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[2008-10-21]
 

1 画面分割器的原理和分类
  原则上,录一个讯号最好的方式是1对1,也就是用一个录影机录取单一摄影机摄取的画面,每秒录 30个画面,不经任何压缩,解析度愈高愈好(通常是S-VHS)。但如果需要同时监控很多场所,用一对一方式会使系统庞大、设备数量多、耗材及人力管理上费用大幅提高,为解决上述问题,画面处理器应运而生。画面处理器为最大程度地简化系统,提高系统运转效率,一般用一台监视器显示多路摄像机图像或一台录像机记录多台摄像机信号的装置。

原理及分类

画面处理设备可分为两大类:

*一类为画面分割器(多为四分割器Quad), 四分割器(Quad)是将四个视频信号同时进行数字化处理,经像素压缩法将每个单一画面压缩成1/4画面大小,分别放置于信号中1/4的位置,在监视器上组合成四分割画面显示。萤幕被分成4个画面,录影机同时实时地录取4*个画面。VCR 将它视为一个单一的画面来处理。这种方式只有编码的处理程序,在回放时不须经过,虽然有很多四分割允许画面在回放时以全画面回送,但这只是电子放大,即把1/4画面放大成单画面,因四分割拨放全部的动作,故会牺牲掉画面的解析度及品质。当对整个动作的要求高于对画面清晰度的要求时,四分割是个很好的选择。例如工业处理控制。

*画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种,可以在一台监视器上同时显示 4、9、16 个摄像机的图像,也可以送到录像机上记录。四分割是最常用的设备之一,其性能价格比也较好,图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵,而且分割后每路图像的分辨率和连续性都会下降,录像效果不好。另外还有六分割、八分割、双四分割设备,但图像比率、清晰度、连续性并不理想,市场使用率更小。

另一类为多工处理器(Multiplexers),也成为图框压缩处理器,是按图像最小单位--场或帧,即1/60秒(场切换)或1/30秒(桢切换)的图像时间依序编码个别处理,按摄像机的顺序依次录在磁带上,编上识别码,录像回放时取出相同识别码的图像集中存放在相应图像存储器上,再进行像素压缩后送给监视器以多画面方式显示。这种科技让录影机依序录下每支摄影机输入的画面。每个图框都是全画面(若系统只单取一个图场,其解析度就会缩减成一半),故在画质上不会有损失。然而画面的更新速率却被摄影机的数量瓜分了,所以会有画面延迟的现象,。如果要录10支摄影机的画面,每支摄影机每秒只能取3个图框。虽然回放时每秒仍然有30个图框,但却不是30个不同的图框。当使用多工处理器时,每秒钟可录下来的图框数会减少。市面上不难看到图框处理器接16支以上的摄影机,并与960小时长时间录放影机连接。这种组合方式会造成每几分钟才录一个画面的结果,与其他方式相较显得较没效率。

多工处理器与画面分割器的优缺点

画面分割器Quad可以实时监视画面动作,没有延迟现象,录像时是将四画面组成一个视频信号进行录像,录像回放时也是以四分割的方式实时回放。有些产品可以进行电子变焦(Zoom)式的放大处理,但其像素少且清晰度大幅下降,以致于没有意义,故可认为它不*能大画面回放。Multiplexers 由于不损失画面像素但损失了时间,因此录像回放时会产生延迟现象,动画效果强烈,所看到的画面是不连续的,回放时可以分割回放,也可以大画面回放。由上分析Quad的优点是无丢失记录,取证效果好,缺点是不能不能大画面(在不牺牲像素的境况下)回放,而多工处理器Multiplexers是回放功能好,能大画面回放,也能多画面回放,缺点是丢失图像,产生动画效果。

分割器的功能:多数产品具备以下全部或部分

(1)同时多画面显示图像外,也可以显示单幅画面,设置自动切换具备4个或8个(双页四分割)摄象机输入端子,通常有两个视频输出端子,一路为录象输出,输出四画面图像供记录,另一路为视频输出,供与监视器相连,可选择显示单一画面图像,也可顺序显示4路输入图像。

(2)即时显示影像输出(60或50画面/秒),四画面分割器的影像处理技术是将四个视频信号同时进行数位处理,将每一个全画面缩小成1/4的画面大小并放置于不同位置,从而在监视器上组合成四画面分割显示。由于四画面分割器是同时处理四个画面信号,因此可以*作实时录象与监视,画面动作不致有延迟的现象。现在已发展出**质的 IC,提高即时性的速度。

