监控图像受干扰的产生原因及解决方法

一、 监控图像受干扰

首先应区分是系统内部产生还是外侵干扰，还应区分产生干扰的部位，是摄像机前端、传输系统还是监控中心设备，常用“分割法”、“替代法”区分。图像干扰的现象及产生原因为：

1、杂波干扰。表现为图像上混有杂乱的“横道”、“波纹”或一阵阵杂乱的飞点、刺、线状干扰，严重时导致图像模糊、扭曲、抖动、翻滚。此问题的原因多为：（1）视频插头与插座间接触不良，视频线接头压接、绞接点接触电阻变大，视频线屏蔽不好。（2）视频接头靠在安装支架或立杆上有松接触。（3）有些场所电磁环境恶劣，即使无上述缺陷也会出现图像干扰，如工业厂房、电梯轿箱等，需采取相应措施，有些要改变传输方式才能彻底消除干扰。（4）市电叠加有尖峰、突变、杂波闯入引起干扰。（5）光缆传输时，尾纤未拧到位或对接面受污。

2、滚道干扰。表现为图像上叠加了上下缓慢移动的横条，显然这是交流市电或帧频干扰。此问题的原因多为：（1）视频传输的起点和终点分别接地，两地存在交流电位差，如图1所示，干扰信号Vn与输入信号Vi叠加经传输线到达负载Ro，这是最常见的原因。（2）直流电源不良，如直流稳压电源整流滤波电路内阻变大、电解电容漏液、过负载、电网电压过低等。直流电源不良常表现为屏幕上两横条干扰（100Hz），其他电源干扰只有一横条（50Hz）。（3）射频传输时，有时用高频电缆给信号放大器馈送50Hz交流电，传输设备的“交流过电扼流圈”过载磁饱和引起的交调。（4）射频传输时，系统过载交调，其他频道帧逆程干扰形成滚道，常伴有行逆程斜线干扰。

3、网纹干扰。表现为图像上叠加了一张移动的细网，常与杂波干扰相伴出现。此问题的原因多为：（1）无线电波闯入，以中短波广播电台干扰最多，所有引起杂波干扰的原因都可引入网纹干扰。（2）医疗设备或高频注塑机等大功率高频工业设备、劣质无绳电话及对讲机、遥控设备等高频干扰。（3）射频传输时，系统非线性引起的互调干扰。估算干扰源频率，有助于排查，网纹跑动不快时，可数出屏幕水平方向干扰线根数“N”；或用尺量，则N=（屏幕水平宽度/干扰线距），因电视行正程时间约52uS，故干扰源T=52/N（uS），f=1/T（MHz）。

4、图像后面有淡的、负的、或不同步的其他图像。此问题的原因多为：（1）视频矩阵切换器通道隔离度下降、插件接触不良。（2）当光端机、视频分配器、矩阵等设备未接公共地或接地不良，不同监视器又相接时，不同路径的视频信号会互相串扰，应改善接地，或各路独立“浮空”。（3）射频传输时，相邻频道电平差太大，受邻近频道干扰。（4）射频传输时，系统交调干扰。
以上几种干扰常不是孤立出现，应综合分析，一并排除。

二、 抑制监控图像干扰的方案

1、选用质量好的传输设备及配件。传输线接插头接触不良引起的故障占极大比例，尤其在沿海潮湿地区受盐雾侵蚀，问题更为突出，因此要选用优质的传输设备及配件，如视频电缆、BNC接头等，并加强防护。

2、规范安装工艺。（1）所有接头应焊接。不允许压接、绞接，同时要严密可靠地包扎，防止与支架或立杆搭接。注意防止进水。（2）传输电缆中间不要接头。定购长包装的线，短线用在近距离传输。应预埋备用线。（3）走线要套管。线头线尾套管较难，如：进出地沟处、进出墙壁处、墙壁至摄像机罩间等，套管很难到达，是进水、断线等故障多发点，不可忽略。（4）传输线尽量埋地，不架空，金属套管比PVC套管抗干扰，尽量采用。

