五、实施方案设备选型及配置

5.1前端系统

1、摄像机的选择

摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。光导管摄像机目前已被淘汰，由电荷耦合器件简称CCD摄像机所取代。 

摄像机主要性能及技术参数要求如下：

1)色彩：

摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。黑白摄像机的价格比彩色便宜。但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。

2)清晰度：

有水平清晰度和垂直清晰度两种。垂直方向的清晰度受到电视制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为PAL制式，PAL制垂直清晰度为400行。所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线TVL表示。

   目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于500线，彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于400线。

3)照度：

单位被照面积上接受到的光通量称为照度。Lux(勒克斯)是标称光亮度(流明)的光束均匀射在lm²面积上时的照度。摄像机的灵敏度以最低照度来表示，这是摄像机以特定的测试卡为摄取标，在镜头光圈为0.4时，调节光源照度，用示波器测其输出端的视频信号幅度为额定值的10%，此时测得的测试卡照度为该摄像机的最低照度。所以实际上被摄体的照度应该大约是最低照度的10倍以上才能获得较清晰的图像。

   目前一般选用黑白摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.1Lux;选用彩色摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.2Lux。

4)同步：

要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。

   对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。

   系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象，录、放像质量才能提高。

5)电源：

摄像机电源一般有交流220V，交流24V，直流12V，可根据现场情况选择摄像机电源但推荐采用安全低电压。选用12V直流电压供电时，往往达不到摄像机电源同步的要求，必须采用外同步方式，才能达到系统同步切换的目的。

6)自动增益控制(AGC)：

在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰的图像。目前市场上CCD摄像机的最低照度都是在这种条件下的参数。

7)自动白平衡：

当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。彩色摄像机的自动白平衡就是实现其自动调整。

8)电子亮度控制：

有些CCD摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时可以不用自动光圈镜头。使用电子亮度控制时，被摄景物的景深要比使用自动光圈镜头时要小。

9)逆光补偿：

在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。

2、镜头选择

镜头按功能和操作分类：

1)摄取静态目标的摄像机，可选用固定焦距镜头，当有视角变化要求的动态目标摄像场合，可选用变焦距镜头。镜头焦距的选择要根据视场大小和镜头到监视目标的距离而定。

 F=A × L/B

式中  F——焦距(mm)；

      A——像场、宽(mm)；

      L——镜头到监视目标的距离；

      B——视场高(L、B采用相同的度量单位)。

2)选择镜头焦距时，必须考虑摄像机图像敏感器画面的尺寸，有2/3”、1/2”、1/3”、1/4”四种型式，这四种模式都具有垂直X水平尺寸为3X4的方位比，而四种模式摄像机对应于某一个镜头，则下一个模式正好与它上一个模式摄像机相差一个镜头焦距的档次。如专1/2”摄像机使用16mm镜头的视角范围正好与1/3"摄像机使用12mm焦距的镜头相同。以此类推。

3)对景深大、视场范围广的监视区域及需要监视变化的动态场景，一般对应采用带全景云台的摄像机，并配置22倍以上的电动变焦距带自动光圈镜头。

4)使用电荷耦合器件(CCD)时，一般均应选择自动光圈镜头，对于室内照度恒定或变化很小的时可选择手动可变光圈镜头，电梯轿箱内的摄像机镜头应根据轿箱体积的大小选用水平视场角大于70°的广角镜头。

5)随着小型化需要，镜头尺寸需缩小，除通常摄像机镜头的标准C接口外，引入了Cs接口。由于Cs接口比C接口短5mm，减小了镜头与敏感件的间距，故Cs接口系统体积小、轻，且Cs接口镜头价格较便宜。Cs接口摄像机可配用Cs接口镜头，也可使用C接口镜头再加上引入5mm隔条环。而C接口摄像机只能配用C接口镜头，不能使用Cs接口的镜头。

6)摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，避免逆光。镜头的焦距和摄像机靶面的大小决定了视角，焦距越小，视野越大，焦距越大，视野越小。若要考虑清晰度，可采用电动变焦距镜头，根据需要随时调整。

7)通光量：镜头的通光量是用镜头的焦距和通光孔径的比值(光圈)来衡量的，一般用F表示。在光线变化不大的场合，光圈调到合适的大小后不必改动，用手动光圈镜头即可。在光圈线变化大的场合，如在室外，一般均需要自动光圈镜头。

5.2.传输系统

监视现场和控制中心总有一定距离，从监视现场到控制中心需要图像信号传输图像信号，同时从控制中心的控制信号要传送到现场，所以传输系统包括视频信号和控制信号传输两部分。