(3)可以叠加时间和字符(内建式时钟和字幕显示),各画面上可显示多个英文或数字,以标明摄象机号和位置信息,字数一般最多为8个。

(4)具有双工性能的装置,在回放时可放送四分割画面,也可指定某一画面作放大监看,但是画面品质较粗糙、质量不高。

(5)含内建蜂鸣器的警报输入与联动功能,影像移动自动侦测(Motion Detection),可以与报警探测器或视频移动探测器构成的报警系统连动。

(6)快速放像功能、静止画面功能、时间发生器、单道声音输出等功能。

(7)图像丢失报警功能,可留住最后画面。

(8)对于双四画面:八只摄影机的输入,都可独立调其亮度、对比、彩色及色度,不同的边界颜色,区分二页四分割显示。

(9)具备RS232口与电脑连接的功能,RS232远地控制功能,未来可与网路连结。

(10)菜单设置功能

(11)画中画与图像局部放大功能

(12)高解析度显示720x576(PAL),720x480(NTSC),一千六百万种真实彩色输出

未来功能发展趋势

由于四分割与图框强调其画面的清晰与即时性,而IC的品质是影响的关键。目前不断研发出新的IC,改善了画面的品质。另外,微处理器的进步也使其控制管理不同IC(如影像IC、记忆体IC)的能力更好。

多工处理器的功能:多数产品具备以下全部或部分
·全双工图框压缩功能与多工监视同时工作。
·可连接4只摄影机,并有回路输出。
·即时四分割显示(60或50画面/秒)。
·高解析度显示720x576(PAL),720x480(NTSC)。
·一千六百万种真实彩色输出。
·影像断讯与警报输入自动侦测。
·摄影机的输入,都可独立调其亮度。
·四分割画面和4组摄影机自动跳台显示,可同时输出。
·内建式蜂鸣器的警报输入。
·可储存5笔警报记录。
·可选各种长时间的VCR录影模式。
·VCR可依四分割或全画面回放影像。
·VCR回放影像可放大。
·VCR影像影像可直接输出于电视上。
·RS232远地控制功能。
·工业标准架1U的机箱。

未来功能发展趋势

·产品网际网路化
随着网路的兴盛,未来四分割与图框处理器将走向网际网路化,产品的功能设计将与网际网路连结,朝向多画面的远端监视系统发展。
·产品个性化,少量多样的模式,会愈来愈普遍
为因应各地区对产品的需求不同,产品的设计将有其独特性,不只少量销售也在外观与功能上增加多样性。
·产品功能丰富化
由于技术愈趋成熟,以前的跳台器,移动侦测器(Motion Dection)等全都成为内建的必备功能。另外,内建Modem,有警报侦测,立即拨号,也将成为趋势。
·服务附加价值大
产品朝向网际网路化及功能丰富化后,四分割与图框处理器不只是单纯提供使用者影像处理的功能,因与现代科技发展的结合,将扩大提供使用者更多元化的服务空间。
同时多画面分割器有与视频矩阵切换系统相融合的趋势。
**四分割与图框将朝向远端监控产品的技术发展,在 CCTV 市场中发展新的应用来开创新的市场。而不论功能的变化如何,传输画面、回放画面的清晰度与速度相信仍是最重要的品质要求。

画面处理设备的种类及典型品牌

目前市场上画面分割器(又有彩色、黑白之分,单功、双功之分)有:
单工四画面分割器:NQC—6015(彩色),WV-MS424(彩色),NQB—601(黑白),NQB—604(黑白)
双工四画面分割器(即回放时靠电子放大可实现淡化面显示):NQC—605(彩色)
双四画面分割器(即可连接8只摄像机,以二面的四画面切换显示):NQC—608(彩色),WV-MS428(彩色),NQB—612(黑白)
而图像多工器(Multiplexers桢场切换)则种类更多(又有彩色、黑白之分,单功、双功及全双功之分),有:
单工处理器(场开关):WV-FS28(4路),WV-FS29(9路),WJ-FS216(16路)
双工处理器(场开关):WV-FS38(4路),WJ-FS216(16路)
全双功处理器:WJ-FS616(带系统控制功能)
十六路场开关(WV-FS616)(带系统控制功能),MV94E,MV99E,MV96E,MV16I(黑白)

单功、双功、全双功概念

对于画面处理器(Multiplexers)而言,存在单功型、双功型、全双功型,而这三个概念是众多使用者们难以准确定义的,在这里,说述其定义:
所不同的仅在于记录全部输入视频信号的同时

1.单功:多画面录像与多画面监视不能同时进行,二者选取其一;a.只能多画面监看,不能*多画面同时录影,称为画面分割器,b只能多画面录影,不能多画面同时监看, 称为场切换或桢切换
2.双功:多画面录像与多画面监视可以同时进行,互不影响;即:在录象状态下可以监看多画面分割图像或全画面,在放像时也可看全画面或分割画面

3.全双功:可同时接两台录像机,一台进行录像,而另一台用于回放,两者互不干扰。图框处理器则可另外再接一台监视器与录放影机,共接二台监视器与二台录放影机,交叉同时监看、录影与回放,可以连接两台监视器和两台录象机,其中一台用于录象作业,另一台用于录象带回放。

画面设备应用中的一些误区

画面处理器是以损失一些图像质量来换取系统的简单,节省耗材,但保安监控中重要的是在于识别罪犯特征,不必过分强调作案过程的细节,所以应能完全忍受画面的动画效果。
评价多画面分割器性能优劣的关键是影像处理速度和画面的清晰程度。


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