劉 軍, 陳 和

(1.中國人民公安大學(xué),北京 100038;2.洪深現(xiàn)代視聲技術(shù)公司,重慶 400010)

0 引言

安全防范工程廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域,成為維護社會治安、預(yù)防和打擊犯罪的重要技術(shù)手段。安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范工程重要的子系統(tǒng)。目前,安防監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量不高,與數(shù)字化高清晰時代的現(xiàn)代圖像顯示質(zhì)量差距甚遠。這與我國現(xiàn)行安防監(jiān)控系統(tǒng)標準中,對圖像質(zhì)量的技術(shù)要求相對滯后有關(guān)。在安防監(jiān)控系統(tǒng)中,控制圖像質(zhì)量最重要的環(huán)節(jié)是如何制定圖像的規(guī)范性技術(shù)指標,基于此,本文在探討安防監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)行頒布標準對監(jiān)控系統(tǒng)圖像影響的基礎(chǔ)上,建議修改現(xiàn)行的圖像質(zhì)量標準。

1 現(xiàn)行安防監(jiān)控標準制約監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量

1.1 安防監(jiān)控系統(tǒng)中視頻圖像質(zhì)量標準

在視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)最新標準《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50395—2007)中規(guī)定:監(jiān)控中心設(shè)置應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50348—2004)的相關(guān)規(guī)定。在其他頒布標準中,大都引用 GB 50348作為規(guī)范性文件,因此 GB 50348實際被認定為當前實施的一個規(guī)范性基本標準。

查閱《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50348—2004),其中第3.3.3.2節(jié)規(guī)定:“視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)符合《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》(GA/T 367—2001)等相關(guān)標準的要求”。①該標準由公安部制定頒布。安全防范系統(tǒng)對圖像的技術(shù)要求應(yīng)該按照公安部 2001年頒布的 GA/T 367—2001標準執(zhí)行。顯而易見,2007標準和 2004標準其實出自 2001標準。而 2001標準規(guī)范在這里存在模糊的地方,即要求在執(zhí)行《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》(GA/T 367—2001)標準的同時,又增加了一個“等相關(guān)標準”內(nèi)容。由于沒有明確這部分的具體內(nèi)容,因此,在具體執(zhí)行中往往忽略了這些“相關(guān)標準”的存在。從目前安防系統(tǒng)工程設(shè)計和驗收實際情況看,事實也正是如此。

再查閱《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》(GA/T 367—2001)標準,其中對安全防范系統(tǒng)圖像質(zhì)量的要求,規(guī)范性地引用了國標《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50198—1994),也就是說,1994標準乃是以上眾多標準的引用起點。1994年頒布的國標《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50198—1994)乃是視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)對圖像質(zhì)量有具體要求的、最原始的國家標準規(guī)范性文件。而 1994年標準顯然是滯后于科技發(fā)展的。

1.2 國標 GB 50198—1994中對圖像質(zhì)量的要求

國標《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50198—1994)中對于圖像技術(shù)指標的要求體現(xiàn)在第2.1.6節(jié)、第4.3節(jié)以及第4.4節(jié)中。主要涉及到三個部分:①閉路監(jiān)視圖象質(zhì)量和系統(tǒng)技術(shù)指標應(yīng)滿足的要求;②系統(tǒng)的質(zhì)量主觀評價;③系統(tǒng)的質(zhì)量客觀測試。[1]三個部分對圖像的要求綜合起來共有四點:其一是圖像的五級主觀評價不得低于4分;其二是劃定五級主觀評價所對應(yīng)的圖像信號信噪比指標;其三是規(guī)定了水平清晰度指標,具體為黑白電視系統(tǒng)水平清晰度不低于 400線,彩色電視系統(tǒng)不低于 270線;其四是要求系統(tǒng)信噪比不得低于 25 dB。除上述四點對圖像的技術(shù)要求以外,該標準對系統(tǒng)的功能性要求較多,而對圖像的其他技術(shù)指標,如微分增益、微分相位、K系數(shù)、色量延遲差等都沒有給出具體的指標。

究其原因,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在我國的應(yīng)用開始于70年代末和 80年代初,當時電視監(jiān)控屬于尖端技術(shù),成品價格比較昂貴,只有在極為重要的場合才能夠布設(shè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。80年代中后期,以企事業(yè)和社區(qū)為單位,民用閉路電視和視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始大量安裝使用。為了規(guī)范視頻監(jiān)控和閉路電視系統(tǒng)的工程安裝,做到技術(shù)先進,經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量,1994年,國家頒布了《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》,以下稱《規(guī)范》。