1、视频信号传输

一般采用同轴电缆传输视频基带信号，也可采用光缆传送电视信号以及用平衡电缆对也就是利用电话电缆传送。由于电缆对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用，可减少串扰，传输损失也较小。但当电缆作为长距离传送媒体时，会发生对地不平衡低频地电流的影响，有时也会有高频干扰。信号传输带宽为50Hz～4MHz，当传输距离在200m以内时，用同轴电缆传送，其衰减的影响一般可不予考虑；当传输距离大于200m时，电缆衰减量较大，为了能把整个带宽内不同频率的信号进行传输，必须使用电缆补偿放大器。某些场合，当传输距离大于200m时，也可采用双绞线来传输，抗干扰能力强；布线非常困难时，可以采用无线传输如微波定向传输，但它要占用频率资源，需经无线电管理委员会核准。

2、控制信号传输

对于CCTV，常用的控制方式有直接控制、编码控制、同轴视控。目前直接控制由于线缆过多，很少采用。编码控制是将全部控制命令数字化(调制)后再传输，到控制设备后再解调，还原成直接控制量，可节约线缆。这种方式传输距离长，目前工程中采用较多。同轴视控就是控制信号与视频信号共用一条同轴电缆，利用频率分割或视频信号消隐期传输控制信号的方式传输，但价格较贵。

3、管槽敷设

为防止电磁干扰和外电源及变频电梯等干扰，电缆应敷设在接地良好的金属管或金属桥架，同时保护线缆。

5.3.控制系统

5.3.1模拟控制系统

1、视频矩阵切换器

对多路视频输入信号和多路视频输出信号进行切换和控制，可以通过电子开关，组成切换矩阵，使任一路输入可切换至任一路输出。设计时应满足必要的视频输入／输出容量，并易扩展。一个CCTV系统除主控键盘外，还可根据需要设置分控键盘。

2、双工多画面视频处理器

能把多路视频信号合成一幅图像，达到在一台监视器上同时观看多路摄像机信号。常用的16画面分割器，又称为多画面视频处理器，双工的另一个用途是用一台录像机同时录制多路视频信号，并具有单路回放的功能，即能选择同时录下的多路视频信号的任意一路在监视器上回放。

3、多画面分割器

将多个画面通过视频数字处理合并成分割状的一个画面，就出现了多画面分割器。现有4画面分割器，9画面分割器，16画面分割器。这样用一台监视器，一台录像机上能同时监看、记录4、9、16个画面，多画面分割器通常分为三类：

²      单工画面处理器：单纯监看一个画面，记录分割画面。

²      双工画面处理器：在监视单画面、分割画面同时，可以进行记录。

²      全双工画面处理器：在监视、记录的同时，可以进行记录信号回放。

4、视频分配器

一路视频信号可同时分配成多路视频输出。

5.3.2 数字化图像监控系统

以同轴电缆传输视频信号，称之为传统的模拟信号传输方式，这种方式传输，在较短距离内(如200m)视频信号的衰减不大，如果超过200m,则必须对视频信号进行补偿放大。常规的闭路电视监控系统较适合在一座建筑物或较小的地域范围内使用。 

数字化监控系统是将计算机网络技术、多媒体技术与闭路电视技术相结合，适用于远距离传输多路视、音频信号。实际上就是将模拟信号进行数字化，并对其压缩编码，通过计算机网络及数字多媒体技术来传输视频图像。

数字化监控系统将计算机网络技术、多媒体技术与图像监控技术有机结合在一起，能高清晰、同步地传输图像信号，是一项全新的安保电视系统，它已成为现代化楼宇管理的有力工具。

数字化图像监控系统可实现远程图像监控，把分散在各地的监控点通过计算机网络有机联系在一起并利用了多媒体技术，增强了整体安全和图像监控的自动化管理能力。

目前不少公司的产品均使用了特殊的压缩方法，采用了动态存储技术，从而保证了图像的质量。数据压缩和图像、声音的复合全部由硬件完成，在一个系统上可实现16路的实时监控。16路信号可同时存储，而且视频图像的不丢帧，动态存储技术保证了监控端图像的连续性和高清晰度。

5.3.3数字硬盘录像系统

1、数字监控硬盘录像系统的功能

数字硬盘录像是当今安保电视系统领域最新型的、性能最卓越的数字化图像记录设备，它将监控系统中所有的摄像机摄取的画面进行实时数字压缩并录制存档，可以根据任意检索要求对所记录的图像进行随机检索。由于采用了数字记录技术，能大大增强录制图像的抗衰减、抗干扰能力，因此无论经过多少次的检索或录像回放都不会影响播放图像的清晰度，而传统的模拟方式记录的录像带在经过若干次检索及回放后，图像质量将会有一定的衰减并引起信号信噪比的下降。当需要对已存储的图像进行复制时，数字记录的图像不存在复制劣化的问题，而模拟方式记录的图像每经过一次复制就要劣化一次。

