摘要：目前，公安部門為了服務(wù)于社會(huì)治安監(jiān)控和道路交通管理而使用的模擬標(biāo)清的監(jiān)控設(shè)備，存在著圖像使用率不高，清晰度低、細(xì)節(jié)特征不明顯等問題，為了更好的實(shí)現(xiàn)打防控管和促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定仍需要新的技術(shù)運(yùn)用和突破。

關(guān)鍵詞：公安監(jiān)控、選型、清晰度、自動(dòng)調(diào)焦、先進(jìn)性、穩(wěn)定性

一、概述：

為了服務(wù)于社會(huì)治安監(jiān)控和道路交通管理，公安部門建設(shè)了眾多的監(jiān)控?cái)z像點(diǎn)，其中，目前大部分用的還是模擬標(biāo)清的前端設(shè)備，其在提升公安機(jī)關(guān)打防控管能力，保障人民群眾安居樂業(yè)，促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定等方面發(fā)揮了一定的作用，但也存在著圖像使用率不高，清晰度低、細(xì)節(jié)特征不明顯等問題，總的來說圖像監(jiān)控應(yīng)用尚處在初級階段，為了更好的實(shí)現(xiàn)打防控管和促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定仍需要新的技術(shù)運(yùn)用和突破。

二、攝像機(jī)選型：

隨著高清時(shí)代的來臨，公安部也相應(yīng)出臺(tái)了《社會(huì)治安技術(shù)防范條例》、《公安部關(guān)于深入展開城市報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的意見》等條例文本，明確指出了傳統(tǒng)模擬標(biāo)清技術(shù)的局限，由此高清監(jiān)控也被各級公安部門提上建設(shè)日程，其中2010年，上海市浦東分局也完成了約1.5萬個(gè)高清監(jiān)控的實(shí)施，為保障世博會(huì)提供了更清晰地圖像，但使用過程中也發(fā)現(xiàn)存在諸多如設(shè)施故障率高、夜視效果差，存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)鏈路運(yùn)行成本高等不足。

那么在高清技術(shù)越來越成熟，應(yīng)用越來越廣泛的今天，我們?nèi)绾蝸磉x擇適合社會(huì)治安和道路交通監(jiān)控實(shí)戰(zhàn)使用的攝像機(jī)技術(shù)和高清攝像機(jī)呢？

1．到底是選擇CCD還是CMOS的攝像機(jī)：

目前在高清攝像機(jī)領(lǐng)域存在CCD和CMOS兩種類型的感光芯片，在實(shí)際應(yīng)用中他們的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些，在城市治安和交通監(jiān)控中適合采用哪種感光芯片？

從CCD和COMS優(yōu)缺點(diǎn)和技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，如下：

從以上兩個(gè)表可以看出，CMOS以其低能耗、高像素、低成本等特點(diǎn)逐步取代CCD產(chǎn)品成為視頻圖像行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流趨勢，并且隨著CMOS技術(shù)的不斷發(fā)展，如背照式感光技術(shù)、高幀數(shù)、新濾片技術(shù)等新技術(shù)的推出使得CMOS已經(jīng)在低照度、降噪等方面逐步趕上及超過CCD的效果，加上其原有高幀數(shù)、高像素、寬動(dòng)態(tài)等優(yōu)勢，使得越來越多的高性能圖像設(shè)備如專業(yè)的數(shù)碼相機(jī)和廣播級攝像機(jī)等旗艦產(chǎn)品也大多開始使用CMOS產(chǎn)品。

因此公安用高清監(jiān)控設(shè)備也推薦采用CMOS攝像機(jī)產(chǎn)品，在獲得更好性價(jià)比的同時(shí)也可保持系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)性。

注意：由于感光方式的不同，在需要配合閃光燈同步的監(jiān)控?cái)z像機(jī)產(chǎn)品還是推薦使用CCD攝像機(jī)。

2．道路監(jiān)控超低照度環(huán)境攝像機(jī)如何選擇：

在城市治安監(jiān)控應(yīng)用中，監(jiān)控點(diǎn)的環(huán)境相對都比較復(fù)雜，除了道路監(jiān)控以外還有許多在公共場所、人行小道、河湖岸邊的監(jiān)控需求，這些監(jiān)控點(diǎn)往往都有以下特點(diǎn)：

