公安監控攝像機選型建議

摘要：目前，公安部門為了服務于社會治安監控和道路交通管理而使用的模擬標清的監控設備，存在著圖像使用率不高，清晰度低、細節特征不明顯等問題，為了更好的實現打防控管和促進社會和諧穩定仍需要新的技術運用和突破。

關鍵詞：公安監控、選型、清晰度、自動調焦、先進性、穩定性

一、概述：

為了服務于社會治安監控和道路交通管理，公安部門建設了眾多的監控攝像點，其中，目前大部分用的還是模擬標清的前端設備，其在提升公安機關打防控管能力，保障人民群眾安居樂業，促進社會和諧穩定等方面發揮了一定的作用，但也存在著圖像使用率不高，清晰度低、細節特征不明顯等問題，總的來說圖像監控應用尚處在初級階段，為了更好的實現打防控管和促進社會和諧穩定仍需要新的技術運用和突破。

二、攝像機選型：

隨著高清時代的來臨，公安部也相應出臺了《社會治安技術防范條例》、《公安部關于深入展開城市報警與監控系統應用的意見》等條例文本，明確指出了傳統模擬標清技術的局限，由此高清監控也被各級公安部門提上建設日程，其中2010年，上海市浦東分局也完成了約1.5萬個高清監控的實施，為保障世博會提供了更清晰地圖像，但使用過程中也發現存在諸多如設施故障率高、夜視效果差，存儲、網絡鏈路運行成本高等不足。

那么在高清技術越來越成熟，應用越來越廣泛的今天，我們如何來選擇適合社會治安和道路交通監控實戰使用的攝像機技術和高清攝像機呢？

1．到底是選擇CCD還是CMOS的攝像機：

目前在高清攝像機領域存在CCD和CMOS兩種類型的感光芯片，在實際應用中他們的優缺點有哪些，在城市治安和交通監控中適合采用哪種感光芯片？

從CCD和COMS優缺點和技術的發展趨勢來看，如下：

從以上兩個表可以看出，CMOS以其低能耗、高像素、低成本等特點逐步取代CCD產品成為視頻圖像行業技術發展的主流趨勢，并且隨著CMOS技術的不斷發展，如背照式感光技術、高幀數、新濾片技術等新技術的推出使得CMOS已經在低照度、降噪等方面逐步趕上及超過CCD的效果，加上其原有高幀數、高像素、寬動態等優勢，使得越來越多的高性能圖像設備如專業的數碼相機和廣播級攝像機等旗艦產品也大多開始使用CMOS產品。

因此公安用高清監控設備也推薦采用CMOS攝像機產品，在獲得更好性價比的同時也可保持系統設備的技術先進性。

注意：由于感光方式的不同，在需要配合閃光燈同步的監控攝像機產品還是推薦使用CCD攝像機。

2．道路監控超低照度環境攝像機如何選擇：

在城市治安監控應用中，監控點的環境相對都比較復雜，除了道路監控以外還有許多在公共場所、人行小道、河湖岸邊的監控需求，這些監控點往往都有以下特點：

a.光線環境較差，有的在公園或湖岸邊的監控點到了晚上甚至肉眼都很難看清;

b.主要是看人員活動沒有車燈等強逆光環境；

針對上述監控點的需求我們的建議是：

a.這種環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，這些地點推薦選擇彩色照度在0.05LUX，F1.2黑白照度在0.008LUX，F1.2以下的產品

b.強光抑制寬動態會影響到超低照度的表現，在這類地點的攝像機不需考慮強光抑制寬動態的功能，選擇專門的日夜型高清低照度攝像機更合適。

索尼SNC-CH140低照度高清網絡攝像機采用了高畫質、高靈敏度的索尼專業CMOS Exmor圖像傳感器加上最先研發的先進數字降噪技術，可以實現在夜晚環境下的清晰監控且畫面無拖影。當環境照度更低時，攝像機通過切換紅外濾光片，采用黑白模式工作，任能實現清晰監控。

