需求分析
    隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)速度的加快，城市治安防范管理和應(yīng)對(duì)恐怖、災(zāi)害等特突事件的壓力也愈來(lái)愈大，建設(shè)“平安城市、平安中國(guó)”、構(gòu)建“和諧社會(huì)”正是在這種大環(huán)境下，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障人民安定生活的必然措施。

    在建設(shè)“平安城市”的社會(huì)面治安監(jiān)控應(yīng)用中，作為技術(shù)防范的有力措施、攝像監(jiān)控起到了巨大的作用?？紤]到攝像監(jiān)控的視角、盲區(qū)、隱蔽、機(jī)動(dòng)等方面的因素，智能高速球型攝像機(jī)具有運(yùn)轉(zhuǎn)速度可控、變焦速度快，能在無(wú)人操作時(shí)自動(dòng)掃描、巡航或還原操作軌跡等功能，因而在社會(huì)面治安監(jiān)控項(xiàng)目中被廣泛地應(yīng)用。

    一體化高速智能球都配有大倍率的光學(xué)變焦鏡頭、水平分辨率高、內(nèi)置高轉(zhuǎn)速云臺(tái)，可以快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)定位監(jiān)視。另外高速智能球一般還帶有預(yù)置點(diǎn)，有花樣掃描、自動(dòng)巡航等功能，可以更好地實(shí)現(xiàn)城市監(jiān)控等諸多特殊要求。

    再加上一體化高速智能球與普通帶云臺(tái)攝像機(jī)相比還具有外型美觀、隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此十分適用于“平安城市”視頻監(jiān)控的應(yīng)用。

選購(gòu)關(guān)注點(diǎn)
    “平安城市”監(jiān)控工程龐大而復(fù)雜，無(wú)論從系統(tǒng)的前端圖像采集部分、傳輸部分，還是到后端存儲(chǔ)控制顯示部分，其設(shè)備的性能是決定系統(tǒng)成功與否、優(yōu)與劣的關(guān)鍵因素，將直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、圖像質(zhì)量、設(shè)計(jì)效果和系統(tǒng)使用壽命。因而設(shè)備選型要貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，本文僅針對(duì)智能球型攝像機(jī)的選型進(jìn)行闡述。

前端攝像機(jī)需求分析
    1、視頻監(jiān)控對(duì)圖像清晰度的要求較高，需要能較清晰地顯示人、車(chē)輛或物體的形體特征等細(xì)微部分。

    2、視頻監(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、必須具備高可靠性，并安裝要方便。 

    3、要適合低照度環(huán)境下工作，這就需要攝像機(jī)能在極暗的環(huán)境下也能得到優(yōu)質(zhì)的畫(huà)面，由于在照度較低的環(huán)境下圖像會(huì)出現(xiàn)噪點(diǎn)，這就要求攝像機(jī)在增強(qiáng)靈敏度的同時(shí)，要具有良好的噪點(diǎn)消除功能。

    4、在室外監(jiān)控環(huán)境下，光照的對(duì)比度非常大，夏日白天光照可達(dá)到100000LUX，而在晚上昏暗的路燈下可能還不到1LUX，在這種情況下通過(guò)攝像機(jī)自身的電子快門(mén)或自動(dòng)光圈鏡頭已不可能適應(yīng)這么寬范圍的照度變化，因此要求攝像機(jī)具有相當(dāng)?shù)膶拕?dòng)態(tài)范圍。

智能球型攝像機(jī)選型依據(jù)
    1、攝像機(jī)有黑白和彩色兩種，通常黑白攝像機(jī)的水平清晰度要比彩色攝像機(jī)高，且比彩色攝像機(jī)靈敏，更適用于光線(xiàn)不足的地方和夜間燈光較暗的場(chǎng)所。但彩色圖像容易分辨監(jiān)視對(duì)像的面貌特征。而“平安城市”視頻監(jiān)控要求選擇彩色攝像機(jī)。所以為了能兼顧光照較弱的環(huán)境的監(jiān)控、為了能滿(mǎn)足全天監(jiān)控需求，必須選擇具有彩色轉(zhuǎn)黑白功能的攝像機(jī)。

    2、清晰度，即指攝像機(jī)的水平清晰度，用TVL電視線(xiàn)表示。目前市場(chǎng)上的高速球型攝像機(jī)，如果是彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)，則其水平清晰度又包括彩色清晰度和黑白清晰度，彩色清晰度大都在480TV線(xiàn)、黑白清晰度在570 TV線(xiàn)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)在的銀行的柜員制監(jiān)控采用的高清晰度的攝像機(jī)要求能清楚地看清交易的鈔票的面額，同樣在“平安城市”監(jiān)控系統(tǒng)中，要求高清晰度的攝像機(jī)能較清楚地捕捉每一個(gè)畫(huà)面的細(xì)節(jié)，因此清晰度是攝像機(jī)選型的重要參數(shù)。[nextpage]

