校園高清監(jiān)控系統(tǒng)如何設置?
來源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 編輯:merry2013 2015-12-21 06:58:02 加入收藏
隨著時間的推移,高清監(jiān)控越來越多的參與到平安校園的建設中來,絕大部分的新建工程,或者是擴容工程都會在關鍵監(jiān)控點位上部署幾個高清攝像頭。甚至在一些經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域的高校,一些新建工程已經(jīng)出現(xiàn)了全高清的系統(tǒng)。
在校園里一般有多種視頻系統(tǒng):平安校園、考場監(jiān)控、錄播系統(tǒng)等,其中平安校園與校園安保密切相關,對圖像要求比較高,隨著高清監(jiān)控越來越得到用戶的認可,目前新建的平安校園基本都是全高清系統(tǒng),而且絕大部分原有的標清系統(tǒng)也整體進行了高清切換,可以說,高清監(jiān)控已經(jīng)普及到了校園的每個角落。
校園還有一個很典型的特征,即校園網(wǎng)是帶寬相對充足、擴容相對方便的局域網(wǎng)/ 園區(qū)網(wǎng),這和帶寬緊張的城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)形成了鮮明的對比,因此校園監(jiān)控更適合采用需要消耗大量帶寬的高清(720P、1080P)監(jiān)控系統(tǒng)。隨著高清在校園監(jiān)控系統(tǒng)日益成熟廣泛的應用,高清監(jiān)控給園區(qū)監(jiān)控帶來了越來越多的變化,產(chǎn)生了越來越深刻的影響。
更少的攝像機部署,更少的盲區(qū)
無縫監(jiān)控,或者稱之為無盲區(qū)監(jiān)控,即活動物體進入布防區(qū)域,一旦脫離了一個監(jiān)控點的監(jiān)控視野,會立即進入另外一個監(jiān)控點的監(jiān)控視野,是視頻監(jiān)控的理想狀態(tài)。而校區(qū)覆蓋區(qū)域相對固定,周界清晰,校園監(jiān)控實現(xiàn)無縫監(jiān)控的成本更低,可能性也更高。而隨著經(jīng)濟的發(fā)展,學生思想的日益活躍,有力控制與降低校園犯罪率的要求使得校園監(jiān)控對無縫監(jiān)控的需求也更實際,更迫切。
高清(HD,720P)與全高清(FULL HD,1080P),相對于標清(D1,720×576)來說,其本質(zhì)的差別,就是能夠提供更高的單位像素DPI,由此直接帶來了兩個結果,在使用相同焦距的鏡頭的前提下,高清攝像機較之標清攝像機能夠提供更清晰的畫面和更遠的視距。如上圖所示,在均為10 米的成像距離下,如果標清攝像機可以實現(xiàn)250PPM 的DPI 的話,則高清攝像機就可以達到750PPM 的DPI,甚至更高。其實際感官效果就如上右圖所示,成像更細膩,色彩層次更豐富,邊緣更銳利。那么同樣的,在更遠的距離上,高清攝像機就可以提供與標清攝像機近距離一樣的DPI,如下圖所示。
也就是說,在標清攝像機拍攝的畫面上,若要查看遠距細節(jié)的時候,進行局部放大,則畫面很可能模糊不清,沒有價值;但是在同樣距離下,高清畫面進行局部放大,則至少可以達到標清畫質(zhì),具備監(jiān)控價值,這實際實現(xiàn)了有實用意義的電子變焦功能。
此外,720P/1080P 的畫面比例與傳統(tǒng)標清D1/CIF 的4:3 不同,是更符合人眼視野的16:9,可以帶來更廣闊的監(jiān)控視野。這樣,同樣距離更清晰的畫面,更遠的距離相對清晰的畫面,相對標清更廣闊的視野,都帶來了一個直接結果,在同樣的覆蓋要求下,高清攝像機部署的數(shù)量可以少于標清攝像機部署數(shù)量,而當部署相同數(shù)量的攝像機時,高清系統(tǒng)的覆蓋盲區(qū)要遠少于標清系統(tǒng),更有利于接近“無縫監(jiān)控”的理想狀態(tài)。
而最近比較火的“4K超高清攝像機”,雖然在清晰度上有了更大的提升,且擁有更廣闊的視野,但其也存在一些無法避免的缺點:比如夜間低照效果遠不如目前的720P/1080P攝像機;碼流過大對網(wǎng)絡帶寬、存儲增加了更多的成本;解碼上墻方案還不成熟……所以4K不僅是在平安校園監(jiān)控中,在其他行業(yè)也還并沒有太多的應用需求。
全景監(jiān)控模式
