針對小區高空拋物該選哪些監控攝像機

　　隨著(zhù)中國城市化進(jìn)程加快，高層建筑越來(lái)越多，隨之帶來(lái)的高空拋物現象也十分嚴重，例如在小區安裝攝像頭時(shí)刻監控，從而可以錄下高空拋物的有力物證，震懾高空拋物的行為。

　　高空拋物監控攝像機選型

　　小區高空拋物視頻監控系統和常規的小區安防監控系統并沒(méi)有太大的差別，最主要區別就是攝像機的技術(shù)選型，因為高空拋物的物體下落速度較快，一般普通的低幀率的攝像機無(wú)法有效地捕捉目標，也無(wú)法定位拋物者所在的樓層位置，所以在高空拋物監控攝像機的技術(shù)選型上，我們特別注意了以下幾個(gè)問(wèn)題：

　　一、攝像機的選型：球型攝像機是一體化攝像機、球形云臺、解碼器這幾部分組成的，可以自動(dòng)聚焦、手動(dòng)變倍，鏡頭拉近拉遠及360度轉動(dòng)來(lái)監控所需監控的區域，一般使用在室外或者室內面積比較大，范圍比較廣的場(chǎng)合。半球攝像機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控，例如樓梯間、通道、電梯轎箱。槍機應用的場(chǎng)合比較廣泛、可擴展性更高，可以實(shí)現遠距離監控或廣角監控，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，針對高空拋物的監控，選擇槍機是最為適合的。

　　二、圖像傳感器的選型：攝像機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，它能夠將光線(xiàn)信號變?yōu)殡姾尚盘柌⒖蓪㈦姾蓛Υ婕稗D移，也可將儲存的電荷取出，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(lái)，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)，廣泛應用于數字網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統的前端設備中，它通過(guò)采用影像光源自動(dòng)增益補強技術(shù)、自動(dòng)亮度、白平衡控制技術(shù)，色飽和度、對比度、邊緣增強以及伽馬矯正等先進(jìn)的影像控制技術(shù)，完全可以達到與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，數字攝像頭采用CCD圖像傳感器的廠(chǎng)商為數不多，主要原因是采用CCD圖像傳感器成本高的影響，所以沒(méi)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(chēng)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，對光線(xiàn)的敏感性也就越強，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(shuō)1/3″英寸就一定比1/4″英寸的好，因為不同的場(chǎng)合需要用到一些不同尺寸的傳感器所獨有的優(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。由于高空拋物監控的環(huán)境和區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(lèi)繁多，從焦距上分類(lèi)，可分為短焦距、中焦距、長(cháng)焦距和變焦距鏡頭;從視場(chǎng)的大小分類(lèi)，可分為廣角、標準、遠攝鏡頭;從結構上分類(lèi)，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(lèi)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)際應用中必須合理選擇鏡頭。

　　針對高空拋物監控，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多在室外安裝，因為室外的光線(xiàn)的動(dòng)態(tài)范圍變化較大，夏日陽(yáng)光下環(huán)境照度達50000Lx-100000Lx，夜間路燈時(shí)僅為10Lx，變化幅度相當大，自動(dòng)光圈對監控點(diǎn)的光線(xiàn)變化適應性較強。(2)、建議選擇手動(dòng)變焦鏡頭：大多數用戶(hù)選購監控攝像機時(shí)標配的就是定焦鏡頭，根據所需要布控點(diǎn)來(lái)選擇合適的焦距，如大范圍監控會(huì )選擇4mm短焦鏡頭。然而高空拋物監控區域和環(huán)境是千變萬(wàn)化的，同時(shí)與樓幢之間的距離也是相對不固定，面對這么多可變因素，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(cháng)的焦距，根據鏡頭選擇不同，數值可以不同。變焦也分手動(dòng)和自動(dòng)，考慮到價(jià)格成本，手動(dòng)變焦更適合于本項目。(3)、鏡頭的接口：鏡頭的接口分為C與CS接口，它們的區別在于鏡頭與攝像機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，CS型鏡頭與CS型攝像機可以配合使用，C型鏡頭與CS型攝像機之間增加一個(gè)5mm的C/CS轉接環(huán)可以配合使用，CS型鏡頭與C型攝像機無(wú)法配合使用。在選擇攝像機與鏡頭的配合時(shí)，首先要明確機械接口是否一致，盡量選用同一種工業(yè)標準的接口，以免給安裝帶來(lái)麻煩。其次要求鏡頭成像規格與攝像機傳感器尺寸規格一致，即鏡頭標明的為1/3″英寸，則選用攝像機的規格也應為1/3″英寸，否則不能相互配合。例如：使用1/3″英寸攝像機，還勉強可以配備1/2″英寸鏡頭，此時(shí)攝像系統顯現的視場(chǎng)角要比鏡頭標明的視角小很多;但反過(guò)來(lái)把1/2″英寸鏡頭用于2/3″英寸攝像機時(shí)，則圖像就不能充滿(mǎn)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)間里傳輸的圖片的幀數，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，快速連續地顯示幀便形成了“運動(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(fps)愈多，所顯示的動(dòng)作就會(huì )愈流暢。一般來(lái)說(shuō)30幀/秒是行業(yè)普遍水平，但為了提高高空拋物的監控視頻的效果，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，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(wèn)題，超高幀率攝像機的價(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(guò)程中所使用的圖像質(zhì)量指標，或顯示設備自身具有的表現圖像細致程度的固有屏幕結構，換句話(huà)說(shuō)就是指單幅圖像信號的掃描格式或顯示設備的像素規格。分辨率的單位是“像素點(diǎn)數Pixels”，而不是“電視線(xiàn)TVLine”，分辨率代表水平行和垂直列的像素數目，用“水平像素×垂直像素”來(lái)表達，例如目前市面大部分攝像頭分辨率為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(huà)面大約有130萬(wàn)像素。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，分辨率會(huì )越高，就可以呈現更多信息，圖像質(zhì)量越好，考慮到系統的先進(jìn)性，建議現在高空拋物監控使用攝像頭分辨率為1920×1080，整個(gè)畫(huà)面大約有200萬(wàn)像素。

