园区高清数字视频监控技术研究 监控立杆规格

　　摘 要:本文以园区高清数字视频监控技术为研究对象,从4个方面对该技术进行了深入的探讨,包括:更少的摄像机部署,更少的盲区;全景监控模式;更高效的智能分析和全系统的性能压力等等,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
　　关键词:园区 数字 视频监控 智能 全景
　　中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0006-02
　　所谓园区,是指在相对封闭周界内的特定区域,在地域上介于城区与楼宇之间。而所谓园区监控,就视频监控概念而言,相较于城域监控(如平安城市)、广域联网监控(如营业厅联网监控、变电站联网监控等)、广域/城域链状联网监控(如铁路沿线监控、高速公路监控、地铁监控等)、单点楼宇监控(如智能建筑监控),更能体现监控系统的通用特性。它覆盖了楼宇内部监控、道路监控、室外广场监控、周界监控等等常用的监控场景,比如部署在校园、工厂企业、港口、机场、保税(港)区等等的监控系统,都是典型的园区监控系统。
　　园区还有一个很典型的特征,即园区的承载网络均是带宽充足的局域网,这和带宽紧张的城域网、广域网形成了鲜明的对比,因此园区监控更适合采用需要消耗大量带宽的高清(720P、1080P)监控系统。随着高清在园区监控系统日益成熟广泛的应用,高清监控给园区监控带来了越来越多的变化,产生了越来越深刻的影响。
　　1 更少的摄像机部署,更少的盲区
　　无缝监控,或者称之为无盲区监控,即活动物体进入布防区域,一旦脱离了一个监控点的监控视野,会立即进入另外一个监控点的监控视野,是视频监控的理想状态。而园区覆盖区域相对固定,周界清晰,园区监控实现无缝监控的成本更低,可能性也更高,园区监控对无缝监控的需求也更实际,更迫切。
　　高清(HD,720P)与全高清(FULLHD,1080P),相对于标清(D1,720×576)来说,其本质的差别,就是能够提供更高的单位像素DPI,由此直接带来了两个后果,在使用相同焦距的镜头的前提下,高清摄像机较之标清摄像机能够提供更清晰的画面和更远的视距。在均为10m的成像距离下,如果标清摄像机可以实现250PPM的DPI的话,则高清摄像机就可以达到750PPM的DPI,甚至更高。其实际感官效果就如下图1所示,成像更细腻,色彩层次更丰富,边缘更锐利。那么同样的,在更远的距离上,高清摄像机就可以提供与标清摄像机近距离一样的DPI。
　　也就是说,在标清摄像机拍摄的画面上,若要查看远距细节的时候,进行局部放大,则画面很可能模糊不清,没有价值;但是在同样距离下,高清画面进行局部放大,则至少可以达到标清画质,具备监控价值,这实际实现了有实用意义的电子变焦功能。此外,720P/1080P的画面比例与传统标清D1/CIF的4∶3不同,是更符合人眼视野的16∶9,可以带来更广阔的监控视野。
　　这样,同样距离更清晰的画面,更远的距离相对清晰的画面,相对标清更广阔的视野,都带来了一个直接结果,在同样的覆盖要求下,高清摄像机部署的数量可以少于标清摄像机部署数量,而当部署相同数量的摄像机时,高清系统的覆盖盲区要远少于标清系统,更有利于接近“无缝监控”的理想状态。
　　2 全景监控模式
　　在园区中,有大量的空旷场地监控场景,如校园的广场、操场,工矿企业中的堆场、货场等等,其空间跨度广,全覆盖监控难度大。若使用球机360°监控,则球机固有的监控盲点问题很难解决,尤其是无法实现全向存储,若采用枪机,则必须要使用超广角鱼眼镜头,这时画面场景的变形会相当严重,影响监控识别效果。
　　因此在追溯取证需求必不可少的安防监控场合,往往需要部署多个枪机来满足要求。而空旷场地布点施工量大,立杆、布线、取电,大大增加了工程成本。而且多个枪机的多个画面,会造成整体场景的割裂,对于监控人员掌握整体状况产生困扰。为更好的满足空旷场合的全景监控的需求,业界出现了一种全景摄像机,即采用多个镜头+多个sensor,拼接出一副全景图像,但是这种摄像机很少有环境适应能力强的室外版本,且为了增加集成度,镜头一般不能选用通用高清镜头,很少使用大景深的长焦、中焦镜头,而且设备造价也非常昂贵。因此这种全景摄像机更多的用于高档厅堂的监控,在校园工矿等有实际需求的地方应用极少。但是基于这种多画面拼接的思路,还有另外一种更简便,造价也更低廉的实现方法,即采用多个高清枪式摄像机的画面拼接出一幅180°的高清全景画面。由于是通用枪机,可以选配合适的通用高清镜头,即保证了画面不变形,又可以保证相当的景深,实现大角度,大景深,真正的全景监控。
　　如果是三幅1080P@25fps的图像拼接,则全景的实际分辨率可以达到5760×1080@25fps,即620万像素,远高于大部分全景摄像机的300万像素,特别是由于25fps全帧活动画面的拼接,画面流畅度可以保证全画幅25fps的全帧活动画面,而不是某些全景摄像机的2048×1536@20fps或者4096×1536@8fps。那么在电子变焦实现局部放大ePTZ的时候,可以获取更接近D1@25fps的效果,第一幅拼接大图的上下两排即为ePTZ的效果。
　　若再配合使用一台高清快速球机,使球机的云镜控制和全景画面联动配合,即全景画面上点击哪里,球机就快速聚焦定位的哪里,实现光学变焦机械PTZ和电子变焦ePTZ的有机结合,能够提供更清晰的画面,最佳的全景监控效果。如下图2所示,该画面左上角即为高清球机的光学变焦效果,提供1080P的近景显示。
　　3 更高效的智能分析
　　图像智能分析是近年来非常热门的视频监控技术之一,很多园区也有采用智能分析技术以提高监控效率,降低工作强度,但是智能分析往往出现误报与漏报现象,这也是智能分析技术尚未大规模推广使用的重要原因之一。智能分析的漏报与误报,除了因为分析算法需要进一步改进提高之外,所分析图像的清晰度与精细度不够也是一个重要因素,一旦图像的清晰度和精细度提高,智能分析程序所分析的基础数据精确度也会大幅提高,智能分析结果的准确率自然也会大幅提高。