隨著中國(guó)城市化進(jìn)程加快，高層建筑越來越多，隨之帶來的高空拋物現(xiàn)象也十分嚴(yán)重，例如在小區(qū)安裝攝像頭時(shí)刻監(jiān)控，從而可以錄下高空拋物的有力物證，震懾高空拋物的行為。

　　高空拋物監(jiān)控?cái)z像機(jī)選型

　　小區(qū)高空拋物視頻監(jiān)控系統(tǒng)和常規(guī)的小區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)并沒有太大的差別，最主要區(qū)別就是攝像機(jī)的技術(shù)選型，因?yàn)楦呖諕佄锏奈矬w下落速度較快，一般普通的低幀率的攝像機(jī)無(wú)法有效地捕捉目標(biāo)，也無(wú)法定位拋物者所在的樓層位置，所以在高空拋物監(jiān)控?cái)z像機(jī)的技術(shù)選型上，我們特別注意了以下幾個(gè)問題：

　　一、攝像機(jī)的選型：球型攝像機(jī)是一體化攝像機(jī)、球形云臺(tái)、解碼器這幾部分組成的，可以自動(dòng)聚焦、手動(dòng)變倍，鏡頭拉近拉遠(yuǎn)及360度轉(zhuǎn)動(dòng)來監(jiān)控所需監(jiān)控的區(qū)域，一般使用在室外或者室內(nèi)面積比較大，范圍比較廣的場(chǎng)合。半球攝像機(jī)的變焦范圍一般都不大，例如2倍、3.6倍等，而且鏡頭一般都不易更換，主要用于固定視野的監(jiān)控，例如樓梯間、通道、電梯轎箱。槍機(jī)應(yīng)用的場(chǎng)合比較廣泛、可擴(kuò)展性更高，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控或廣角監(jiān)控，它的變焦范圍則取決于選用的鏡頭，可以從幾倍到幾十倍不等，而且鏡頭的更換比較容易，針對(duì)高空拋物的監(jiān)控，選擇槍機(jī)是最為適合的。

　　二、圖像傳感器的選型：攝像機(jī)的最主要部件圖像傳感器，早期圖像傳感器大部分都是采用CCD，它能夠?qū)⒐饩€信號(hào)變?yōu)殡姾尚盘?hào)并可將電荷儲(chǔ)存及轉(zhuǎn)移，也可將儲(chǔ)存的電荷取出，使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝像元件，具有分辨率高、靈敏度高、信噪比高、動(dòng)態(tài)范圍高等特點(diǎn)。近年來，CMOS圖像傳感器發(fā)展迅猛，其體積小、集成度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備中，它通過采用影像光源自動(dòng)增益補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)、自動(dòng)亮度、白平衡控制技術(shù)，色飽和度、對(duì)比度、邊緣增強(qiáng)以及伽馬矯正等先進(jìn)的影像控制技術(shù)，完全可以達(dá)到與CCD攝像頭相媲美的效果。受市場(chǎng)發(fā)展以及技術(shù)等情況的限制，數(shù)字?jǐn)z像頭采用CCD圖像傳感器的廠商為數(shù)不多，主要原因是采用CCD圖像傳感器成本高的影響，所以沒有必要一味追求CCD圖像傳感器。

　　三、傳感器尺寸的選型：傳感器尺寸(又稱靶面尺寸)，主要有1/4″、1/3″、1/2″、1/1.8″英寸等幾種，它的大小以及與鏡頭的配合情況將直接影響視場(chǎng)角的大小和圖像的清晰度。在同樣的像素條件下，傳感器尺寸越大，感光面積越大，對(duì)光線的敏感性也就越強(qiáng)，描述的圖像層次也就越豐富，成像效果越好。“1/”這個(gè)后面的數(shù)字英寸的變小，只是表示這方面技術(shù)在不斷的進(jìn)步，并不是說1/3″英寸就一定比1/4″英寸的好，因?yàn)椴煌膱?chǎng)合需要用到一些不同尺寸的傳感器所獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)。例如1/2″英寸可以有比較大的通光量，1/4″英寸可以比較容易的獲得較大的景深。由于高空拋物監(jiān)控的環(huán)境和區(qū)域具有一定的特殊性，建議選用1/2″、1/1.8″等尺寸的傳感器。