3、抑制交流地电位差干扰。此干扰常令技术人员很棘手，抑制方法有：（1）一头“浮空”。摄像机、解码器及电缆与云台、支架、立杆之间尽可能在电接触上隔离。避免干扰信号经电接触传导，同时使摄像机前端“浮空”，不接地，可避免交流地电位差干扰，相当于图1中CB断开，干扰源没有通路。“浮空”具有一定的防雷效果。但实际系统常做不到“浮空”，如传输起点接有其他设备必须接地时需采取下面将介绍的措施。（2）视频光耦合电路。见图2a，注意收发两端的地线不可相接。（3）视频变压器，见图2b，需注意防磁饱和非线性。Honeywell有几款摄像机自带“地隔离变压器”，光耦与视频变压器均隔断了地电位差干扰通路，可等效为“浮空”，但需要视频直流分量恢复。（4）差分隔离电路，如图3所示，此即为平衡传输方案，详见“平衡传输”一节。（5）纵向扼流圈。见图4，因M1、M2为双线并绕， Vi对M1、M2激励的电流大小相等方向相反，对磁芯的感应磁场互相抵消，所以对于Vi，M1、M2相当于阻抗很小的一般传输线，相反，Vn对M1、M2的激励电流方向相同，表现为很大的电感阻抗，对Ro分压很大，起到了遏制Vn干扰的作用。

4、 抑制广播电台干扰。可采取提高传输电平、选用高屏蔽电缆、埋地、金属套管等措施，上述措施若不能彻底解决，可改光缆或双绞线平衡传输，距离电台太近时，只有数字网络传输能彻底消除此干扰。

5、抑制射频传输时的干扰。射频传输干扰多为系统或设备性能等内部原因引起或无线电波干扰，所以设计、安装、调试、选择无干扰频点等环节都不可忽视，远距离传输需兼顾不同季节不同温度下的系统参数。

6、合理选择传输方案。应该在设计时进行勘测论证，根据现场电磁环境和气象环境合理选择传输方案，工程中改变传输方案，势必提高造价，延误工期。

三、 抗干扰的传输方案

1、平衡传输。由于外界干扰（包括交流地电位差干扰）多为共模信号，平衡传输时，视频信号是经差分的，在传输终端，共模干扰被抑制几十分贝。另外，五类、超五类双绞线的双绞结构即双线平衡且空间上等间隔变换，使空中感应干扰得到抵消，所以具有良好的抗干扰性能。一根含四对双绞线的五类线可传输四路视频信号，其粗细和售价与一根相当直径的视频电缆差不多，性价比高。摄像机输出阻抗为75欧不平衡，五类及超五类双绞线为平衡100欧，用于传输视频信号需进行平衡变换，接入端变换的同时进行适当放大和频率预补偿，接收端反变换的同时进行频率再补偿，并把被传输线衰减的视频信号放大到1VP-P标准电平。 如图3是实际应用电路，此方案用在抑制重复接地引起的交流电位差干扰、电梯轿箱等具有很好的抗干扰效果。

2、光缆传输。由于传输介质是光纤和激光，不受电信号干扰，所以抗干扰、抗雷击等电浪涌的性能很好，安全稳定。随着光缆及光端设备的成熟和降价，此方案应用于工业厂区、城市交通电视监控的远程传输，造价低效果好。

3、中频、射频传输。此方案就是广播电视传输方案，中频、射频调制是把基带视频信号频段搬移，可避开频率相对较低的干扰频谱，虽然调制后频率提高，单位线损提高，但倍频程下降，频率失真小，可实现高质量远程同轴电缆传输、无线发射、多路图像共缆传输、双向视频传输、数字视频传输、控制信号传输等。

4、数字网络传输。是最新的网络数字视频信号传输，其依附局域网或公共信息网，只要网络到达的地方就可监控，用户在授权的情况下，可以不受地域限制随时按需监控，数字传输的优越性在于其系统只要能辨别“0”和“1”就不会出错，抗干扰阈值很高，且其失真不会因距离的加长或处理环节的增加而积累，由于网络摄像机输出就是数字信号，其抗干扰性能是所有其他传输方案不可比拟的，在厦门某广播发射台电视监控工程实践中，只有用这个方案，严重的网纹干扰才得以消除。

网络监控具有信息网络所拥有的优势，是未来发展方向，但目前许多案例尚有以下缺陷：（1）保密性较差，有保密需求的系统要走内部局域网或专网。（2）实时性较差，有些使用需求不能容忍，如水、陆交通监控、闹市区治安监控，因网络传输延迟，无法用云台及长焦镜头捕捉目标。（3）对网络资源占用大。（4）对网络运行的稳定性可靠性依赖性大。（5）有些案例图像效果、控制敏感性不如模拟系统。系统设计时应予注意。

