電視監(jiān)控系統(tǒng)中常見圖像干擾的原因及分析

摘要：本文對電視監(jiān)控系統(tǒng)中各種圖像干擾現(xiàn)象產(chǎn)生的原因逐一分析并分析圖像干擾的處理措施。

關(guān)鍵詞：電視監(jiān)控系統(tǒng) 圖像干擾

0 引言

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)在建筑工程中的應(yīng)用越來越多，由于系統(tǒng)周圍電氣環(huán)境比較復(fù)雜，容易形成各種干擾源，如果施工過程中未采取恰當(dāng)?shù)姆婪洞胧鞣N干擾會通過傳輸線纜進(jìn)入閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，造成視頻圖像質(zhì)量差等問題。電視監(jiān)控系統(tǒng)一般由前端圖像采集系統(tǒng)、線路傳輸系統(tǒng)、后端圖像顯示處理系統(tǒng)組成。由于種種原因，后端圖像顯示系統(tǒng)往往會出現(xiàn)這樣或那樣的干擾現(xiàn)象，若不及時解決，會給整個系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)看、錄像等造成不良影響。

1 視頻信號干擾產(chǎn)生的原因

1.1廣播干擾：由于實(shí)際應(yīng)用的需要，必須將電纜在空中架設(shè)，這時電纜本身就相當(dāng)于一根很長的天線。由于天線效應(yīng)的結(jié)果，電纜中會產(chǎn)生相當(dāng)大的廣播干擾電壓，并在電纜外皮上產(chǎn)生干擾電流，這一電流通過電纜兩端接地點(diǎn)與地構(gòu)成回路，于是在終端負(fù)載上就會產(chǎn)生廣播干擾信號的電壓，使干擾信號混入視頻信號中。這種干擾信號在圖像上表現(xiàn)為較密的斜形網(wǎng)紋，嚴(yán)重時甚至?xí)蜎]圖象。如果將電纜埋在地下，或采用鉛皮電纜、平衡對稱電纜等都能較好地克服這種干擾。

1.2低頻干擾：對于頻率越低的信號電纜屏蔽層屏蔽效果越差，由于這種原因而引入的干擾信號有載波電話，電臺的信號等，它們在圖像上會造成水平條紋的干擾。

1.3 50hz電源干擾：當(dāng)系統(tǒng)需要始端與末端同時接地時，由于兩端接地電位不同及電纜外皮電阻的存在，在兩地之間引起50hz的地電位差，從而產(chǎn)生干擾信號電壓。當(dāng)干擾信號被疊加在視頻信號上時，使正常圖像上出現(xiàn)很寬的橫暗帶。

1.4 50hz電源頻率的二次諧波和三次諧波干擾：諧波干擾主要表現(xiàn)在大電流或高電壓的電力線周圍，是電力電纜向四周的輻射信號，其頻率為2500hz和125000hz，主要干擾視頻信號的低頻段。

1.5傳輸線路引起的干擾：視頻傳輸線質(zhì)量不好，特別是屏蔽性能差(屏蔽網(wǎng)不是質(zhì)量很好的銅線網(wǎng)，或屏蔽網(wǎng)過稀而起不到屏蔽作用)。與此同時，這類視頻線的線電阻過大，因而造成信號產(chǎn)生較大衰減，這也是加重故障的原因。此外，這類視頻線的特性阻抗不是757以及參數(shù)超出規(guī)定也是產(chǎn)生故障的原因之一。這種現(xiàn)象的表現(xiàn)形式是在監(jiān)視器的畫面上產(chǎn)生若干條間距相等的豎條干擾，干擾信號的頻率基本上是行頻的整數(shù)倍。

1.6不潔凈電源干擾：這里所指的電源不“潔凈”，是指在正常的電源(50周的正弦波)上疊加有干擾信號。而這種電源上的干擾信號，多來自本電網(wǎng)中使用可控硅的設(shè)備，特別是大電流、高電壓的可控硅設(shè)備，對電網(wǎng)的污染非常嚴(yán)重，這就導(dǎo)致了同一電網(wǎng)中的電源不“潔凈”。不潔凈電源使攝像機(jī)和其它有源設(shè)備工作不穩(wěn)定，進(jìn)而形成干擾。

2 常見的圖像干擾及其解決方法

2.1木紋狀的干擾這種干擾的出現(xiàn)，輕微時不會淹沒正常圖像，而嚴(yán)重時圖像將無法觀看(甚至破壞同步)。這種故障現(xiàn)象產(chǎn)生的原因較多也復(fù)雜。大致原因如下：

2.1.1視頻傳輸線的質(zhì)量不好，特別是屏蔽性能。這類視頻線的線電阻過大，造成信號產(chǎn)生較大衰減進(jìn)而會加重故障。此外，這類視頻線的特性阻抗不是75Ω且參數(shù)超出規(guī)定也是產(chǎn)生故障的原因之一。由于產(chǎn)生上述干擾現(xiàn)象不一定是視頻線不良，因此判斷故障原因時要準(zhǔn)確和慎重。若是電纜質(zhì)量問題，全部換成符合要求的電纜，這是徹底解決問題的最好辦法。