　　六、最低照度：照度是反映光照強度的一種單位，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，也叫做勒克斯(Lux，法定符號Lx)：1Lx=1Lm/m2。最低照度是測量攝像機感光度的一種方法，換句話(huà)說(shuō)，攝像機能在多黑的條件還可以看到的可用的影像。簡(jiǎn)單地說(shuō)，在暗房?jì)葦z像機對著(zhù)被測物，然后把燈光慢慢調暗，直到監視器上快要看不清楚被測物為止，這時(shí)測量光線(xiàn)的照度，就是該攝像機的最低照度。通常將攝像機分為四個(gè)等級：(1)、普通級攝像機：一般照度值均大于0.1Lux;(2)、低照度攝像機：照度值范圍在0.1Lux至0.01Lux之間的攝像機;(3)、月光級攝像機：其照度值范圍在0.01Lux至0.001Lux間;(4)、星光級攝像機：當最低照度值達到甚至低于0.0001Lux的時(shí)候，便達到了星光級的超低照度攝像機，但這些分類(lèi)也沒(méi)有絕對的規范化、標準化。

　　由于小區夜間光照不足，又不可能大規模安裝補光照明設施(為了保證業(yè)主休息，不方便通過(guò)補光等方式來(lái)提高環(huán)境照度)，此種場(chǎng)景下對攝像機的低照度性能要求就比較高。雖然紅外與激光攝像機在外界無(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、紅外攝像機照射距離有限、照射范圍不廣等。

　　隨著(zhù)圖像傳感器技術(shù)的提高，以及圖像降噪算法的應用，高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的低照度效果越來(lái)越好，它不同于紅外，可借助周?chē)囊磺泄庠?，如路燈、走廊燈、月光甚至星光等，在光線(xiàn)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的靈敏度，并且具備24小時(shí)全彩色實(shí)時(shí)效果，沒(méi)有普通低照度攝像機出現的拖尾現象，以滿(mǎn)足對夜間高品質(zhì)監控的需求。其優(yōu)點(diǎn)是功耗小、圖像效果真實(shí)、不偏色，在應用面上，雖然不及紅外攝像機廣泛，但也在一定程度上具備不可替代性。高空拋物視頻監控中為解決夜間監控的難題，建議使用“星光級”攝像頭。

　　七、寬動(dòng)態(tài)范圍：寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像的特色而運用的一種技術(shù)。當在強光源(日光、燈具或反光等)照射下的高亮度區域及陰影、逆光等相對亮度較低的區域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，攝像機輸出的圖像會(huì )出現明亮區域因曝光過(guò)度成為白色，而黑暗區域因曝光不足成為黑色，嚴重影響圖像質(zhì)量。攝像機在同一場(chǎng)景中對最亮區域及較暗區域的表現是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動(dòng)態(tài)范圍”。常規攝像機視場(chǎng)中的物體在亮度較高的背景光時(shí)，需要看門(mén)口或窗外的物體，通常采用中央背光補償(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(lái)達到看清位于中央位置內物體的目的。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(huà)面上亮與暗的物體。雖然二者都是為了克服在強背光環(huán)境條件下，看清目標而采取的措施，但背光補償是以犧牲畫(huà)面的對比度為代價(jià)的，所以從某種意義上說(shuō)，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是背光補償的升級。CCD攝像機的寬動(dòng)態(tài)范圍最多也只有66dB，而CMOS寬動(dòng)態(tài)攝像機的動(dòng)態(tài)范圍已能達到120dB以上，在未來(lái)CMOS寬動(dòng)態(tài)技術(shù)將有更大的發(fā)展空間。高空拋物的監控攝像機有時(shí)對著(zhù)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(zhù)中國霧霾天氣的日益嚴峻，不少傳統的監控攝像機已經(jīng)失去了其監控的作用，霧霾導致攝像機的監控距離、圖像清晰度下降，甚至導致車(chē)輛、人物等監控主體的關(guān)鍵細節信息丟失，一旦發(fā)生事件，將很難獲得有效信息，大大降低了視頻監控系統的實(shí)用性?，F在帶透霧技術(shù)的已經(jīng)成為攝像頭的標配功能，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，讓攝像機獲得良好的監控效果，不會(huì )影響監控距離和圖像清晰度。高空拋物的監控攝像機也應具有透霧功能，這樣才能在越來(lái)越嚴重的霧霾天氣中大顯身手。