a.光線環(huán)境較差，有的在公園或湖岸邊的監(jiān)控點(diǎn)到了晚上甚至肉眼都很難看清;

b.主要是看人員活動(dòng)沒有車燈等強(qiáng)逆光環(huán)境；

針對上述監(jiān)控點(diǎn)的需求我們的建議是：

a.這種環(huán)境中主要考慮的是低照度的效果，通常在路燈昏暗的道路、公園樹林或湖河岸邊光線的照度值都小于0.1lux，這些地點(diǎn)推薦選擇彩色照度在0.05LUX，F(xiàn)1.2黑白照度在0.008LUX，F(xiàn)1.2以下的產(chǎn)品

b.強(qiáng)光抑制寬動(dòng)態(tài)會(huì)影響到超低照度的表現(xiàn)，在這類地點(diǎn)的攝像機(jī)不需考慮強(qiáng)光抑制寬動(dòng)態(tài)的功能，選擇專門的日夜型高清低照度攝像機(jī)更合適。

索尼SNC-CH140低照度高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用了高畫質(zhì)、高靈敏度的索尼專業(yè)CMOS Exmor圖像傳感器加上最先研發(fā)的先進(jìn)數(shù)字降噪技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在夜晚環(huán)境下的清晰監(jiān)控且畫面無拖影。當(dāng)環(huán)境照度更低時(shí)，攝像機(jī)通過切換紅外濾光片，采用黑白模式工作，任能實(shí)現(xiàn)清晰監(jiān)控。

3．道路強(qiáng)光抑制寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)選擇:

在道路全景、卡口、路況監(jiān)控應(yīng)用中涉及到對過往車輛遠(yuǎn)光燈強(qiáng)光抑制看清車牌的實(shí)戰(zhàn)需求，這就需要攝像機(jī)具備寬動(dòng)態(tài)強(qiáng)光抑制的技術(shù)，而寬動(dòng)態(tài)技術(shù)有兩個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)需要關(guān)注，即動(dòng)態(tài)范圍和寬動(dòng)態(tài)起始值。

其中寬動(dòng)態(tài)范圍是指攝像機(jī)能夠識(shí)別的最亮區(qū)域到最暗區(qū)域的范圍，以“dB”表示，數(shù)值越高適應(yīng)的光線反差范圍越廣，相應(yīng)強(qiáng)光抑制的效果越好。

寬動(dòng)態(tài)起始值是指能夠開啟寬動(dòng)態(tài)的最低照度值，由于強(qiáng)光抑制基本使用在夜間環(huán)境，所以寬動(dòng)態(tài)起始值越低，在相對較暗的夜間時(shí)監(jiān)控效果就越好。

索尼最新推出的寬動(dòng)態(tài)技術(shù)--View-DR，具有異常出色的星光級寬動(dòng)態(tài)性能，寬動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到了驚人的130dB，能夠很好的適應(yīng)夜晚車牌強(qiáng)光抑制的需求，如圖：

4．如何選擇攝像機(jī)的清晰度：

目前公安治安及交通使用的高清攝像機(jī)比較多的是720P（1280*720）和1080P（1920*1080）兩種分辨率的產(chǎn)品，這兩種分辨率的成品如何挑選使用，一直都是很關(guān)注的一個(gè)問題。

在目前已經(jīng)應(yīng)用高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)的公安、交警單位往往在使用后都會(huì)有這樣的疑問：

a.是不是所有使用的攝像機(jī)都是分辨率越高越好？

b.為什么使用了1080P等高像素?cái)z像機(jī)到了晚上效果還不如標(biāo)清攝像機(jī)？

c.不同大小的路口如何選擇攝像機(jī)才能有最經(jīng)濟(jì)和最好的效果？

針對上述疑問，集合SONY在數(shù)字安防及高清攝像機(jī)在開發(fā)和眾多高清項(xiàng)目應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，我們建議是：

a．?dāng)z像機(jī)清晰度的選擇不能單一的只看畫面分辨率像素一個(gè)指標(biāo)，因?yàn)槌鞘兄伟布敖煌ǖ谋O(jiān)控環(huán)境可以說是監(jiān)控行業(yè)中最復(fù)雜最多變的環(huán)境，要達(dá)到公安部對監(jiān)控實(shí)戰(zhàn)的要求，獲得流暢清晰有效的監(jiān)控畫面，往往根據(jù)不同監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)際環(huán)境不同，需要從低照度、強(qiáng)光抑制、高幀數(shù)、高清晰、灰度級、多碼流等多方面綜合考慮，選出最優(yōu)化的攝像機(jī)選型，如果只從分辨率角度來選擇攝像機(jī)，往往最后花了很高代價(jià)組建的系統(tǒng)，在實(shí)際使用過程中會(huì)出現(xiàn)不能達(dá)到理想要求的結(jié)果。

