四畫面分割器是一種專業(yè)的視頻處理設(shè)備。它可以將四個畫面壓縮組合后顯示在同一個畫面上。其優(yōu)點是節(jié)省多個其它的視頻設(shè)備，直觀性強。

考察畫面分割器的質(zhì)量和檔次的標(biāo)準(zhǔn)是：

1.每幅小畫面的圖像信息量的多少。

2.顯示圖像是否為實時圖像，包括錄像的重放。

3.時基較正性能是否良好。

4.亮度、色度、灰度級別。

5.錄像回放功能。

6.字符設(shè)定、調(diào)整功能。

7.其它諸如報警、操作、時間日期發(fā)生等功能。

8.尺寸、外觀等物理特性。

9.工作電壓、功耗等電器特性。

畫面分割原理是這樣的：外來的圖像信號經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A/D）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，分別在水平和垂直方向上按照2：1的比率壓縮、取樣、存儲。存儲器內(nèi)的各路樣點信號在同一時鐘的驅(qū)動下順序輸出，再經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器

（D/A）轉(zhuǎn)換成一路的模擬信號進行顯示。

畫面分割器除具有分割圖像顯示外，還可通過操作設(shè)定視頻圖像的順序切換、單畫面顯示、分割顯示等。較高檔次的畫面分割器可使錄像機錄制的分割圖像進行單畫面的放大回放。

第二節(jié)、多畫面處理器

這里所講的多畫面處理器是另外一種高級的視頻圖像處理設(shè)備。在港臺稱之為畫框處理器（Frame Processor），歐美地區(qū)稱之為數(shù)字多工處理器（Digital  Multiplexer）。由于采用的是場切換或幀切換技術(shù)，因此也可以稱之為幀場切換處理器。

在實際應(yīng)用中，幀場切換器必須與錄像機配合使用，它可以將各監(jiān)控點傳來的多路視頻信號以幀/場間隔進行切換并用一臺錄像機進行記錄。回放時通過幀場切換器進行多畫面或單畫面的回放。錄制的單幀圖像是與實際監(jiān)視相同的未壓縮畫面，對細(xì)節(jié)分析十分有利。但是由于是切換式錄像，存在丟幀/場現(xiàn)象，因此同一監(jiān)視點記錄的圖像在回放時會產(chǎn)生卡通效應(yīng)。

一幀圖像是由兩場掃描組成，因此幀切換的時間間隔為40ms，場切換的時間間隔為20ms。

在幀場切換器中經(jīng)常會提到單工與雙工類型。所謂雙工處理從電路結(jié)構(gòu)上看，其一部分電路要處理送往錄像機的視頻信號，另一路要處理送往監(jiān)視器的視頻信號。但是對于雙工的定義，各個廠家定義不同，我們習(xí)慣于美國公司的定義方式，即能夠在記錄或重放錄像帶的同時可以監(jiān)看多路圖像分割顯示。這樣的雙工處理器可實現(xiàn)兩臺錄像機同時放像和錄像而互不影響，同時在錄像的同時不影響觀看分割圖像。核生化控制中心的形式固定式HS-GD002

可以講，幀場切換器的性能和檔次要高于四畫面分割器，但是其錄像的丟幀現(xiàn)象卻給安防記錄帶來不便。因此歐美國家的一些廠家采用了一種基于視頻圖像移動監(jiān)測技術(shù)的“動態(tài)時間分配"輸出方式，通過對畫面的活動情況進行連續(xù)分析，并根據(jù)畫面的活動狀況確定優(yōu)先處理的攝像機，使該路圖像獲得更多的錄像時間。這樣就能有效降低活動畫面的丟幀數(shù)量，使錄制的圖像接近于實時。

幀切換器一般有4路、8路、9路、16路等，場切換器一般有4路和8路。

幀場切換器除為我們帶來強大的錄像功能外，還具有多項畫面處理和其它操作功能，如畫中畫顯示、單畫面顯示、多畫面任意組合分割顯示、圖像數(shù)碼變焦放大、視頻信號丟失檢測、時間發(fā)生、圖像通道名稱標(biāo)題編輯以及報警處理功能等。核生化控制中心的形式固定式HS-GD002

