對視頻信號的無中繼傳輸距離為300到500米左右，當(dāng)要進(jìn)行更長距離傳輸時(shí)， 需要用到粗同軸電纜，減少信號衰落，當(dāng)然也可以考慮使用視頻放大器。一般來說傳輸距離越大，頻率越高，信號的衰減也越大。在實(shí)際工程中，盡可能一根電纜一連到底，中間不留接頭，因?yàn)橹虚g接頭很容易改變接點(diǎn)處的特性抗阻，還會引起插入損耗。在連接過程中，還需要外部的絕緣介質(zhì)將線路包裹，盡量減少輻射損耗和外間的電磁、雜散信號的干擾。

二、音頻電纜與連接器。當(dāng)需要對被監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行音頻監(jiān)聽的時(shí)候，用到音頻電纜和連接器，通常選用2芯屏蔽線，普通的2芯線可以傳輸音頻信號，但是長距離的傳輸很容易引入干擾噪聲，所以加入屏蔽層防止干擾。

三、通信電纜。通信電纜是指主機(jī)與解碼器間的連接線路，用來傳輸主機(jī)發(fā)來的控制信號，可用普通2芯 線，但當(dāng)然是使用加入屏蔽層的雙絞2芯線的抗干擾性會更好一一些，更適合于強(qiáng)干擾環(huán)境下的遠(yuǎn)距離傳輸，原 理同上面所說的音頻線。

四、控制電纜。控制電纜指的是控制云臺及電動鏡頭的多芯電纜。 一端連接在控制器或者解碼器的云臺、電動鏡頭控制接線端，另一端連接云臺、電動鏡頭的相應(yīng)端子上。一般來說攝像機(jī)到解碼器的距離很近，不到1米，基本上不存在干擾問題；而從控制器到云臺及電動鏡頭的距離就較遠(yuǎn)了，幾十到幾百米不等，這 時(shí)，就必須考慮到衰減和干擾的問題，盡量使用粗芯的控制電纜。

五、視頻放大器。當(dāng)視頻信號需要遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臅r(shí)候，首先可以選用較粗的視頻線，同時(shí)也可以在線路內(nèi)增加視頻放大器來增強(qiáng)信號強(qiáng)度，更好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。但是在增強(qiáng)視頻信號的同時(shí)，線路內(nèi)的干擾信號也會相應(yīng)增大，如果加入了過多的視頻放大器，圖像會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，導(dǎo)致信號失真，所以不能一味使用視頻放大器來加強(qiáng)信號。

后端顯示與記錄部分

后端顯示與記錄部分主要由監(jiān)視器、硬盤錄像機(jī)和某些視頻信號處理設(shè)備組成，對通過信道傳輸來的視 頻信號進(jìn)行及時(shí)合理的顯示與記錄。

一、視頻監(jiān)視器。監(jiān)視器即是用于顯示攝像機(jī)拍攝畫面的顯示設(shè)備，種類較多，有黑白監(jiān)視器、彩色監(jiān)視器、投影儀、電視幕墻，當(dāng)然條件較差的情況下，也可以使用普通電視機(jī)作為監(jiān)視器，但是一定要有視頻輸入端子接口。實(shí)際使用中一般要選用和前端攝像機(jī)分辨率線數(shù)相匹配的監(jiān)視器，這樣能更好地進(jìn)行畫面顯示。當(dāng)然也可以追求高圖像質(zhì)量的高分辨率監(jiān)視器。

二、多畫面分割器。視頻監(jiān)控系 統(tǒng)的攝像頭數(shù)量一般都比較多，系統(tǒng)不可能將一個(gè)攝像頭對應(yīng)于一個(gè)畫面進(jìn)行監(jiān)視，為了讓監(jiān)控人員能在一 個(gè)屏幕上同時(shí)監(jiān)控到多個(gè)攝像畫面，通常選用多畫面分割器，使得多路圖像同時(shí)顯示在一臺監(jiān)視器上。這種 實(shí)現(xiàn)畫面分割或者畫中畫功能的設(shè)備即多畫面分割器。它采用圖像壓縮與數(shù)字化處理的原理，將多個(gè)畫面按照一定的比例壓縮顯示在一個(gè)監(jiān)視器屏幕上。有些還帶有內(nèi)置順序切換器的功能，可以按照間隔時(shí)間將 多個(gè)畫面輪流顯示在監(jiān)視器上。同時(shí)還可以將前端的報(bào)警信號輸入與多畫面分割器相連接，當(dāng)前端探測設(shè)備探測到異常情況時(shí)，能及時(shí)將該區(qū)域的畫面以全屏的方式顯示出來，給監(jiān)視人員以提醒。當(dāng)然畫面分割越 多，多畫面分割器的成本越高，而且在實(shí)際建設(shè)中，不推薦使用畫面分割 過多的設(shè)備，因?yàn)槿绻瑫r(shí)顯示，每 個(gè)攝像頭所顯示的畫面過小，不利于監(jiān)控人員的觀察。通常選用四路或 者九路的多畫面分割器。

