【安防知識網(wǎng)】去年年底，考古界最惹人注意的一條新聞莫過于12月27日河南省文物局對外發(fā)布曹操墓在河南安陽被發(fā)現(xiàn)。從墓初期被發(fā)現(xiàn)，到學術(shù)界的質(zhì)疑，到最后被權(quán)威專家定論，可謂一波三折，好不熱鬧。曹操墓的發(fā)現(xiàn)將給地方帶來巨大的財政收益，也必將引發(fā)國內(nèi)考古的新一輪熱潮。而作為文物保存和展示的博物館，更是給到我們普通民眾一個近距離接觸出土文物以至體驗發(fā)掘現(xiàn)場的機會。

　　由曹操墓的發(fā)現(xiàn)說起

　　去年年底，考古界最惹人注意的一條新聞莫過于12月27日河南省文物局對外發(fā)布曹操墓在河南安陽被發(fā)現(xiàn)。從墓初期被發(fā)現(xiàn)，到學術(shù)界的質(zhì)疑，到最后被權(quán)威專家定論，可謂一波三折，好不熱鬧。曹操墓的發(fā)現(xiàn)將給地方帶來巨大的財政收益，也必將引發(fā)國內(nèi)考古的新一輪熱潮。而作為文物保存和展示的博物館，更是給到我們普通民眾一個近距離接觸出土文物以至體驗發(fā)掘現(xiàn)場的機會。

　　博物館一向是安防的重點領(lǐng)域。一個好的博物館安全防范體系應(yīng)該是一個綜合系統(tǒng)，它包括一套行之有效的管理制度、一套穩(wěn)定可靠的技術(shù)防范設(shè)備、一套切實可行的應(yīng)急預(yù)案、一批克盡職守的保安隊伍，缺一不可。作為博物館重要組成部分的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該將最新的技術(shù)應(yīng)用到博物館的安全防范系統(tǒng)中。

　　技術(shù)在博物館中的應(yīng)用

　　百萬像素寬動態(tài)(Mega Super Dynamic)技術(shù)是松下電器最新推出的IP攝像機技術(shù)。松下將實現(xiàn)高清圖像和超寬動態(tài)二種技術(shù)(Super Dynamic)成功地融合在一起，應(yīng)用于IP攝像機，使既能達到百萬像素的高清晰度，又能擴展IP攝像機環(huán)境應(yīng)用范圍，使得IP攝像機能適用于復(fù)雜的光照條件。

　　以下以國內(nèi)某博物館應(yīng)用為例，介紹松下百萬像素寬動態(tài)技術(shù)在博物館工程中的實際使用。

　　博物館安防需求

　　博物館安全防范系統(tǒng)建成后應(yīng)體現(xiàn)先進、實用、可靠，必須與國家頒布的一級風險防范工程設(shè)計規(guī)范相吻合，具有防入侵、防盜竊、防搶劫、防破壞等多種功能。當入侵、盜竊、搶劫、破壞等警情發(fā)生時，報警系統(tǒng)應(yīng)立即發(fā)出警報，提示保衛(wèi)人員及時出警。同時聲音復(fù)核系統(tǒng)和圖像復(fù)核系統(tǒng)進行實時監(jiān)控和錄像、錄音，為打擊犯罪分子提供有力的證據(jù)。該系統(tǒng)在縱深防護體系的監(jiān)控下，一旦發(fā)生入侵，能有效地把犯罪分子控制和擒拿于門、窗之外，從而在阻止盜竊文物、破壞文物及打擊犯罪活動中，發(fā)揮有效的防范作用，使盜竊、搶劫等非法行為不能得逞，確保文物的安全。

　　博物館又是對公眾廣泛開放的場所，安全防范系統(tǒng)要貫徹預(yù)防為主、防打結(jié)合的診-則，為打擊刑事犯罪創(chuàng)造條件，起到提前預(yù)警、處警反應(yīng)快;延緩非法活動、縮小破壞范圍;及事后追溯、查證的作用;特別要加強對重大活動和節(jié)假日開放時的秩序管理。

　　博物館安防系統(tǒng)要建立縱深防護體系，以入侵報警系統(tǒng)為核心，結(jié)合圖像和聲音復(fù)核系統(tǒng)。出于建筑內(nèi)的重點文物的保護需要，其室內(nèi)照明條件需要進行嚴格控制，同時為了保證重點區(qū)域違規(guī)，違法事件的發(fā)生，其監(jiān)控的清晰度也有較高的要求。為滿足室內(nèi)復(fù)雜照明條件下的高清監(jiān)控需求，需配置高清晰度并適合多種照明條件下的高性能攝像機對館內(nèi)進行高清監(jiān)控。根據(jù)博物館實際情況和視頻安防監(jiān)控的需求，視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)將采用數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化進行搭建。