　　高空拋物監控攝像機安裝注意事項

　　居民住宅小區樓由于位置、樓層、朝向、間距等關(guān)系，在安裝高空拋物監控攝像頭的安裝上要特別注意了以下幾個(gè)問(wèn)題：

　　一、安裝位置：在方案設計的初期，曾有廠(chǎng)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(lái)各安裝一臺攝像機，通過(guò)交叉部署來(lái)定位拋物窗口，如圖3所示。

　　通過(guò)在小區實(shí)地模擬測試，我們發(fā)現此方案雖可實(shí)施，但不同小區窗臺的風(fēng)格設計對定位的效果影響較大，有外陽(yáng)臺的比較方便，內封陽(yáng)臺定位的效果差強人意，特別是要鎖定樓層的時(shí)候，要分別查看二臺攝像機多次后才能確定樓層，對于較小的拋物，定位的難度較大。再加上要在樓頂綜合布線(xiàn)，系統的整體施工成本較高，所以不建議在樓頂安裝，除非樓底沒(méi)有適合的安裝位置。

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

　　在本小區高空拋物監控系統設計時(shí)，為節省成本，我們也曾想利用一臺攝像機監控24層樓(24×3=72米，監控立桿高度2米，實(shí)際監控面高度達到70米)，但實(shí)地勘察后發(fā)現樓幢之間的間距不到40米，除去圍墻、外陽(yáng)臺、樓幢門(mén)禁、綠化帶等的影響，從實(shí)地能安裝監控立桿的位置到監控面的距離約為25米。為取得較好的監控效果，我們在監控立桿上安裝了二臺攝像機，一臺監控12層及以下的樓層，另一臺監控12層及以上的樓層，這樣就可以全方位地監控所有范圍，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)偵測功能：移動(dòng)偵測，也叫運動(dòng)檢測，常用于無(wú)人值守監控錄像和自動(dòng)報警。通過(guò)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)行計算和比較，當畫(huà)面有變化時(shí)，例如有人走過(guò)，鏡頭被移動(dòng)，計算比較結果得出的數字會(huì )超過(guò)閾值并指示系統能自動(dòng)作出相應的處理。移動(dòng)偵測可以降低公共機構和企業(yè)場(chǎng)所的人工監控成本，并且避免人員長(cháng)期值守疲勞導致的監察失誤，可以提高監控效率和監控精度，很多人覺(jué)得這是一個(gè)非常值得點(diǎn)贊的功能。但在本項目中要慎用移動(dòng)偵測功能，因為在監控區域內經(jīng)常有小區住戶(hù)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(chóng)的影響，誤報率較高，相反會(huì )降低監控效率。同時(shí)監控系統在運行時(shí)，如果移動(dòng)偵測功能被啟用，當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，取決于設備的靈敏度，對于靈敏度較低的設備來(lái)說(shuō)反映時(shí)間過(guò)長(cháng)的話(huà)，對于高空拋物監控已失去了意義，因為最重要的時(shí)段錯過(guò)了。

　　四、拋物落地后的取證：在方案早期設計過(guò)程中，我們忽略了高空拋物的物體落地后的監控取證，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丟了東西下樓。我們調整了安防監控系統方案中公共區域部分安防監控攝像頭的監控范圍，將小區公共道路區域納入重點(diǎn)監控區域，同時(shí)又增加了4個(gè)攝像頭，重點(diǎn)監控最易發(fā)生高空拋物事件的地面區域，取得了不錯的效果，形成了高空拋物整個(gè)事前、事中、事后完整的證據鏈。

　　五、視頻存儲時(shí)間的調整：高空拋物的視頻監控和社會(huì )化安防視頻監控作用還不太一樣，目前國家還沒(méi)有出臺相應的規范和規定。特別是在視頻存儲這一塊，一般的社會(huì )化安防監控要求視頻存儲30天以上，而高空拋物事件由于時(shí)效性較強，數據存儲的天數沒(méi)有必要存儲這么長(cháng)，我個(gè)人建議7天就足夠了，這樣可以降低整個(gè)系統的造價(jià)和運維成本。

　　六、用戶(hù)隱私安全：在安裝攝像頭的時(shí)候，就有小區住戶(hù)反對安裝，擔心用戶(hù)的隱私安全，我們邀請了部分業(yè)主查看了攝像頭畫(huà)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(hù)的窗臺玻璃的遮檔，不可能看到業(yè)主在室內的活動(dòng)情況，僅能看到窗口附近部分區域和伸出窗口的活動(dòng)。再加上小區安防系統所有的監控設備并沒(méi)有連上互聯(lián)網(wǎng)，監控室內部也按照公安部門(mén)的要求安裝了攝像頭，所有調取監控錄像都是有記錄可查取的，有效地保證系統中所有監控信息的安全不泄露。