安防摄像机配置及画面调试问题研讨

    【CPS中安网 cps.com.cn】 当前，在视频安防监控系统技术中，图像的高清化、网络化、智能化已成为业内人员包括用户单位共同追求的目标，但是许多人却没有将摄像机的配置及画面调试问题提到一个会直接影响图像质量有效性的高度去认识。

　　笔者经过多年来参与技防工程验收和管理工作的实践，深深体会到安防监控摄像机的配置和画面调试的重要性，如果没有根据建筑物的具体结构、环境条件和目标对象正确合理地配置和调试摄像机画面，即便摄像机的分辨率再高，系统的技术水平也达到最高标准，但摄像机的图像一旦出现俯视、侧视、逆光、有效画面小，甚至出现盲区和死角等问题时，监控图像还是起不到预期的效果和作用。

　　此时，选用技术再好的摄像机或者采用最先进的系统设计理念也是前功尽弃。应该看到，图像质量的有效性有两部分组成，一是设备和技术的先进性，二是前端摄像机配置和画面调试的合理性，两者缺一不可。所以，在当前各地都在建立治安防范体系扩大视频安防监控系统建设的同时，进行深入研究和探讨安防摄像机的配置和调试问题，显得十分重要和必要。对提高当前视频安防监控图像质量的有效性具有十分积极的意义和作用。

　　从安防角度而言,与外界相通的院区周界出入口、建筑物出入口、室内楼层出入口、重要部门出入口和主要通道都是安全防范需设防的要害部位，为此，许多地方都采用安装监控摄像机的技术手段来加强这些部位的防范，国家、行业和地方的许多技术标准以及政府管理部门的规范性文件都有这方面要求。

　　那么，在工程实际中，摄像机的配置及画面调试经常会遇到哪些直接影响到图像质量的有效性问题，以及采取什么样措施加以改进和提高图像质量的有效性呢，以下笔者结合工程设计、施工，谈一些这方面的体会和意见，供各有关方参考与交流。

　　摄像机的配置应合理、规范和统一

　　安防摄像机的配置应合理、规范和统一，做到符合技术标准的要求。如果你对技防标准中有关监控图像的使用要求做了全面、仔细认真分析后，就会发现，安防监控图像按其显示的细节程度和所反映的对象特征要求，可分为三个层面，一是能显示人的面部特征或机动车牌号，二是能显示人的体貌特征和人员的活动情况，三是能显示某个特定区域或场地人员或车辆的活动情况和人员及车辆的行为特征。从中也可看到，不是所有地方的监控图像都要能清晰显示人的面部特征的，摄像机的监控范围主要取决于所要反映的对象特征决定的。

　　上海市技防管理部门在总结了本市开展数字视频监控系统建设的做法和经验的基础上，制定并颁发了《数字视频安防监控系统前端前端摄像机表》。经过多年来的工作实践，表明摄像机的配置及画面调试如能达到以下要求，监控图像能较好地达到预期效果。

　　以上表格内容表明，第一层面或者说要求最高的是对院区周界出入口和建筑物出入口的图像，要求能清楚地显示进出人员的面部特征及机动车牌号，为此，每台摄像机的视场角最小，监视范围都在数米以内(不超过10米);第二层面是对建筑物内部走廊、通道的图像，要求能显示人的体貌特征及活动情况，为此，每台摄像机的视场角适中，监视范围一般都在10多米(不超过20米);第三层面或者说要求相对较低的是对停车场通道、道路主干道、停车场、广场、大厅、周界等的图像，只要求其能显示人员及车辆的活动即行为特征，为此每台摄像机的视场角最大，监视范围一般都在数10米至100多米(不超过200米)，如果是监视某个区域的，每台摄像机监视范围都为数10平方米到100多平方米。

　　出入口的监控图像不应有盲区或死角

　　从纵深防范理念认为，院区周界出入口或建筑物出入口是对入侵犯罪活动的第一道防线，同时又是对犯罪作案后逃逸活动的最后一道防线，并再基于出入口区域范围较小的特点，所以在此处，许多单位或场所都是通过安装摄像机来进行防范的。对于出入口的监控，笔者认为首先或者说最重要的是不应有盲区或死角，因为图像有无盲区或死角与人们习惯重视图像清晰度相比，前者更为重要，因为如果图像不清楚或有监控效画面小，还可以采用技术手段设法提高图像清晰度或者通过辨目标外形来识别目标，而图像有盲区或死角是根本无法识别目标的。所以，对于出入口的监控，第一要求是摄像机的监视范围或者监视器的显示画面要能覆盖整个出入口，确保出入口的进出人员(进或出)都能显示在监视设备上。