第三節(jié)、視頻／音頻切換器

視頻和音頻切換器電路基本一樣，由于視頻處理比音頻處理要復(fù)雜得多，因此以視頻切換器為例講述其工作原理。

我們知道，原始的監(jiān)控系統(tǒng)是沒有切換器的，是一臺攝像機接駁一臺錄像機或監(jiān)視器。即使現(xiàn)在，在需要的場合如柜員制系統(tǒng)中仍有使用。但當(dāng)通道數(shù)量增多，如成百上千并且無需逐一不間斷監(jiān)視時，一對一實現(xiàn)勢必造成監(jiān)視器、錄像機增多，從造價、監(jiān)控室布局等方面形成浪費、臃腫的狀態(tài)。同時現(xiàn)代多功能監(jiān)控系統(tǒng)需要的多種聯(lián)動功能也無法實現(xiàn)。所以視頻/音頻切換器應(yīng)運而生。

經(jīng)過多年的探索和努力，切換器從簡單的琴鍵開關(guān)式、繼電器切換式發(fā)展到大規(guī)模模擬開關(guān)集成電路切換式。

從輸入輸出的切換方式分類有矩陣式切換器、順序切換器、分組切換器。順序切換器功能簡單，已經(jīng)成為監(jiān)控系統(tǒng)中的一種附屬設(shè)備，而不再作為系統(tǒng)主控

制器使用。分組切換器的多項功能已經(jīng)在矩陣切換器中得到應(yīng)用，所以使用的場

合較少。現(xiàn)在ZW常見的是矩陣式切換器。

矩陣是一個數(shù)學(xué)名詞，下面給出了一個n列、m行的矩陣。其中元素用a來

代表。

1       2    . . . . . . n

1    a11     a1

2   . . . . . . a1n

2    a21     a22   . . . . . . a2n

3    a31     a32   . . . . . . a3n

.     .       .    . . . . . .  .

.     .       .    . . . . . .  .

.     .       .    . . . . . .  .

m    am1     am2   . . . . . . amn

從這個矩陣可以看出，矩陣中的每一種元素均代表一種狀態(tài)。我們把行作為矩陣式切換器的輸入，那么矩陣中行的數(shù)量m就代表攝像機的數(shù)量或系統(tǒng)輸入通道數(shù)量；把列作為矩陣式切換器的輸出，那么矩陣中列的數(shù)量n 就是監(jiān)視器的數(shù)量。因此矩陣中每一種狀態(tài)代表系統(tǒng)的輸入、輸出狀態(tài)。如a32代表第三路攝像機圖像在第二個監(jiān)視器上顯示，依次類推。因此所有通道的圖像都可以在任何一個監(jiān)視器上顯示；同理所有監(jiān)視器都能顯示任何一個通道的圖像，而相互不影響。這就是矩陣式切換器的巨大優(yōu)勢，有時也可以講具有這樣的高級圖象切換功能的才是矩陣切換器。基于此功能，矩陣切換器對于圖象的切換就不僅僅是原始的手動定點切換，而增加了更多的如序列切換、分組切換、群組切換、圖象巡游等功能，有的矩陣廠家干脆稱為“WN切換"。同時輸出口的增多，又可以增加分控顯示的數(shù)量，滿足了現(xiàn)代監(jiān)控系統(tǒng)的需要。視頻/音頻切換器的電路大同小異，只是矩陣電路規(guī)模不同。一般分為輸入、切換、輸出電路。在輸入電路中主要解決視頻圖像信號的阻抗匹配和放大。輸出電路同樣解決的是阻抗匹配和放大問題。在矩陣電路中，除必須的模擬開關(guān)集成電路或?qū)Ｓ靡曨l矩陣切換集

成電路外，多用微處理器通過軟件程序進行控制，數(shù)據(jù)信息的交換在數(shù)據(jù)總線上進行，各對應(yīng)選擇地址將在地址總線上進行通訊。在當(dāng)前的矩陣切換器中絕大多數(shù)都采用了模塊化設(shè)計，除了必須的CPU控制卡外，分別有視頻輸入卡、視頻切換輸出卡、云臺鏡頭控制的通訊卡、報警接口卡、與計算機通訊的通訊卡等。模塊化的設(shè)計對于系統(tǒng)的擴容、維護都極為方便。

現(xiàn)階段的控制器對前端的操作都使用標(biāo)準(zhǔn)計算機通訊編碼，另外報警等功能的聯(lián)動使得控制器中還應(yīng)有編碼電路和報警信息接收電路。這部分電路根據(jù)報警處理方式的不同和編碼的特殊性而具體分析。總的來說，切換器接收到報警信息（包括報警通道的號碼和報警類型等）后，將其置入數(shù)據(jù)總線，CPU按軟件程序的設(shè)定進行響應(yīng)，在地址總線上輸出對應(yīng)通道的地址碼，使矩陣電路將對應(yīng)通道的圖像顯示于主監(jiān)視器上，完成報警后圖像自動切換功能。

