網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)都在這里

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)都在這里1高清視頻監(jiān)控的主流技術(shù) 寬動(dòng)態(tài)數(shù)字寬動(dòng)態(tài)并沒有達(dá)到真正意義上的擴(kuò)大成像動(dòng)態(tài)范圍的目的，而是通過軟件的圖像后處理算法提高了局部區(qū)域的對(duì)比度，一般由攝像機(jī)ISP模組實(shí)現(xiàn)。我們?nèi)庋劭杀鎰e的灰階范圍十分有限，而實(shí)際上計(jì)算機(jī)卻可以區(qū)分非常微弱的灰度差異，數(shù)字寬動(dòng)態(tài)正是通過圖像處理算法將這些微弱的差異增強(qiáng)到肉眼足以區(qū)分。之后在CCD硬件技術(shù)基礎(chǔ)上出現(xiàn)了雙幀合成寬動(dòng)態(tài)，解決方法就是用一顆CCD,但是上面的每一點(diǎn)在單一時(shí)間內(nèi)曝光兩次,一次長曝光(低快門),一次短曝光(高快門)。隨著DSP和CMOS技術(shù)的演進(jìn)，DPS采用的是每一個(gè)像素單獨(dú)曝光和控制技術(shù)，加之利用CMOS傳感器采集的多幀畫面合成一幅完整圖像的線性疊加，相比于CCD的兩次曝光成像有了更高的動(dòng)態(tài)范圍。從數(shù)值上來說，采用DPS技術(shù)的CMOS攝像機(jī)就目前的處理技術(shù)，其動(dòng)態(tài)范圍即可到達(dá)120dB甚至140dB。寬動(dòng)態(tài)技術(shù)已經(jīng)成為衡量一款攝像機(jī)性能的重要指標(biāo)。就目前來看，標(biāo)配寬動(dòng)態(tài)功能，已經(jīng)成為各IPC廠商的共識(shí)。 透霧隨著近幾年國內(nèi)霧霾天氣環(huán)境的惡化，市場對(duì)于透霧攝像機(jī)的需求非常強(qiáng)烈，由于光學(xué)透霧鏡頭較為昂貴，為了降低透霧攝像機(jī)的身價(jià)，也為了實(shí)現(xiàn)更好的透霧效果，主流IPC廠家都開始在攝像機(jī)視頻圖像透霧算法技術(shù)上做研究，算法透霧可根據(jù)物理上霧霾的形成模型，通過局部區(qū)域灰白程度判斷霧霾的濃度，從而復(fù)原出清晰的無霧霾圖像。算法透霧能夠保留圖像的原有色彩，同時(shí)能夠大幅提升圖像透霧效果。 智能分析高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)從2011年推出的移動(dòng)偵測、視頻遮擋等兩三個(gè)智能分析功能，發(fā)展到如今，幾乎所有的主流安防廠家高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)標(biāo)配的智能功能都超過10種，當(dāng)然目前這些智能功能的標(biāo)配絕大多數(shù)僅局限于中高端行業(yè)產(chǎn)品中。按市場業(yè)務(wù)應(yīng)用來分，這些智能分析功能可以分為如下幾點(diǎn)：1、診斷類智能分析。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的診斷類智能分析主要是針對(duì)視頻圖像出現(xiàn)的黑屏、模糊、云臺(tái)失控、畫面凍結(jié)等常見的攝像頭故障、視頻信號(hào)干擾如場景變更、物品遺留/消失等進(jìn)行準(zhǔn)確分析、判斷和報(bào)警。診斷類智能分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來較為簡單，通常這些智能功能都集成在前端，當(dāng)然后端如NVR也有做類似這樣的診斷類智能功能。2、識(shí)別類智能分析。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的這項(xiàng)技術(shù)偏向于對(duì)靜態(tài)場景的分析處理，通過圖像識(shí)別、圖像比對(duì)及模式匹配等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人、車、物等相關(guān)特征信息的提取與分析。