文/房圣東

 

 

　　現今高清監控系統的發展，不僅表現在單個視頻的高清上，規模也在不斷的擴大，例如普通的平安城市動輒上千路、幾千路甚至更多，傳統高清攝像機只用來采集，使用中實時監看往往很難有效的"照顧"到所有視頻，已經很難滿足人們"用好"高清的需求。

 

 

　　高清網絡攝像機發展日新月異，無論圖像質量、性能、功能、價格，更新換代的速度越來越快，基本遵循摩爾定律，但萬變不離其宗，所有的提升創新均需要圍繞人的需求，如果攝像機自身對圖像、聲音、行為能做出智能判斷過濾，既集成智能盒功能又避免平臺分析路數少的瓶頸，在有效控制成本的同時更智能，看得清的同時，又能使監控系統變被動為主動。在高清產品同質化嚴重的今天，哪些技術可以更實在的節省整體方案成本？哪些實用的智能可以更巧妙的融入到前端，給整個方案帶有亮點？下面就這兩個方面為大家展開分析：

 

 

 

 

　　隨著編碼技術的不斷發展，硬件平臺性能的不斷提升，超低碼流，在保證畫質的情況下，帶寬及存儲由原來的1080P實時6M～8M，降低到2M～4M，只占原來的一半甚至四分之一，從根源上降低高清方案的整體成本。目前超低碼流已成為多數廠家的標配。

 

 

　　可伸縮編碼(SVC)，有效降低網絡抖動的影響。在不影響圖像質量的情況下，丟棄權重低的幀，抗網絡丟包能力更強，網絡適應能力更好。在同一時刻，PC可以請求到全幀率的主碼流，手持設備可以請求到非實時的主碼流；存儲端快速回放時，可以跳幀解碼，減少網絡傳輸與解碼的壓力；對同一路碼流，可以實時監視，非實時存儲，有效節省網絡及存儲成本。

 

　　感興趣區域（ROI），提高指定區域視頻的畫質。相同帶寬下，將有限的碼流資源集中在用戶感興趣的區域。保證低帶寬的情況下，用戶感興趣區域圖像得到保證，最大支持4個區域同時設置。有效緩解網絡及存儲壓力。

 

 

　　走廊模式，滿足縱深場景需求應用。特定場景走廊模式，一臺設備可以實現兩臺攝像機的效果，典型的應用場景例如長走廊、公路等。另外諸如三碼流、20路同時訪問、超低延時等，均對硬件平臺性能及ISP處理功底有著較高的要求。

 

 

　　高清網絡攝像機給人們帶來更好的視覺體驗，同時對安裝調試人員也有著更高的要求。自動后調焦功能，集成一鍵清晰按鍵并且可通過遠程網絡控制，可以大大降低調試及后期維護成本。

 

 

 

 

　　透霧：當前的視頻監控系統對天氣條件非常敏感，當遇到雨霧、陰霾等能見度較低的情況時，景物圖像嚴重退化，極大地限制了戶外視頻監控系統效用的發揮。目前全球氣候越來越惡劣，霧霾天氣時常出現，透霧功能顯的尤為重要，根據霧天成像的散射模型，采用暗通道先驗原理，可實現高性能的透霧技術，實現監控系統全天候工作。

 

 

　　透霧算法原理：

 

 

　　霧天成像的模型如下圖所示：

 

　　圖1霧天成像模型

 

 

　　公式表示為：

 

 

 

　　其中，I(x)是霧霾下圖像的色彩值；J(x)t(x)指物體表面光線到達傳感器的過程中，由于大氣微顆粒的散射而產生衰減，衰減后剩余部分；A(1-t(x))指環境光線因大氣微顆粒反射而進入傳感器成像。

 

 

　　暗通道先驗原理，絕大多數的無霧圖像，其每個局部區域都會存在至少一個顏色通道的強度值很低的像素，根據這個原理，定義圖像暗通道Jdark為：

 

 

 

 

