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五种主流视频监控摄像机技术


现在的监视摄像机采用的五种主流技术是:宽动态、透雾、智能分析、高像素和星光级。这些技术怎么样?一起来看看吧!

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宽动态

数字宽动态并没有真正达到扩大成像动态范围的目的,而是通过软件的图像后处理算法来提高局部区域的对比度,一般通过相机的ISP模块来实现。我们肉眼可以分辨的灰度范围是非常有限的,但实际上计算机可以分辨非常微弱的灰度差异。数字宽动态通过图像处理算法增强这些肉眼可见的微弱差异。然后,在CCD硬件技术的基础上,出现了双帧合成宽动态。解决办法是用一个CCD,但是上面每个点一次曝光两次,长曝光一次(低快门),短曝光一次(高快门)。

因此,每个点都有两个数据输出,称为“双输出 CCD”,利用 DSP特有的图像处理算法,分别将两幅图像中亮度合适的部分切割,然后叠加合成,输出明暗区域均可见的图像。无论数字宽动态还是双快门宽动态,其动态效果都不理想。

伴随着 DSP和 CMOS技术的发展, DPS采用了每个像素独立的曝光和控制技术,再加上 CMOS传感器采集到的多帧图像线性叠加,形成了与 CCD双曝光成像相比具有更高的动态范围。数字上看,采用 DPS技术的 CMOS摄像机,其动态范围可达120 dB甚至140 dB。宽动特性技术已成为衡量相机性能的一个重要指标。现在,对动态功能进行标配,已成为各 IPC厂商的共识。

透雾

近年来,随着国内雾霾天气环境的不断恶化,市场对雾霾摄像机的需求十分强烈,由于光学雾霾镜头的价格越来越贵,为了降低雾霾摄像机的价格,也为了达到更好的雾霾遮挡效果,主流 IPC厂商都开始对摄像机视频图像的雾霾遮挡算法技术进行研究,算法可以根据物理上的雾霾形成模型,通过局部区域灰白度来判断雾霾的浓度,从而恢复清晰的无雾霾图像。该算法能在显著提高透雾效果的同时,较好地保留图像原有的颜色。

智能分析

HD网路摄像机从2011年推出的移动侦测、视频遮挡等两三项智能分析功能发展到今天, HD网路摄像机主流厂商标配的智能功能几乎都超过了10项,当然目前这些智能功能的标配大多仅限于中高端产业产品。根据市场商业应用的不同,这些智能分析功能可以分为以下几个方面:

1、智能诊断类分析。HD网络摄像机诊断类智能分析主要是针对视频图像中出现的黑屏、模糊、云台失控、画面冻结等常见故障,以及场景变换、物体遗留/消失等视频信号干扰等常见故障进行准确的分析、判断和报警。诊断性智能分析技术实现起来比较简单,通常这些智能功能是集成在前端的,当然,像 NVR这样的后端诊断类智能功能也可以做到。

2、识别类别智能分析。这项技术偏重于对静态场景的分析处理,通过图像识别、图像比对和模式匹配等核心技术,实现了对人、车、物等相关特征信息的提取和分析。汽车识别分析应用中主要采用的是车牌识别技术。近年来,车牌识别技术在各个停车场出入口、高速公路收费站等场所得到广泛应用,并取得了很大的进展:与交通电子卡口系统相结合,车牌识别技术被广泛应用于车辆交通违章抓拍中,有效地减少了车辆的违章次数,大大减少了交通事故的发生。

3、行为类智能分析。HD网路摄影机这项技术着重于动态场景的分析处理。其主要特点是:车辆逆行、区域入侵检测、人员聚焦检测、绊线穿越检测、快速移动、人员流动检测、客流统计等。行动侦测(VMD)是一种“早期智能”,它基于视频画面中像素的运动变化而进行鉴别,由于是二维图像智能分析,误报率较高,无法识别移动的像素块是干扰还是目标,加之安防设备的算法技术差异,一般行为类和识别类智能分析的准确率都不高。

高像素

在2010年 HD元年,还只有720 P的 HD网络摄像头,直到2012年,主流安企HD网络摄像头仍以130万和200万为主,300多个像素还很少。由于 CMOS技术的引入, HD网络摄像机就像一剂强心针,2013年之后,三百万、四百万、五百万、六百万、一千两百万像素的摄像机如雨后春笋般涌现,正是技术创新带来的产品系统的创新。已有的“珠三角”、“长三角”、“环渤海”等主流安企中,几乎高像素甚至4K都成为了各厂家的标配。对于用户来说,4K不仅是视觉上的体验和享受,而且4 K的分辨率比1080 P高出4倍,如果使用4 K相机和1080 P相机在同一角度拍摄同一场景,那么4K相机就有机会用4倍的信息量去还原场景,画面自然更加清晰,贴近现实。在“使用”方面,4 K画面的信息量比1080 P高出4倍,基于更多的信息量,可以实现更精确的智能分析,一旦4K大范围部署,智能分析的准确率将会提高一个级别,而且还将实现更加丰富、令人惊讶的智能应用。

星光级

业界公认的0.001 Lux及以下被称为星光级摄像机,代表性的是 TIDM8127/安霸S2+索尼IMX185硬件方案,目前广泛用于平安城市、金融、酒店、平安村居、港口、高速公路等项目,无需大规模安装补光照明设备,即可获得较好的夜间高清监控画面需求。星级照度监测技术主要受到镜头、图像传感器、后端图像处理技术等多种因素的影响,各安企厂商也在不断地提升:

1、使用大光圈透镜:透镜是摄像部件的重要组成部分,在低照监测应用技术中,它的作用是对拍摄目标的光线进行聚焦,这里的低照应用和技术关键在于透镜的口径越大,进光量也会越大,即镜头光圈越大,能有效地提高进光度,从而使摄像机获得理想的低照效果。

2、选择大型目标表面传感器:相机的本质就是将光能转换成电能,而量化的核心部件是传感器,传感器的作用是将光照到目标表面的不同强度的光线进行光电转换,转换成电压信息,最后生成数字图像信息。在感应器上接收光线的部分,自然是感应器的核心。在同一分辨率下,目标区域越大,图像传感器单位象素的进光量就越大,噪声抑制能力就越强,在低照度条件下,图像质量也会更好。

3、优良的图像处理技术:以前的摄像机采用传统的2 D图像去噪算法,而现在的3D图像去噪技术,是在原有帧内去噪的基础上,通过对前、后两帧的图像进行对比筛选,找出噪点的位置,进行增益控制,3D图像去噪功能可以减少弱信号图像的噪声干扰。因为图像噪声的出现是随机的,所以每一帧图像都会出现不同的噪声。三维数码降噪技术通过对图像中的相邻帧进行对比,自动过滤不重叠的信息(即噪声波),使用3D降噪相机,图像噪点显著降低,图像更加清晰、透彻,使画面更加纯净、细腻。

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