在對(duì)車的識(shí)別分析應(yīng)用上主要是車牌識(shí)別技術(shù)。車牌識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各停車場出入口、高速公路收費(fèi)站等地，近些年更是發(fā)展迅速：配合交通電子卡口系統(tǒng)，車牌識(shí)別技術(shù)被大量用于車輛交通違章的抓拍，有效降低了車輛交通違章數(shù)量，大大減少了交通事故的發(fā)生。3、行為類智能分析。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)該項(xiàng)技術(shù)側(cè)重于對(duì)動(dòng)態(tài)場景的分析處理。典型的功能有：車輛逆行、防區(qū)入侵檢測、人員聚焦檢測、絆線穿越檢測、快速移動(dòng)、人員徘徊檢測和客流統(tǒng)計(jì)等。移動(dòng)偵測(VMD)是該類智能分析中的“早期智能”，VMD依據(jù)視頻畫面中像素塊的運(yùn)動(dòng)變化來進(jìn)行判別，由于是二維的圖像智能分析，誤報(bào)較高，無法識(shí)別移動(dòng)的像素塊是干擾還是目標(biāo)，再加上各安防廠家之間的算法技術(shù)差異，行為類和識(shí)別類智能分析的準(zhǔn)確率普遍不高。 高像素2010年高清元年推出的還只是720P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，一直到2012年，主流安企高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還是以130萬和200萬為主，300以上像素還很少。隨著CMOS技術(shù)的引入，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)像吃了一劑強(qiáng)心針，在2013年后，300萬、400萬、500萬、600萬、1200萬像素的攝像機(jī)像雨后春筍一般冒上來，這就是技術(shù)的創(chuàng)新帶來了產(chǎn)品體系的創(chuàng)新。在現(xiàn)有“珠三角”、“長三角”、“環(huán)渤?！敝髁靼财笾?，幾乎高像素成為各廠家的標(biāo)配，甚至4K成為各廠家的標(biāo)配。對(duì)用戶而言，4K不僅僅是對(duì)視覺的體驗(yàn)和享受，而是4K的分辨率是1080P的4倍，如果用4K攝像機(jī)和1080P攝像機(jī)拍攝相同視場角下的同一場景，4K攝像機(jī)會(huì)用4倍于1080P攝像機(jī)所用的信息量去還原場景，畫面自然更清晰、更貼近真實(shí)。從“用”的角度來講，由于4K畫面的信息量是1080P的四倍，基于更多的信息量，就能實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的智能分析，4K一旦大規(guī)模部署，智能分析的準(zhǔn)確率就能上升一個(gè)臺(tái)階，而且也會(huì)有更豐富更令人驚喜的智能應(yīng)用得到實(shí)現(xiàn)。 星光級(jí)行業(yè)內(nèi)公認(rèn)0.001Lux及以下稱之為星光級(jí)攝像機(jī)，最具代表性的星光級(jí)攝像機(jī)就是TI

DM8127/安霸S2+索尼IMX185硬件方案，目前廣泛應(yīng)用于平安城市、金融、酒店樓宇、平安村居、港口、高速公路等項(xiàng)目中，無需大規(guī)模安裝補(bǔ)光照明設(shè)施，就可以得到較好的夜間高清彩色監(jiān)控畫面需求。星光級(jí)照度監(jiān)控技術(shù)主要受鏡頭、圖像傳感器、后端圖像處理技術(shù)等因素的影響，各安企廠家也都是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行提升：1、利用大光圈鏡頭：鏡頭是攝像部件的重要組成部份，它在低照監(jiān)控應(yīng)用技術(shù)上的作用是為攝像機(jī)聚焦被攝目標(biāo)的光線，這里的低照應(yīng)用與技術(shù)關(guān)鍵在于鏡頭的口徑越大其進(jìn)光量也會(huì)越大，也就是鏡頭光圈的增大可有效提升進(jìn)光量，從而使攝像機(jī)獲得理想的低照度效果。