　　四、鏡頭的選型：鏡頭的種類繁多，從焦距上分類，可分為短焦距、中焦距、長(zhǎng)焦距和變焦距鏡頭;從視場(chǎng)的大小分類，可分為廣角、標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)攝鏡頭;從結(jié)構(gòu)上分類，還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動(dòng)光圈定焦鏡頭、自動(dòng)光圈定焦鏡頭、手動(dòng)變焦鏡頭、自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭、電動(dòng)三可變鏡頭(指光圈、焦距、聚焦這三者均可變)等類型。由于鏡頭選擇得合適與否，直接關(guān)系到攝像質(zhì)量的優(yōu)劣，又關(guān)系到工程造價(jià)，因此在實(shí)際應(yīng)用中必須合理選擇鏡頭。

　　針對(duì)高空拋物監(jiān)控，我們建議如下：(1)、建議選擇自動(dòng)光圈鏡頭：高空拋物使用的攝像機(jī)多在室外安裝，因?yàn)槭彝獾墓饩€的動(dòng)態(tài)范圍變化較大，夏日陽(yáng)光下環(huán)境照度達(dá)50000Lx-100000Lx，夜間路燈時(shí)僅為10Lx，變化幅度相當(dāng)大，自動(dòng)光圈對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的光線變化適應(yīng)性較強(qiáng)。(2)、建議選擇手動(dòng)變焦鏡頭：大多數(shù)用戶選購(gòu)監(jiān)控?cái)z像機(jī)時(shí)標(biāo)配的就是定焦鏡頭，根據(jù)所需要布控點(diǎn)來選擇合適的焦距，如大范圍監(jiān)控會(huì)選擇4mm短焦鏡頭。然而高空拋物監(jiān)控區(qū)域和環(huán)境是千變?nèi)f化的，同時(shí)與樓幢之間的距離也是相對(duì)不固定，面對(duì)這么多可變因素，建議選擇變焦鏡頭。一般情況下，變焦鏡頭可以提供4mm~16mm甚至更長(zhǎng)的焦距，根據(jù)鏡頭選擇不同，數(shù)值可以不同。變焦也分手動(dòng)和自動(dòng)，考慮到價(jià)格成本，手動(dòng)變焦更適合于本項(xiàng)目。(3)、鏡頭的接口：鏡頭的接口分為C與CS接口，它們的區(qū)別在于鏡頭與攝像機(jī)接觸面至鏡頭焦平面的距離不同，C型接口此距離為17.5mm，CS型接口此距離為12.5mm。C型鏡頭與C型攝像機(jī)，CS型鏡頭與CS型攝像機(jī)可以配合使用，C型鏡頭與CS型攝像機(jī)之間增加一個(gè)5mm的C/CS轉(zhuǎn)接環(huán)可以配合使用，CS型鏡頭與C型攝像機(jī)無(wú)法配合使用。在選擇攝像機(jī)與鏡頭的配合時(shí)，首先要明確機(jī)械接口是否一致，盡量選用同一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的接口，以免給安裝帶來麻煩。其次要求鏡頭成像規(guī)格與攝像機(jī)傳感器尺寸規(guī)格一致，即鏡頭標(biāo)明的為1/3″英寸，則選用攝像機(jī)的規(guī)格也應(yīng)為1/3″英寸，否則不能相互配合。例如：使用1/3″英寸攝像機(jī)，還勉強(qiáng)可以配備1/2″英寸鏡頭，此時(shí)攝像系統(tǒng)顯現(xiàn)的視場(chǎng)角要比鏡頭標(biāo)明的視角小很多;但反過來把1/2″英寸鏡頭用于2/3″英寸攝像機(jī)時(shí)，則圖像就不能充滿屏幕，圖像邊緣不是發(fā)黑就是發(fā)虛。