　　結(jié)合用戶需求及博物館內(nèi)實際應(yīng)用環(huán)境，我們選取具有Mega Super Dynamic技術(shù)的IP攝像機以滿足博物館對于前端圖像質(zhì)量的嚴苛需求，并對整體數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

　　1、系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)要求

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)和聲音復(fù)核系統(tǒng)采用采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)攝像機、安防IP專用傳輸網(wǎng)絡(luò)、音/視頻存儲服務(wù)器、數(shù)字化顯示設(shè)備?？傮w架構(gòu)按功能由三部分組成。即前端(網(wǎng)絡(luò)攝像機/拾音器)+傳輸網(wǎng)絡(luò)(IP網(wǎng)絡(luò))+核心層(虛擬矩陣和網(wǎng)絡(luò)音/視頻存儲服務(wù)器)。

　　一般條件下使用網(wǎng)絡(luò)攝像機上的拾音器進行聲音的錄制，需要單獨外部設(shè)置拾音器的網(wǎng)絡(luò)攝像機應(yīng)將外部拾音器連接到網(wǎng)絡(luò)攝像機，部分網(wǎng)絡(luò)攝像機具備雙向?qū)χv功能。音視頻信號都通過視頻監(jiān)控IP專網(wǎng)進行傳輸。如圖1所示。

　　核心管理和存儲設(shè)備放置在主機房，匯聚層交換機也放置在主機房。匯聚交換機與接入層可根據(jù)距離靈活地采用光纖和6類線連接。前端攝像機采用DC 12V或AC 24V供電，根據(jù)實際接入的攝像機數(shù)量，接入層交換機可以采用12口或24口交換機，通過千兆接入?yún)R聚交換機。

　　因IP專網(wǎng)的傳輸負荷相當之重，因此應(yīng)針對系統(tǒng)特點，要做好系統(tǒng)路由的規(guī)劃，最低限度地減少對網(wǎng)絡(luò)帶寬的無效占用，并且進行對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。 [nextpage]

　　2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能

　　在每個館內(nèi)的關(guān)鍵區(qū)域安裝寬動態(tài)百萬像素攝像機，據(jù)實際測試驗證，需要大于或等于120萬像素(1280×960)分辨率高清晰攝像機。要求該百萬像素攝像機具有寬動態(tài)功能以適應(yīng)館內(nèi)的復(fù)雜照明條件，要能清晰地顯示館內(nèi)關(guān)鍵區(qū)域的人員特征。同時為了防止蓄意破壞，該攝像機還應(yīng)具有一定的智能防范功能。

　　另在館內(nèi)的一些顯著位置，安裝固定半球攝像機。要求在攝像范圍內(nèi)能清晰地捕捉現(xiàn)場圖像。在館內(nèi)適當位置，如大堂及電梯口安裝室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)迷你型快球，快球要兼顧到性能及室內(nèi)美觀，既能捕捉清晰圖像，體積又不能過大。在室外適當配置室外型快球攝像機進行監(jiān)控。

　　除室外快球攝像機外，其它部位攝像機應(yīng)選用支持PoE供電功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，以節(jié)省供電布線成本，簡化工程安裝。

　　綜合管理中心平臺可支持海量路數(shù)網(wǎng)絡(luò)攝像機或者網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(僅受硬件、網(wǎng)絡(luò)的限制)，為未來的擴展做好準備。系統(tǒng)管理平臺人機界面采用電腦工作站軟件控制和專業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)鍵盤兩種模式，分別適應(yīng)不同專業(yè)人員的需求。

　　3、硬件選擇要點

　　高清技術(shù)給影音視頻領(lǐng)域帶來了一場革命，同時也深深影響著視頻監(jiān)控領(lǐng)域。視頻監(jiān)控領(lǐng)域的百萬像素攝像機層出不窮地涌現(xiàn)出來，但質(zhì)量卻參差不齊。這里有一個通俗的誤解，認為百萬像素一定能夠帶來優(yōu)異的圖像效果。但很多用戶在選擇百萬像素攝像機后對其圖像效果不甚滿意。這就說明，不能僅僅將百萬像素作為評判一款攝像機籠-質(zhì)是否清晰的唯一指標，應(yīng)該推穃-之前“唯像素論”的想法，誤認為像素越多越好。