2、選用大靶面?zhèn)鞲衅鳎簲z像機(jī)的本質(zhì)就是把光能轉(zhuǎn)化為電能，而量化的核心部件是傳感器，傳感器的作用就是把傳到它身上的不同強(qiáng)度的光線進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成電壓信息最終生成數(shù)字圖像信息。而傳感器上接收光線的部位自然是核心中的核心。如果相同分辨率的攝像機(jī)，圖像傳感器靶面面積越大，則其單位像素進(jìn)光量就越大，抑制噪點(diǎn)能力越強(qiáng)，低照度拍攝時(shí)，成像畫質(zhì)也越好。3、良好的圖像處理技術(shù)：以往的攝像機(jī)采用傳統(tǒng)的2D算法來實(shí)現(xiàn)降噪功能，而現(xiàn)在采用的3D降噪技術(shù)，在原有的幀內(nèi)降噪基礎(chǔ)上，通過對(duì)前后兩幀的圖像進(jìn)行對(duì)比篩選處理，從而將噪點(diǎn)位置找出，對(duì)其進(jìn)行增益控制，3D數(shù)字降噪功能能夠降低弱信號(hào)圖像的噪波干擾。由于圖像噪波的出現(xiàn)是隨機(jī)的，因此每一幀圖像出現(xiàn)的噪波是不相同的。3D數(shù)字降噪通過對(duì)比相鄰的幾幀圖像，將不重疊的信息(即噪波)自動(dòng)濾出，采用3D降噪的攝像機(jī)，圖像噪點(diǎn)會(huì)明顯減少，圖像會(huì)更加清晰透徹，從而顯示出比較純凈細(xì)膩的畫面。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)從整體結(jié)構(gòu)層次來講，高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為以下三方面內(nèi)容：3管控方式從管控方式來講，可將監(jiān)控系統(tǒng)分為三級(jí)管控： 一級(jí)存儲(chǔ)管理中心（數(shù)據(jù)機(jī)房）管理中心接收所有前端視頻，并進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和控制，在整個(gè)系統(tǒng)中具有最高權(quán)限，因數(shù)據(jù)中心無24小時(shí)值班，故在資源利用上管理中心未設(shè)置電視墻等設(shè)備。主要設(shè)計(jì)思路：1、接入前端所有的視頻信號(hào)2、具有最高管理權(quán)限3、可與其他系統(tǒng)互聯(lián)4、存儲(chǔ)要求：對(duì)所有視頻信號(hào)進(jìn)行集中存儲(chǔ)，并要求以高清的方式進(jìn)行存儲(chǔ)；歷史圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間不得低于30天。5、設(shè)備供電要求：機(jī)房中心需配備在線式UPS電源，使系統(tǒng)在停電時(shí)電源自動(dòng)切換，所有存儲(chǔ)設(shè)備、傳輸設(shè)備、前端攝像頭均需接入U(xiǎn)PS，保證系統(tǒng)停電后仍工作正常。電池容量應(yīng)滿足斷電后對(duì)系統(tǒng)持續(xù)供電時(shí)間不低于4小時(shí)（不包括顯示器及管理終端）。 二級(jí)監(jiān)控中心（監(jiān)控機(jī)房）由數(shù)據(jù)中心按照要求分配視頻圖像進(jìn)入監(jiān)控中心，監(jiān)控中心為24小時(shí)值班場所，所以設(shè)計(jì)了電視墻，可實(shí)時(shí)查看授權(quán)范圍內(nèi)圖像，可操作授權(quán)球機(jī)。1、需要保安巡視的視頻圖像均要接入到監(jiān)控中心；2、因?qū)儆?4小時(shí)值班場所，設(shè)計(jì)拼接屏電視墻，將重要視頻上墻；3、采用PC作為操作終端，配合網(wǎng)絡(luò)操作鍵盤，靈活管理；4、監(jiān)控中心的設(shè)備需要配備在線式UPS電源，電池容量應(yīng)滿足斷電后對(duì)系統(tǒng)持續(xù)供電時(shí)間要求。 