b．有限于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)現(xiàn)有的技術(shù)限制，隨著攝像機(jī)像素的增高，其感光芯片的像素點(diǎn)密集程度也越來越高，相應(yīng)的其像素點(diǎn)需要的控制電路也在不斷增多，從而可用作感光的面積必然相應(yīng)減少，其結(jié)果就是攝像機(jī)的低照度和強(qiáng)光抑制效果與畫面像素分辨率必然成反比例發(fā)展，像素越高夜晚的效果相應(yīng)的越差，在選擇攝像機(jī)時(shí)要充分考慮到夜晚的照明情況。

c．根據(jù)路口的大小如何選擇最優(yōu)的攝像機(jī)分辨率大小？依據(jù)不同的應(yīng)用需求，在城市治安監(jiān)控中一個(gè)車牌橫向范圍能夠集中40-50個(gè)像素點(diǎn)就能通過肉眼在圖像中輕松的識(shí)別出車牌號，如果一個(gè)車牌范圍橫向能夠集中80-100個(gè)像素點(diǎn)就能使電子車牌識(shí)別系統(tǒng)輕易的自動(dòng)識(shí)別出車牌號，根據(jù)以上不同應(yīng)用來計(jì)算：

按治安監(jiān)控橫向40-50個(gè)像素標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)車牌44CM長度計(jì)算:

每米需要達(dá)到的像素點(diǎn)是40/44*100=91像素/米；

720P可監(jiān)控的路口寬度為1280/91=14米，按標(biāo)準(zhǔn)車道3.5米寬計(jì)算720P極限大致可以監(jiān)控4個(gè)車道；

1080P可監(jiān)控的路口寬度為1920/91=21米，按標(biāo)準(zhǔn)車道3.5米寬計(jì)算1080P極限大致可以監(jiān)控6個(gè)車道；

按電子車牌識(shí)別系統(tǒng)橫向80-100個(gè)像素標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)算：

每米需要達(dá)到的像素點(diǎn)是80/44*100=182像素/米；

720P可監(jiān)控的路口寬度為1280/182=7米，按標(biāo)準(zhǔn)車道3.5米寬計(jì)算720P極限大致可以監(jiān)控2個(gè)車道；

1080P可監(jiān)控的路口寬度為1920/182=10.5米，按標(biāo)準(zhǔn)車道3.5米寬計(jì)算1080P極限大致可以監(jiān)控3個(gè)車道；

5．自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)的重要性及應(yīng)用：

城市治安監(jiān)控和道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)在戶外長時(shí)間使用過程中，由于重型車輛的駛過以及風(fēng)雨天氣等因素的影響，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和搖晃，時(shí)間久了以后，攝像機(jī)容易失焦為后期使用和維護(hù)帶來很大的困擾，攝像機(jī)具備保持穩(wěn)定清晰焦距的能力就顯得非常重要。

另外攝像機(jī)自身是否具有后端自動(dòng)調(diào)焦功能也很重要，有該功能后即使產(chǎn)生虛焦的現(xiàn)象也能很快很方便的在后端自動(dòng)完成對焦，對實(shí)際使用非常有幫助。

SONY各型號網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都具備后端電動(dòng)變焦和自動(dòng)聚焦功能。

6．H.264壓縮方式技術(shù)在高清監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用:

在高清數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)中存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)和投入通常是非常大的，存儲(chǔ)的投資基本在總投資的30%以上，一個(gè)優(yōu)秀穩(wěn)定的壓縮算法可以在不降低畫面質(zhì)量的情況下實(shí)現(xiàn)更小的存儲(chǔ)容量從而可以大大節(jié)省總投資成本，同時(shí)一個(gè)好的壓縮算法占用的網(wǎng)絡(luò)流量也較低相應(yīng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性可以大大提高，且相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)也較小。

