高清監(jiān)控攝像機在平安城市項目中的應(yīng)用

    一、概述

    近年來，我國大力宣揚和倡導(dǎo)“構(gòu)建社會主義和諧社會”這一惠及全民的國家建設(shè)目標，和諧是城市社會建設(shè)的最新理念和最高要求，平安則是社會經(jīng)濟又好又快發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是社會和諧的重要保障。有計劃、有目標地大力開展平安城市建設(shè)，通過人防、物防與技防相結(jié)合的模式建立一套穩(wěn)定、高效地城市安全防范體系是構(gòu)建和諧社會，達到長治久安目標的必要途徑之一。這其中“技防”是指通過現(xiàn)代化的科技手段進行防范措施，它是決定著社會安全防范體系成敗的關(guān)鍵因素。

    從2004年第一批平安城市建設(shè)至今，以城市為單位的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)正經(jīng)歷著從無到有，從點到面，從簡單到復(fù)雜，從功能單一到智能靈活的發(fā)展和革新，曾經(jīng)系統(tǒng)前端以模擬監(jiān)控攝像機為主的應(yīng)用模式如今正朝著以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、整合化、智能化和高清化為目標的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控新模式全速前進。本文著眼于數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的前端——網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機，在分析和總結(jié)目前各平安城市項目在建設(shè)和使用中遇到的有關(guān)攝像機的諸多不足和瓶頸后，著重介紹索尼網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品在平安城市構(gòu)建中的技術(shù)特點和應(yīng)用優(yōu)勢。

    二、平安城市項目中監(jiān)控攝像機的應(yīng)用現(xiàn)狀和瓶頸分析

    目前，各地市正在大力推進平安城市項目的建設(shè)，從實際使用的情況來看還存在一些問題亟待解決和完善。這其中以視頻監(jiān)控圖像的源頭——監(jiān)控攝像機存在的問題尤甚。本節(jié)將在分析眾多平安城市項目中監(jiān)控攝像機暴露出的種種缺陷和不足的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)這些問題發(fā)生的原因和本質(zhì)。

    1、看得見圖像，卻看不清圖像細節(jié)。

    通常情況下，當出現(xiàn)突發(fā)性事件需要調(diào)看錄像回放時，安保人員會發(fā)現(xiàn)事件發(fā)生的來龍去脈都可以被監(jiān)控攝像機從頭到尾，毫無遺漏地捕捉，但是當公安人員希望看清事件發(fā)生現(xiàn)場的細節(jié)之處（例如犯罪嫌疑人的面貌，機動車牌照等）時，就遇到了難題，如圖2-1所示。當把一副看上去還算清晰的圖像的某些關(guān)鍵區(qū)域放大時，會出現(xiàn)嚴重的“馬賽克”以致無法獲取任何有價值的信息，這正是由于傳統(tǒng)圖像的畫面分辨率過低造成的。

圖2-1 放大后的細節(jié)無法為破案提供依據(jù)

    還有另外兩種在使用中經(jīng)常遇到的尷尬情形。一是由于攝像機的動態(tài)范圍小，無法同時兼顧到畫面中的亮處和暗處，導(dǎo)致當監(jiān)控場景明暗對比非常強烈時，要么亮處非常亮，只能看到一片白，要么暗處非常暗，只能看到一片黑，要么亮處和暗處都看不清楚，如圖2-2所示。二是由于平安城市的監(jiān)控攝像機需要24小時連續(xù)不間斷地工作，尤其是夜間更是惡性事件的高發(fā)期，這就要求攝像機對相同的監(jiān)控場景在夜晚也能做到清晰地成像。然而有時攝像機白天的效果無可挑剔，但是到了夜晚時，拍攝的效果則一片漆黑，無法為破案提供必要的線索，這種情形的出現(xiàn)與攝像機的靈敏度有直接的關(guān)系，靈敏度不高的攝像機在夜晚條件下對可見光或紅外光感光能力偏弱，從而導(dǎo)致無法充分還原監(jiān)控現(xiàn)場的夜間效果。

圖2-2 無法同時兼顧到亮處和暗處的圖像細節(jié)

