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西安嘉爾特光電科技有限公司

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平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)需求分析

閱讀：2399發(fā)布時(shí)間：2014-3-26

　　1、平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)清晰度的要求高，需要非常清晰的顯示人物或物體的形體特征等細(xì)微部分。
　　
　　2、平安城市的監(jiān)控需要全天候工作，要求攝像機(jī)必須具備全天監(jiān)控的能力，同時(shí)必須具備高可靠性，優(yōu)良的制造工藝，安裝方便等。
　　
　　3、適合中國城市的現(xiàn)狀，中國的城市許多路段或環(huán)境光線比較差，這就需要攝像機(jī)能在極暗的環(huán)境下也能得到的畫面，同時(shí)很多攝像機(jī)在光線比較弱的情況下，圖像也會(huì)出現(xiàn)噪點(diǎn)，這就增加了存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)空間，這就要求攝像機(jī)在增強(qiáng)靈敏度的同時(shí)，具有良好的噪點(diǎn)消除功能。
　　
　　高速球型攝像機(jī)選購分析(2)
　　
　　4、平安城市的監(jiān)控系統(tǒng)，許多監(jiān)控的場所光線對(duì)比度比較大，白天的全日光線達(dá)到了100000LX，而晚上的路燈只有20LX左右，在這種情況下攝像機(jī)無論是否具有自動(dòng)調(diào)整靈敏度功能即通過攝像機(jī)本身的電子快門已不可能適應(yīng)這么寬的照度范圍，也就無法達(dá)到控制圖像效果的作用。因此必須要求攝像機(jī)具有很寬的動(dòng)態(tài)范圍。
　　
　　平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)高速球選型依據(jù)
　　
　　1）高速球的色彩：攝像機(jī)有黑白和彩色兩種，通常黑白攝像機(jī)的水平清晰度比彩色攝像機(jī)高，且黑白攝像機(jī)比彩色攝像機(jī)靈敏，更適用于光線不足的地方和夜間燈光較暗的場所。但彩色的圖像容易分辨衣物與場景的顏色，便于及時(shí)獲取、區(qū)分現(xiàn)場的實(shí)時(shí)信息。平安城市的一個(gè)主要建設(shè)目的就是打擊和預(yù)防*，因此攝像機(jī)的色度信號(hào)識(shí)別功能zui重要的，包括對(duì)**或罪犯的輪廓、衣著、表情等方面微觀色度信號(hào)等部分的辨別，同時(shí)又要滿足光線比較弱的環(huán)境的監(jiān)控，因此為滿足平安城市全天監(jiān)控需求，必須選擇具有彩色轉(zhuǎn)黑白功能的攝像機(jī)。
　　
　　2）高速球的清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度兩種。垂直方向的清晰度受到電視制式的限制，有一個(gè)zui高的限度，由于我國電視信號(hào)均為PAL制式，PAL制垂直清晰度為400行。所以攝像機(jī)的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼對(duì)電視圖像水平細(xì)節(jié)清晰度的量度，用電視線TVL表示。目前市場上的高速球型攝像機(jī)的水平分辨率大都在480TV線左右，清晰度越高的攝像機(jī)更有利于捕捉物體的細(xì)節(jié)，例如現(xiàn)在的銀行監(jiān)控系統(tǒng)中柜臺(tái)采用高清度的攝像機(jī)可以更清楚的監(jiān)控票面額，同樣在平安城市的監(jiān)控系統(tǒng)中，高清晰度的攝像機(jī)可以非常清楚的捕捉每一個(gè)畫面的細(xì)節(jié)，因此高清晰度攝像機(jī)是平安城市建設(shè)設(shè)備選型的重要參數(shù)。
　　
　　高速球型攝像機(jī)選購分析(3)
　　
　　3）高速球的照度：單位被照面積上接受到的光通量稱為照度。Lux(勒克斯)是標(biāo)稱光亮度(流明)的光束均勻射在lm2面積上時(shí)的照度。攝像機(jī)的靈敏度以zui低照度來表示，這是攝像機(jī)以特定的測(cè)試卡為攝取標(biāo)，在鏡頭光圈為0.4時(shí)，調(diào)節(jié)光源照度，用示波器測(cè)其輸出端的視頻信號(hào)幅度為額定值的10%，此時(shí)測(cè)得的測(cè)試卡照度為該攝像機(jī)的zui低照度。所以實(shí)際上被攝體的照度大約是zui低照度的10倍以上才能獲得較清晰的圖像。
　　
　　根據(jù)中國城市道路路燈的現(xiàn)狀，許多主干道的路燈可以達(dá)到20LX以上，但很多街道的路燈大多在10LX以下，甚至有些路段根本沒有路燈，而往往這些路段就是治安事件的常發(fā)地，因此對(duì)攝像機(jī)的低照度功能提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。通常情況下半月夜光的照度只有0.2LX，也就說在這種環(huán)境下成像并且是全實(shí)時(shí)的圖像必須要求攝像機(jī)的照度達(dá)到0.02LX。現(xiàn)在很多廠家也在低照度的技術(shù)上采用了幀累積技術(shù)來降低攝像機(jī)的照度，也就是說很多攝像機(jī)要達(dá)到0.02LX，采用了幀疊加的技術(shù)，在這種情況下，前端采集的圖像時(shí)非實(shí)時(shí)的，用戶在監(jiān)控的過程中就會(huì)出現(xiàn)一些動(dòng)畫效果，然而動(dòng)畫效果的圖像在監(jiān)控移動(dòng)的物體時(shí)會(huì)出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，而平安中國視頻監(jiān)控的目的是打擊*，往往*都是在黑暗的場所，出現(xiàn)拖尾的圖像對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)查取證帶來諸多不便。