　　五、幀率與分辨率的選擇：攝像頭的幀率是指在1秒鐘時(shí)間里傳輸?shù)膱D片的幀數(shù)，也可以理解為圖形處理器每秒鐘能夠刷新幾次，通常用fps(FramesPerSecond)表示。每一幀都是靜止的圖像，快速連續(xù)地顯示幀便形成了“運(yùn)動(dòng)”的圖像，也就是視頻。高幀率可以得到更流暢、更逼真的視頻，每秒鐘幀數(shù)(fps)愈多，所顯示的動(dòng)作就會(huì)愈流暢。一般來說30幀/秒是行業(yè)普遍水平，但為了提高高空拋物的監(jiān)控視頻的效果，推薦使用60幀/秒的幀率，可以明顯提升圖像交互感和逼真感。目前暫不推薦90幀/秒或120幀/秒以上幀率的攝像機(jī)，最主要的是高速圖形處理器的價(jià)格以及圖像傳輸速率限制等問題，超高幀率攝像機(jī)的價(jià)格和技術(shù)還不算成熟。

　　分辨率指在視頻攝錄、傳輸和顯示過程中所使用的圖像質(zhì)量指標(biāo)，或顯示設(shè)備自身具有的表現(xiàn)圖像細(xì)致程度的固有屏幕結(jié)構(gòu)，換句話說就是指單幅圖像信號(hào)的掃描格式或顯示設(shè)備的像素規(guī)格。分辨率的單位是“像素點(diǎn)數(shù)Pixels”，而不是“電視線TVLine”，分辨率代表水平行和垂直列的像素?cái)?shù)目，用“水平像素×垂直像素”來表達(dá)，例如目前市面大部分?jǐn)z像頭分辨率為1280×1240，代表水平行有1280個(gè)像素，垂直列上有1024個(gè)像素，這樣整個(gè)畫面大約有130萬(wàn)像素。隨著技術(shù)的發(fā)展，分辨率會(huì)越高，就可以呈現(xiàn)更多信息，圖像質(zhì)量越好，考慮到系統(tǒng)的先進(jìn)性，建議現(xiàn)在高空拋物監(jiān)控使用攝像頭分辨率為1920×1080，整個(gè)畫面大約有200萬(wàn)像素。

　　六、最低照度：照度是反映光照強(qiáng)度的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量，照度的單位是每平方米的流明(Lm)數(shù)，也叫做勒克斯(Lux，法定符號(hào)Lx)：1Lx=1Lm/m2。最低照度是測(cè)量攝像機(jī)感光度的一種方法，換句話說，攝像機(jī)能在多黑的條件還可以看到的可用的影像。簡(jiǎn)單地說，在暗房?jī)?nèi)攝像機(jī)對(duì)著被測(cè)物，然后把燈光慢慢調(diào)暗，直到監(jiān)視器上快要看不清楚被測(cè)物為止，這時(shí)測(cè)量光線的照度，就是該攝像機(jī)的最低照度。通常將攝像機(jī)分為四個(gè)等級(jí)：(1)、普通級(jí)攝像機(jī)：一般照度值均大于0.1Lux;(2)、低照度攝像機(jī)：照度值范圍在0.1Lux至0.01Lux之間的攝像機(jī);(3)、月光級(jí)攝像機(jī)：其照度值范圍在0.01Lux至0.001Lux間;(4)、星光級(jí)攝像機(jī)：當(dāng)最低照度值達(dá)到甚至低于0.0001Lux的時(shí)候，便達(dá)到了星光級(jí)的超低照度攝像機(jī)，但這些分類也沒有絕對(duì)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

