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高空拋物監控攝像機選型

文章出處:未知 責任編輯:admin 發表時間:2018-03-23 11:21 人氣:
       近日,廣東東莞董女士抱著3個月大的外孫女凡凡在小區散步時,一個從天而降的蘋果砸在了凡凡的頭上,送醫后被診斷為重型顱腦損傷,右邊頭骨破碎。3月20日,凡凡的外公龍先生告訴法制晚報·看法新聞記者,凡凡至今仍在深圳兒童醫院重癥監護室昏迷未醒,當地警方已確定嫌疑人是住在24樓的12歲小姑娘,雙方已進入賠償協商當中。此事件讓人們的關注再次集中到高空拋物的惡略行為討論中,隨著中國城市化進程加快,高層建筑越來越多,隨之帶來的高空拋物現象也十分嚴重,寄希望于居民提高素質完全杜絕這種行為,在目前是不現實的,且高空拋物又面臨著取證處罰難的困境,有必要借助高科技手段,例如在小區安裝攝像頭時刻監控,從而留下高空拋物的有力物證,不失為震懾高空拋物行為的可取做法。
     高空拋物監控攝像機選型 
    小區高空拋物視頻監控系統和常規的小區安防監控系統并沒有太大的差別,最主要區別就是攝像機的技術選型,因為高空拋物的物體下落速度較快,一般普通的低幀率的攝像機無法有效地捕捉目標,也無法定位拋物者所在的樓層位置,所以在高空拋物監控攝像機的技術選型上,我們特別注意了以下幾個問題: 
     一、攝像機的選型:球型攝像機是一體化攝像機、球形云臺、解碼器這幾部分組成的,可以自動聚焦、手動變倍,鏡頭拉近拉遠及360度轉動來監控所需監控的區域,一般使用在室外或者室內面積比較大,范圍比較廣的場合。半球攝像機的變焦范圍一般都不大,例如2倍、3.6倍等,而且鏡頭一般都不易更換,主要用于固定視野的監控,例如樓梯間、通道、電梯轎箱。槍機應用的場合比較廣泛、可擴展性更高,可以實現遠距離監控或廣角監控,它的變焦范圍則取決于選用的鏡頭,可以從幾倍到幾十倍不等,而且鏡頭的更換比較容易,針對高空拋物的監控,選擇槍機是最為適合的。
    二、圖像傳感器的選型:攝像機的最主要部件圖像傳感器,早期圖像傳感器大部分都是采用CCD,它能夠將光線信號變為電荷信號并可將電荷儲存及轉移,也可將儲存的電荷取出,使電壓發生變化,因此是理想的攝像元件,具有分辨率高、靈敏度高、信噪比高、動態范圍高等特點。近年來,CMOS圖像傳感器發展迅猛,其體積小、集成度高、功耗低等優點,廣泛應用于數字網絡視頻監控系統的前端設備中,它通過采用影像光源自動增益補強技術、自動亮度、白平衡控制技術,色飽和度、對比度、邊緣增強以及伽馬矯正等先進的影像控制技術,完全可以達到與CCD攝像頭相媲美的效果。受市場發展以及技術等情況的限制,數字攝像頭采用CCD圖像傳感器的廠商為數不多,主要原因是采用CCD圖像傳感器成本高的影響,所以沒有必要一味追求CCD圖像傳感器。
     三、傳感器尺寸的選型:傳感器尺寸(又稱靶面尺寸),主要有1/4″、1/3″、1/2″、1/1.8″英寸等幾種,它的大小以及與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。在同樣的像素條件下,傳感器尺寸越大,感光面積越大,對光線的敏感性也就越強,描述的圖像層次也就越豐富,成像效果越好。“1/”這個后面的數字英寸的變小,只是表示這方面技術在不斷的進步,并不是說 1/3″英寸就一定比1/4″英寸的好,因為不同的場合需要用到一些不同尺寸的傳感器所獨有的優點。例如1/2″英寸可以有比較大的通光量,1/4″英寸可以比較容易的獲得較大的景深。由于高空拋物監控的環境和區域具有一定的特殊性,建議選用1/2″、1/1.8″等尺寸的傳感器。