　　簡單地說像素數(shù)只代表圖像中像素點的多少，而籠-質(zhì)則是由每個像素點的成像質(zhì)量決定的。舉個很簡單的例子，大家恐怕不會認為手機攝像頭拍攝的500萬像素的圖像和專業(yè)單反相機拍出來的500萬像素圖像是一樣的吧，這就是像素點質(zhì)量的差異!像素質(zhì)量的好壞比單純追求像素達到了多少百萬更為重要。另一方面限于目前主流高端顯示屏已綷-支持1080p的高清晰度(約200萬像素)，從某種意義上來說超過200萬像素的動態(tài)實時視頻是沒有多少實際意義的，因為很難找到相應(yīng)的顯示設(shè)備。

　　松下的百萬像素攝像機內(nèi)有松下專有的UniPhier視頻壓縮芯片。UniPhier自設(shè)計研發(fā)之初，就充分考慮了視頻處理的特點，對視頻處理的每一個細節(jié)進行優(yōu)化，使得芯片能夠高效地完成圖像采集，處理和壓縮處理。借助高性能芯片提供高達130萬像素(1280×960)的實時圖像。如圖2所示。

　　博物館中為了文物保存，光照條件十分苛刻，為了適應(yīng)館內(nèi)這樣復(fù)雜的光線條件，攝像機應(yīng)具備寬動態(tài)功能。寬動態(tài)技術(shù)是由松下在模擬監(jiān)控領(lǐng)域首創(chuàng)的處理技術(shù)，利用芯片處理圖像，輸出令亮區(qū)及暗區(qū)都清晰可辨的最終圖像。松下最新的百萬像素攝像機已綷-具有松下最新的第五代超動態(tài)技術(shù)。如圖3所示。

　　松下WV-NP502和WV-NW502百萬像素攝像機以CCD作為成像部件，監(jiān)視及錄像分辨率為1280×960全實時、H.264壓縮編碼，帶寬占用極低，該攝像機具有寬動態(tài)功能，能適應(yīng)館內(nèi)的復(fù)雜照明條件，并針對館內(nèi)暗區(qū)域攝像機具有相應(yīng)的自動補償技術(shù)，能清晰地顯示關(guān)鍵區(qū)域的人員特征。在緊急情況下，為了捕捉可疑人員的細節(jié)特征，改寬動態(tài)百萬像素攝像機能夠支持調(diào)整工作模式，轉(zhuǎn)換成300萬像素(2048×1536)格式進行圖像拍攝。針對網(wǎng)絡(luò)上可能發(fā)生的堵塞，攝像機還具有智能數(shù)據(jù)流優(yōu)先權(quán)控制，保證了視頻傳輸?shù)姆€(wěn)定。同時為了防止有人蓄意破壞，該攝像機也具有一定的智能防范功能。如圖4所示。

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　　固定半球攝像機要求選用逐行掃描CCD作為其成像部件，其在攝像范圍內(nèi)能清地捕捉到現(xiàn)場圖像，又適合于各類安裝結(jié)構(gòu)。標清攝像機監(jiān)視及錄像的分辨率為640×480，所有攝像機的視頻流必須達到640×480實時。

　　室內(nèi)網(wǎng)路迷你快球WV-NS202A具有不小于22倍的光學變焦，也要兼顧性能及室內(nèi)美觀的需求，既能捕捉清晰圖像，體積又不能過大。室內(nèi)快球也應(yīng)具有寬動態(tài)功能，以適應(yīng)復(fù)雜的光線變化環(huán)境。室內(nèi)快球還應(yīng)具有自動跟蹤功能，以用于無人時段的主動防范。所有攝像機的視頻流必須達到640×480實時。松下WV-NS202A網(wǎng)絡(luò)迷你快球既具有小巧的外觀，有具有PoE供電的靈活性。是一款具有高綷-濟性的網(wǎng)絡(luò)迷你型快球的理性選擇。如圖5所示。

　　室外適當配置30倍光學變焦的網(wǎng)絡(luò)快球攝像機WV-NW960，室內(nèi)外快球都具有不小于52dB的寬動態(tài)功能，以適應(yīng)復(fù)雜的光線變化環(huán)境。室外快球還應(yīng)具有自動跟蹤的功能，以用于無人時段的主動防范。所有攝像機的視頻流必須達到640×480實時。

　　視頻存儲服務(wù)器的選型應(yīng)采用專用數(shù)字視頻存儲產(chǎn)品，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及系統(tǒng)的無縫性，推薦和網(wǎng)絡(luò)攝像機同一品牌的網(wǎng)絡(luò)視頻存儲服務(wù)器。嵌入式操作系統(tǒng)，能夠?qū)Π偃f像素視頻進行記錄，能在較高負荷條件下滿足24小時30天的不間斷存儲的要求。