SONY網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用H.264編碼方式再結(jié)合自己獨(dú)有的算法，可實(shí)現(xiàn)在傳輸相同質(zhì)量的圖像時(shí)，帶寬遠(yuǎn)低于其他品牌的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，如SNC-CH140 720P高清槍機(jī)樓宇一樓大廳出入口監(jiān)控，30幀/秒帶寬為2Mbps。其保證了滿幀率傳輸?shù)耐瑫r(shí)還實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)的圖像。當(dāng)進(jìn)入夜間環(huán)境，監(jiān)控場景變化不大，P幀間差值變小，帶寬會(huì)隨之減小。因此索尼該720P高清攝像機(jī)全天24小時(shí)工作，30幀/秒帶寬要小于2Mbps。

7．先進(jìn)性：

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的2個(gè)最大趨勢是高清和智能分析，而兩個(gè)趨勢走在一起就會(huì)變成基于高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的前端智能分析;AXIS提出DEPA功能就是將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片的富裕資源用于如智能分析如：移動(dòng)偵測、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、防破壞探測、智能語音功能等，基于攝像機(jī)前端分析時(shí)效更高、更及時(shí)，只需將智能分析的統(tǒng)計(jì)結(jié)果反饋給服務(wù)器，相比平臺(tái)智能分析大大降低網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用，分析服務(wù)器的占用等；SONY的DEPA智能分析功能完全免費(fèi)開放。

公安用戶往往都希望使用技術(shù)最好最先進(jìn)的產(chǎn)品，但是監(jiān)控技術(shù)發(fā)展這么迅速新，技術(shù)不斷推出，如何能保證使用的產(chǎn)品在一段時(shí)期內(nèi)保持技術(shù)的先進(jìn)性呢?

針對該需求我們的建議是選擇有固件自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)升級能力的產(chǎn)品，因?yàn)閿z像機(jī)感光芯片的技術(shù)創(chuàng)新相對監(jiān)控行業(yè)其他技術(shù)發(fā)展相對較慢的，通?？梢员３州^長一段時(shí)間，更新最快，最多的主要是圖像處理算法、智能分析和編碼技術(shù)而這些都是可以通過升級固件實(shí)現(xiàn)的。

SONY所有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)均支持固件免費(fèi)升級，固件免費(fèi)下載；在攝像機(jī)里可實(shí)現(xiàn)方便的固件升級。

8．穩(wěn)定性選擇：

公安用攝像機(jī)大多使用在室外且分布廣泛，攝像機(jī)長時(shí)間使用的穩(wěn)定就尤其重要，一般攝像機(jī)的穩(wěn)定性可以用以下這些指標(biāo)來分析：

a.低功耗和發(fā)熱量指標(biāo)，采用低功耗芯片的攝像機(jī)發(fā)熱量相對較少，在炎熱天氣時(shí)能夠保證穩(wěn)定的工作；

b.平均無故障小時(shí)MTBF指標(biāo)，一般需要在100000小時(shí)以上；

c.質(zhì)保期限，一般要求廠家提供三年以上的質(zhì)保承諾；

SONY網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用CMOS Exmor芯片，高性能、高集成而發(fā)熱率極低，穩(wěn)定性更高；室外球機(jī)采用鎂鋁合金外殼和聚碳酸脂透明球罩，防護(hù)更好更利于散熱，防電磁干擾，光學(xué)性能好，易于維護(hù)，穩(wěn)定更高。

SONY產(chǎn)品的MTBF（平均無故障時(shí)間）=10萬小時(shí)，SONY廠家對所以的攝像機(jī)提供三年以上的質(zhì)保承諾。

三、公安用高清攝像機(jī)整體選型建議總結(jié):

根據(jù)以上介紹可以看出公安用監(jiān)控?cái)z像機(jī)由于使用環(huán)境的復(fù)雜多樣，攝像機(jī)的選擇不能簡單的從某一兩個(gè)指標(biāo)來選出，必須考慮到不同應(yīng)用環(huán)境的具體情況，選擇具有針對性功能優(yōu)化的專業(yè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)。

同時(shí)由于目前大多數(shù)廠家產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)大多標(biāo)的都是理想環(huán)境下的測試指，在公安實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中，參考意義不大，初次選用高清攝像機(jī)產(chǎn)品時(shí)建議選擇具有典型化需求的地點(diǎn)先做對比測試，然后選擇實(shí)測效果較好的攝像機(jī)產(chǎn)品。