     四、鏡頭的選型:鏡頭的種類繁多,從焦距上分類,可分為短焦距、中焦距、長焦距和變焦距鏡頭;從視場的大小分類,可分為廣角、標準、遠攝鏡頭;從結構上分類,還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭(指光圈、焦距、聚焦這三者均可變)等類型。由于鏡頭選擇得合適與否,直接關系到攝像質量的優劣,又關系到工程造價,因此在實際應用中必須合理選擇鏡頭。  
     針對高空拋物監控,我們建議如下:
     (1)、建議選擇自動光圈鏡頭:高空拋物使用的攝像機多在室外安裝,因為室外的光線的動態范圍變化較大,夏日陽光下環境照度達50000Lx-100000Lx,夜間路燈時僅為10Lx,變化幅度相當大,自動光圈對監控點的光線變化適應性較強。
     (2)、建議選擇手動變焦鏡頭:大多數用戶選購監控攝像機時標配的就是定焦鏡頭,根據所需要布控點來選擇合適的焦距,如大范圍監控會選擇4mm短焦鏡頭。然而高空拋物監控區域和環境是千變萬化的,同時與樓幢之間的距離也是相對不固定,面對這么多可變因素,建議選擇變焦鏡頭。一般情況下,變焦鏡頭可以提供4mm~16mm甚至更長的焦距,根據鏡頭選擇不同,數值可以不同。變焦也分手動和自動,考慮到價格成本,手動變焦更適合于本項目。
     (3)、鏡頭的接口:鏡頭的接口分為C與CS接口,它們的區別在于鏡頭與攝像機接觸面至鏡頭焦平面的距離不同,C型接口此距離為17.5mm,CS型接口此距離為12.5mm。C型鏡頭與C型攝像機,CS型鏡頭與地顯示幀便形成了“運動”的圖像,也就是視頻。高幀率可以得到更流暢、更逼真的視頻,每秒鐘幀數 (fps) 愈多,所顯示的動作就會愈流暢。一般來說30幀/秒是行業普遍水平,但為了提高高空拋物的監控視頻的效果,推薦使用60幀/秒的幀率,可以明顯提升圖像交互感和逼真感。目前暫不推薦90幀/秒或120幀/秒以上幀率的攝像機,最主要的是高速圖形處理器的價格以及圖像傳輸速率限制等問題,超高幀率攝像機的價格和技術還不算成熟。
     分辨率指在視頻攝錄、傳輸和顯示過程中所使用的圖像質量指標,或顯示設備自身具有的表現圖像細致程度的固有屏幕結構,換句話說就是指單幅圖像信號的掃描格式或顯示設備的像素規格。分辨率的單位是“像素點數Pixels”,而不是“電視線TVLine”,分辨率代表水平行和垂直列的像素數目,用“水平像素×垂直像素”來表達,例如目前市面大部分攝像頭分辨率為1280×1240,代表水平行有1280個像素,垂直列上有1024個像素,這樣整個畫面大約有130萬像素。隨著技術的發展,分辨率會越高,就可以呈現更多信息,圖像質量越好,考慮到系統的先進性,建議現在高空拋物監控使用攝像頭分辨率為1920×1080,整個畫面大約有200萬像素。
       五、最低照度:照度是反映光照強度的一種單位,其物理意義是照射到單位面積上的光通量,照度的單位是每平方米的流明(Lm)數,也叫做勒克斯(Lux,法定符號Lx):1Lx=1Lm/m2。最低照度是測量攝像機感光度的一種方法,換句話說,攝像機能在多黑的條件還可以看到的可用的影像。簡單地說,在暗房內攝像機對著被測物,然后把燈光慢慢調暗,直到監視器上快要看不清楚被測物為止,這時測量光線的照度,就是該攝像機的最低照度。通常將攝像機分為四個等級:
(1)、普通級攝像機:一般照度值均大于0.1Lux;