数字硬盘录像系统是集计算机网络化、多媒体智能化与监控电视为一体，以数字化的方式和全新的理念构造出的新一代监控图像硬盘录像系统。系统在实现本地数字图像监控管理的同时，又能实现监控图像画面的远程传送，加强了整体安全管理。在系统中，所有图像数据均以数字形式保存，这与传统的模拟信号系统相比较，打印出的照片具有更高的清晰度和逼真感，数据的传输更可靠，速度更快。系统以模块化设计为基础，各个模块包括：信号采集模块、监控模块、图像录制模块、远程访问模块和中央控制模块。整个系统维护简便，易于安装。

由于数字硬盘录像设置在计算机系统中，信息可以自由传递到网络能够到达的范围，因此监控图像的显示不再拘于传统的图像切换方式，可以根据需要在任何被授权的地点监控任何一处的被控图像，使系统具有极强的安全管理能力。监控图像通过图像录制模块以高压缩率存储于高容量磁盘阵列中，可随时供调阅、快速检索。也就是说，可将多个摄像机(目前最多为16个)的多路图像实时显示于一台监视器上，同时，还可将所有的图像录制于其内置的硬盘驱动器中，以备回放、查找和转换，并可将图像备份至外置硬盘中。所有操作，都可在遥控器上完成，从而摆脱Windows操作系统，避免了死机现象。相对于传统的磁带记录方式，操作简便，可靠性，回放质量更高。所有记录可供长时间保存，重复利用率极高。还可被转录制成光盘用于存档保存。在大于40G的硬盘配置下，动态录像约可以存储一个月甚至更长时间。

2、数字监控硬盘录像系统的主要特点

（1）高效率，耐用，节省维修费用。

数字硬盘录像，使已录制图像的抗衰减、抗干扰能力大大增强，可以反复录像、回放、检索而不失真和破坏，高效耐用，节省了很多维修费用。与传统的录像带的图像存储经长期使用容易损坏相比较具有极大优越性。

（2）与现有的安保电视系统设备可兼容。

在现有的安保电视系统配置设备的基础上，只是更换旧的盒式录像机和多画面视频处理器，仍可保留系统配置的其他设备。

（3）采用特殊的压缩存储技术。

采用特殊的压缩存储技术，以满足高活动性的动态清晰度录像以及高效率的压缩存储这两方面的要求，目前有的借用标准的MPEG压缩存储技术，有的采用D-TEG编码压缩方法来达到高效压缩率比。

（5）高速搜索和清晰度静像。

由于系统采用硬盘存储图像，故系统能提供快速搜索功能和高清晰度静像。图像分辨率一般可达：752X 582或640X480像素。录像速度：25帧／s。回放速度：25帧／s。录像和回放前都可以准确到年／月／日／时／分／秒，并可以独立调节每路画面的色彩、亮度、对比度和色饱和度。

（6）保密性强。

传统电视监控系统中使用磁带记录所发生的实时图像，但若一旦为犯罪分子所掌握，这就为犯罪分子销毁证据、替换或抹掉录像带内容等多项技术犯罪提供了机会，因为任何人员，只要能够接触到录像机就可以进行各种操作。而数字化电视监控系统中图像的播放是由计算机程序来控制，对图像存档、回放和状态设置等操作均有严格的密码控制，即使是操作人员，如果不知道密码或其密码的权限不包含有上述操作内容，就无法知道已录制图像的内容。另外，由于采用的是硬盘录像，不需要更换存储媒体，任何人都很难取走硬盘，或者取走也无法回放，保密性极强。

5.4显示系统

1、显示与记录

显示与记录设备一般均安装在安保控制室，主要由黑白／彩色监视器、录像机及视频处理设备组成。

1)黑白／彩色专用监视器

实现对摄像机视频信号再现图像的设备，一般要求黑白监视器的水平清晰度应大于600线，彩色监视器的清晰度应大于350线。

2)录像机

它是监视系统的记录和重放装置，一般采用时滞录像机，用普通180min的录像带可以录24h以上，甚至可达480h，960h，并可用控制信号自动操作录像机的遥控功能。对于与安全报警系统联动的摄录像系统，宜单独配置相应的时滞录像机，目前已可采用数码光盘记录、计算机硬盘录像。