　　Jc代表J的某一個顏色通道，而Ω(x)是以x為中心的一個方形區域。

 

 

　　對公式（1）做變形，得到

 

 

 

 

　　代入公式（2）Jdark可進一步求得透射率t：

 

 

　　t=1-Jdark/Ac

 

 

　　根據得到的Jdark和原圖像，通過對圖像亮度值的統計計算，求得大氣光強A。

 

 

　　得到大氣光強A和透射率t之后，通過對霧天成像模型的逆推，便可求出透霧后的圖像：

 

　　該算法特色：

 

 

　　1，大氣光強采用更穩定的統計方法，使得算法穩定性高，適用各種場景。

 

 

　　2，色彩還原度好：傳統的透霧算法會沖淡圖像的色彩，該算法真實還原圖像色彩。

 

 

　　3，通透性好：該算法準確估計圖像的霧氣濃度，具有很好的通透性。

 

 

　　4，考慮場景的景深信息，極大程度還原圖像的細節：該算法準確估計不同景深物體的霧氣濃度，實現準確透霧，保留并凸顯原先被霧氣隱藏的細節；傳統算法可能對近景透霧較好，但遠景會殘留霧氣，當增強透霧等級實現遠景透霧時，近景則會損失細節。

 

 

　　5，傳統方法為提高圖像對比度，會出現局部過曝或過暗的情況，損害圖像質量；此算法不會丟失細節。

 

 

　　6，實現智能自動透霧：可自己判斷是否為霧天天氣，選擇開啟或者關閉透霧功能。

 

 

　　技術突破：

 

 

　　1，本算法透霧能力更強，還原度好，相比單幅圖像去霧，算法復雜度非常更高，針對這種情況，需要進行一系列的改進優化，達到實時透霧。

 

 

　　2，考慮到幀與幀之間的關聯性，通過對算法的改進控制，實現平滑過度，避免閃爍現象。

 

 

　　3，開發智能自動透霧功能，算法可自行判斷是否為霧天天氣，選擇開啟或者關閉透霧功能，極大地方便用戶使用。

 

　　安裝在路邊立標上的攝像機，遇到重型車經過或大風天氣，難免出現圖像抖動，此時視頻防抖技術即可派上大用場。通過估計當前幀的運動矢量，然后根據估計的運動矢量對當前幀進行運動補償，從而達到穩定圖像序列的目的。可以有效降低甚至消除圖像抖動。

 

 

　　人臉偵測，當有人臉出現在監控區域內，將自動捕獲其最清晰的面部圖片，并做優化增強，用于查詢和取證。另外虛焦、場景變換、遮擋等均可第一時間發出告警信息，有效避免無用錄像。

 

 

　　聲音異常偵測。諸如無聲偵測，無音源輸入、靜音可以產生報警；環境噪聲過濾，降低公共場所噪聲輸入；音頻突變偵測，例如尖叫、突發大分貝噪聲均可產生報警。適用于有音頻需求的場所。

 

 

　　通用的行為分析，例如絆線入侵，翻越圍欄，區域入侵，物品遺留/消失，非法停車，快速奔跑等等，所有智能功能均由前端攝像機設置完成。

 

 

　　2010年是公認的"高清元年"，大華高清網絡攝像經過從2009年到2011年的不斷革新積累，完成全系列高清網絡攝像機的發布，為2012年高清網絡攝像機的井噴奠定了基礎。2013年初推出新一代超低碼流、超低照度、超低功耗的"綠色高清IPC"，引起業內低碼流的潮流，同時為進一步擴大市場占比做出巨大貢獻。2014年推出的新一代多功能SmartIPC高清網絡攝像機，則凝聚了大華十余年在智能化、光學、圖像、網絡高清應用等方面的核心技術，取代了傳統IPC+智能盒組合方式，無論外觀、做工、內部結構、散熱設計等都達到了業內一流水準，為攝像機工作的可靠性，提供了"硬環境"，必將加速監控市場由高清化向智能化應用的過渡，繼續引領行業發展潮流。