2.1.2供電系統(tǒng)的電源不“潔凈”。這里所指的電源不“潔凈”，是指在正常的電源(50周的正弦波)上疊加有干擾信號。這種電源上的干擾信號，多來自本電網(wǎng)中使用可控硅的設(shè)備。特別是大電流、高電壓的可控硅設(shè)備，對電網(wǎng)的污染非常嚴(yán)重，這就導(dǎo)致了同一電網(wǎng)中的電源不“潔凈”。如本電網(wǎng)中有大功率可控硅調(diào)頻調(diào)速裝置、可控硅整流裝置等，都會對電源產(chǎn)生污染。這種情況解決方法較簡單，只需對整個系統(tǒng)采用凈化電源或在線UPS供電就可以。

2.1.3系統(tǒng)附近有很強(qiáng)的干擾源。通過調(diào)查和了解加以判斷，如果屬于這種原因，解決的辦法是加強(qiáng)攝像機(jī)的屏蔽，且對視頻電纜線的管道進(jìn)行接地處理等。

2.2視頻電纜線的芯線與屏蔽網(wǎng)短路、斷路會產(chǎn)生大面積網(wǎng)紋，進(jìn)而破壞全部圖像，最終形不成圖像和同步信號。這種情況多出現(xiàn)在BNC接頭或其它類型的視頻接頭上。這種故障現(xiàn)象出現(xiàn)時，不會是整個系統(tǒng)的各路信號都出問題，而僅出現(xiàn)在那些接頭不好的路數(shù)上。只要認(rèn)真逐個檢查這些接頭就可解決。

2.3若干條間距相等的豎條干擾信號的頻率基本上是行頻的整數(shù)倍，這是由于視頻傳輸線的特性阻抗不是75Ω而導(dǎo)致阻抗失配造成的。也可以說，產(chǎn)生這種干擾現(xiàn)象是由視頻電纜的特性阻抗和分布參數(shù)都不符合要求綜合引起的。解決的方法一般是“始端串接電阻”或“終端并接電阻”的方法去解決。另外，值得注意的是，在視頻傳輸距離很短時(一般為150米以內(nèi))，使用上述阻抗失配和分布參數(shù)過大的視頻電纜不一定會出現(xiàn)上述的干擾現(xiàn)象。解決上述問題的根本辦法是在選購視頻電纜時，一定要保證質(zhì)量。必要時應(yīng)對電纜進(jìn)行抽樣檢測。

2.4由傳輸線引入的空間輻射干擾這種干擾現(xiàn)象的產(chǎn)生，多數(shù)是因?yàn)樵趥鬏斚到y(tǒng)、系統(tǒng)前端或中心控制室附近有較強(qiáng)的、頻率較高的空間輻射源。這種情況的解決辦法一是在系統(tǒng)建立時，應(yīng)對周邊環(huán)境有所了解，盡量設(shè)法避開或遠(yuǎn)離輻射源；二是當(dāng)無法避開輻射源時，對前端及中心設(shè)備加強(qiáng)屏蔽，對傳輸線的管路采用鋼管并良好接地。

2.5圖像出現(xiàn)雪花點(diǎn)或高亮點(diǎn)現(xiàn)象原因：雖然視頻傳輸所用同軸電纜抗高頻干擾要比抗低頻干擾性能強(qiáng)，但是強(qiáng)高頻干擾信號還會對圖像的傳輸產(chǎn)生干擾。大電荷負(fù)載啟停、變頻機(jī)及高頻機(jī)等在工作時除了輸出高強(qiáng)度基波外，同時還會產(chǎn)生高強(qiáng)度的二次諧波。雖然諧波強(qiáng)度比基波低很多，但高次諧波頻帶很寬且成分復(fù)雜，所以基波的各次諧波都會對利用視頻基帶傳輸(即6MHZ帶寬內(nèi))的視頻信號造成不同程度的干擾。經(jīng)過多次精度實(shí)驗(yàn)，高頻干擾信號的基波和諧波頻率均在45MHz以內(nèi)。

2.6圖像出現(xiàn)重影干擾原因：視頻信號在傳輸過程中色度、亮度及飽和度都會有相應(yīng)衰減，當(dāng)傳輸視頻的同軸網(wǎng)絡(luò)阻抗不匹配(也稱失配)時，視頻信號傳輸?shù)浇K端會有部分色度、亮度及飽和度產(chǎn)生微反射，反射回來的信號會回到發(fā)射處形成再反射，與視頻信號疊加經(jīng)過延時和損耗到達(dá)終端。多個反射信號將在接收端產(chǎn)生碼間干擾(lSl)，lSl會導(dǎo)致監(jiān)視器收到錯誤的輸入信號幅度和相位并顯示出來，這就使傳回來的圖像看起來好象清楚的圖像上又蒙上了一層模糊不清的圖像現(xiàn)象，即重影現(xiàn)象。

電視監(jiān)控系統(tǒng)中視頻圖像受干擾的原因復(fù)雜，檢測手段缺乏，需要工程技術(shù)人員在實(shí)際工作中不斷摸索，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能快速、有效地解決故障，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊磊.閉路電視監(jiān)控系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社2004—2.

[2]張新意.電視監(jiān)控與報警系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)安裝(調(diào)試、維護(hù))及故障檢修實(shí)用手冊.安徽音像出版社2004—01

[3]黎連業(yè)，及延輝，朱衛(wèi)東.入侵防范電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技米—智能建筑系列叢書.電子工業(yè)出社2005—7.