大华高清智能球型摄像机助推高清智能网络技术应用普及

      1. 引言

　　随着经济的快速发展和技术的突飞猛进，公共秩序安全、生产安全、财产安全等越来越受到人们的重视，视频监控设备被广泛地被应用在各行业领域。传统的模拟监控系统已经不能满足政府“平安城市”、金融系统、高等教育、监管、监狱、文博等行业对安防的需求。网络化、智能化、数字化、远程化特点的网络视频监控系统则成为新的应用趋势，并形成一个高效、安全、先进的网络视频监控体系。

　　2. 概述

　　2005年大华建立了前端产品线，当时研发设计了第一代模拟球机，对于用户而言，监控系统主要是用于震慑犯罪以及事发之后的证据考证，因此视频画面的清晰度尤为重要。通常情况下模拟摄像机只能监控时间发生的过程以及人物动作，对于人脸以及车牌等细节是很难分辨出来的。随着前端传感器工艺的进步以及芯片处理能力的发展，摄像机也开始朝着高清晰度迈进。而传统的模拟摄像机也在一些远距离传输等方面捉襟见肘，模拟信号抗干扰能力差，且远距离传输容易有信号的衰减，出现问题的概率较高。因此，网络摄像机应运而生。

　　2006年，大华也在第一代球机SD60/61系列基础上，研发第一代网络球，当时采用的是TI-DM320平台。

　　近几年前端产品线得到快速发展，在2010年我们相聚推出了200w1080P摄像机，推出了防爆球，高清球和红外球，并采用C6平台开发了我们第四代球机。这也是大华6A1230智能高速网络球机的雏形，2012年基本所有前端产品线都基本补齐。传统的视频监控无法做到光凭画面监控这种基础功能来独立承担纷繁复杂的应用需求，如果不加入智能分析元素，光靠人眼识别可疑迹象是远远不够。因此在满足高清监控的前提下，与智能分析技术、芯片技术、图像传感器技术、视频压缩技术、通信技术相结合是视频监控发展的必然之路，大华红外智能高速网络球机终于在此技术背景下面世，一个具有划时代意义的产品诞生了。

　　3. 红外高清球机技术功能亮点

　　3.1 产品主要功能

　　大华采用SONY 1/2.8英寸 CMOS高性能图像传感器，低照度环境完美展现。

　　支持30倍光学变倍，支持自动跟踪和手动跟踪 。

　　支持单场景跟踪及多场景巡航跟踪。

　　支持绊线入侵、区域入侵、电子围栏、徘徊检测、物品遗留、物品搬移、异常移动等多种行为检测。

　　创新的跟踪算法，自动锁定目标，并自动调整云台焦距，以获得最佳监控图像。

　　MAC白名单、多级用户管理，人性化的监控保密和权限管理功能。

　　超级宽动态效果，加上图像降噪功能，完美的白天/夜晚图像展现 。

　　电子图像防抖动功能，适应多种使用环境。

　　快装结构，防掉落设计，安装更方便。

　　中英文OSD菜单及操作提示功能，用户界面更友好，功能更强大

　　独特的FD三维定位功能，捕捉目标更方便、精准、快捷

　　多种网络监控方式相结合(手机、WEB、客户端)，使用更方便

　　灵活的网络扩展能力，适应各种网络平台监控系统

　　SD卡本地存储，解决网络异常状态的监控存储问题,支持 FTP 存储录像，录像可断网续传

　　内置180米红外灯补光，采用倍率与红外灯功率匹配算法，补光效果更均匀。

　　3.2 产品功能亮点

　　3.2.1 结构设计

　　大华DH-SD-6A1230-HNI设计沉稳大气，厚实的铝合金外壳搭配白色喷漆涂装，结构合理，球罩中间是其醒目的品牌LOGO，而摄像机镜头两侧配备了欧司朗高性能红外灯，寿命长且使用稳定性强，红外灯补光距离达200米以上，由于其扎实可靠的结构设计、IP66的防护等级以及优良的日夜可用性，该机可广泛应用于需要大范围高速监控的无光和光线较弱的场所, 并对于图像质量具有较高要求，希望看清目标物的各种细节，如公路、铁路、机场、港口、岗哨、广场、公园、景区、街道、车站、大型场馆、小区外围等场所。

　　该机采用快装结构，防掉落设计，其接口输出线统一从顶部的防护罩伸出，可看到其接线类型丰富，有以太网、AV24V电源输入、模拟BNC输出、音频输入/输出、报警输入/输出等，另外该机也支持前端SD卡存储，在机身内部设置了SD卡插槽，灵活解决了网络异常时监控数据的存储问题。

　　图1该机的接口十分丰富

　　3.2.2 透雾

　　该机支持算法透雾功能，并能依据实景画面智能处理;广角下，1公里范围内场景清晰，此时开启透雾功能，画面变化不大;再在广角下人工加雾，此时摄像机自动开启透雾功能，画面效果明显;再在高变倍时聚焦2、3公里处场景，画面因环境的轻微雾霾而轻微朦胧，此时开启透雾功能，画面瞬间清晰起来。

