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监控系统中心控制部分基础知识

作者: 时间:2008-04-10

    本文详细介绍了监控系统中心控制部分的基础知识,帮助大家快速学习监控基础。监控系统中心控制部分是整个监控系统的核心,系统的各项功能均由控制部分的各种设备实现。中心控制设备接收传输设备传送的视频、音频、数据、报警等各种信号,对接收的信号进行各种方式的控制、操作、处理、整合以实现系统所需要的功能并使的信号的格式符合重现设备的要求。下面开始分步进行介绍。

第一节、四画面分割器
    四画面分割器是一种专业的视频处理设备。它可以将四个画面压缩组合后显示在同一个画面上。其优点是节省多个其它的视频设备,直观性强。
    考察画面分割器的质量和档次的标准是:
1.每幅小画面的图像信息量的多少。
2.显示图像是否为实时图像,包括录像的重放。
3.时基较正性能是否良好。
4.亮度、色度、灰度级别。
5.录像回放功能。
6.字符设定、调整功能。
7.其它诸如报警、操作、时间日期发生等功能。
8.尺寸、外观等物理特性。
9.工作电压、功耗等电器特性。
    画面分割原理是这样的:外来的图像信号经模拟/数字转换器(A/D)转换为数字信号后,分别在水平和垂直方向上按照2:1的比率压缩、取样、存储。存储器内的各路样点信号在同一时钟的驱动下顺序输出,再经数字/模拟转换器(D/A)转换成一路的模拟信号进行显示。
    画面分割器除具有分割图像显示外,还可通过操作设定视频图像的顺序切换、单画面显示、分割显示等。较高档次的画面分割器可使录像机录制的分割图像进行单画面的放大回放。

第二节、多画面处理器
    这里所讲的多画面处理器是另外一种高级的视频图像处理设备。在港台称之为画框处理器(Frame Processor),欧美地区称之为数字多工处理器(Digital  Multiplexer)。由于采用的是场切换或帧切换技术,因此也可以称之为帧场切换处理器。
    在实际应用中,帧场切换器必须与录像机配合使用,它可以将各监控点传来的多路视频信号以帧/场间隔进行切换并用一台录像机进行记录。回放时通过帧场切换器进行多画面或单画面的回放。录制的单帧图像是与实际监视相同的未压缩画面,对细节分析十分有利。但是由于是切换式录像,存在丢帧/场现象,因此同一监视点记录的图像在回放时会产生卡通效应。
    一帧图像是由两场扫描组成,因此帧切换的时间间隔为40ms,场切换的时间间隔为20ms。
    在帧场切换器中经常会提到单工与双工类型。所谓双工处理从电路结构上看,其一部分电路要处理送往录像机的视频信号,另一路要处理送往监视器的视频信号。但是对于双工的定义,各个厂家定义不同,我们习惯于美国公司的定义方式,即能够在记录或重放录像带的同时可以监看多路图像分割显示。这样的双工处理器可实现两台录像机同时放像和录像而互不影响,同时在录像的同时不影响观看分割图像。
    可以讲,帧场切换器的性能和档次要高于四画面分割器,但是其录像的丢帧现象却给安防记录带来不便。因此欧美国家的一些厂家采用了一种基于视频图像移动监测技术的“动态时间分配”输出方式,通过对画面的活动情况进行连续分析,并根据画面的活动状况确定优先处理的摄像机,使该路图像获得更多的录像时间。这样就能有效降低活动画面的丢帧数量,使录制的图像接近于实时。
    帧切换器一般有4路、8路、9路、16路等,场切换器一般有4路和8路。
    帧场切换器除为我们带来强大的录像功能外,还具有多项画面处理和其它操作功能,如画中画显示、单画面显示、多画面任意组合分割显示、图像数码变焦放大、视频信号丢失检测、时间发生、图像通道名称标题编辑以及报警处理功能等。

第三节、视频/音频切换器
    视频和音频切换器电路基本一样,由于视频处理比音频处理要复杂得多,因此以视频切换器为例讲述其工作原理。
    我们知道,原始的监控系统是没有切换器的,是一台摄像机接驳一台录像机或监视器。即使现在,在需要的场合如柜员制系统中仍有使用。但当通道数量增多,如成百上千并且无需逐一不间断监视时,一对一实现势必造成监视器、录像机增多,从造价、监控室布局等方面形成浪费、臃肿的状态。同时现代多功能监控系统需要的多种联动功能也无法实现。所以视频/音频切换器应运而生。
    经过多年的探索和努力,切换器从简单的琴键开关式、继电器切换式发展到大规模模拟开关集成电路切换式。
    从输入输出的切换方式分类有矩阵式切换器、顺序切换器、分组切换器。顺序切换器功能简单,已经成为监控系统中的一种附属设备,而不再作为系统主控制器使用。分组切换器的多项功能已经在矩阵切换器中得到应用,所以使用的场合较少。现在最为常见的是矩阵式切换器。
    矩阵是一个数学名词,下面给出了一个n列、m行的矩阵。其中元素用a来代表。
      1       2    . . . . . . n
1    a11     a12   . . . . . . a1n
2    a21     a22   . . . . . . a2n
3    a31     a32   . . . . . . a3n
.     .       .    . . . . . .  .
.     .       .    . . . . . .  .
.     .       .    . . . . . .  .
m    am1     am2   . . . . . . amn
    从这个矩阵可以看出,矩阵中的每一种元素均代表一种状态。我们把行作为矩阵式切换器的输入,那么矩阵中行的数量m就代表摄像机的数量或系统输入通道数量;把列作为矩阵式切换器的输出,那么矩阵中列的数量n 就是监视器的数量。因此矩阵中每一种状态代表系统的输入、输出状态。如a32代表第三路摄像机图像在第二个监视器上显示,依次类推。因此所有通道的图像都可以在任何一个监视器上显示;同理所有监视器都能显示任何一个通道的图像,而相互不影响。这就是矩阵式切换器的巨大优势,有时也可以讲具有这样的高级图象切换功能的才是矩阵切换器。基于此功能,矩阵切换器对于图象的切换就不仅仅是原始的手动定点切换,而增加了更多的如序列切换、分组切换、群组切换、图象巡游等功能,有的矩阵厂家干脆称为“万能切换”。同时输出口的增多,又可以增加分控显示的数量,满足了现代监控系统的需要。

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