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监控图像的应用研究

发布于:2005-12-28 16:37:28 来自:电气工程/建筑智能化 [复制转发]
电视监控系统是公共安全技术防范系统的重要组成部分,它被广泛应用于金融、文博、电力、电信、供水、供气等重要部门的安全防范,以及机场、码头、车站、道口的安全检查。由于电视监控图像具有很强的直观性、实时性和可逆性,使得它在解决经营纠纷、预防和制止犯罪、处理治安和刑事案件、为公安侦察破案提供线索等方面有着其它防范设施难以发挥的作用。
近年来,随着科学技术的发展,电视监控的应用技术有了长足进步,传统的模拟电视监控技术正在被新型的数字电视监控技术所取代,组合型分立式监控设备正在被集多种功能为一体的多媒体监控设备所替换。特别是硬盘录像机、视频服务器以及各种网络传输技术的出现,使电视监控系统工作模式和应用范围发生了深刻变化,许多原先局限于本单位、本场所使用的“闭路电视”正在逐步改造为区域性与行业性范围内使用的远程监控系统,其应用领域也从最初的安全防范逐步向企业生产、公共交通、住宅小区物业管理等领域延伸拓展,电视监控的应用出现了前所未有的发展空间。然而,我们应该清醒地看到,在当前电视监控技术迅速发展和应用领域不断拓宽的今天,电视监控的防范作用和实际监控效果并没有发生根本性的变化。事实上,由于我们的许多使用单位和场所不注重对电视监控实际效果的应用研究,导致重要部位无监控图像、监视图像不清晰、图像严重缺省、录像回放图像满足不了使用要求等问题屡屡出现,更有不少单位对电视监控设施疏于保养、管理,致使监控设施日久失修,其作用形同虚设,起不到安全防范作用。
据统计,存在这些监控使用方面问题的已不是个别现象和个别单位,不符合安全防范使用的图像已占到监控图像总量的近一半,电视监控中出现的这种新情况、新问题也给我们管理部门敲响了警钟,我们千万不能因为电视监控的技术和应用出现了前所未有的大好形势而对电视监控实际应用效果掉以轻心,我们只有在对电视监控新装备、新领域加强管理的同时,注重对电视监控图像的应用研究,提高其实际的监控效果,才能使电视监控起到真正意义上的安全防范作用。
下面,笔者根据自己多年来从事技防管理工作的实践,就如何进一步发挥电视监控的防范作用,提高电视图像的应用效果方面,作一些探索和研究。
一、监视图像应清晰
要发挥电视监控作用,首先应保证监视图像的清晰,保证监视图像清晰是电视监控的最基本要求,而正确识别图像清晰,又是保证监视图像清晰的前提。在实际工作中,我们使用和管理人员应该学会正确掌握识别图像清晰的方法,在对图像质量情况进行检查时,我们不可能像质量检验部门那样用图像测试卡来检测图像的清晰度,但我们完全可以通过人的肉眼来识别图像,而图像清晰与否,主要表现在构成物体特征的线条聚焦上,聚焦越好,线条越细,图像越清晰;而图像散焦,线条变粗,图像就模糊不清。识别图像清晰或者判别聚焦好坏最便捷的方法,是辨别监视画面上人的脸部“特征”是否清晰,如果被监看人的脸部特征清楚,能够区分被监看人脸部的眉毛与眼睛,则图像为清晰。或者通过观察物体的细小特征,如对车辆,通过能否看清其车牌号,进而识别图像是否清晰。对于经过数码硬盘录像机处理的图像还应该注意观察静止物体边缘有无出现明显的锯齿状、移动物体边缘有无出现拉毛等现象。其次,图像的清晰还表现在画面的黑白层次或者色彩的还原性上(看是黑白还是彩色监控系统),黑白的层次越丰富、颜色的色偏越小,则越逼近物体原来的真实面貌,图像也就越清晰,反之亦然。这里需要指出的是,为了保证图像色彩还原性,电视监视系统各设备的色彩配置结构要合理,目前许多地方存在前端摄像机与终端设备的色彩属性不一致的问题,特别是采用硬盘录像机的监控系统,如果前端采用黑白摄像机,终端使用硬盘录像机,则系统的图像清晰度大打折扣。
监视图像清晰度直接与摄像机的自身质量和摄像机监控范围内的环境照度有关,摄像机的自身质量主要体现在摄像机的清晰度和最低照度两个指标值上,清晰度值高、最低照度值低,监控的环境适应性就强,监视图像的画质就显得亮丽,所以要求使用方在一些防范重要场所、重点部位一定要选用性能和质量上佳的摄像机,如果一味看重价格便宜,选用一些性能和质量较差的摄像机,则有可能达不到监控要求。其次,摄像机的聚焦好坏,也会直接影响到图像的清晰度,所以要求工程技术人员在对摄像机做聚焦调整时,要保证图像的最佳聚焦面落在摄像机靶面上,图像才会清晰。另外,配置并安装了一个性能和质量较好的摄像机后还应为摄像机提供一个适合其取得良好画面的环境照度,因为摄像机就像人的眼睛,到了夜晚,即使人的眼睛再好,如果没有一定的光照度,仍看不清任何物体。所以作为监控使用单位一定要为摄像机提供一个足够的环境照度,为监视图像的清晰和亮丽创造条件。
二、监视图像应有足够的有效画面
所谓“监视图像应有足够的有效画面”是指被监视的目标在监视器上要有足够大的成像面。笔者认为用于安全防范的电视监控,不能像那些维护公共秩序或者维护交通秩序所用的监控系统,往往只注重宏观,不注重微观,用于
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    四、回放图像的清晰和连续