四、监控图像模糊不清等问题

图像模糊不清的原因多为：

1、镜头聚焦调整不到位。尤其是可变焦镜头，如果后焦距未调好，聚焦效果随焦距的不同而变，验收时常被混过关。后焦距的调校：即调校镜头的成像面，直至与CCD靶面重合，方法是：（1）摄取约三米景物，光圈调最大，焦距调最长，调准镜头聚焦，（2）再把焦距调最短。（3）松开后焦距调整环的螺钉（常为内六角），调整后焦距调整环使图像清晰，（4）重复以上过程直至整个变焦范围内图像皆清晰。（5）定焦镜头只要一次性调准。

2、传输太远、视频线老化、传输线及接头进水。表现为图像及彩色暗淡，严重时图像不稳，无彩色。

3、摄像机罩或镜头受脏污、受遮挡。多发生于重烟、尘处，或污水能溅到处，或虫筑窝，空抛垃圾袋覆盖等，应常检查清除。冻库里或北方室外摄像机罩及镜头常因结露凝霜而图像模糊，需选用能除霜和水的机罩。

4、照度不够。尤其是地下车库、仓库、走廊，应及时更换损坏的照明灯。红外射灯补光适用于黑白或彩色/黑白摄像机，注意红外光源功率有限，应尽量接近被照物；彩色摄象机滤光片会滤除红外线，不适用红外补光。

5、监视器散焦。监视器显像管座受潮、受污、变质使聚焦电压（次高压）偏离，导致图像模糊最为常见，应予更换。

6、射频传输时系统频率特性劣化。射频调制器用残留边带传输视频，以声表、LC、谐振腔等元、部件滤波器实现并保证多频道互不干扰，滤波器等参数或射频频率偏离就会造成接收端图像模糊。若是射频电平太低，图像模糊的同时满屏噪点。

7、劣质摄像机、镜头、分割器分辨率低、清晰度低、灵敏度低等。

8、图像重影、拖尾。这主要是传输系统阻抗失配，如监视器无环通输出时，应设在75欧低阻输入。另射频传输时，射频线芯线接通，屏蔽层断开会导致重影、拖尾。显像管老化会引起图像拖尾、暗淡。

9、彩色不正常。（1）色调偏：我国PAL制式场频50Hz，多屏幕同时监视闪烁感很强，引起视觉疲劳，有些用户使用NTSC制式场频60Hz，明显减轻视觉疲劳，但NTSC色调是可调的，且容易跑偏，需注意。（2）色调乱：多为显像管磁化引起，检查监视器近处有否强磁性材料，给以移走。间断地开、关监视器交流电源可消磁，或使用专用消磁器消磁。（3）色淡：传输系统非线性引起微分相位（DP）指标劣。（4）传输系统及摄像机质量差彩色会不正常。

五、图像扭曲、抽动、滚动、晃动等

1、图像扭曲、抽动、滚动的原因有：

（1）干扰信号损伤或淹没同步信号（见前述）。

（2）大信号传输时，视频有源放大处理环节非线性引起的同步头压缩。应合理选择放大器接入点，选用动态范围大的放大器。

（3）视频直流分量恢复（嵌位）电路不良引起的同步头压缩。

（4）射频传输系统过调制、欠调制、微分增益（DG）指标差等原因引起的同步头压缩。

2、图像晃动：多为摄像机晃动引起，带云台与变焦、长焦镜头较为普遍，严重时图像无法监视。消除图像晃动，应从以下环节入手：

（1）基座：水泥基座浇注尺寸要足够。尤其路边重车经过时、海边大浪打来时、开阔地或风口大风吹来时的抖动要考虑在内。

（2）立杆：镀锌管刚性不如铸或轧焊管，应选后者。钢塔或土建塔更稳些。交通信号灯、指示牌等较招风，摄像机不要与之同杆。摄像机尽量挂墙，省去立杆。

（3）云台及防护罩：要固定牢靠，长焦镜头要选用稳重产品，选用自由度很小的慢速云台或液压云台。

（4）焦距：使用超长焦镜头一定要非常谨慎，一个500-1000mm镜头数十万元，监视数公里外场景，镜头细微抖动，图像跑了很远，再加能见度、地面（水面）蒸气干扰等因素，曾使某工程验收不合格。只好换用短焦距，增加镜头数来解决。

3、镜头或云台控不动：多因断线、电机卡死、烧坏、驱动不足、解码器故障或地址被拨动改变、主机设置被改乱等。

不同原因造成的故障，其现象是不一样的，应在实践中体验、分辨、判断。并根据具体情况采取相应对策与方案予以解决。

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