鍵盤動作一般來說是這樣實現(xiàn)的：鍵盤的每一個鍵都有自己的鍵值，CPU按軟件程序中的約定隨時對鍵盤進行掃描或者在按鍵動作時向CPU發(fā)出響應(yīng)請求由CPU進行瞬時響應(yīng)。當(dāng)按下某鍵后，CPU得到該鍵的鍵值，并進行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)編碼，編碼過程可以在切換器中進行，也可在鍵盤中直接完成。動作命令經(jīng)編碼后從線纜傳至前端JMQ，得到了動作的遙控實現(xiàn)。若屬對視頻或報警的操作，則切換器將該編碼通過數(shù)據(jù)總線送入CPU處理，得到對應(yīng)動作的地址碼或通訊數(shù)據(jù)，來使其它電路及矩陣電路響應(yīng)。有的控制器鍵盤并不是隨時對鍵盤進行掃描，而是當(dāng)鍵盤發(fā)出控制命令時，CPU卡接收分析加以響應(yīng)的。

第四節(jié)、報警處理器

報警處理器是將所有前端報警信號收集，將發(fā)生報警通道的信號進行處理并

輸出多個開關(guān)量控制燈光、錄像機等設(shè)備的自動啟動，同時輸出報警通道編碼并傳送至主控器（切換器）。

報警處理器按處理方式的不同分為總線式和多線式。

總線式是指所有前端探頭的信號均由一根雙絞線傳輸，各探頭有自己的地址，處理器將傳來的信號進行分析，得到報警探頭的地址碼，再按多線方式進行響應(yīng)。總線式報警處理設(shè)備多、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尤其是前端需有JMQ對探頭信號進行變換，同時對地址碼進行設(shè)置。處理器中也要有相應(yīng)的信號變換和識別電路。總線制的優(yōu)點是可大大節(jié)省電纜，降低費用，并給施工帶來方便。十分適用于前端探頭較多并且較為集中的情況。

多線式處理方式就是各個探頭互不干擾地將信號線和電源線匯集至控制室，并分別將探頭信號線與報警處理器的對應(yīng)通道輸入端相連。多線式方式仍為現(xiàn)今報警處理的主導(dǎo)方式。

報警處理器電路可分為信號輸入、信號識別、響應(yīng)輸出等部分。信號輸入部分的作用是將各種報警信號變成微處理器或邏輯電路能夠處理的電平信號；信號識別電路將信號進行分析，確定報警與否，同時將該報警信息按設(shè)定的方式提取對應(yīng)的地址；響應(yīng)輸出部分電路的作用是將得到的地址信息轉(zhuǎn)換成與切換器對應(yīng)的編碼信息并送入切換器，同時對報警信息進行響應(yīng)觸發(fā)報警輸出電路，如警報聲音、繼電器輸出等。

報警處理器可以作為單一的控制設(shè)備使用，也可以與切換器等其它設(shè)備共同組成綜合性監(jiān)控系統(tǒng)。

第五節(jié)、多媒體控制設(shè)備

多媒體監(jiān)控系統(tǒng)是集中了多媒體計算機技術(shù)，尤其是數(shù)字圖像處理及圖像傳

輸?shù)腪XJS的新一代監(jiān)控系統(tǒng)。它融音視頻處理、系統(tǒng)信息管理、系統(tǒng)控制及網(wǎng)絡(luò)通信于一體，代表了監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，且被越來越多的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)所選用。

對于簡單的多媒體系統(tǒng)來說，僅僅是在原來的監(jiān)控系統(tǒng)中添加多媒體計算機和相應(yīng)的控制軟件以及圖像采集卡，仍然保留原系統(tǒng)中的控制器。計算機與系統(tǒng)控制器之間通過RS-232串行通信口實現(xiàn)控制。系統(tǒng)控制軟件的界面類似于系

統(tǒng)控制鍵盤（模擬鍵盤），或根據(jù)矩陣控制器的協(xié)議將控制命令編輯在多媒體顯示/操作界面中，當(dāng)用鼠標(biāo)點擊模擬鍵盤或控制界面的相應(yīng)按鍵時，系統(tǒng)控制軟