三級(jí)授權(quán)用戶可授權(quán)對(duì)相關(guān)用戶開放（領(lǐng)導(dǎo)、門衛(wèi)、管理員、用戶等），授權(quán)用戶可對(duì)授權(quán)范圍內(nèi)視頻信號(hào)實(shí)時(shí)瀏覽（回放、下載、控制），根據(jù)終端用戶需要分配各自管理權(quán)限；瀏覽方式包括瀏覽器、APP等。4設(shè)備參數(shù)解讀及選型 壓縮率通常用編碼的量化參數(shù)（QP或DFR值）表示，數(shù)字越大，壓縮越狠，圖像質(zhì)量越差當(dāng)然碼流越低。廠商常將后臺(tái)QP值用Low/Mid/High對(duì)應(yīng)顯示。 分辨率常見如4CIF,720P,130萬,1080P,300萬/500萬/1000萬像素等。 PPF（像素密度）不同的PPF水平實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)視目的，比如10PPF可以區(qū)分出人或車輛；50PPF可以識(shí)別更多細(xì)節(jié)，100PPF可以進(jìn)行清晰的人臉或者車牌識(shí)別…… 視場的水平范圍目標(biāo)視場（攝像機(jī)成像后覆蓋的范圍）的定義很重要，他決定攝像機(jī)的PPF值的計(jì)算&選擇及鏡頭焦距的選擇。攝像機(jī)距離監(jiān)視目標(biāo)的距離:

用來進(jìn)行鏡頭焦距參數(shù)選擇。 低照度用來表征攝像機(jī)在多“黑”的環(huán)境下依然能夠清晰成像，但是由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，存在虛標(biāo)現(xiàn)象。目前行業(yè)主流IPC產(chǎn)品通常在0.0x的水平。 曝光設(shè)定參數(shù)范圍1s到1/10000，常規(guī)設(shè)定建議在1/30以避免出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的拖影現(xiàn)象，再長的曝光值意味著要忍受明顯拖影，但畫面會(huì)稍亮。 寬動(dòng)態(tài)主要針對(duì)監(jiān)控場景內(nèi)目標(biāo)主體與背景光線反差較大的應(yīng)用情況，需要注意寬動(dòng)態(tài)有不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，導(dǎo)致效果差別較大、成本差異較大。 幀率選擇范圍通常1-30，最大可60，如果沒有特殊要求，在安防行業(yè)5-15幀即可，多了也是浪費(fèi)。高幀率通常用于賭場或工業(yè)等特殊監(jiān)控需求場所。 音頻音頻通常包括麥克風(fēng)和廣播，如果真的有音頻需求，建議選擇全雙工模式，并且需要確認(rèn)是否后臺(tái)CMS軟件支持雙向音頻功能。室外防護(hù)等級(jí)：室外有防塵、防水（IP等級(jí)）、防爆及寬溫等指標(biāo)要求。 壓縮方式H.264,MPEG-4,MJPEG;

目前主流H.264方式。 多碼流常見單碼流、雙碼流、多碼流，不同碼流可不同參數(shù)設(shè)定。 碼流模式通常分為固定碼流（CBR）及可變碼流(VBR)。 錄像模式通常分為連續(xù)錄像模式及移動(dòng)偵測觸發(fā)錄像模式。 板載錄像容量32GB,64GB,128GB等，目前主流SD卡，品牌如SanDisk。 VMS兼容性需要明確IPC兼容的VMS品牌，或者具體符合的ONVIF標(biāo)準(zhǔn)。 電源供應(yīng)目前電源供應(yīng)有PoE及常規(guī)低壓，注意很多新攝像機(jī)僅僅支持PoE. 自動(dòng)聚焦分為自動(dòng)后焦調(diào)整（AutoBackFocus）及自動(dòng)聚焦（

AutoFocus） 光圈類型分為手動(dòng)光圈、自動(dòng)光圈、P光圈三種 鏡頭類型固定焦距及可變焦距，普通常規(guī)室內(nèi)監(jiān)控應(yīng)用通常4-9mm焦距鏡頭較多，10-50mm鏡頭用于距離稍遠(yuǎn)的場景應(yīng)用 PTZOpticalZoom:

