需求分析
    隨著城市現(xiàn)代化建設速度的加快，城市治安防范管理和應對恐怖、災害等特突事件的壓力也愈來愈大，建設“平安城市、平安中國”、構建“和諧社會”正是在這種大環(huán)境下，促進社會經(jīng)濟發(fā)展和保障人民安定生活的必然措施。

    在建設“平安城市”的社會面治安監(jiān)控應用中，作為技術防范的有力措施、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、機動等方面的因素，智能高速球型攝像機具有運轉速度可控、變焦速度快，能在無人操作時自動掃描、巡航或還原操作軌跡等功能，因而在社會面治安監(jiān)控項目中被廣泛地應用。

    一體化高速智能球都配有大倍率的光學變焦鏡頭、水平分辨率高、內(nèi)置高轉速云臺，可以快速、準確地實現(xiàn)定位監(jiān)視。另外高速智能球一般還帶有預置點，有花樣掃描、自動巡航等功能，可以更好地實現(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攝像機相比還具有外型美觀、隱蔽性強等優(yōu)點，因此十分適用于“平安城市”視頻監(jiān)控的應用。

選購關注點
    “平安城市”監(jiān)控工程龐大而復雜，無論從系統(tǒng)的前端圖像采集部分、傳輸部分，還是到后端存儲控制顯示部分，其設備的性能是決定系統(tǒng)成功與否、優(yōu)與劣的關鍵因素，將直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、圖像質(zhì)量、設計效果和系統(tǒng)使用壽命。因而設備選型要貫穿整個設計過程的重要環(huán)節(jié)，本文僅針對智能球型攝像機的選型進行闡述。

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

    2、視頻監(jiān)控需要全天候工作，要求攝像機必須具備全天監(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，這就需要攝像機能在極暗的環(huán)境下也能得到優(yōu)質(zhì)的畫面，由于在照度較低的環(huán)境下圖像會出現(xiàn)噪點，這就要求攝像機在增強靈敏度的同時，要具有良好的噪點消除功能。

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

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

    2、清晰度，即指攝像機的水平清晰度，用TVL電視線表示。目前市場上的高速球型攝像機，如果是彩色轉黑白攝像機，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、黑白清晰度在570 TV線左右。清晰度越高的攝像機更有利于捕捉物體的細節(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能較清楚地捕捉每一個畫面的細節(jié)，因此清晰度是攝像機選型的重要參數(shù)。[nextpage]

    3、照度，以Lux(勒克斯)來度量，其表示攝像機的靈敏度，這是攝像機以特定的測試卡為攝取標，在鏡頭光圈為0.4時，調(diào)節(jié)光源照度，用示波器測其輸出端的視頻信號幅度為額定值的10%，此時測得的測試卡照度為該攝像機的最低照度。所以實際上被攝體的照度應該大約是攝像機最低照度的10倍以上，攝像機才能獲得可用作監(jiān)視的圖像。

    根據(jù)中國城市道路路燈的現(xiàn)狀，許多主干道的路燈可以達到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，鑒于社會治安對攝像機提出了低照度的要求。通常在半夜月光下照度只有0.2LX，也就說在這種環(huán)境下必須要求攝像機的靈敏度達到0.02LX?，F(xiàn)在很多廠家在低照度技術上采用了幀累積技術來提高攝像機的靈敏度。采用了幀疊加技術的攝像機采集的圖像會出現(xiàn)一些動畫效果，使監(jiān)控移動物體時會出現(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所，出現(xiàn)拖尾的圖像對實時監(jiān)控和調(diào)查取證會帶來諸多不便。

    4、鏡頭的選擇，目前高速智能球型攝像機的光學倍數(shù)是22倍，其最大焦距都集中在80mm左右，也就是說其有效的監(jiān)控距離可根據(jù)焦距計算公式F=v(像場高)×L（物距）/V（視場高）計算出來。例如監(jiān)控一個視場高2M的物體，根據(jù)1/4”CCD的攝像機（目前高速智能球型攝像機大多是1/4”CCD）的靶面高度（即像場高）為2.4mm，則L=80×2/2.4=66.7米。

    現(xiàn)在市場上有些廠家推出了30倍光學變焦的高速智能球型攝像機，其最大焦距都在100mm左右，其有效的監(jiān)控距離為L=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的時候應盡量選擇大光學倍數(shù)的。

    5、寬動態(tài)，在一些明暗反差過大的場合，一般的攝像機由于CCD的感光特性所限制，攝取的圖像往往會出現(xiàn)背景過亮或前景太暗的情況。針對這種情況，寬動態(tài)技術應運而生，而在此之前，傳統(tǒng)的攝像機一般會采取背光補償功能來適應光線反差大的場合。

    常規(guī)攝像機視場中的物體在亮度較高的背景光時，需要看門口或窗外的物體，通常采用中央背光補償（BLC）模式，它主要是靠提升視場中央部分的亮度、降低視場四周部分的亮度來達到看清位于中央物體的目的。背光補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有光照的情況下，對著開遠光燈的車輛很難看清其車牌，這是由于車燈與車牌亮度之比超過人眼能分辨的動態(tài)范圍，人眼能分辨的動態(tài)范圍一般是1000：1，而普通攝像機的動態(tài)范圍是3：1，因此普通的攝像機在晚上根本無法攝取正面行駛車輛的車牌。通常情況下汽車大燈強光面照度大約為1000LX，滿月夜光照度約為4LX，考慮大燈本身對周圍照度的提升，當車牌表面的照度達到8LX以上時其動態(tài)范圍降到了1000：8=125倍，目前第三代寬動態(tài)的攝像機動態(tài)范圍已經(jīng)達到了128倍，就可以完全滿足要求。

    寬動態(tài)的核心技術是同一時間曝光兩次，一次快，一次慢，再進行合成使得能夠同時看清畫面上亮與暗的物體，慢快門控制的好與壞將直接影響圖像的效果，因此在選購寬動態(tài)攝像機的時候要看其圖像的色彩對比度以及廠家是否具有寬動態(tài)攝像機DSP的開發(fā)能力。下圖是寬動態(tài)功能的圖像實例。

結語
    隨著“平安城市”監(jiān)控工程建設的不斷深入，對前端攝像機的需求也越來越大，用戶在選購的時候要十分關注攝像機的參數(shù)，特別需要提醒的是注意這些參數(shù)實現(xiàn)的附加條件，以免在購買之后不能滿足實際的需求。我相信具有超低照度、寬動態(tài)范圍、高倍數(shù)、高穩(wěn)定性的智能高速球型攝像機將是“平安城市”視頻監(jiān)控系統(tǒng)的首選。