(2)、低照度攝像機:照度值范圍在0.1Lux至0.01Lux之間的攝像機;
(3)、月光級攝像機:其照度值范圍在0.01Lux至0.001Lux間;
(4)、星光級攝像機:當最低照度值達到甚至低于0.0001Lux的時候,便達到了星光級的超低照度攝像機,但這些分類也沒有絕對的規范化、標準化。
       由于小區夜間光照不足,又不可能大規模安裝補光照明設施(為了保證業主休息,不方便通過補光等方式來提高環境照度),此種場景下對攝像機的低照度性能要求就比較高。雖然紅外與激光攝像機在外界無需任何輔助光源的情況下可得到較清晰的圖像,但紅外與激光攝像機目前仍存在一些缺陷,如色彩為黑白、能耗大、散熱不佳、紅外攝像機照射距離有限、照射范圍不廣等。
      隨著圖像傳感器技術的提高,以及圖像降噪算法的應用,高清網絡攝像機的低照度效果越來越好,它不同于紅外,可借助周圍的一切光源,如路燈、走廊燈、月光甚至星光等,在光線較暗的情況下獲得全彩色實時視頻圖像。由于采用了超靈敏度圖像傳感器,以及獨有的電子倍增和噪點控制技術,能夠極大地提高攝像機的靈敏度,并且具備24小時全彩色實時效果,沒有普通低照度攝像機出現的拖尾現象,以滿足對夜間高品質監控的需求。其優點是功耗小、圖像效果真實、不偏色,在應用面上,雖然不及紅外攝像機廣泛,但也在一定程度上具備不可替代性。高空拋物視頻監控中為解決夜間監控的難題,建議使用“星光級”攝像頭。
     六、寬動態范圍:寬動態技術是在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像的特色而運用的一種技術。當在強光源(日光、燈具或反光等)照射下的高亮度區域及陰影、逆光等相對亮度較低的區域在圖像中同時存在時,攝像機輸出的圖像會出現明亮區域因曝光過度成為白色,而黑暗區域因曝光不足成為黑色,嚴重影響圖像質量。攝像機在同一場景中對最亮區域及較暗區域的表現是存在局限的,這種局限就是通常所講的“動態范圍”。常規攝像機視場中的物體在亮度較高的背景光時,需要看門口或窗外的物體,通常采用中央背光補償(BLC)模式,它主要是靠提升視場中央部分的亮度、降低視場四周部分的亮度來達到看清位于中央位置內物體的目的。而寬動態這一技術是同一時間曝光兩次,一次快,一次慢,再進行合成使得能夠同時看清畫面上亮與暗的物體。雖然二者都是為了克服在強背光環境條件下,看清目標而采取的措施,但背光補償是以犧牲畫面的對比度為代價的,所以從某種意義上說,寬動態技術是背光補償的升級。CCD攝像機的寬動態范圍最多也只有66dB,而CMOS寬動態攝像機的動態范圍已能達到120dB以上,在未來CMOS寬動態技術將有更大的發展空間。高空拋物的監控攝像機有時對著天空,太陽光可能會直射到鏡頭,所以需要寬動態范圍的攝像頭。
    七、透霧:伴隨著中國霧霾天氣的日益嚴峻,不少傳統的監控攝像機已經失去了其監控的作用,霧霾導致攝像機的監控距離、圖像清晰度下降,甚至導致車輛、人物等監控主體的關鍵細節信息丟失,一旦發生事件,將很難獲得有效信息,大大降低了視頻監控系統的實用性。現在帶透霧技術的已經成為攝像頭的標配功能,不管是使用電子透霧技術也好,還是光學透霧技術,都能在霧霾天氣下能夠穿透霧霾干擾,讓攝像機獲得良好的監控效果,不會影響監控距離和圖像清晰度。高空拋物的監控攝像機也應具有透霧功能,這樣才能在越來越嚴重的霧霾天氣中大顯身手。

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