六、CCTV的基本要求

对预定的防护范围、监控目标，通过CCTV再现图像画面，并进行动态监视和记录。既便于对突发事件的监控，也用作录像取证。其基本要求：

1、按照防护目标及监视的具体要求，对建筑物的重要场所、通道、车库、电梯、围墙安装摄像机。

2、系统的图像显示应能自动和手动切换，画面上应有摄像机编号（区域部位）和日期、时间等显示。

3、对某些预选的重要目标的电视监控，应能与防盗防入侵报警、灯光联动，并能根据需要将现场图像切换至监视器及自动录像。

4、系统应对重要或要害部门及其设施的防护部位进行长时间录像。

七、 CCTV设备安装

1、摄像机的安装应符合下列规定：

1)应满足监视目标视场范围要求，并具有防损伤、防破坏能力。安装的高度：室内距离地面尽可能不低于2.5m；室外距离地面不低于3.5m。

2)各类摄像机应保持牢固、绝缘隔离，注意防破坏。

3)摄像机在安装前，应逐个通电检查和粗调。调整后焦面、电源同步等性能，在处于正常工作状态后方可安装。

4)摄像机经功能检查、监视区域的观察和图像质量达标后方可固定。

5)在高压带电的设备附件安装摄像机时，应遵守带电设备的安全规定。

6)摄像机信号导线和电源导线应分别引入，并用金属管保护，不影响摄像机的转动。

7)摄像机配套装置（防护罩、支架、雨刷等设备），安装时应灵活牢固。

8)摄像机宜安装在监视目标附近不易受到外界损伤的地方，安装位置不应影响附件现场人员的工作和正常活动。安装高度室内以2～2.5m为宜，室外以3.5～10m为宜。电梯桥厢内的摄像机应安装在电梯厢的顶部。摄像机的光轴与电梯厢的两个面壁成45°角，并且与电梯天花板成45°俯角。

9)电视监控工程中，如何在最佳的摄像机安装位置上取得最佳的摄像景物效果，其答案就是选择合适的镜头。例如对于银行柜员制所使用的监控摄像机，其覆盖的景物范围有严格的要求，每个监控点都有着严格的要求，每个监控点都有着摄像机安装位置，选用焦距为9.6mm的镜头，便可在最佳摄像安装位置上最佳的、范围一定的景物图像。

2、云台、解码器的安装

云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作台，用于摄像机与支撑物之间的连接，它具有上下左右和旋转运动的功能，固定于其上的摄像机从而完成定点监视可扫描式全景观察功能，同时提供有预置位，以控制旋转扫描范围。云台的种类很多，从使用环境、回转的特点可分成多种类型。

手动云台又称为支架或半固定支架。摄像机调节方向时松开方向调节螺栓进行，一般水平方向可调15～30°，垂直方向可调±45°，调好后旋转螺栓，摄像机的方向就固定下来，其安装方式如图3-2所示。

电动云台是在控制电压的作用下，作水平和垂直转动，水平旋转角不小于0～270°，有的产品可达360°，垂直旋转角一般为±45°，不同产品的俯仰角不等。

CCTV系统中，最常用的是室内和室外全方位普通云台，其选择主要几项指标为回转范围、承载能力、旋转速度和使用的电压类型，其安装方式如图3-3所示。

从安装施工角度出发，要注意云台的最大承载能力这个标准值，室外云台一般在8kg左右，室外云台一般在10kg以上。安装后有时发现某些云台带不动其标称的重量，这可能是负载安装的位置离了回转中心，从而增大了负载力矩，要重新调整好安装位置。

云台的安装应符合的规定

1)云台安装在支架上应牢固，转动时无晃动；

2)根据产品技术条件和设计要求，检查云台的转动角度范围、定准云台转动起点方向。

解码器（箱）应安装杂云台附近或吊顶内（但须有检修孔）。

前端设备与控制装置的信号传输以及执行动作功能均是通过称之为解码器的硬件装置来实现的，解码器的主要功能有：

1)  摄像机电源开关控制。

2)  云台与镜头控制，用于对云台和变焦镜头的控制译码和电动机驱动。

3)  预置摄像控制，对旋转355°或360°云台，可以有若干预置位，提供编程用。

4)  需与矩阵切换控制器或可编程序切换器配套使用。

5)  一般多为220V50Hz输入，6～12V/DC输出供聚焦、变焦和改变光圈速度，另有电源输出供给云台，多为24VAC/50Hz标准云台，驱动带有过零接通的固态继电器。

6)  解码器宜安装在距离摄像机不远的现场，安装之外应不明显，以免影响建筑的美观。若需安装在吊顶内，吊顶应有足够的承重能力，并在邻近处有检修孔，以便维修或拆装。

7)  解码器（箱）应安装在云台附近或吊顶内（但须有检修孔）。

3、监视器的安装

监视器的安装应符合下列规定：

1)  监视器的安装在固定的机架和机柜上，小屏幕监视器也可安装在控制台操作柜上。当安装在柜内时，应有通风散热措施，并注意电磁屏蔽；

2)  监视器的安装位置应使屏幕不受外来光直射，当有不可避免的光照时，应有避光措施；

3)  监视器的外部可调节部分，应便于操作。