校園高清監(jiān)控系統(tǒng)如何設(shè)置
來(lái)源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 編輯:merry2013 2015-12-22 07:16:40 加入收藏
隨著時(shí)間的推移,高清監(jiān)控越來(lái)越多的參與到平安校園的建設(shè)中來(lái),絕大部分的新建工程,或者是擴(kuò)容工程都會(huì)在關(guān)鍵監(jiān)控點(diǎn)位上部署幾個(gè)高清攝像頭。甚至在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)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(chǎng)監(jiān)控、錄播系統(tǒng)等,其中平安校園與校園安保密切相關(guān),對(duì)圖像要求比較高,隨著高清監(jiān)控越來(lái)越得到用戶的認(rèn)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(biāo)清系統(tǒng)也整體進(jìn)行了高清切換,可以說(shuō),高清監(jiān)控已經(jīng)普及到了校園的每個(gè)角落。
校園還有一個(gè)很典型的特征,即校園網(wǎng)是帶寬相對(duì)充足、擴(kuò)容相對(duì)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(duì)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(yīng)用,高清監(jiān)控給園區(qū)監(jiān)控帶來(lái)了越來(lái)越多的變化,產(chǎn)生了越來(lái)越深刻的影響。
更少的攝像機(jī)部署,更少的盲區(qū)
無(wú)縫監(jiān)控,或者稱之為無(wú)盲區(qū)監(jiān)控,即活動(dòng)物體進(jìn)入布防區(qū)域,一旦脫離了一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控視野,會(huì)立即進(jìn)入另外一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)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(duì)固定,周界清晰,校園監(jiān)控實(shí)現(xiàn)無(wú)縫監(jiān)控的成本更低,可能性也更高。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,學(xué)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(duì)無(wú)縫監(jiān)控的需求也更實(shí)際,更迫切。
高清(HD,720P)與全高清(FULLHD,1080P),相對(duì)于標(biāo)清(D1,720×576)來(lái)說(shuō),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(lái)了兩個(gè)結(jié)果,在使用相同焦距的鏡頭的前提下,高清攝像機(jī)較之標(biāo)清攝像機(jī)能夠提供更清晰的畫(huà)面和更遠(yuǎn)的視距。如上圖所示,在均為10米的成像距離下,如果標(biāo)清攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)250PPM的DPI的話,則高清攝像機(jī)就可以達(dá)到750PPM的DPI,甚至更高。其實(shí)際感官效果就如上右圖所示,成像更細(xì)膩,色彩層次更豐富,邊緣更銳利。那么同樣的,在更遠(yuǎn)的距離上,高清攝像機(jī)就可以提供與標(biāo)清攝像機(jī)近距離一樣的DPI,如下圖所示。
也就是說(shuō),在標(biāo)清攝像機(jī)拍攝的畫(huà)面上,若要查看遠(yuǎn)距細(xì)節(jié)的時(shí)候,進(jìn)行局部放大,則畫(huà)面很可能模糊不清,沒(méi)有價(jià)值;但是在同樣距離下,高清畫(huà)面進(jìn)行局部放大,則至少可以達(dá)到標(biāo)清畫(huà)質(zhì),具備監(jiān)控價(jià)值,這實(shí)際實(shí)現(xiàn)了有實(shí)用意義的電子變焦功能。
此外,720P/1080P的畫(huà)面比例與傳統(tǒng)標(biāo)清D1/CIF的4:3不同,是更符合人眼視野的16:9,可以帶來(lái)更廣闊的監(jiān)控視野。這樣,同樣距離更清晰的畫(huà)面,更遠(yuǎn)的距離相對(duì)清晰的畫(huà)面,相對(duì)標(biāo)清更廣闊的視野,都帶來(lái)了一個(gè)直接結(jié)果,在同樣的覆蓋要求下,高清攝像機(jī)部署的數(shù)量可以少于標(biāo)清攝像機(jī)部署數(shù)量,而當(dāng)部署相同數(shù)量的攝像機(jī)時(shí),高清系統(tǒng)的覆蓋盲區(qū)要遠(yuǎn)少于標(biāo)清系統(tǒng),更有利于接近“無(wú)縫監(jiān)控”的理想狀態(tài)。
而最近比較火的“4K超高清攝像機(jī)”,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(wú)法避免的缺點(diǎn):比如夜間低照效果遠(yuǎn)不如目前的720P/1080P攝像機(jī);碼流過(guò)大對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲(chǔ)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(méi)有太多的應(yīng)用需求。
全景監(jiān)控模式
在校園中,經(jīng)常會(huì)有重大活動(dòng)舉行,需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)安防控制,這些活動(dòng)的場(chǎng)地往往是空曠的廣場(chǎng)、操場(chǎng),其空間跨度廣,全覆蓋監(jiān)控難度大。若使用球機(jī)360°監(jiān)控,則球機(jī)固有的監(jiān)控盲點(diǎn)問(wèn)題很難解決,尤其是無(wú)法實(shí)現(xiàn)全向存儲(chǔ)。因此在追溯取證需求必不可少的安防監(jiān)控場(chǎng)合,往往需要部署多個(gè)槍機(jī)來(lái)滿足要求。而空曠場(chǎng)地布點(diǎn)施工量大,立桿、布線、取電,大大增加了工程成本。而且多個(gè)槍機(jī)的多個(gè)畫(huà)面會(huì)造成整體場(chǎng)景的割裂,對(duì)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(chǎng)合的全景監(jiān)控的需求,業(yè)界出現(xiàn)了一種全景攝像機(jī),即采用多個(gè)鏡頭+多個(gè)sensor,拼接出一副全景圖像,但是這種攝像機(jī)很少有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)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(zhǎng)焦、中焦鏡頭,而且設(shè)備造價(jià)也非常昂貴。因此這種全景攝像機(jī)更多的用于高檔廳堂的監(jiān)控,在學(xué)校等有實(shí)際需求的地方應(yīng)用極少。