　　由于小區(qū)夜間光照不足，又不可能大規(guī)模安裝補(bǔ)光照明設(shè)施(為了保證業(yè)主休息，不方便通過補(bǔ)光等方式來提高環(huán)境照度)，此種場(chǎng)景下對(duì)攝像機(jī)的低照度性能要求就比較高。雖然紅外與激光攝像機(jī)在外界無(wú)需任何輔助光源的情況下可得到較清晰的圖像，但紅外與激光攝像機(jī)目前仍存在一些缺陷，如色彩為黑白、能耗大、散熱不佳、紅外攝像機(jī)照射距離有限、照射范圍不廣等。

　　隨著圖像傳感器技術(shù)的提高，以及圖像降噪算法的應(yīng)用，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的低照度效果越來越好，它不同于紅外，可借助周圍的一切光源，如路燈、走廊燈、月光甚至星光等，在光線較暗的情況下獲得全彩色實(shí)時(shí)視頻圖像。由于采用了超靈敏度圖像傳感器，以及獨(dú)有的電子倍增和噪點(diǎn)控制技術(shù)，能夠極大地提高攝像機(jī)的靈敏度，并且具備24小時(shí)全彩色實(shí)時(shí)效果，沒有普通低照度攝像機(jī)出現(xiàn)的拖尾現(xiàn)象，以滿足對(duì)夜間高品質(zhì)監(jiān)控的需求。其優(yōu)點(diǎn)是功耗小、圖像效果真實(shí)、不偏色，在應(yīng)用面上，雖然不及紅外攝像機(jī)廣泛，但也在一定程度上具備不可替代性。高空拋物視頻監(jiān)控中為解決夜間監(jiān)控的難題，建議使用“星光級(jí)”攝像頭。

　　七、寬動(dòng)態(tài)范圍：寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。當(dāng)在強(qiáng)光源(日光、燈具或反光等)照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對(duì)亮度較低的區(qū)域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，攝像機(jī)輸出的圖像會(huì)出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。攝像機(jī)在同一場(chǎng)景中對(duì)最亮區(qū)域及較暗區(qū)域的表現(xiàn)是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動(dòng)態(tài)范圍”。常規(guī)攝像機(jī)視場(chǎng)中的物體在亮度較高的背景光時(shí)，需要看門口或窗外的物體，通常采用中央背光補(bǔ)償(BLC)模式，它主要是靠提升視場(chǎng)中央部分的亮度、降低視場(chǎng)四周部分的亮度來達(dá)到看清位于中央位置內(nèi)物體的目的。而寬動(dòng)態(tài)這一技術(shù)是同一時(shí)間曝光兩次，一次快，一次慢，再進(jìn)行合成使得能夠同時(shí)看清畫面上亮與暗的物體。雖然二者都是為了克服在強(qiáng)背光環(huán)境條件下，看清目標(biāo)而采取的措施，但背光補(bǔ)償是以犧牲畫面的對(duì)比度為代價(jià)的，所以從某種意義上說，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是背光補(bǔ)償?shù)纳?jí)。CCD攝像機(jī)的寬動(dòng)態(tài)范圍最多也只有66dB，而CMOS寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍已能達(dá)到120dB以上，在未來CMOS寬動(dòng)態(tài)技術(shù)將有更大的發(fā)展空間。高空拋物的監(jiān)控?cái)z像機(jī)有時(shí)對(duì)著天空，太陽(yáng)光可能會(huì)直射到鏡頭，所以需要寬動(dòng)態(tài)范圍的攝像頭。