　　
　　4）高速球鏡頭的選擇：目前市場高速智能球型攝像機(jī)的光學(xué)倍數(shù)是22倍，其zui大焦距都集中在80mm左右，也就是說其有效的監(jiān)控距離可根據(jù)焦距計(jì)算公式F=v(像場高)＊L（物距）/V（視場高）計(jì)算。例如監(jiān)控一個(gè)視場高2M的物體，根據(jù)1/4”CCD的攝像機(jī)（目前高速智能球型攝像機(jī)大多是1/4”CCD）的靶面高度（即像場高）為2.4mm，L=80＊2/2.4=66.7米。
　　
　　現(xiàn)在市場上有些廠家推出了30倍光學(xué)變焦的高速球型攝像機(jī)，其zui大焦距都在100mm左右，其有效的監(jiān)控距離為L=100＊2/2.4=83米,有效地提高了監(jiān)控的距離,間接地節(jié)約了系統(tǒng)的投資，這也是用戶考慮的一個(gè)問題，因此在選擇攝像機(jī)的時(shí)候盡量選擇大光學(xué)倍數(shù)的。
　　
　　5）高速球的寬動(dòng)態(tài)：在一些明暗反差過大的場合，一般的攝像機(jī)由于CCD的感光特性所限制，攝取的圖像往往出現(xiàn)背景過亮或前景太暗的情況。針對(duì)這種情況，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，較好地解決了這一問題。而在此之前，傳統(tǒng)的攝像機(jī)一般會(huì)采取背光補(bǔ)償功能來適應(yīng)光線反差大的場合。
　　
　　常規(guī)攝像機(jī)視場中的物體在亮度較高的背景光時(shí)，需要看門口或窗外的物體，通常采用*背光補(bǔ)償(BLC)模式，它主要是靠提升視場*部分的亮度、降低視場四周部分的亮度來達(dá)到看清位于*位置內(nèi)物體的目的。
　　
　　在某些應(yīng)用場合，視場中可能包含一個(gè)很亮的區(qū)域，而被包含的主體則處于亮場的包圍之中，畫面一片昏暗，無層次。此時(shí)由于AGC檢測(cè)到的信號(hào)電平并不低，因此放大器的增益很低，不能改進(jìn)畫面主體的明暗度，當(dāng)引入背光補(bǔ)償時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場的子區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，通過求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來確定AGC電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會(huì)有較高的增益，使輸出信號(hào)的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫明朗，大大降低背景畫面與主體畫面的主觀亮度差，整個(gè)視場的可視性得到改善。背光補(bǔ)償雖然改善了拍攝主體的亮度，但是圖像質(zhì)量或多或少會(huì)劣化下降。
　　
　　在平安城市的監(jiān)控中，特別在晚上微弱的路燈或沒有光線的情況下，對(duì)著開遠(yuǎn)光燈的車輛很難看清其車牌，這是由于車燈與車牌亮度之比超過人眼能分辨的動(dòng)態(tài)范圍，人眼能分辨的動(dòng)態(tài)范圍一般是1000：1，而普通攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍是3：1，因此普通的攝像機(jī)在晚上根本無法達(dá)到拍清正面行駛車輛的車牌。通常情況下汽車大燈強(qiáng)光面照度大約為1000LX，滿月夜光約為4LX，考慮大燈本身對(duì)周圍照度的提升，當(dāng)車牌表面的照度達(dá)到8LX以上時(shí)其動(dòng)態(tài)范圍降到了1000：8=125倍，目前第三代寬動(dòng)態(tài)的攝像機(jī)動(dòng)態(tài)范圍已經(jīng)達(dá)到了128倍，就可以*要求。
　　
　　寬動(dòng)態(tài)的核心技術(shù)是同一時(shí)間曝光兩次，一次快，一次慢，再進(jìn)行合成使得能夠同時(shí)看清畫面上亮與暗的物體，慢快門控制的好與壞直接影響圖像的效果，因此在選購寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的時(shí)候要看其圖像的色彩對(duì)比度以及廠家是否具有寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)DSP的開發(fā)能力。
　　
　　結(jié)束語
　　
　　隨著平安城市建設(shè)的不斷深入，對(duì)前端攝像機(jī)的需求也越來越大，用戶在選購的時(shí)候注意攝像機(jī)的參數(shù)，特別需要提醒的是注意這些參數(shù)實(shí)現(xiàn)的附加條件，以免在購買之后不能滿足實(shí)際的需求。我相信具有超低照度、寬動(dòng)態(tài)范圍、高倍數(shù)、高穩(wěn)定性的智能高速球型攝像機(jī)將是平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的。

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