    电视监控系统的另一个作用,就是图像回放。图像回放的质量关系到一些场所的安全和工作秩序有无保障。图像回放可为使用方提供有效线索和证据,特别是在平时营业时间内没有专人进行图像监视的场所,如金融营业网点,主要是在营业员与客户发生经营纠纷以后,通过对图像回放来反映或澄清事物的真实面貌。此外,在许多安装监控设施的地方发生案件后,公安侦察破案也是通过事后对图像回放来寻找犯罪嫌疑人的蛛丝马迹,所以图像的回放质量在一些场所和部门显得尤为重要。
    如何来保证图像的回放质量,笔者认为首先要弄清两个问题:一是什么样的图像回放质量能满足使用要求,也就是图像回放质量的合格标准是什么,二是如何正确认识和处理监视图像与回放图像的关系,从而保证回放图像的质量。对第一个涉及回放图像质量的标准问题,概括性地讲就是回放图像的画质应保持与监视图像的画质基本一致,但是事实上,无论是使用模拟录像方式还是使用硬盘录像方式,由于录像回放与监视图像相比,增加了记录和输出工作环节,回放图像总不如监视图像清晰,但从使用角度仍需要回放图像能较清楚地显示被监视目标的特征。对第二个问题是如何在工作中操作的问题,笔者认为首先要大家认识到监视图像清晰和连续是保证回放图像清晰和连续的前提和基础,但需要强调的是,监视图像清晰和连续不等于回放图像就清晰和连续。我们一些使用单位往往以为监视图像清晰和连续了,回放图像就也就没有问题了,致使不少的单位监视图像尚可,但回放图像满足不了使用要求。那么,在监视图像清晰和连续的前提下,如何保证回放图像也基本清晰和连续呢,笔者认为对于模拟监控系统而言,一是使用的录像带必须处于比较好的质量状态,二是系统的结构必须是“一对一”,即一台摄像机配置一台录像机工作,三是录像机的工作状态应设置在SP、LP或EP状态。当然,这样的配置和所花的成本比较大,但对于一些重要监控的部位,如现金柜台、主要出入口、运钞车交接款处必须这样做。使得这些重要部位的回放图像能有最佳的监控效果。当然对于一些相对次重要部位的监控,为了降低成本,可以在一定程度上牺牲一些回放图像连续性的要求,比如回放图像可以每秒几帧,甚至1、2秒1帧,可根据具体情况确定帧频数,但对回放图像的清晰要求不应降低标准。对于一些很少有人走动的部位,也可以采用与入侵探测器实现联动录像的办法,使正常情况下回放图像是不连续甚至可以无回放图像。但一旦出现异常情况时回放图像是连续的,这样做既省了设备,又提高了工作效率。
    五、有关硬盘录像机的图像问题
    硬盘录像机与模拟录像机相比确实有许多优点,特别是其画质比较稳定,以及对图像资料的使用和管理比较方便。但是,在目前模拟监控系统正在向数字监控系统过渡阶段,硬盘录像机也像其它任何新生事物一样,也还存在着一些自身的缺点和问题,需要作进一步的改进和提高。特别是现在一些产品开发商利用产品转型期开发生产一些质低价廉的产品,致使市场销售使用的硬盘录像机质量鱼龙混杂,良莠不齐,这是当前硬盘录像机的客观现实情况,所以作为硬盘录像机的使用单位,应该如何通过图像来识别硬盘录像机的质量以及如何正确处理和解决与图像有关的硬盘录像机使用问题。
    1图像清晰度的识别
    由于硬盘录像机使用的是数字处理技术,所以在图像的表现形式上与模拟处理技术有所不同,经模拟设备处理的图像,图像不清主要表现在物体的轮廓线不清晰,其原因是图像的高频部份响应不足。而经数字处理的图像,图像不清主要表现在对静止物体轮廓线的锯齿状和对运动物体边缘的拉毛现象,而且整幅图像有时会出现“马塞克”或“水积”现象。其原因是图像数字传输的码流数不够或者是压缩标准的使用问题。要看清或识别硬盘录像机的图像清晰情况,最好的方法是将其放在单路全屏显示状态,特别是对多路硬盘录像机录像回放图像清晰情况的识别,通过使用该方法,可对硬盘录像机的图像清晰度情况一目了然。
    2正确处理与解决图像清晰度与图像保存时间的矛盾
    图像的清晰度与图像资料保存时间都是硬盘机的主要使用要求,而这二者之间却是相互牵扯、相互影响的,比如在硬盘容量一定的情况下,要求图像清晰度越高,占用硬盘的空间就越大,势必造成图像资料保存时间缩短。由于人的肉眼很难定量判别图像的清晰度值,工程开发商往往因此以牺牲图像清晰度来满足使用方提出的图像资料保存时间的要求。因此,需要探讨解决二者之间矛盾的办法。
    ①保证回放图像清晰是前提
    在硬盘容量一定的条件下,应该首先满足回放图像清晰度的要求,也就是要在保证图像清晰所需的码流前提下,再考虑图像的保存时间,如果回放图像不清晰,图像资料保存时间再长也失去了存在的意义,特别对我们安防领域而言,保证图像清晰的要求尤为重要。所以在对硬盘录像机进行设备调试时,应该先保证图像清晰度,然后再考虑和解决图像资料的保存时间问题。
    ②选用MPEG4图像压缩标准
    视频图像压缩技术是硬盘录像机的核心技术,其压缩标准经历了MPEG1、MPEG2、MPEG4等阶段。前期
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这个家伙什么也没有留下。。。

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