3．道路強光抑制寬動態攝像機選擇:

在道路全景、卡口、路況監控應用中涉及到對過往車輛遠光燈強光抑制看清車牌的實戰需求，這就需要攝像機具備寬動態強光抑制的技術，而寬動態技術有兩個重要的技術指標需要關注，即動態范圍和寬動態起始值。

其中寬動態范圍是指攝像機能夠識別的最亮區域到最暗區域的范圍，以“dB”表示，數值越高適應的光線反差范圍越廣，相應強光抑制的效果越好。

寬動態起始值是指能夠開啟寬動態的最低照度值，由于強光抑制基本使用在夜間環境，所以寬動態起始值越低，在相對較暗的夜間時監控效果就越好。

索尼最新推出的寬動態技術--View-DR，具有異常出色的星光級寬動態性能，寬動態范圍達到了驚人的130dB，能夠很好的適應夜晚車牌強光抑制的需求，如圖：

4．如何選擇攝像機的清晰度：

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

在目前已經應用高清監控攝像機的公安、交警單位往往在使用后都會有這樣的疑問：

a.是不是所有使用的攝像機都是分辨率越高越好？

b.為什么使用了1080P等高像素攝像機到了晚上效果還不如標清攝像機？

c.不同大小的路口如何選擇攝像機才能有最經濟和最好的效果？

針對上述疑問，集合SONY在數字安防及高清攝像機在開發和眾多高清項目應用的經驗，我們建議是：

a．攝像機清晰度的選擇不能單一的只看畫面分辨率像素一個指標，因為城市治安及交通的監控環境可以說是監控行業中最復雜最多變的環境，要達到公安部對監控實戰的要求，獲得流暢清晰有效的監控畫面，往往根據不同監控點的實際環境不同，需要從低照度、強光抑制、高幀數、高清晰、灰度級、多碼流等多方面綜合考慮，選出最優化的攝像機選型，如果只從分辨率角度來選擇攝像機，往往最后花了很高代價組建的系統，在實際使用過程中會出現不能達到理想要求的結果。

b．有限于數字攝像機現有的技術限制，隨著攝像機像素的增高，其感光芯片的像素點密集程度也越來越高，相應的其像素點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減少，其結果就是攝像機的低照度和強光抑制效果與畫面像素分辨率必然成反比例發展，像素越高夜晚的效果相應的越差，在選擇攝像機時要充分考慮到夜晚的照明情況。

c．根據路口的大小如何選擇最優的攝像機分辨率大小？依據不同的應用需求，在城市治安監控中一個車牌橫向范圍能夠集中40-50個像素點就能通過肉眼在圖像中輕松的識別出車牌號，如果一個車牌范圍橫向能夠集中80-100個像素點就能使電子車牌識別系統輕易的自動識別出車牌號，根據以上不同應用來計算：

按治安監控橫向40-50個像素標準，標準車牌44CM長度計算:

每米需要達到的像素點是40/44*100=91像素/米；

720P可監控的路口寬度為1280/91=14米，按標準車道3.5米寬計算720P極限大致可以監控4個車道；

1080P可監控的路口寬度為1920/91=21米，按標準車道3.5米寬計算1080P極限大致可以監控6個車道；

按電子車牌識別系統橫向80-100個像素標準要求計算：

每米需要達到的像素點是80/44*100=182像素/米；

720P可監控的路口寬度為1280/182=7米，按標準車道3.5米寬計算720P極限大致可以監控2個車道；

1080P可監控的路口寬度為1920/182=10.5米，按標準車道3.5米寬計算1080P極限大致可以監控3個車道；

5．自動調焦技術的重要性及應用：

城市治安監控和道路監控攝像機在戶外長時間使用過程中，由于重型車輛的駛過以及風雨天氣等因素的影響，經常會產生振動和搖晃，時間久了以后，攝像機容易失焦為后期使用和維護帶來很大的困擾，攝像機具備保持穩定清晰焦距的能力就顯得非常重要。