　　八、透霧：伴隨著中國(guó)霧霾天氣的日益嚴(yán)峻，不少傳統(tǒng)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)已經(jīng)失去了其監(jiān)控的作用，霧霾導(dǎo)致攝像機(jī)的監(jiān)控距離、圖像清晰度下降，甚至導(dǎo)致車輛、人物等監(jiān)控主體的關(guān)鍵細(xì)節(jié)信息丟失，一旦發(fā)生事件，將很難獲得有效信息，大大降低了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性?，F(xiàn)在帶透霧技術(shù)的已經(jīng)成為攝像頭的標(biāo)配功能，不管是使用電子透霧技術(shù)也好，還是光學(xué)透霧技術(shù)，都能在霧霾天氣下能夠穿透霧霾干擾，讓攝像機(jī)獲得良好的監(jiān)控效果，不會(huì)影響監(jiān)控距離和圖像清晰度。高空拋物的監(jiān)控?cái)z像機(jī)也應(yīng)具有透霧功能，這樣才能在越來越嚴(yán)重的霧霾天氣中大顯身手。

　　高空拋物監(jiān)控?cái)z像機(jī)安裝注意事項(xiàng)

　　居民住宅小區(qū)樓由于位置、樓層、朝向、間距等關(guān)系，在安裝高空拋物監(jiān)控?cái)z像頭的安裝上要特別注意了以下幾個(gè)問題：

　　一、安裝位置：在方案設(shè)計(jì)的初期，曾有廠家技術(shù)人員為了施工安裝方便，建議在大樓頂部的左右角伸出0.5-1M的支臂來各安裝一臺(tái)攝像機(jī)，通過交叉部署來定位拋物窗口，如圖3所示。

　　通過在小區(qū)實(shí)地模擬測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)此方案雖可實(shí)施，但不同小區(qū)窗臺(tái)的風(fēng)格設(shè)計(jì)對(duì)定位的效果影響較大，有外陽(yáng)臺(tái)的比較方便，內(nèi)封陽(yáng)臺(tái)定位的效果差強(qiáng)人意，特別是要鎖定樓層的時(shí)候，要分別查看二臺(tái)攝像機(jī)多次后才能確定樓層，對(duì)于較小的拋物，定位的難度較大。再加上要在樓頂綜合布線，系統(tǒng)的整體施工成本較高，所以不建議在樓頂安裝，除非樓底沒有適合的安裝位置。

　　二、樓幢的間距：樓幢的間距對(duì)攝像頭的安裝影響較大，也是整個(gè)高空拋物視頻監(jiān)控系統(tǒng)施工中最棘手的事情。如果樓幢之間的間距較小，造成攝像頭與監(jiān)控面的距離也較小，而攝像機(jī)的可視角度是在一定的范圍之內(nèi)，這樣就無(wú)法將所有樓層納入監(jiān)控范圍之內(nèi)。

　　在本小區(qū)高空拋物監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，為節(jié)省成本，我們也曾想利用一臺(tái)攝像機(jī)監(jiān)控24層樓(24×3=72米，監(jiān)控立桿高度2米，實(shí)際監(jiān)控面高度達(dá)到70米)，但實(shí)地勘察后發(fā)現(xiàn)樓幢之間的間距不到40米，除去圍墻、外陽(yáng)臺(tái)、樓幢門禁、綠化帶等的影響，從實(shí)地能安裝監(jiān)控立桿的位置到監(jiān)控面的距離約為25米。為取得較好的監(jiān)控效果，我們?cè)诒O(jiān)控立桿上安裝了二臺(tái)攝像機(jī)，一臺(tái)監(jiān)控12層及以下的樓層，另一臺(tái)監(jiān)控12層及以上的樓層，這樣就可以全方位地監(jiān)控所有范圍，如圖4所示。在此環(huán)境中，手動(dòng)變焦攝像頭就充分發(fā)揮了它的作用。

