高速球型摄像机技术发展趋势探讨

2005-06-07 13:56:16 来源:文/刘为胜 有...人评论

[摘要] 随着高速球型摄像机的广泛普及,以及用户对智能球机功能需求的日益严格,快球所集成的功能也越来越强大,其人性化的设计也越来越深受客户的青睐。

在高速球型摄像机的初始阶段,人们在选购产品时,主要考虑的是它的常规操作功能,如:摄像机的焦距范围、像素、水平分辨率、信噪比、快门调节方式、白平衡自动追踪模式、背光补偿、以及低照度自动切换的能力等;其次,对于云台则考虑云台水平、垂直连续运行角度、运行速度调节范围,包括快速反映能力、高速运行的可靠性与寿命、低速时运动的稳定性、图像质量是否抖动等因素;而对球机存储预置点的能力,则主要考虑云台的绝对位置、变焦位置记忆定位的精确度等等。

但是,随着高速球型摄像机使用的普及、用户认知度的不断提高,以及人们对特殊场合运用等综合因素的考虑,快球摄像机的功能不断得到更新、完善。比如,如今很多快球增添了多路报警输入功能、长焦视控功能、系统自学习功能等等。在快球最新的发展趋势中,最主要的特征表现在以下方面:

产品协议互相兼容

安防产业经过近几十年的发展,许多企业都制定了各自比较完善的通信系统,比如PECOL、AD、Panasonic等等,这些企业内部通信协议广泛地运用在其智能球、矩阵、多媒体、画面处理器、DVR等产品中。由于在不同的工程系统中,用户可能会使用到不同厂家的产品,而不同协议之间存在的差异,也产生了系统的兼容性问题。如何保证球机与其控制系统很好的兼容呢?这就需要球机必须适应不同的通信协议,而且通信波特率在一定范围内可以调整。

目前的快球产品协议集成度有多种,较早品牌的球机系列保留了原有的单协议系统,比如AD,Panasonic等等;某些品牌的球机对于企业的多种协议类型都能自适应,如PELCO类球机可以适应PELCO-D,PELCO-P等内部协议。为了适应客户需求,方便客户选择适合自身需求的快球类产品,目前市场推出的快球多数开始集成了多协议系统。虽然市场上使用的通信协议琳琅满目,但是常用的和通用的协议基本上在16种以内,只要球机中集成了16种常用的协议,就基本上能与国内外绝大部分流行的控制系统兼容。

当然如果需要使用一些不常用或者特殊的协议,我们可以增加码转换器,将不常用的协议转换成常用的协议,如PELCO-D,PELCO-P,PANASONIC协议等。

另外,有些常用系统协议采用Manchester编码通信方式,例如Panasonic和AD,为了兼容这类协议,某些快球对电气接口进行了处理,更加方便于可以的挑选使用,比如MINKING。

不过,要保证监控系统在更换主机后,球机所具有的特色功能不会因为协议的限制很容易的实现,就要求球机本身要拥有全面的协调功能。例如在SAMSUNG协议中就有专门针对巡视轨迹设置和调用的命令,通过控制键盘可以直接设置/调用巡视轨迹。但如果用户更换成PELCO协议,协议中没有针对巡视轨迹控制的命令,又如何让用户也能使用巡视轨迹功能呢?现在最通用的做法就是在球机中增加菜单功能,将常用的功能在菜单中进行设置和控制,这样,无论使用什么协议,都可以进行控制。当然,部分产品的协议也有自己专用的控制命令,但这也不影响球机的功能使用。

具备隐私遮蔽功能

在过去的十几年中,闭路电视监控系统及其辅助设备在保安工程中所发挥的作用与日俱增,其主要目的在于充分发挥高速球型摄像机实时监控性能。但是,随着大倍率镜头摄像机的出现,在其宽广的监控范围下,如何有效保护个人的隐私权成为其日益严重突出的问题。目前解决问题的办法就是在监视范围内将隐私区域隐藏掉,起到保护隐私的作用。

一般来说,在球机控制软件中做适当的处理后,当摄像机处于水平状态,如果球机做水平/上下变倍控制时,遮蔽块就能够很好的随着球机的移动而移动,从而保证在球机运动时隐私区域能够被隐藏掉。但是,当球机中的摄像机按上下方向运转,有一定的倾斜角度或者摄像机干脆垂直向下时,如果球机水平转动,遮蔽块将不能很好的跟随目标移动。