件即可根據(jù)控制協(xié)議將控制指令通過RS-232通信口送入系統(tǒng)主控制器完成控

制操作。系統(tǒng)的前端JMQ仍然靠RS485通信口與主控制器連接。這種多媒體實際上只是為用戶提供了一個更為友好的人機操作界面，并增加了一些信息管理、電子地圖等功能，同時計算機的使用也為將來的功能擴展提供方便。通常這種多媒體控制方式稱為圖形用戶界面（Graphic User Interface，簡稱GUI）而真正意義的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)是指系統(tǒng)的主控制器由高性能的工控機取代，并且將主控端的全部設(shè)備（如視頻矩陣切換卡、音頻矩陣切換卡、遠(yuǎn)程通信卡、數(shù)字化視頻處理卡、漢字疊加卡、網(wǎng)絡(luò)通信卡等）都以功能卡的形式裝進工控機的機箱中，因而系統(tǒng)的集成度更加完善、穩(wěn)定性進一步提高。當(dāng)整個監(jiān)控系統(tǒng)中各分控端也是由多媒體計算機承擔(dān)時，如果這些計算機已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)，則各個分控計算機與系統(tǒng)主機的通信可以直接根據(jù)TCP/IP協(xié)議經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸，實現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的控制。

一、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)所具備的功能：

㈠對安裝者、系統(tǒng)管理員、各級操作員可分別授予不同的權(quán)限，以適應(yīng)安全

保密的要求，防止系統(tǒng)被非法使用。

㈡SQ安裝者可使用軟件對整個系統(tǒng)進行任意設(shè)置。

㈢系統(tǒng)軟件窗口具有很強的系統(tǒng)編程設(shè)置功能，具有了工程應(yīng)用中二次開發(fā)能力。

㈣可使用電子地圖了解監(jiān)控區(qū)域的全貌，同時使用鼠標(biāo)器點擊監(jiān)控點后的圖像、聲音自動彈出，操作更加直觀、方便。

㈤真正意義的多媒體系統(tǒng)在圖像處理中還加入了多畫面分割顯示功能，取代了由幀場切換器或四畫面分割器實現(xiàn)的原有功能。

㈥圖像觀察尺寸可以在一定要求下由用戶自行設(shè)定。

㈦具有短時間的壓縮或未壓縮的數(shù)字錄像功能，十分利于報警后錄像的要求。

㈧操作的界面集成于顯示器的屏幕上，操作靈活。㈨采用工控機的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)還加入了視頻報警功能。

二、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的特點：

㈠安全性

多媒體監(jiān)控系統(tǒng)提高了對災(zāi)害和突發(fā)事件的防御能力，它不受各種人為因素的干擾，按部就班地按照預(yù)先設(shè)定的程序完成每一步工作；電子地圖的引入使監(jiān)控布局更加合理、直觀，能ZD限度地避免遺漏；視頻報警功能使布防更加靈活，報警更為可靠。

㈡靈活性

模塊化的設(shè)計大大降低了施工難度，給維護也帶來極大的便利。因此從系統(tǒng)配置、工程安裝調(diào)試到系統(tǒng)擴容都更為靈活。

㈢信息化

計算機和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展為多媒體監(jiān)控系統(tǒng)提供了一個以計算機為中心的監(jiān)控平臺，為今后網(wǎng)絡(luò)信息化的建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

㈣智能化

以多媒體計算機為控制中心，通過系統(tǒng)軟件實現(xiàn)控制界面的可視化及控制環(huán)境的多媒體化，可方便地實現(xiàn)靈活機動智能化控制。各部分有機地組合，由計算機統(tǒng)一分析、統(tǒng)計、處理，完成預(yù)定的每一步操作，真正實現(xiàn)臨危不亂。

㈤現(xiàn)代化

多媒體技術(shù)的應(yīng)用不僅使安防理論上升到一個新的高度，而且從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)的實現(xiàn)到通信接口技術(shù)的應(yīng)用無不體現(xiàn)了最現(xiàn)代化技術(shù)的實際應(yīng)用。

三、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)控制部分的組成：

㈠圖形用戶界面（GUI）

在GUI監(jiān)控系統(tǒng)中，除了原有的主控制器（包括視頻切換、音頻切換、報警處理各個單元）外，增加了多媒體計算機、圖像捕捉設(shè)備以及控制軟件。多媒體運行的軟件環(huán)境多以Microsoft  Windows軟件作為操作平臺。

圖像、聲音采集卡是多媒體系統(tǒng)中bk的專業(yè)設(shè)備。圖像卡主要用于在屏幕上開窗口以顯示切換器輸出的活動視頻圖像，并進行凍結(jié)、實時采集、存儲；聲卡則用于對輸入的音頻信號通過有源音箱還原jt。一旦音視頻信號以文件形式被采集到計算機中，就可以用計算機對其進行各種處理。

