視頻監控在物流倉儲行業的技術要點解析
物流行業中客戶反映很多問題,大致分類,基本上有三種:夜間低照效果差、室內逆光看不清、智能分析不實用。就目前視頻圖像技術來說,要解決實際操作中遇到的此類問題,應該在寬動態、星光級、智能分析三個方向實現核心技術突破,以達到“既看得清,又看得懂的效果”。
第一、寬動態主要解決攝像機的逆光補償問題
寬動態主要解決攝像機的逆光補償問題。物流倉儲的裝卸貨區域,能否看清楚貨車車廂內的貨物存放和搬運情況是非常關鍵的必須要素,因而提高攝像機性能,如何突破寬動態技術并使之不斷成熟,已經成為衡量一款攝像機性能的重要指標。目前來看,標配寬動態功能,已經成為各IPC廠商的共識。從技術實現上,寬動態主要分為CCD+DSP和CMOS+DPS兩種技術。
目前通用監控網絡攝像機大多采用CMOS+DPS寬動態技術,市場需求非常旺盛,高清攝像機一般都具備此功能,因此CMOS+DPS應用場景比較廣泛。從芯片廠商規劃看,多幀合一的寬動態是發展趨勢,效果更加平滑、通透,動態范圍更廣。
什么是CMOS+DPS?
DPS采用的是每一個像素單獨曝光和控制技術,加之利用CMOS傳感器采集的多幀畫面合成一幅完整圖像的線性疊加,相比于CCD的兩次曝光成像有了更高的動態范圍。從數值上來說,采用DPS技術的CMOS攝像機,其動態范圍理論上可到達120dB。在擴大動態范圍的同時,DPS也解決了CCD傳感器在處理動態范圍和色彩真實性上的不足,其色彩還原性更加真實,能夠滿足應用的要求。使用這種技術的攝像機在數字圖像傳感器里每一個像素中都使用了一個模擬數字轉換器(ADC),在捕捉到光信號時直接轉化為數字信號,最大程度地降低了信號在排列中的衰減和干擾。
第二、 星光級低照度產品的出現,徹底解決了夜間監控的夜晚昏暗不清圖像或是紅外下黑白的圖像。
對于視頻監控應用來講,低照度性能通常會作為產品選型的參考標準之一。低照度性能卓越的高清攝像機可以滿足弱光下的清晰彩色圖像,在全黑環境或者照度極低的情況下也可提供清晰的黑白圖像。
目前市面上很多廠家都宣稱有自己的低照星光產品,但是這里面很多有偷換概念的成分。真正意義的高清星光應為在0.002lux的照度下,還原出彩色、無拖尾的分辨率不小于1080P的流暢圖像。達到這個指標主要看兩方面的技術。首先是傳感器的選擇。眾所周知,同樣感光面積的圖像傳感器,像素越高,分配到每個像素的感光面積就越小,一個曝光周期內的通光量就越小,低照度效果就越差。比如都是1/3英寸的傳感器,普通模擬攝像機大約為30萬像素,而高清攝像機則至少是200萬像素,像素點是模擬攝像機的8倍,而每一個像素的感光面積則只有模擬攝像機的1/8,如果不采用高新技術的傳感器,其高清畫質在夜間會慘不忍睹。目前市面上低照效果好的傳感器主要集中在索尼、Aptina等一些傳感器廠家。其次是ISP的調整,經常可以在市面上看到不同廠家的產品采用同樣的方案,同樣的傳感器,但是低照效果卻大相徑庭。這是因為ISP的降噪處理和伽馬曲線調整,噪點會使圖像顯得不清晰,但降噪處理不當又會造成嚴重的霧感、拖影,損失細節等現象。伽馬曲線數值設置過高會讓畫面的對比度增加,畫面變暗,畫質通透,但是會丟失細節;設置過低又會使圖像變亮,細節會增加,但是畫質通透度變差。這就導致即使基于相同的硬件平臺,產品的最終效果也各有不同,更加依賴廠家自身的研發能力。
當然,任何低照度攝像機都需要有一定的光線才可使用,至于光照度的大小涉及到低照度攝像機的靈敏度。所以0LUX攝像機是沒有的,需要由紅外線燈來補光才能使攝像機可以工作。然而,在一些場所中紅外攝像機被禁止使用,因此目前為止,低照度攝像機仍有其不可替代的地位。如某些重要倉庫禁止紅外線紫外線,而這些場所又必須24小時進行監控。在一些易燃易爆的倉庫,由于紅外攝像機的發熱量較大,易造成自燃導致火災,紅外攝像機在這些場所也被禁止。在監控網絡化大潮的推動和市場需求的驅動下,星光級高清攝像機因其對弱光和低照等特殊場合的優勢,勢必會得到大量應用。
星光級低照度產品的出現,徹底解決了夜間監控的夜晚昏暗不清圖像或是紅外下黑白的圖像。而且隨著廠家對產品線的補充,更是將星光級產品推向了幾乎所有常見的應用場景。天地偉業針對各種場景和產品需求推出了星光槍機、星光半球、星光球機、星光激光夜視儀等全系產品。星光半球主要用于室內定點監控,重點在于全景和大場景;星光槍機主要用于門口通道定點監控,重點在于縱深場景;而星光球機則主要用于動點監控,重點在于特寫和長距離監控。
第三、智能分析技術支持各種智能應用及擴展,可實現區域警戒、人口密度、圖像異常、車輛人員流量統計、車輛比對、人臉監測甚至面部識別比對等功能,通過結合物流倉儲監控需求,為防控工作提供數據分析。
智能分析技術可以有多種應用方式,不但可以在前端攝像機中集成,還可以在后端管理平臺軟件中實現,可以根據實際項目的需求和成本預算靈活配置。智能分析技術的優劣主要考量準確率,這就對現場攝像機的選型和部署提出了具體要求,比如根據具體場景(應用于大門、樓道和電梯口甚至室外通道等),考慮攝像頭與地面夾角、攝像機與目標方向夾角、光照條件和天氣狀況(晴天陰天和雨雪均會帶來不同影響)。
倉儲的警戒區域(出入口、重要區域、圍墻)要在復雜天氣環境中(例如雨雪、大霧、大風)全天候精確監控,發生異常時,系統會實時發出警報、跟蹤目標軌跡并自動錄像,將事后錄像追查轉變為有效預防和制止,提升了管理的安全系數。盡管視頻監控系統的應用日益普及,但大多都是通過人工監看的方式查看實時視頻。由于人類的注意力難以長時間集中,人工監看的效果隨著事件的增長急劇衰減。為解決這類問題,智能視頻應用技術應運而生。
智能分析技術支持各種智能應用及擴展,可實現區域警戒、人口密度、圖像異常、車輛人員流量統計、車輛比對、人臉監測甚至面部識別比對等功能,通過結合物流倉儲監控需求,為防控工作提供數據分析。主要算法應用包括:區域警戒--對于用戶設定區域內的人員移動自動監測和報警,比如檢測是否有行人或車輛進入預定區域(或越線)并提示報警。行為分析--對于人員打架斗毆或劇烈運動自動監測和報警。物品遺留/物品丟失--對于可疑人物或車輛在指定的區域內長時間徘徊或停留自動監測和報警,當其余內的人物或車輛突然消失時自動監測和報警。人臉檢測--對經過設定區域的行人進行人臉檢測和跟蹤,篩選出人臉圖像實時布控,并為后期查詢提供依據。
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