显然,人们需要的效果是,无论摄像机处于何种倾斜角度,遮蔽块均能很好的将目标遮住。这就需要我们在球机软件处理上进行校正,然而这种校正会耗去处理器的许多资源,需要球机中的微处理器有足够的运算能力和运算速度,而一般的微处理器很难胜任这一工作。这就需要采用运算速度较高而价格可以接受的ARM或稍低档的DSP处理器。幸运的是,许多摄像机生产厂商已经意识到了这一点,他们在摄像机中已经进行了校正,这样大大减少了球机中的微处理器的负担。如HITACHI公司生产的最新摄像机等均进行了这样的校正。但目前唯一存在的问题是,运算速度较高的ARM或DSP处理器的价格较高,整个产品的价格会有所提高,不利于产品推广。

目前,高速球型摄像机系统多数采用8位或者16位的微处理系统,负担对电机的控制、对摄像机数据的采集交换、对外设通讯接口的通讯,以及系统内部多任务的分配等。在遮蔽模式下,如果采用球型摄像机自身系统处理,由于时钟运算速率较低,对于相同倍率下云台位置的上下或者左右的平移,系统可以较快的运算出其运行坐标,并给定需要保护的隐私坐标。但是,对于复杂的运动状态,例如涉及到摄像机倍率的变化时,微处理系统就需要进行大量的数字运算,这就需要花费微处理系统大量的计算时间,远远超过了实时保护隐私区域所需要的最短响应时间。

基于上述原因,所以目前国内采用的高速球型摄像机系统采用的遮蔽功能绝大多数使用的是摄像机自带的遮蔽系统。这就使得客户在必须使用遮蔽功能的情况下,受到产品选择的限制。随着ARM或DSP等处理器工艺的提高,遮蔽功能必定将由高速球型摄像机系统自身所集成,比如采用字符叠加遮盖的方式,如AD高速球型摄像机系统,使得用户选择的空间更加广阔。

网络高速球型摄像机的产生

与五年前不同的情况是,现在的网络高速球型摄像机已经从传统的CCTV监视系统中脱颖而出。事实上,网络视频监视或IP监视系统正在占领越来越大的市场份额。高价位的确曾是网络高速球的一个发展障碍,但目前情况已经不像两三年前那么明显,因为更多的竞争者已经加入到这场市场争夺战之中。

网络视频发展的两个关键问题是强力压缩和拓展带宽,以便使视频流顺利传输,网络高速球同样面临着这两个因素的制约。据统计,市场上大约有60-70%的网络摄像机是摄像机加网络模块的方式,压缩方式是MPEG-4格式,因为如果使用JPEG格式,将需要更大的带宽来提供无阻碍的传输。对于机场安全,边境控制,军事和政府等地方的监视系统而言,MPEG-4是理想的选择,因为它提供实时的检测和控制,而需要的带宽却更少。而JPEG更适合于普通的家庭安全、幼儿园、看护院或通用停车场的远程监控。

由于摄像机加网络模块的使用方式对于用户安装,调试极为不方便,而且只适合于定点现场的监控,随着网络宽带的普及以及宽带费用的下调,远距离实现实时监控成为一种可能。如何在网络上实现全方位的实时监控,就使得网络高速球型摄像机得到了发展和壮大,并且成为一种上升趋势。网络高速球将成为后续高速球型摄像机领域的一大支柱。

未来发展预测

除了上述几个主要发展趋势以外,快球还将在以下几个方面表现得更加完善:

1、 外形:球机外观与安装现场环境更加和谐、美观,与环境融合为一体,且体积更加小型化,便于不同方式的安装;

2、 提高对环境的适应性:考虑到抗电磁干扰、抗震等外在干扰因素,适应性能更加优越;

3、 增加各种保护措施:增加电源防浪涌、雷击保护、数据总线的保护,以及对摄像机视频信号的保护、以延长高速球型摄像机的使用寿命;

4、 更加人性化的设计:提高友好人机操作界面,充分为用户设想,操作简单,功能更加完善;

5、 增强监控领域,拓宽传播渠道:在传统的模拟有线监控基础上,延伸拓宽网络数字监控,采用无线传输方式。

随着人们生活水平的日益提高,对安全监控领域也不断有新的要求。最大程度的满足人们的使用要求将成为厂商进行技术革新的动力,这种动力将推动安防事业的不断发展!

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[责任编辑:cherrie]

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