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,在成本有效控制的同時更智能,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:
可以節省成本的技術 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。
節省成本的不同編碼技術
感興趣區域(ROI),提高區域視頻的畫質。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,zui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。
實用的智能分析
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:
霧天成像模型
公式表示為:
(1)
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:
(2)
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
(3)
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。
關閉智能透霧畫面
開啟智能透霧畫面
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zui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*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、*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/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*的“高清元年”,大華高清網絡攝像經過2009年到2011年不斷革新積累,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*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*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,繼續行業潮流。(文/大華股份房圣東)