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    新型的监控图像干扰处理方法

    作者:施工队长    来源:成都系统集成公司    更新时间:2011-3-8 19:49:51    设计指数:          ★★★ 

      在电视监控系统(SAS)中,或多或少存在着这样那样的图像干扰,使电视图像达不到国家验收标准。本文根据工程实践中几种常见的图像处理方法,通过在工程实践中的运用,提出了一种低成本的采用有线电视常规器材-调制解调器处理监控图像干扰的方法。

      正常情况下,电视监控系统摄像机大多采用SYV75-5视频线缆传送视频信号进机房,由于线路较长,而且电磁干扰无处不在,所以我们很难保证图像不出现干扰。经统计,在终端电电视墙上,图像较容易产生干扰的摄像机其安装部位第一为电梯桥厢,第二为户外长距离安装的摄像机,其次为部份与强电太靠近的摄像机点位,还有视频线与强电共用一根管子或多台摄像机共用同一个直流电源也容易引起图像干扰。在以上各种出现的干扰中,较难处理的为电梯桥厢里摄像机因电机普遍采用变频技术而出现的工频干扰,其次为传送视频信号的线缆管路太靠近高压线缆或与其走向交叉而导致图像干扰。目前相关文献也有介绍处理的方法,如采用微波收发器处理也有成功的例子,但普遍处理成本太高或安装施工不便。在这里,我想介绍一种经济实用的方法,那就是采用有线电视常规器材调制解调器来处理图像干扰。目前运用该方法已成功处理多个智能化系统中所出现的监控图像干扰。如某高档商务楼共有8部电梯图像有干扰,其中2部观光电梯干扰特别严重,根本无法看清人物的面部特征,经用调制解调器试验,图像干扰全部消除,采用该方法很快解决了剩余电梯的干扰,而每台电梯处理成本在700元左右,客户能够接受且对图像效果比较满意。类似例子不再一一介绍,下面重点从系统原理、调制解调器的性能指标以及选用规则及安装注意事项上加以详细阐述。

      一、原理及系统接线图

      调制解调器是有线电视系统中常用的设备,这一点相信大家都很清楚,但为何能运用在闭路电视监控系统中,这主要是我们利用了调制解调器的滤波功能。我们知道,调制器能够将视频信号随意调制成我们想要的频率,而解调器可以把这个特定的频率还原成原先的视频信号。根据这一特性,只要调制器调制的这个频率与干扰信号的频率有足够的差值,我们可以有选择地将我们需要的频率取出来,从而将干扰信号剔除掉。由于电梯所产生的工频干扰频率远远低于正常的电视频道频率,所以只要我们稍加选择调制解调器,便可以很方便地把干扰信号滤除。从下面的系统接线图可以看出,由于在整个线路中只增加了一套调制解调器,对整个系统噪声指标影响不大。根据闭路电视监控系统图像5级损伤评分分级,图像指标在4级以上,完全满足规范及系统验收要求。下图一为整个监控系统图像处理的简易系统图,从图中我们可以看出,在摄像机后面我们只加了一只调制器,目的是为了将视频信号调制成射频信号;而在机房里加了一只解调器,目的是为了将射频信号还原成原先的视频信号。经这么一处理,干扰信号完全被滤除而线路不作任何调整,可谓既经济又方便。

      二、调制解调器的选用

      (1)调制器

      调制器是有线电视前端使用最多的设备,调制器是将视频、音频、控制信号、信息、数据等各种视、音频范围内的信号,以调幅、调频、或多相位幅度调制等各种方式不失真地调制到载波上以进行长距离传送和分配的这么一种设备。由于视频信号是单极性信号,占有6MHz带宽,在进入调制器之前,可能受到交流声干扰,或在传输放大过程中失去直流分量,要求调制器对输入的视频信号必须具有钳位功能,即要消除交流声干扰,又要恢复视频信号的直流分量,还要保证整个视频信号工作在调制特性的线性调制区。所以必须选择性能良好的调制器,否则图像指标会有影响。

      (2)调制器的分类

      调制器的种类非常多,有数字调制器和模拟调制器之分。模拟调制器有调幅和调频之分。而调幅调制器有射频调制器、中频调制器和纳米波段调制器三大类。射频调制器再细分为VHF波段调制器和UHF波段调制器;中频调制器包括单频道邻频调制器、捷变型调制器和可变频道调制器三大类;纳米波段调制器分调幅光发射机和波分复用光发射机两大类。考虑到设备的价格,本文只选用普通的射频调制器。作为有线电视发展的初期产品,应用在闭路电视监控系统中,VHF波段调制器就已足够。目前性能良好的普通VHF调制器市场上价格在220元左右,当然如条件允许,也可以选用性能指标更佳的调制器,相应价格就要增加不少。

      (3)解调器

      解调器分固定单频道型和捷变频道型之分,通常单频道型优于捷变频道型。解调器首先将射频信号进行滤波放大,将所需频道的信号取出,滤除不需要的其它频道信号和带外干扰信号,之后经过下变频电路变换成中频信号,中频信号再进一步放大滤除其它频道的信号,再用奎斯特滤波器处理其频响,再通过视频检波、钳位放大,输出视频信号。解调器设有自动增益控制电路,要求对VHF、UHF波段都能接收,否则使用不方便,解调器的噪声系数越小越好,通常VHF段噪声系数小于7dB,UHF段少于9 dB即可。目前一台中等性能的捷变频解调器市场价为500元左右,应用在闭路电视监控系统中可以完全满足指标要求。图二为解调器的原理框图。

      三、系统载噪比

      (1)根据文献资料,调制解调器的总的载噪比计算公式如下:

      从上式中我们可以看出,调制器、解调器的载噪比越大,则调制解调器总的载噪比也就越大。

      本文选用的调制解调器要求总的载噪比大于46分贝。

      四、 安装注意事项

      (1)调制器一般安装在电梯桥厢顶上,调制器工作电源直直接从电梯桥厢取。解调器可以安装在监控机房里,注意线缆长度一般不超过150米为宜,否则如电平达不到解调器输入电平值,会产生明显的失真。

      (2)若电梯桥厢距离机房太远(如超过200米以上),可以考虑增加干线放大器,当然总的图像指标(如清晰度等)会略微下降,但能达到4级以上。

      (3)安装在厢顶上的调制器应注意固定,安装在机房里的解调器应注意固定及散热。

      (4)这部份需要处理的摄像机线缆原先为视频线缆(型号为SYV75-5-1),距机房150米范围内不必更换为射频线缆(型号为SYWV75-5-1),如距离超过150米,应更换为射频线缆以保证解调器输入电平值在允许范围内。

      (5)对其余类似的图像干扰,如户外图像干扰等,本方法也同样适用。


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