　　系統(tǒng)必須考慮在硬盤損壞、數(shù)據(jù)丟失的情況下，數(shù)據(jù)恢復(fù)的方案和實施方法。綜合考慮成本、性能和可靠性，系統(tǒng)采用RAID5/RAID6冗余并支持無需停止錄像，對磁盤進行熱插拔更換。視頻存儲設(shè)備必須保證隨時能調(diào)用至少30天中任何時段任何監(jiān)控點的視頻監(jiān)控錄像，能保證網(wǎng)絡(luò)暢通。為了保證存儲視頻數(shù)據(jù)的公正性和安全性，存儲服務(wù)器應(yīng)具有篡改檢測和數(shù)據(jù)加密功能。視頻存儲服務(wù)器應(yīng)當具有對攝像機簡單控制的功能，以體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備對前端攝像機的靈活控制，智能性能測定功能能自動設(shè)置存儲設(shè)備進入最佳的錄影速率。

　　編碼格式應(yīng)采用先進的編碼方式如H.264，MPEG-4或者M-JPEG，達到體積小、圖像質(zhì)量高的目的，并降低對存儲系統(tǒng)的要求。

　　全高清視頻解碼器要求能通過切換顯示任意攝像機的視頻圖像。全高清解碼器采用嵌入式操作系統(tǒng)并具備HDMI高清數(shù)字接口作為高清數(shù)字視頻的輸出接口。要求單臺解碼器能隨時調(diào)出最多任意6個監(jiān)控點的監(jiān)控籠-面(VGA籠-幅)為前提，顯示籠-面流暢和同步。在顯示百萬像素視頻時，解碼器應(yīng)能夠顯示1280×960(4VGA)診-始籠-幅，在大屏幕上進行像素對應(yīng)顯示。監(jiān)控的大屏幕采用若干臺松下50寸專業(yè)等離子顯示器配合使用，以大屏顯示墻方式顯示監(jiān)控圖像。

　　系統(tǒng)管理PC工作站采用windows操作系統(tǒng)，配置19寸液晶監(jiān)視器，能滿足管理員控制整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求，并要求結(jié)合網(wǎng)絡(luò)鍵盤對系統(tǒng)進行控制，方便操作員操作。

　　4、軟件選擇要點

　　核心軟件和設(shè)計技術(shù)必須能夠證明是實用、成熟、能夠?qū)崿F(xiàn)對前端設(shè)備進行管理的軟件。考慮到軟件與硬件視頻及指令的理解執(zhí)行效率直接影響著整體系統(tǒng)效率的高低，所以對軟件的穩(wěn)定性要求較高，方案推薦使用與網(wǎng)絡(luò)攝像機同一品牌的軟件。

　　軟件應(yīng)包含以下基本功能：

　　切換顯示、分屏與集中顯示，即系統(tǒng)的每個顯示器都能按照管理員的要求單獨顯示任意一個攝像機的實時圖像，也可以同時顯示多個攝像機的分屏實時圖像。對于高清攝像機，在所有客戶端顯示器上必須可同時顯示最低1280x960分辨率，每秒25幀的視頻圖像。

　　系統(tǒng)能按照管理員的意圖，對任意一個攝像機進行錄像。系統(tǒng)軟件支持按照不同的檢索方法，同時也支持變速錄像回放?？梢远ㄖ撇煌匿浵窀袷?MPEG4、H.264、M-JPEG)和錄像質(zhì)量，實現(xiàn)對圖像質(zhì)量的控制。

　　支持高清錄像放大顯示功能，重點查找;同時，平臺必須支持多路攝像機同時回放。

　　系統(tǒng)支持在錄像的同時，在籠-面中加上時間、攝像機編號、位置等字幕。

　　系統(tǒng)支持多用戶的分級管理，可設(shè)定不同用戶的操作、管理權(quán)限，滿足不同用戶具備不同管理權(quán)限。

　　系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控和診斷，能實時地顯示目前系統(tǒng)運行的狀態(tài)，顯示相應(yīng)的故障。

　　結(jié)束語

　　伴隨著博物館修建及改造進入新一輪的高潮，博物館安防水平將不斷提高。博物館對安防新的要求也不斷激勵著松下對新產(chǎn)品、新應(yīng)用的開發(fā)。愿松下能夠伴隨著博物館行業(yè)的發(fā)展而不斷進步。