由于當時技術(shù)發(fā)展水平和經(jīng)濟條件所限,80年代的監(jiān)視用攝像頭和監(jiān)視器大多只能黑白成像,所構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)要求不高,基本維持在“看得見”的低標準上,不可能在“看得見”的同時做到“看得清”、“看得好”。例如《規(guī)范》第2.1.2節(jié)指出:“閉路監(jiān)視電視宜采用黑白電視系統(tǒng);當需要觀察色彩信息時,可采用彩色電視系統(tǒng)?！辈噬娨曈糜诒O(jiān)控系統(tǒng),當時還屬于高端視頻技術(shù),在那種技術(shù)條件下安裝的監(jiān)控設(shè)備所成圖像的標準自然適應(yīng)當時的技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展水平。該項標準制定至今已經(jīng) 16年,科技發(fā)展推動監(jiān)控識別系統(tǒng)的性能大幅度提高,而且實際布設(shè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)指標也已經(jīng)相當高,但是對圖像指標的要求實際上仍然執(zhí)行 16年前的標準。

2 安防監(jiān)控系統(tǒng)標準滯后的影響

安防監(jiān)控系統(tǒng)標準滯后會產(chǎn)生一系列問題,影響安防系統(tǒng)的整體質(zhì)量,進而影響公安刑事案件偵破工作效率。

首先,設(shè)備選型問題。安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)標準中對圖像技術(shù)指標的要求過低,甚至處于無指標要求狀態(tài),導(dǎo)致安防監(jiān)控系統(tǒng)工程大量采用低價低質(zhì)器件設(shè)備,造成許多安防監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)性能過低,傳輸、錄制的圖像質(zhì)量很差,很多監(jiān)控系統(tǒng)只能攝錄人像的大致輪廓,清晰度不夠,無法從監(jiān)視器屏幕上識別人像,給偵查、識別犯罪嫌疑人帶來困難。

第二,設(shè)備驗收問題。既然設(shè)備的選型沒有合理的標準,那么驗收標準也就難以堅持高標準,實際上驗收工作長期缺乏必要的依據(jù),目前的驗收標準顯然不能適應(yīng)已經(jīng)飛躍發(fā)展的技術(shù)水平。安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)驗收標準的落后,使得管理部門對圖像質(zhì)量的監(jiān)管徒具形式。

第三,技術(shù)規(guī)范問題。安防監(jiān)控系統(tǒng)工程的相關(guān)技術(shù)規(guī)范對功能性的要求多,對安防監(jiān)控的圖像參數(shù)指標卻很少,這在客觀上引導(dǎo)了許多視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備制造商對設(shè)備開發(fā)生產(chǎn)重功能、輕技術(shù)指標。安防監(jiān)控系統(tǒng)工程集成商當然樂于采用低廉設(shè)備和原材料來組裝安防監(jiān)控工程成套設(shè)備,最大規(guī)模地降低成本,增加自己的效益。

市場上,安全防范圖像監(jiān)控設(shè)備與廣電系統(tǒng)的圖像設(shè)備,差價往往在幾十倍以上。如視音頻分配器,廣電系統(tǒng)的甲級成品單機一般在 1 000～2 000元之間,而監(jiān)控工程用成品單機只有百元左右;視音頻切換器,廣電系統(tǒng)的甲級成品單機售價為 2 000～6 000元,監(jiān)控工程用成品單機最多不超過 400元,甚至 100元以下。這些低廉設(shè)備串接在整體水平已經(jīng)相當高的視頻系統(tǒng)鏈路中,形成了圖像質(zhì)量的“瓶頸”和“短板”,已進入數(shù)字化電視技術(shù)、高清時代的安防監(jiān)控系統(tǒng)被拖累在很初級的水平上。

標準落后于現(xiàn)實的實際情況,使得安防系統(tǒng)的圖像質(zhì)量大大落后于現(xiàn)實技術(shù)能夠達到的技術(shù)水平。應(yīng)該修改相關(guān)標準,對安防監(jiān)控系統(tǒng)的圖像技術(shù)指標提出更高的要求,從而有效地引導(dǎo)企業(yè)、規(guī)范市場、加強管理,使安全防范系統(tǒng)與時俱進。

3 采用“準廣播電視標準”規(guī)范衡量視頻監(jiān)控圖像質(zhì)量

公安工作實戰(zhàn)要求這類視頻設(shè)備攝錄的圖像不但看得見,而且看得好,看得清,這就要求設(shè)備有很高的分辨率。當前視頻系統(tǒng)實際成像水平已經(jīng)相當高,產(chǎn)品的成像效果已經(jīng)很好。同時數(shù)字電視的應(yīng)用,高質(zhì)量設(shè)備器件已被大量采用,安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)和存貯設(shè)備已采用了數(shù)字技術(shù),圖像質(zhì)量已經(jīng)可以達到或接近電視廣播級水平。因此,完全可以用接近廣播電視圖像質(zhì)量指標來嚴格要求安防監(jiān)控系統(tǒng)。而且安全防范視頻監(jiān)控系統(tǒng)相對簡單,在傳輸網(wǎng)絡(luò)中信號的損傷和失真程度較小?，F(xiàn)代安防監(jiān)控設(shè)備的主流器件設(shè)備也完成了更新,指標大幅度提高。因此,安防監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量水平達到廣播級甚至演播室的圖像質(zhì)量水平,在理論和實踐上都是可行的。