　　三、慎用移動(dòng)偵測(cè)功能：移動(dòng)偵測(cè)，也叫運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，常用于無(wú)人值守監(jiān)控錄像和自動(dòng)報(bào)警。通過攝像頭按照不同幀率采集得到的圖像會(huì)被CPU按照一定算法進(jìn)行計(jì)算和比較，當(dāng)畫面有變化時(shí)，例如有人走過，鏡頭被移動(dòng)，計(jì)算比較結(jié)果得出的數(shù)字會(huì)超過閾值并指示系統(tǒng)能自動(dòng)作出相應(yīng)的處理。移動(dòng)偵測(cè)可以降低公共機(jī)構(gòu)和企業(yè)場(chǎng)所的人工監(jiān)控成本，并且避免人員長(zhǎng)期值守疲勞導(dǎo)致的監(jiān)察失誤，可以提高監(jiān)控效率和監(jiān)控精度，很多人覺得這是一個(gè)非常值得點(diǎn)贊的功能。但在本項(xiàng)目中要慎用移動(dòng)偵測(cè)功能，因?yàn)樵诒O(jiān)控區(qū)域內(nèi)經(jīng)常有小區(qū)住戶在活動(dòng)，再加上背景圖像的動(dòng)態(tài)變化，例如天氣、光照、影子等，以及飛行動(dòng)物及昆蟲的影響，誤報(bào)率較高，相反會(huì)降低監(jiān)控效率。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，如果移動(dòng)偵測(cè)功能被啟用，當(dāng)拍到的圖像有明顯改變時(shí)，攝像頭會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)錄像，從改變到錄像需要緩沖時(shí)間，取決于設(shè)備的靈敏度，對(duì)于靈敏度較低的設(shè)備來說反映時(shí)間過長(zhǎng)的話，對(duì)于高空拋物監(jiān)控已失去了意義，因?yàn)樽钪匾臅r(shí)段錯(cuò)過了。

　　四、拋物落地后的取證：在方案早期設(shè)計(jì)過程中，我們忽略了高空拋物的物體落地后的監(jiān)控取證，有的物體被人拿走或是挪動(dòng)了位置，有的人在拋物后死活不承認(rèn)丟了東西下樓。我們調(diào)整了安防監(jiān)控系統(tǒng)方案中公共區(qū)域部分安防監(jiān)控?cái)z像頭的監(jiān)控范圍，將小區(qū)公共道路區(qū)域納入重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域，同時(shí)又增加了4個(gè)攝像頭，重點(diǎn)監(jiān)控最易發(fā)生高空拋物事件的地面區(qū)域，取得了不錯(cuò)的效果，形成了高空拋物整個(gè)事前、事中、事后完整的證據(jù)鏈。

　　五、視頻存儲(chǔ)時(shí)間的調(diào)整：高空拋物的視頻監(jiān)控和社會(huì)化安防視頻監(jiān)控作用還不太一樣，目前國(guó)家還沒有出臺(tái)相應(yīng)的規(guī)范和規(guī)定。特別是在視頻存儲(chǔ)這一塊，一般的社會(huì)化安防監(jiān)控要求視頻存儲(chǔ)30天以上，而高空拋物事件由于時(shí)效性較強(qiáng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的天數(shù)沒有必要存儲(chǔ)這么長(zhǎng)，我個(gè)人建議7天就足夠了，這樣可以降低整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)和運(yùn)維成本。

　　六、用戶隱私安全：在安裝攝像頭的時(shí)候，就有小區(qū)住戶反對(duì)安裝，擔(dān)心用戶的隱私安全，我們邀請(qǐng)了部分業(yè)主查看了攝像頭畫面，由于我們安裝的攝像頭一般都有較大的水平視角，加上用戶的窗臺(tái)玻璃的遮檔，不可能看到業(yè)主在室內(nèi)的活動(dòng)情況，僅能看到窗口附近部分區(qū)域和伸出窗口的活動(dòng)。再加上小區(qū)安防系統(tǒng)所有的監(jiān)控設(shè)備并沒有連上互聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控室內(nèi)部也按照公安部門的要求安裝了攝像頭，所有調(diào)取監(jiān)控錄像都是有記錄可查取的，有效地保證系統(tǒng)中所有監(jiān)控信息的安全不泄露。