另外攝像機自身是否具有后端自動調焦功能也很重要，有該功能后即使產生虛焦的現象也能很快很方便的在后端自動完成對焦，對實際使用非常有幫助。

SONY各型號網絡攝像機都具備后端電動變焦和自動聚焦功能。

6．H.264壓縮方式技術在高清監控系統中的應用:

在高清數字監控系統中存儲系統建設和投入通常是非常大的，存儲的投資基本在總投資的30%以上，一個優秀穩定的壓縮算法可以在不降低畫面質量的情況下實現更小的存儲容量從而可以大大節省總投資成本，同時一個好的壓縮算法占用的網絡流量也較低相應整個網絡的穩定性可以大大提高，且相應網絡延時也較小。

SONY網絡攝像機采用H.264編碼方式再結合自己獨有的算法，可實現在傳輸相同質量的圖像時，帶寬遠低于其他品牌的網絡攝像機，如SNC-CH140 720P高清槍機樓宇一樓大廳出入口監控，30幀/秒帶寬為2Mbps。其保證了滿幀率傳輸的同時還實現了高品質的圖像。當進入夜間環境，監控場景變化不大，P幀間差值變小，帶寬會隨之減小。因此索尼該720P高清攝像機全天24小時工作，30幀/秒帶寬要小于2Mbps。

7．先進性：

網絡監控的2個最大趨勢是高清和智能分析，而兩個趨勢走在一起就會變成基于高清網絡攝像機的前端智能分析;AXIS提出DEPA功能就是將網絡攝像機芯片的富裕資源用于如智能分析如：移動偵測、人數統計、防破壞探測、智能語音功能等，基于攝像機前端分析時效更高、更及時，只需將智能分析的統計結果反饋給服務器，相比平臺智能分析大大降低網絡帶寬的占用，分析服務器的占用等；SONY的DEPA智能分析功能完全免費開放。

公安用戶往往都希望使用技術最好最先進的產品，但是監控技術發展這么迅速新，技術不斷推出，如何能保證使用的產品在一段時期內保持技術的先進性呢?

針對該需求我們的建議是選擇有固件自動網絡升級能力的產品，因為攝像機感光芯片的技術創新相對監控行業其他技術發展相對較慢的，通常可以保持較長一段時間，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而這些都是可以通過升級固件實現的。

SONY所有網絡攝像機均支持固件免費升級，固件免費下載；在攝像機里可實現方便的固件升級。

8．穩定性選擇：

公安用攝像機大多使用在室外且分布廣泛，攝像機長時間使用的穩定就尤其重要，一般攝像機的穩定性可以用以下這些指標來分析：

a.低功耗和發熱量指標，采用低功耗芯片的攝像機發熱量相對較少，在炎熱天氣時能夠保證穩定的工作；

b.平均無故障小時MTBF指標，一般需要在100000小時以上；

c.質保期限，一般要求廠家提供三年以上的質保承諾；

SONY網絡攝像機采用CMOS Exmor芯片，高性能、高集成而發熱率極低，穩定性更高；室外球機采用鎂鋁合金外殼和聚碳酸脂透明球罩，防護更好更利于散熱，防電磁干擾，光學性能好，易于維護，穩定更高。

SONY產品的MTBF（平均無故障時間）=10萬小時，SONY廠家對所以的攝像機提供三年以上的質保承諾。

三、公安用高清攝像機整體選型建議總結:

根據以上介紹可以看出公安用監控攝像機由于使用環境的復雜多樣，攝像機的選擇不能簡單的從某一兩個指標來選出，必須考慮到不同應用環境的具體情況，選擇具有針對性功能優化的專業監控攝像機。

同時由于目前大多數廠家產品技術參數大多標的都是理想環境下的測試指，在公安實戰應用中，參考意義不大，初次選用高清攝像機產品時建議選擇具有典型化需求的地點先做對比測試，然后選擇實測效果較好的攝像機產品。