三、視頻分配器。在監(jiān)控過程中， 往往同一個(gè)攝像頭的畫面需要交付 給多個(gè)監(jiān)控顯示處，視頻分配器就是 用來將一路視頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗦沸?號，分配給多個(gè)接收源，輸送到多個(gè)顯示與控制端的設(shè)備。如果不使用視頻分配器，則需使用并聯(lián)方式來分 接信號，視頻信號的衰減很大，圖像嚴(yán)重失真，線路也不穩(wěn)定，而使用視頻分配器能實(shí)現(xiàn)阻抗的匹配，和視頻 信號的增益，使視頻信號可以同時(shí)輸出給多個(gè)輸出設(shè)備而不受損失。所以視頻分配器除了多路視頻輸出功 能以外還具有視頻信號放大的功能，一般也稱為視頻分配放大器。

四、硬盤錄像機(jī)。錄像機(jī)是進(jìn)行圖像存儲與回放的主要部件，老式的錄像機(jī)使用的都是模擬信號，采用錄像帶保存，存儲空間有限，畫面壓縮率較高，畫質(zhì)受損較嚴(yán)重，錄像管理不便。目前已經(jīng)基本不采用。當(dāng)前的主流產(chǎn)品是硬盤錄像機(jī)。它采用 數(shù)字存儲技術(shù)將視頻圖像以數(shù)字信號存儲在硬盤上，并且提供錄制、播 放與管理的功能。按照當(dāng)前系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)劃分，分為兩大類：PC式硬盤錄像機(jī)與嵌入式硬盤錄像機(jī)。PC式硬盤錄像機(jī)使用電腦作為基本硬件，利用電腦內(nèi)的硬盤作為存儲的媒質(zhì)。由于電腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)，所以它的信號都可通過網(wǎng)線進(jìn)行傳輸， 采集與共享傳遞都比較方便；而且利用專業(yè)的視頻監(jiān)控軟件，通過鼠標(biāo)鍵盤，可以非常簡便地進(jìn)行操作，調(diào)取錄像、錄像定位、錄像切換。PC式硬盤錄像機(jī)的缺點(diǎn)在于：由于利用的是個(gè)人電腦，電腦操作系統(tǒng)的不 穩(wěn)定性，電腦各硬件組成與系統(tǒng)內(nèi) 部各軟件的兼容性問題，使得PC式 錄像機(jī)的穩(wěn)定性較差，容易死機(jī)無 響應(yīng)。嵌入式硬盤錄像機(jī)是將硬件與軟件完全集成的專業(yè)錄像機(jī)，由 于系統(tǒng)是封裝的，不可安裝其他軟件，而且各硬件都沒有其他任務(wù)，只是為了錄像而存在，所以整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性都較強(qiáng)，適合連續(xù)不間斷工作；它的缺點(diǎn)也很明顯，由于封裝的原因，外部的網(wǎng)絡(luò)連接 功能較弱，共享性不足；同時(shí)由于基本上都是使用遙控器或者主機(jī)上的 按鈕控制，所以操作性較差；錄像的 調(diào)取和定位郡比較麻煩。日前，已經(jīng)出現(xiàn)了將PC式與嵌入式優(yōu)點(diǎn)相 結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)，穩(wěn)定性、操作性與網(wǎng)絡(luò)傳輸功能都大大加強(qiáng)，有望成為未來使用的主流產(chǎn)品。

后端控制部分

后端控制部分主要用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的具體控制功能。這部分設(shè)備都處于監(jiān)控中心內(nèi)部，是安防人員所直接接觸的部分。