在校園中,經(jīng)常會有重大活動舉行,需要進行現(xiàn)場實時安防控制,這些活動的場地往往是空曠的廣場、操場,其空間跨度廣,全覆蓋監(jiān)控難度大。若使用球機360°監(jiān)控,則球機固有的監(jiān)控盲點問題很難解決,尤其是無法實現(xiàn)全向存儲。因此在追溯取證需求必不可少的安防監(jiān)控場合,往往需要部署多個槍機來滿足要求。而空曠場地布點施工量大,立桿、布線、取電,大大增加了工程成本。而且多個槍機的多個畫面會造成整體場景的割裂,對于監(jiān)控人員掌握整體狀況,快速判斷處理緊急事件產(chǎn)生困擾為更好的滿足空曠場合的全景監(jiān)控的需求,業(yè)界出現(xiàn)了一種全景攝像機,即采用多個鏡頭+ 多個sensor,拼接出一副全景圖像,但是這種攝像機很少有環(huán)境適應能力強的室外版本,且為了增加集成度,鏡頭一般不能選用通用高清鏡頭,很少使用大景深的長焦、中焦鏡頭,而且設備造價也非常昂貴。因此這種全景攝像機更多的用于高檔廳堂的監(jiān)控,在學校等有實際需求的地方應用極少。
但是基于這種多畫面拼接的思路,還有另外一種更簡便,造價也更低廉的實現(xiàn)方法,即采用多個高清槍式攝像機的畫面拼接出一幅180°的高清全景畫面。由于是通用槍機,可以選配合適的通用高清鏡頭,即保證了畫面不變形,又可以保證相當?shù)木吧?,實現(xiàn)大角度,大景深,真正的全景監(jiān)控。
上圖中間的宿舍區(qū)小廣場的全景畫面就是由下面三副1080P 的圖像拼接而成:由于是三幅1080P@25fps 的圖像拼接,則全景的實際分辨率可以達到5760×1080@25fps,即620 萬像素,遠高于大部分全景攝像機的300 萬像素,特別是由于25fps 全幀活動畫面的拼接,畫面流暢度可以保證全畫幅25fps 的全幀活動畫面,而不是某些全景攝像機的2048×1536@20fps 或者4096×1536@8fps。那么在電子變焦實現(xiàn)局部放大ePTZ 的時候,可以獲取更接近D1@25fps 的效果,第一幅拼接大圖的上下兩排即為ePTZ 的效果。若再配合使用一臺高清快速球機,使球機的云鏡控制和全景畫面聯(lián)動配合,即全景畫面上點擊哪里,球機就快速聚
焦定位到哪里,實現(xiàn)光學變焦機械PTZ 和電子變焦ePTZ 的有機結合,能夠提供更清晰的畫面,最佳的全景監(jiān)控效果。
通過這種三臺槍機+ 一臺球機的方式,可以以遠低于進口全景攝像機的價格,提供一個完美的校園廣場、操場的全景監(jiān)控解決方案。
目前宇視的全景拼接方案,在全景攝像機及4K超高清攝像機都還存在一些問題,未能在校園中得到很好的推廣的情況下,還是得到了很多用戶的認可。
全系統(tǒng)的性能壓力
上文所述基本上都是高清系統(tǒng)部署后對校園監(jiān)控帶來的正面影響,但是實際上部署高清系統(tǒng)后,由于前端視頻碼流帶寬的大幅提升,給整個系統(tǒng)帶來的還有巨大的性能壓力。傳統(tǒng)的D1 碼流基本上為1.5Mbps,而720P 的傳送碼流最
低不低于3Mbps,建議不低于4Mbps,而1080P 的傳送碼流則高達最低要求6Mbps,建議8Mbps。如此倍增的數(shù)據(jù)碼流首先對現(xiàn)有傳統(tǒng)的存儲模式帶來了沖擊。目前很多數(shù)字系統(tǒng)沿用了過去模數(shù)系統(tǒng)中的設備部署與使用習慣,例如能夠支持高清的存儲設備NVR,其設備形態(tài)依然沿用過去的類似DVR 的盒式設備的形態(tài)規(guī)格,比如支持16 路高清接入,卻最多支持8個硬盤槽位,以目前主流的2TB 硬盤來計算,則最多支持16TB 的存儲容量。若一路720P 的高清圖像以4Mbps 碼流計算,支持16 路720P高清的NVR 可支持存儲天數(shù)為22 天,若支持16 路1080P 高清,
按照8Mbps 碼流計算,則可支持存儲天數(shù)僅為11 天。因此這種沿用DVR 規(guī)格的NVR 設備是絕對無法滿足高清時代的園區(qū)監(jiān)控使用要求的。
采用大容量的專業(yè)集中存儲設備仿佛是一個治標治本的方法,既可以有效減少存儲設備的數(shù)量,又可以集中管理,提高管理效率。但是如果海量的存儲全部集中到中心機房,將對中心機房的帶寬帶來難以承受的壓力。好在專業(yè)IP 存儲設備IP SAN 可以支持IP 可達,數(shù)據(jù)可達,管理可達,因此對于高清系統(tǒng)的存儲模式最佳解決方案應該是將存儲設備分布于若干分機房,降低存儲帶寬壓力,同時實現(xiàn)中心機房的集中管理,提高管理效率。這樣就有效地分散了高清系統(tǒng)部署對整個系統(tǒng)的存儲、承載帶來的壓力沖擊。
高清是一個系統(tǒng)解決方案,不是一個高清攝像機就可以代表的,真正的高清監(jiān)控,需要從整個監(jiān)控系統(tǒng)考慮高清。由于視頻信息量的倍增,必將對視頻編碼、傳輸、存儲系統(tǒng)帶來更大的沖擊,高清會帶來整個產(chǎn)業(yè)鏈中對計算、傳輸、交換、存儲的需求增長和技術變革。高清,也將給校園監(jiān)控帶來巨大的變化。
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