通常范圍2倍到40倍，室內(nèi)一般10倍，室外25倍以上5交換機(jī)的選擇 視頻監(jiān)控傳輸帶寬例：監(jiān)控分布在5個(gè)不同的地方，各地方的攝像機(jī)的路數(shù)：n=10，1個(gè)監(jiān)控中心，遠(yuǎn)程監(jiān)看及存儲(chǔ)視頻信息，不同視頻格式的帶寬計(jì)算如下：地方監(jiān)控點(diǎn)：D1視頻格式每路攝像頭的比特率為1.5Mbps，即每路攝像頭所需的數(shù)據(jù)傳輸帶寬為1.5Mbps，10路攝像機(jī)所需的數(shù)據(jù)傳輸帶寬為：1.5Mbps(視頻格式的比特率)×10(攝像機(jī)的路數(shù))=15Mbps(上行帶寬)即：采用D1視頻格式各地方監(jiān)控所需的網(wǎng)絡(luò)上行帶寬至少為15Mbps;720P(100萬像素)的視頻格式每路攝像頭的比特率為2Mbps，即每路攝像頭所需的數(shù)據(jù)傳輸帶寬為2Mbps，10路攝像機(jī)所需的數(shù)據(jù)傳輸帶寬為：2Mbps(視頻格式的比特率)×10(攝像機(jī)的路數(shù))=20Mbps(上行帶寬)即：采用720P的視頻格式各地方監(jiān)控所需的網(wǎng)絡(luò)上行帶寬至少為20Mbps;1080P(200萬像素)的視頻格式每路攝像頭的比特率為4Mbps，即每路攝像頭所需的數(shù)據(jù)傳輸帶寬為4Mbps，10路攝像機(jī)所需的數(shù)據(jù)傳輸帶寬為：4Mbps(視頻格式的比特率)×10(攝像機(jī)的路數(shù))=40Mbps(上行帶寬)即：采用1080P的視頻格式各地方監(jiān)控所需的網(wǎng)絡(luò)上行帶寬至少為40Mbps監(jiān)控中心：D1視頻格式的所需帶寬：1.5Mbps(視頻格式的比特率)×50(監(jiān)控點(diǎn)的攝像機(jī)的總路數(shù)之和)=75Mbps(下行帶寬)即：采用D1視頻格式監(jiān)控中心所需的網(wǎng)絡(luò)下行帶寬至少75Mbps720P(100萬像素)的視頻格式的所需帶寬：2Mbps(視頻格式的比特率)×50(監(jiān)控點(diǎn)的攝像機(jī)的總路數(shù)之和)=100Mbps(下行帶寬)即：采用720P的視頻格式監(jiān)控中心所需的網(wǎng)絡(luò)下行帶寬至少100Mbps1080P(200萬像素)的視頻格式的所需帶寬：4Mbps(視頻格式的比特率)×50(監(jiān)控點(diǎn)的攝像機(jī)的總路數(shù)之和)=200Mbps(下行帶寬)即：采用1080P的視頻格式監(jiān)控中心所需的網(wǎng)絡(luò)下行帶寬至少200Mb 接入交換機(jī)一般常用的交換機(jī)，實(shí)際頻寬是理論值的50%～70%，因此，一個(gè)百兆交換機(jī)的實(shí)際頻寬則為50M～70M。以720p網(wǎng)絡(luò)攝像頭4Mbps流量為例，從效能上來看，一臺(tái)百兆(100Mbps)物理層交換機(jī)，最安全的考量應(yīng)可接入12個(gè)720p（4M*12=48M）網(wǎng)絡(luò)攝像頭。但考慮到目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控都會(huì)采用動(dòng)態(tài)編碼方式，720p網(wǎng)絡(luò)攝像頭視頻流峰值可能會(huì)超過4M，再加上需考慮頻寬冗余設(shè)計(jì)，所以，這一種百兆物理層交換機(jī)，最好控制在8個(gè)攝像頭以內(nèi)，若超過8個(gè)攝像頭以上，則建議采用千兆交換機(jī)。 匯聚交換機(jī)這部份的選型應(yīng)用性能比物理層交換機(jī)要求高，通常會(huì)選擇千兆以上的數(shù)據(jù)鏈路層交換機(jī)。這種交換機(jī)的百兆用來連接其它交換機(jī)，而千兆則可與監(jiān)控中心核心交換機(jī)連接，這種數(shù)據(jù)鏈路層層交換機(jī)可控制30個(gè)左右的720p網(wǎng)絡(luò)攝像頭。若同樣以每臺(tái)攝像頭4Mbps來計(jì)算，前端每臺(tái)物理層交換機(jī)，可以連接6臺(tái)720p網(wǎng)絡(luò)攝像頭，而這種數(shù)據(jù)鏈路層交換機(jī)又可連接5臺(tái)物理層交換機(jī)，因此，該數(shù)據(jù)鏈路層交換機(jī)下的總頻寬為4M*6*5=120M。依此看來，數(shù)據(jù)鏈路層層交換