高清高速球的发展之路:卓越、智能、人性化

    【CPS中安网 cps.com.cn】视频监控需求与经济水平高度相关，据权威机构对全球视频监控市场增长率预测，全球市场销售额2009年至2013年间保持11.86%的年均复合增长率，2014年整个视频监控市场价值将超过410亿美元。中国是全球安防领域增长速度最快的市场之一,“十二五”期间我国安防视频监控市场预计将保持年均20%以上的增长速度。在视频监控系统中，前端高清高速球凭借360°无死角监控、快速变焦定位、定点定时巡航等其他摄像机无法具备的优势，快速提升其市场占有率，在平安城市治安监控和交通监控等需要大范围监控的场所中得到广泛应用。本文主要探讨高清高速球的发展现状及未来的技术发展趋势。

　　高清高速球关键技术发展现状

　　随着网络化、高清化、智能化技术的快速发展，普通模拟高速球机和网络标清高速球机市场出现明显萎缩，一些没有掌握核心技术的企业陷入了价格战。高清高速球机则凭借自身高清图像质量、高效编码性能、卓越互联互通性能、多样化安全性保证及人性化功能设计快速占领市场，成为前端视频监控的利器。

　　高清图像质量

　　前端作为图像采集的核心部分，给人眼最直观的莫过于图像效果。具备自主机芯研发能力的厂家均在ISP(图像信号处理)技术上不断优化提升，同时通过算法和多样化的功能来提升球机的全天监控效果。

　　ISP技术主要是对摄像机传感器输出的原始图像进行处理，获得更加接近拍摄的真实场景图像。一方面，通过镜头的优化，采用高折射率、低色散光学变焦镜头，配合独特的光圈联动技术，提供优质的画面和极高的画面解像度。另一方面，通过高清ISP技术，优化图像处理芯片内部参数，提升输出图像的清晰度和色彩还原度。优化色彩抑制处理，解决夜间低照度环境下彩色噪点多的问题。优化坏点校正和固态噪声抑制处理，使夜间输出的图像更加干净细腻。优化钠灯和日光灯白平衡方式的处理，还原多样化场景下的真实色彩。

　　摄像机ISP技术——视频透雾

　　在雾霾天气下，空气中的液滴和固体小颗粒使户外监控质量降低，图像显得色彩黯淡、对比度低，一些重要目标的细节难以观察，视频监控的实用性受到很大影响。实时视频透雾原理是基于大气透射模型，区分图像不同区域景深与雾浓度，并进行滤波处理，同时融合图像增强技术与图像复原技术，获得准确、自然的透雾图像。目前，国内一些领先的安防企业，如海康威视高清高速球机已具备实时视频透雾技术，主要应用于高速公路的交通事故易发区段、高速公路卡口等多种户外场所。

　　摄像机ISP技术——数字宽动态

　　当在强光源照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。数字宽动态技术，通过对视频图像中高亮区域、黑暗区域进行侦测，并实时的将亮区和暗区进行曲线校正和色彩调整，避免了高对比度或背景光线较强场景下，暗区图像丢失，亮区色彩失真的问题，在无需更换传感器的前提下，仍可得到清晰、自然的图像细节。

　　摄像机ISP技术——聚焦算法

　　平安城市治安监控中，夜间道路监控对行进中的车聚焦出现虚焦和交叉十字架是普遍存在的问题，当球机镜头角度和点光源接近平行时，画面效果更差。通过智能聚焦算法，优化点光源聚焦，智能判断图像中亮暗区域，可做到一次性聚准，同时搭配强光抑制功能，解决道路监控点光源聚焦问题。通过运动聚焦算法，优化对运动物体的聚焦，聚焦速度更快，聚焦精度更准。

　　摄像机ISP技术——3D数字降噪

　　夜间低照度监控场景下，当光线不足时，视频监控画面中容易出现明显的噪点，早期产品中，一般厂家均采用2D数字降噪技术，对传输的图像信号进行降噪处理，但是效果改善不明显。随着技术的发展，3D数字降噪技术在原有2D降噪的基础上，加强对原始信号进行降噪处理，采用3D时空域联合降噪处理，结合准确的噪声强度估计算法，在光照理想、噪声较低时图像清晰细节没有损伤，光照不足时噪声明显抑制，图像细节大量保留，有效提升视频监控图像质量和节省码率。