    2、差異化的使用環(huán)境對攝像機參數(shù)設(shè)定提出不同的要求

    城市街道路面以及道路卡口等處的攝像機，承擔(dān)著實時監(jiān)看，違章拍攝，應(yīng)急指揮等重要任務(wù)。以實時監(jiān)看道路上正常速度行駛的機動車為例，白天由于光照條件充足，為了拍攝流暢無拖尾的視頻圖像，通常情況下攝像機使用高速快門，例如快門速度設(shè)置為1/250或者更高。而夜間的光線條件差，這時就需要降低快門速度以保證有充足的曝光時間，從而提高畫面的可視性。這組相互矛盾的參數(shù)是由于攝像機的成像原理造成的，如圖2-3所示�？紤]到實際使用過程中的易用性，不可能要求客戶對參數(shù)改來改去。那么既然必須固定同一組參數(shù)，又要同時保證白天和晚上的拍攝效果，能否使用圖像處理技術(shù)來達到要求呢？

圖2-3 使用1/250秒快門時白天和夜間的圖像效果

    3、室外攝像機的物理安全和網(wǎng)絡(luò)安全問題

    平安城市項目中的攝像機大部分需要被安裝在室外環(huán)境中，為了保證這些攝像機可以正常工作，設(shè)備自身的物理安全防范也尤為重要。一方面有些地區(qū)的自然環(huán)境溫差較大，這就要求攝像機在各種惡劣環(huán)境下，都具備出色的穩(wěn)定性；另一方面，安置在室外的攝像機偶爾會受到人為的蓄意破壞，例如可能會遭到彈弓或石塊的襲擊等。具有堅固的外殼并且遇到襲擊或故障時能夠及時自檢報警，才能最大程度滿足室外環(huán)境的使用要求，同時有效降低項目實施后的維修成本。

    此外，曾經(jīng)一度被忽視的網(wǎng)絡(luò)安全也尤為重要。惡意入侵者可能會透過安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)遠程訪問攝像機，獲取攝像機實時視頻的同時窺探隱私區(qū)域，或者修改攝像機內(nèi)部的參數(shù)使之無法正常工作。如果一款網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機可以提供多種手段來驗證訪問者的信息并對訪問者的操作行為加以判斷，則可以大大提高系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性能，避免不必要的損失。

    4、依賴于人工方式的被動監(jiān)控的監(jiān)控效率亟待提高

    目前大多數(shù)的平安城市項目中，仍然是依賴于人工的方式去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。有時一名安保人員要同時面對多達幾十個監(jiān)控畫面，既要集中精神去發(fā)現(xiàn)問題，又要第一時間對突發(fā)事件做出響應(yīng)。在這種長時間精神高度集中的工作狀態(tài)下，很容易產(chǎn)生疲勞感而降低工作效率。盡管攝像機或軟件平臺具有分析報警功能，可是其誤報率和漏報率很高，難以達到令人滿意的程度。如何提高攝像機的監(jiān)控效率，成為能否解放警力，及時處置突發(fā)事件的重要因素。

    5、維修率高，后期維護工作量大

    監(jiān)控攝像機的質(zhì)量與使用年限密切相關(guān)。應(yīng)用在平安城市項目中的攝像機一般實際使用時間長達五年甚至更多，這就要求攝像機具備出色的穩(wěn)定性和可靠性，以保證在自然環(huán)境中，即使在惡劣的天氣狀況下也能保證全天候不間斷地工作。這與攝像機的物理架構(gòu)設(shè)計是否合理，做工用料是否考究密切相關(guān)。攝像機的故障會導(dǎo)致過高的維修費用，由此帶來的維修成本和后期維護成本也將是一筆不小的開銷，而通常這筆開銷在項目招投標期間和系統(tǒng)使用初期是很容易被忽略的。

    6、能耗過大，電費支出不可小覷

    節(jié)能減排是實現(xiàn)科學(xué)發(fā)展，構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的重要舉措，是國家“十一五”規(guī)劃確定的兩個約束性指標之一，也是國家“十二五”規(guī)劃的重中之重。以目前平安城市項目中使用的監(jiān)控攝像機為例，大功率高耗能的設(shè)備時常可見。而如果每臺攝像機的功率降低10w，按照一個省會級城市需要安裝15萬只攝像機計算，一年可以節(jié)約用電量超過1314萬度，一年可節(jié)省的電費將超過1000萬元。

    以上幾點簡要列舉了目前應(yīng)用于平安城市項目中的前端監(jiān)控攝像機在使用過程中遇到的比較常見的一些亟待我們解決的難題。除此之外，還有諸如“如果設(shè)備故障了，如何能夠第一時間發(fā)現(xiàn)問題和找到故障原因？”等需要從系統(tǒng)的角度來分析的情形。在此，本文將把主要精力放在對監(jiān)控攝像機的探討上，所以這部分的內(nèi)容不作過多闡述。