    3、照度，以L(fǎng)ux(勒克斯)來(lái)度量，其表示攝像機(jī)的靈敏度，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)的最低照度。所以實(shí)際上被攝體的照度應(yīng)該大約是攝像機(jī)最低照度的10倍以上，攝像機(jī)才能獲得可用作監(jiān)視的圖像。

    根據(jù)中國(guó)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(méi)有路燈，而往往這些路段就是治安事件的常發(fā)地，鑒于社會(huì)治安對(duì)攝像機(jī)提出了低照度的要求。通常在半夜月光下照度只有0.2LX，也就說(shuō)在這種環(huán)境下必須要求攝像機(jī)的靈敏度達(dá)到0.02LX?，F(xiàn)在很多廠家在低照度技術(shù)上采用了幀累積技術(shù)來(lái)提高攝像機(jī)的靈敏度。采用了幀疊加技術(shù)的攝像機(jī)采集的圖像會(huì)出現(xiàn)一些動(dòng)畫(huà)效果，使監(jiān)控移動(dòng)物體時(shí)會(huì)出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，“平安城市”視頻監(jiān)控的目的是打擊犯罪，往往罪犯都是在黑暗的場(chǎng)所，出現(xiàn)拖尾的圖像對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)查取證會(huì)帶來(lái)諸多不便。

    4、鏡頭的選擇，目前高速智能球型攝像機(jī)的光學(xué)倍數(shù)是22倍，其最大焦距都集中在80mm左右，也就是說(shuō)其有效的監(jiān)控距離可根據(jù)焦距計(jì)算公式F=v(像場(chǎng)高)×L（物距）/V（視場(chǎng)高）計(jì)算出來(lái)。例如監(jiān)控一個(gè)視場(chǎng)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(chǎng)高）為2.4mm，則L=80×2/2.4=66.7米。

    現(xiàn)在市場(chǎng)上有些廠家推出了30倍光學(xué)變焦的高速智能球型攝像機(jī)，其最大焦距都在100mm左右，其有效的監(jiān)控距離為L(zhǎng)=100×2/2.4=83米,有效地提高了監(jiān)控距離,因此在選擇高速智能球型攝像機(jī)的時(shí)候應(yīng)盡量選擇大光學(xué)倍數(shù)的。

    5、寬動(dòng)態(tài)，在一些明暗反差過(guò)大的場(chǎng)合，一般的攝像機(jī)由于CCD的感光特性所限制，攝取的圖像往往會(huì)出現(xiàn)背景過(guò)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，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(lái)適應(yīng)光線(xiàn)反差大的場(chǎng)合。

    常規(guī)攝像機(jī)視場(chǎng)中的物體在亮度較高的背景光時(shí)，需要看門(mén)口或窗外的物體，通常采用中央背光補(bǔ)償（BLC）模式，它主要是靠提升視場(chǎng)中央部分的亮度、降低視場(chǎng)四周部分的亮度來(lái)達(dá)到看清位于中央物體的目的。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”監(jiān)控中，特別在晚上在微弱的路燈或沒(méi)有光照的情況下，對(duì)著開(kāi)遠(yuǎn)光燈的車(chē)輛很難看清其車(chē)牌，這是由于車(chē)燈與車(chē)牌亮度之比超過(guò)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(wú)法攝取正面行駛車(chē)輛的車(chē)牌。通常情況下汽車(chē)大燈強(qiáng)光面照度大約為1000LX，滿(mǎn)月夜光照度約為4LX，考慮大燈本身對(duì)周?chē)斩鹊奶嵘?dāng)車(chē)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，就可以完全滿(mǎn)足要求。

    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(huà)面上亮與暗的物體，慢快門(mén)控制的好與壞將直接影響圖像的效果，因此在選購(gòu)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(kāi)發(fā)能力。下圖是寬動(dòng)態(tài)功能的圖像實(shí)例。

結(jié)語(yǔ)
    隨著“平安城市”監(jiān)控工程建設(shè)的不斷深入，對(duì)前端攝像機(jī)的需求也越來(lái)越大，用戶(hù)在選購(gòu)的時(shí)候要十分關(guān)注攝像機(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(gòu)買(mǎi)之后不能滿(mǎn)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)的首選。