　　图4透雾关闭

　　图5透雾开启

　　3.2.3 30倍光学变倍云台灵活平稳

　　该机可通过云台实际大范围的监控，其水平旋转范围为0~360°，垂直旋转范围为-10°~90°，并且支持自动翻转功能，光学变倍最高可达30倍，功能十分强大。另外在界面操作方面，该机支持FD三维定位功能，可精准快捷地捕捉目标，使用方便。实际测试中，将该机的光学变倍调整到最大的30倍，并观察其画面清晰度，通过镜头变倍测试人员甚至可清晰看到数公里外的广告牌，而且该机的长焦限速功能也十分明显，高倍变焦后，镜头转动平稳流畅。接着设置了数个预置位，并串联成巡航路径，经过数分钟的自动巡航，巡航定位准确，聚焦迅速。此外，该机支持电子图像防抖动功能，配合云台使用，可进一步提高其图像稳定性。

　　图6该机30倍光学变倍效果

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　　3.2.4 网络性能

　　将带宽固定为4Mbps，调出码流测试软件，可检测到该机的码流在4.49Mbps左右浮动，码流控制稳定。此外，该机的另一特色是在1080P下，可选用定码率2Mbp;s，在保证高清画面质量的前提下，最大程度地节约了带宽，测试中可发现其画面质量并无明显下降。接着通过电子秒表，三次截屏计算可知该机的网络延迟时间控制在300ms内。

　　3.2.5 超级宽动态

　　该机支持宽动态功能，可灵活应用与光线对比反差强烈的环境，通过菜单设置该功能，然后将摄像机对准了开启的日光灯，分别在开启/关闭宽动态情况下观察监控画面的变化，在开启宽动态功能时，灯罩内以及灯罩后的场景清晰度、两度均有提高，效果明显;

　　3.2.6 智能跟踪

　　大华高清智能跟踪球机采用领先的自动跟踪锁定技术，快速定位移动目标，并且持续地移动目标准确保持在画面中央，整个跟踪过程平滑无顿挫感。对于不同大小的目标，还可以自动调节画面放大倍数，球机跟踪监控范围大、距离远，最远监控距离超过200M，同时可跟踪快速疼目标，保障图像有效性。

　　3.2.7 智能违停

　　与我们以往测试违停取证系统有所不同，大华红外高清智能球，已经将智能违法检测算法内置于球机内部，无需外加任何视频分析设备，即可以完成违停、压线、逆行等违法行为的检测;单球机即可完成自动违法检测、自动球机控制、车牌特写抓拍、车牌号码识别、违法信息自动上传等功能。是一款纯粹的真正意义上的智能球机。

　　图2 违停抓拍方案

　　在算法方面，收益于大华电子警察产品的积累，在捕获率，检测有效率以及车牌识别率方面都有很好的表现。为了提高捕获率，智能违停取证球机进行了海量车辆样本的学习，这样即使应用的场景再复杂，行人或其他移动物体再干扰，也能从繁杂的背景中准确识别车辆特征;为了提高车牌识别率，该机进行了专门的3D车牌重建的算法训练，这样即使在变倍后，大角度车牌的呈现，也可以准确的将车牌进行水平、垂直、纵深三个方向的矫正;为了提高证据链检测速度，独有的标定算法，可以保证从全景到特写的变倍控制一步到位;为提高检测的有效率，避免误拍多拍等现象，将算法进行了抗干扰处理，可以避免一车多拍或由于遮挡导致证据链不完整的情况。

　　图3 违停抓拍证据

　　红外高清网络球机应用案例：南京地铁三号线

　　地铁3号线是一条南北客流主干线，贯穿大江南北、连接主城江北新城和东山新城，连接南京禄口国际机场、南京南站、南京火车站及江北火车站最重要的对外交通枢纽。南京地铁3号线线路全长44.83千米，总投资为295.07亿元。

　　南京地铁3号线共设29座车站(28座地下站、1座高架站)，在南京南站附近建设地铁3号线控制中心大厦。大华股份提供了视频监控系统全套硬件设备和软件设备：前端高清枪机、高清球机、700线模拟半球(AFC、垂直电梯用)、NVR存储设备、硬盘录像机(AFC用)、视频编码器(垂直电梯)、高清解码器及平台软件。其中高清球机的高清化，智能化为客户带来了很好的体验，为南京地铁三号线保驾护航。

　　结语：

　　从大方向来看，网络高清化、智能化、技术快速融合是高清球未来的主流发展趋势。大华股份产品经理白云锋表示，未来高清球的发展会通过支持GB/T28181接入标准和网络标准协议Onvif、PSIA、CGI、SVAC来实现多厂家多平台之间的互联互通;通过支持更高的清晰度、更高的倍率及更高的帧率来获取更为优质的图像;通过集成智能化的功能，变被动监控为主动监控;通过和车牌识别、闪光灯同步等技术的融合，提升道路治安监控的夜间效果和视频有效利用率。（文/汪虎超）