　　为确保出入口的监控图像不应有盲区或死角， 出入口摄像机的配置要视不同的情况采取不同的方案，首先应了解相关情况，一是要看安装摄像机的出入口有无逆光问题存在，二是要看安装摄像机的出入口的内部结构是个直通道还是两侧有一定墙面宽度的出入口(如厅或大堂)。然后根据以上不同的情况采取不同方案。如果出入口无逆光问题存在，出入口摄像机宜对着出入口方向安装，让摄像机监看进入出入口的人员，且为了保证监看图像不出现上述盲区问题，要让出入口的边框都能显示在显示器上，见图一。

　　如果出入口有逆光问题存在，为了避免图像出现逆光，摄像机宜背着出入口方向安装，让摄像机监看离开出入口的人员，此时，还要注意区分出入口的内部结构是怎么样的建筑，如果出入口的内部结构是个宽度在3m至4m的直通道，人离开出入口必须要走过这个通道的，则可安装一台摄像机，监看出入口内部的直通道即可;如果出入口内部是有一定宽度的一块区域，类似一个大堂或厅的情况时，为避免安装一台摄像机时有人会紧帖着出入口的两边离开出入口，导致监视图像出现盲区或死角问题存在，此时，就应安装二台或多台摄像机，通过二台或多台摄像机互补各摄像机的盲区或死角，实现图像全覆盖地显示离开出入口的人员。见图二、三所示。

　　图像在加大有效画面的同时要有一定景深范围

　　每幅图像要突出所要监视目标的这个主题，即有效画面。这里还需要进一步明确的是，安防监控图像的主题或者有效画面不一定都要显示人员的面部特征的，如上所述，有的要显示人的脸部特征，有的要显示人的体貌特征，而有的只要显示人员或车辆的活动情况，即行为特征。一旦主题明确了，画面就应突出与主题有关的画面，无关的画面，应该尽量少出现，甚至可以不出现。

　　我们经常会遇到监控图像有效画面太小的问题，如监看出入口的图像，经常会因为出入口两侧墙体的显示画面过多或过大，而要看的、需要重点关注的出入口画面却不大，即显示图像未突出出入口这个主题，导致进出出入口人员的画面太小，人的脸部特征看不清楚;再如监看走廊通道的图像，也是因为通道两边的墙体及天花板的画面太多或太大，真正是长廊或通道的画面却反而不多或太小，导致在长廊或通道内行走人员的体貌特征及活动情况看不清楚。

　　对此，出现类拟图像有效画面不够的情况，我们是可以通过调整摄像机焦距加以克服，从而达到足以能辨别目标特征的画面要求。但是，在解决了一个问题的同时，可能会引起另一个问题出现。因为一个理想的图像，除了要有上述能足以辨别目标特征的有效画面外，还要有一定的景深范围。参与过画面调试的人都知道，图像的有效画面与景深范围是一对矛盾体，有效画面大了会直接影响到画面的景深，另外，有效画面过大后会使移动目标运动速度太快，图像中出现的人或车辆的时间很短，一闪而过。最终会导致需要取证时，停格截取目标特征的画面看不清楚。所以，有效画面不是越大越好。

　　我们要正确处理好图像有效画面和景深范围二者关系，在安防监控图像的画面调试中，图像的有效画面只要求能看清监视目标的特征，能正确辨别人或车辆的特征了就够了，不需要太大，太大后会直接影响到画面的景深，影响到对人员或车辆的运动过程的特征观察。而对人员或车辆的运动过程的特征观察也是安防监控内容的一部分。图像有效画面和景深范围的利弊关系如图四、五所示。

　　摄像机应避免图像出现俯、侧视现象

　　技防行业标准有规定，安防摄像机的安装高度，室内不宜低于2.5m，室外不宜低于3.5m，这主要是为了避免摄像机安装过低后会影响到人的正常行走或车辆的正常的行驶。但在实际安装中，如果仅为了避免上述的问题出现，将摄像机的安装高度控制要求范围以内，不注意图像的视角问题，图像会出现俯视或侧视问题，而图像一旦出现俯视或侧视问题，监控图像就起不到辨别目标特征的作用。