本文建議,安防監(jiān)控系統(tǒng)可以采用準廣播電視的視音頻技術(shù)標準參數(shù)。

廣播電視中心 GY/T 152—2000《電視中心制作系統(tǒng)運行維護規(guī)程》的技術(shù)參數(shù)要求(見表1)。

表1 視頻系統(tǒng)運行技術(shù)指標等級

以上這些技術(shù)參數(shù)指標,使用視頻自動分析系統(tǒng)就可直接進行測試,方便易行。

安全防范工作離不開標準的指導(dǎo)規(guī)范。標準應(yīng)具備科學(xué)的超前性,給現(xiàn)實的安全防范系統(tǒng)工作以引導(dǎo)和示范,推廣科學(xué)技術(shù)成果。我們認為,視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的標準應(yīng)加入對技術(shù)指標的測試。最主要的技術(shù)指標為電平、信噪比、亮度非線性(灰度等級)、清晰度、頻響、微分增益、微分相位、亮度增益差、色亮延遲差、周期信噪比、K系數(shù),并應(yīng)給出相應(yīng)等級的指標參數(shù)要求。對于一些重要場所的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng),可以按照電視廣播中心的技術(shù)參數(shù)要求來設(shè)計測量驗收監(jiān)控系統(tǒng),使其采用的設(shè)備發(fā)揮最好的應(yīng)用效果。

由于現(xiàn)代視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)在社會各個領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛,市場巨大,各地的電子元器件市場都細分出了專用的安防監(jiān)控系統(tǒng)市場。考慮到這樣大量的通用視頻安防監(jiān)控器材設(shè)備系統(tǒng),如果完全照搬廣播電視的現(xiàn)行標準,可能要求過高。同時,過高的系統(tǒng)指標要求,會對存貯設(shè)備增加存貯數(shù)據(jù)量的要求。在這種情況下,我們認為應(yīng)摒棄對圖像質(zhì)量的等級主觀評分法。

為此,我們擬制了下面的技術(shù)參數(shù)要求(見表2)。這套參數(shù)高于主觀評價的五級。安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心主觀評價應(yīng)是能在顯示器屏幕上分辨人的臉部,這樣才能對安全防范的辦案提供強有力的技術(shù)支撐。從技術(shù)和經(jīng)濟適用兩方面考慮,建議在安全防范視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用接近廣播電視的標準,即“廣播電視的標準”。

表2 安防系統(tǒng)視頻圖像建議技術(shù)參數(shù)

上述技術(shù)參數(shù)的檢測如有專為安防監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)的視頻檢測裝置來進行,應(yīng)該十分方便,技術(shù)難度較小。視頻檢測裝置其實質(zhì)就是一套用于視頻通道測量的視頻測試信號發(fā)生器和視頻分析儀,這套測量技術(shù)、方法和設(shè)備現(xiàn)已成熟。它將信號源、分析儀和液晶監(jiān)視器組裝在兩個手提機箱內(nèi),可以在戶外對攝像頭進行測試檢驗,也可在戶外對傳輸系統(tǒng)進行測試。

4 結(jié)語

安全防范視頻監(jiān)控系統(tǒng)滯后的圖像質(zhì)量技術(shù)標準是行業(yè)圖像質(zhì)量的短板,它直接導(dǎo)致公安管理工作的困難。在經(jīng)濟和技術(shù)已經(jīng)高速發(fā)展的環(huán)境下,為了安全防范行業(yè)發(fā)展的需要,提高全行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量,本文建議對現(xiàn)有的相關(guān)標準進行修改更新,制定并采用接近廣播電視級的圖像技術(shù)指標,逐步引導(dǎo)市場和企業(yè),使安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量與時俱進。

[1] 國家技術(shù)監(jiān)督局,中華人民共和國建設(shè)部.GB 50198—1994民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,1994.

[2] 中華人民共和國建設(shè)部.GB 50395—2007視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2007.

[3] 中華人民共和國公安部.GB 50348—2004安全防范工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2004.

[4] 中華人民共和國公安部.GA/T 367—2001視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求[S].北京:中國標準出版社,2001.

[5] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 10239—2003彩色電視廣播接收機通用規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2003.

[6] 中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部.SJ/T 11344—2006數(shù)字電視液晶背投影顯示器測量方法[S].北京:工業(yè)電子出版社,2006.