一、視頻切換器。視頻切換器是監(jiān)控中心主控臺的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，是選擇視頻信號的設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)中多個(gè)圖像信號傳至監(jiān)控中心時(shí)，通過視頻切換器，進(jìn)行選擇某路圖像信號顯示?？梢酝ㄟ^工作人員手動切換或者設(shè)定好切換時(shí)間進(jìn)行自動切換。視頻切換器成本低廉，聯(lián)接方便，操作簡單易行，但是缺點(diǎn)在于同一時(shí)間在一臺監(jiān)視器上只能觀看一路攝像畫面，如果要想在一臺監(jiān)視器上同時(shí)觀看多路畫面就需要用到前面所說的多畫面分割器。

二、視頻矩陣。在視頻監(jiān)控系統(tǒng) 中，出于成本的考慮，一般不可能做到一臺攝像機(jī)對應(yīng)一個(gè)監(jiān)視器，而正 常的系統(tǒng)中，攝像機(jī)的數(shù)量與監(jiān)視器 的數(shù)量比例在4:1至6:1之間，為了能夠讓多個(gè)畫面合理的輪流在多個(gè)特定的監(jiān)視器上按一定順序顯示，我 們即采用了視頻矩陣。簡單的說，視頻矩陣就是將按區(qū)域劃定好的攝像機(jī)傳來的信號分別交給特定的監(jiān)視器來顯示，并且包含了視頻切換器與多畫面分割器的功能，同時(shí)還可以進(jìn)行輪流排序顯示，是非常典型的多對多網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。視頻矩陣目前在較為大型的系統(tǒng)中都在廣泛使用，是我們目前畫面合理切換最好的設(shè)備。

三、監(jiān)控主機(jī)。監(jiān)控主機(jī)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，它通常是將系 統(tǒng)的控制單元與視頻矩陣結(jié)合為一 體，又稱為視頻服務(wù)器。目前基本都是利用電腦和相關(guān)視頻系統(tǒng)管理軟 件來實(shí)現(xiàn)，工作中，可以將當(dāng)前系統(tǒng) 中攝像機(jī)進(jìn)行編號、劃區(qū)、在監(jiān)視畫面上顯示時(shí)間日期、監(jiān)視狀態(tài)，還能 發(fā)出控制信號對前端的云臺和電動 鏡頭、照明燈等設(shè)備進(jìn)行各種控制； 還能進(jìn)行錄像的準(zhǔn)確調(diào)看回放與轉(zhuǎn)存；也可以實(shí)現(xiàn)與門禁系統(tǒng)和防盜報(bào) 警系統(tǒng)的聯(lián)動報(bào)警，當(dāng)前端門禁或者防盜報(bào)警探測器發(fā)生異常后，將報(bào)警信號交給監(jiān)控主機(jī)，主機(jī)立刻將當(dāng)前界面切入報(bào)警區(qū)域的畫面，更好地隨時(shí)監(jiān)控突發(fā)情況。現(xiàn)在有些主機(jī)在監(jiān)視時(shí)可以進(jìn)行動態(tài)捕捉，當(dāng)原本平 靜的畫面區(qū)域被外來的運(yùn)動物體（人或車）打破平衡時(shí)，能立刻發(fā)出警報(bào)，提醒安保人員有情況發(fā)生，大大提高 了該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力。

監(jiān)控主機(jī)一般處于當(dāng)前安保單位的監(jiān)控中心之中，通常將它和主控臺結(jié)合起來，監(jiān)控中心的工作人員通過主控臺的各項(xiàng)操作來運(yùn)行監(jiān)控主 機(jī)。可以使用專用鍵盤，控制搖桿來隨時(shí)進(jìn)行畫面的切換、鏡頭的調(diào)焦、云臺的轉(zhuǎn)動。也可以根據(jù)需要建立下屬的分控室，進(jìn)行逐層管理，實(shí)現(xiàn)資源的合理調(diào)配。

監(jiān)控中心

視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)深入到各行各業(yè)的安保工作之中，有力地在防護(hù)區(qū)域給意圖犯罪的人員予以警示威懾，降低犯罪率。目前，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，視頻監(jiān)控設(shè)備的技術(shù)也在突飛猛進(jìn)，新型的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、大容量網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、云存儲服務(wù)器、可變?nèi)萘恳曨l矩陣，利用一根電源線代替視頻信號線、控制信 號線與供電線路的集成攝像機(jī)等設(shè)備都已經(jīng)面世，它們將是未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要應(yīng)用發(fā)展方向。