但是基于這種多畫(huà)面拼接的思路,還有另外一種更簡(jiǎn)便,造價(jià)也更低廉的實(shí)現(xiàn)方法,即采用多個(gè)高清槍式攝像機(jī)的畫(huà)面拼接出一幅180°的高清全景畫(huà)面。由于是通用槍機(jī),可以選配合適的通用高清鏡頭,即保證了畫(huà)面不變形,又可以保證相當(dāng)?shù)木吧?,?shí)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(chǎng)的全景畫(huà)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(shí)際分辨率可以達(dá)到5760×1080@25fps,即620萬(wàn)像素,遠(yuǎn)高于大部分全景攝像機(jī)的300萬(wàn)像素,特別是由于25fps全幀活動(dòng)畫(huà)面的拼接,畫(huà)面流暢度可以保證全畫(huà)幅25fps的全幀活動(dòng)畫(huà)面,而不是某些全景攝像機(jī)的2048×1536@20fps或者4096×1536@8fps。那么在電子變焦實(shí)現(xiàn)局部放大ePTZ的時(shí)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(tái)高清快速球機(jī),使球機(jī)的云鏡控制和全景畫(huà)面聯(lián)動(dòng)配合,即全景畫(huà)面上點(diǎn)擊哪里,球機(jī)就快速聚
焦定位到哪里,實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦機(jī)械PTZ和電子變焦ePTZ的有機(jī)結(jié)合,能夠提供更清晰的畫(huà)面,最佳的全景監(jiān)控效果。
通過(guò)這種三臺(tái)槍機(jī)+一臺(tái)球機(jī)的方式,可以以遠(yuǎn)低于進(jìn)口全景攝像機(jī)的價(jià)格,提供一個(gè)完美的校園廣場(chǎng)、操場(chǎng)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(jī)及4K超高清攝像機(jī)都還存在一些問(wèn)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(rèn)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(duì)校園監(jiān)控帶來(lái)的正面影響,但是實(shí)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(gè)系統(tǒng)帶來(lái)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(dá)最低要求6Mbps,建議8Mbps。如此倍增的數(shù)據(jù)碼流首先對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)的存儲(chǔ)模式帶來(lái)了沖擊。目前很多數(shù)字系統(tǒng)沿用了過(guò)去模數(shù)系統(tǒng)中的設(shè)備部署與使用習(xí)慣,例如能夠支持高清的存儲(chǔ)設(shè)備NVR,其設(shè)備形態(tài)依然沿用過(guò)去的類似DVR的盒式設(shè)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(gè)硬盤(pán)槽位,以目前主流的2TB硬盤(pán)來(lái)計(jì)算,則最多支持16TB的存儲(chǔ)容量。若一路720P的高清圖像以4Mbps碼流計(jì)算,支持16路720P高清的NVR可支持存儲(chǔ)天數(shù)為22天,若支持16路1080P高清,
按照8Mbps碼流計(jì)算,則可支持存儲(chǔ)天數(shù)僅為11天。因此這種沿用DVR規(guī)格的NVR設(shè)備是絕對(duì)無(wú)法滿足高清時(shí)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(chǔ)設(shè)備仿佛是一個(gè)治標(biāo)治本的方法,既可以有效減少存儲(chǔ)設(shè)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(chǔ)全部集中到中心機(jī)房,將對(duì)中心機(jī)房的帶寬帶來(lái)難以承受的壓力。好在專業(yè)IP存儲(chǔ)設(shè)備IPSAN可以支持IP可達(dá),數(shù)據(jù)可達(dá),管理可達(dá),因此對(duì)于高清系統(tǒng)的存儲(chǔ)模式最佳解決方案應(yīng)該是將存儲(chǔ)設(shè)備分布于若干分機(jī)房,降低存儲(chǔ)帶寬壓力,同時(shí)實(shí)現(xiàn)中心機(jī)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)、承載帶來(lái)的壓力沖擊。
高清是一個(gè)系統(tǒng)解決方案,不是一個(gè)高清攝像機(jī)就可以代表的,真正的高清監(jiān)控,需要從整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)考慮高清。由于視頻信息量的倍增,必將對(duì)視頻編碼、傳輸、存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來(lái)更大的沖擊,高清會(huì)帶來(lái)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中對(duì)計(jì)算、傳輸、交換、存儲(chǔ)的需求增長(zhǎng)和技術(shù)變革。高清,也將給校園監(jiān)控帶來(lái)巨大的變化。
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