㈡多媒體監(jiān)控系統(tǒng)

這里以工控機為核心，包括遠(yuǎn)程通信卡、視頻矩陣切換卡、音頻矩陣切換卡、

數(shù)字化視頻處理卡等。除了組成部分與功能的不同外，其它的軟件運行環(huán)境、硬件配置等與普通多媒體系統(tǒng)相同。

第六節(jié)、其它設(shè)備

視頻處理產(chǎn)品很多，如時間日期發(fā)生器、字符（中、英文）發(fā)生器、視頻分配器、線纜補償器、時基校正器、視頻存在丟失檢測器、云臺鏡頭控制器以及高速數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)等，由于有的技術(shù)原理十分復(fù)雜，有的在實際中不常應(yīng)用，有的屬于較低檔產(chǎn)品，因此其工作原理在這里不作專門討論。現(xiàn)就一些主要設(shè)備的功用作一下介紹。

一、時間、日期發(fā)生器：

該設(shè)備可產(chǎn)生與實際相吻合的時間和日期，并能通過簡單操作進行調(diào)整，再通過內(nèi)部視頻、字符疊加電路將產(chǎn)生的時間、日期字樣顯示到屏幕上。這樣，使用時間日期發(fā)生器后，圖像就有了時間記錄，方便了檔案存儲和查詢。

二、字符疊加器：

這個設(shè)備與時間日期發(fā)生器一樣，可產(chǎn)生英語或漢語字符顯示在圖像上，使用戶觀看一目了然。漢字字符有兩種實現(xiàn)形式。一種是固定的，需要將所需漢字固化在存儲器中，這種方式簡單、價格低、實現(xiàn)容易，但不能修改，一旦前端設(shè)備由于需要作位置變動時，字符的修改就需要專業(yè)的廠家或原廠家實施，過程麻煩、時間長，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被淘汰。另一種是動態(tài)字符疊加器，可以與PC機相連，由用戶使用字符設(shè)置軟件進行字符的動態(tài)設(shè)置，字符的內(nèi)容、顯示方式等都

可以由用戶設(shè)定，這種方式操作靈活、易于擴充、修改方便，是當(dāng)前字符疊加器的主流。

三、視頻分配器：

由于系統(tǒng)中某路圖像可能需要供多個處理設(shè)備，如監(jiān)視器、矩陣切換器、多工器、錄象機等，根據(jù)視頻信號的特點，必須加入視頻分配器對視頻信號進行分配。其作用是對分配后視頻信號進行阻抗匹配、放大、同步調(diào)整等，避免視頻信號衰減、阻抗不配引起的圖像質(zhì)量下降。

四、時基校正器：

電視圖像信號在電－磁和磁－電的變化過程以及傳輸過程中會產(chǎn)生特殊的相位畸變，引起單位時間內(nèi)的圖像信號不能在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化或恢復(fù)，我們稱其為時基誤差。嚴(yán)重時會使圖像出現(xiàn)錯誤的色調(diào)和同步丟失，造成信號滾動、跳動、閃爍等現(xiàn)象。

時基校正器是一種校正時基誤差的專用設(shè)備。這種設(shè)備可將信號重新排列整齊，即給信號不同的延時，使提前的部分多延時一些，滯后的部分少延時一些，所以時基校正器是一個延時量可控的延時設(shè)備。

現(xiàn)在應(yīng)用的時基校正器多是數(shù)字式，校正范圍寬。其校正方法是對重放信號進行脈碼調(diào)制（PCM），將其變?yōu)閿?shù)字信號，然后存入與該信號同步的時鐘存

儲器中，同時由基準(zhǔn)同步信號產(chǎn)生的讀出時鐘又連續(xù)地從存儲器中取出數(shù)字信號，由于讀出速度是均勻的，所以信號的排列是整齊的。將讀出的信號再進行數(shù)字/

模擬轉(zhuǎn)換輸出，從而保證了圖像信號的傳輸質(zhì)量。

五、云臺、鏡頭控制器：

該設(shè)備適用于規(guī)模較小，無jmq的前端使用。一般都采用多線制控制，其原理也極其簡單，只是將云臺和鏡頭的工作所需電壓產(chǎn)生，通過線纜傳至前端與對應(yīng)動作連接即可。操作則使用按鍵或一般的琴鍵開關(guān)即可實現(xiàn)。