　　笔者通过工程实践后认为，图像出不出现俯、侧视问题，关键看摄像机的指向与监视目标的夹角大小(即视角大小)，这个夹角分垂直夹角和水平夹角(垂直夹角为摄像机的指向与监视目标形成的高低角、水平夹角为摄像机的指向与监视目标正面方向形成的水平角)。实际表明，摄像机的指向与监视目标形成的垂直夹角≤30°时，图像基本不出现俯视现象。摄像机的指向与监视目标正面方向形成的水平夹角≤45°时，图像基本不出现侧视现象，摄像机的安装角度达到了以上要求后，通过图像显示基本能反映所监视目标的正面特征。当然，这些夹角越小对改善图像的俯、侧视现象就越有益，见图六、七。

　　针对以上涉及到的两个问题和要求，即要不影响人员正常行走或车辆行驶，摄像机的安装高度就不宜太低，又要保证图像不出现俯、侧现象，摄像机的指向与监视目标的夹角就不宜过大，对此，最好或者最妥当的解决办法是将摄像机与监视目标的安装距离稍远些，不要过近。实践经验表明，一般室内二者之间距离不宜小于3.5m，室外二者之间距离不宜小于4m为好。但二者之间的距离也不宜过大，距离大了尽管对改善图像的俯、侧现象有利，但会因为二者之间的距离大后会导致所监视目标受二者中间部位出现其它异物的遮挡概率加大。

监看出入口的摄像机安装朝向应保持一致

　　大家应该知道，当建筑物的同一个部位存在多个出入口时，如果在各自出入口上安装的摄像机朝向不一致，就有可能会给图谋不轨者有机可乘，造成由摄像机监看的图像全部是人的背影画面，显示不到人的正面图像(那就更谈不上分辨人的脸部特征了)。这个问题也是技防工程从业单位在工程建设中经常不注意时会发生的。根据建筑物出入口所处的位置，可分为三种部位的出入口，一是周界或院区出入口，二是建筑物与外界相通的出入口，三是室内楼层出入口，即电梯厅和楼梯口。

　　需要说明的是，以上要求出入口摄像机的朝向要保持一致，是要求每个部位的出入口摄像机安装朝向应保持一致，即周界或院区出入口摄像机应保持一致，建筑物与外界相通的出入口摄像机应保持一致和室内楼层出入口摄像机应保持一致，并不是要求所有的出入口摄像机安装朝向都要保持一致。至于每个部位的出入口摄像机安装朝向问题，究竟是监看进入的人或物，还是监看离开的人或物，可该根据具体情况进行确定。

　　笔者认为，对于周界或院区出入口的摄像机安装朝向，一般以监看进入出入口的人员或车辆的朝向为好，这是因为，一方面监看进入出入口的图像比离开出入口的图像的效果要好，另一方面摄像机装在本辖区内比装在辖区外的可行性高(辖区外一般不让自行安装摄像机)。对于建筑物与外界相通的出入口的摄像机安装朝向，一般为了避免逆光，宜背向出入口以监看离开此口人员的安装朝向为好。对于监看室内楼层出入口的摄像机安装朝向，只要求一致，并不强调朝向一定要如何，这里还需要指出的是，室内楼层出入口摄像机的安装朝向要一致，是指每个楼层所有出入口摄像机的安装朝向要一致，并不意味着层与层之间所有出入口的摄像机安装朝向也要一致，层与层之间出入口摄像机的安装朝向可以不一致。有了这三种部位出入口摄像机安装朝向一致的做法，就能确保任何一个进出周界或院区的人，至少能摄取其三幅正面图像，如果仅是进出楼栋建筑物的，也至少能摄取其二幅正面图像。

　　综上所述，影响图像质量有效性的因素很多， 除与大家熟知的摄像机清晰度和其他技术参数有关外，还与摄像机安装和配置的数量、位置、角度、光线以及画面的调试等都有直接关系，其中哪一个环节发生问题，监控图像都会影响到实际效果。所以，在安防工程建设中，工程技术人员在选择技术性能良好的摄像机的同时，还要充分重视对摄像机的配置及画面调试问题。在设计和施工中，只有通过结合建筑物的具体建筑结构、环境条件和目标对象，通过反复认真地比对、摸索、总结，才能使每个摄像机的配置和调试恰到好处，从而取得最佳的安防监控图像效果。

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