PTZ攝像機的技術優(yōu)勢和發(fā)展趨勢

來源:投影時代 更新日期:2014-12-17 作者:保千里安防渠道部總監(jiān)吳雪芳

    傳感器和計算機計算的發(fā)展影響了新型計算機網(wǎng)絡和處理框架的發(fā)展。其中,中小型視頻監(jiān)控網(wǎng)絡已經被廣泛應用。

    在現(xiàn)代監(jiān)控系統(tǒng)中,多攝像機追蹤問題中的一個主要挑戰(zhàn)是如何在不同的FOV下保持目標標識的連續(xù)性。盡管靜態(tài)攝像機網(wǎng)絡可以為監(jiān)控任務覆蓋一個廣闊的區(qū)域,但為了增加攝像機監(jiān)控區(qū)域增加攝像機可視角度時,圖片分辨率會因此降低;當不存在重疊的FOV時,信號處理必須仍然在單個數(shù)據(jù)源上執(zhí)行。因此,PTZ攝像機的引入,為攝像機網(wǎng)絡的發(fā)展帶來了全新的應用優(yōu)勢。

    球型攝像機(PTZ Dome)是一種一體化球型攝像機,具有運轉速度快、光學變焦、定位精確、控制方式靈活等特點,隨著整個監(jiān)控行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、高清化發(fā)展的進程,網(wǎng)絡PTZ攝像機在產品的開發(fā)上也邁入了一個新的階段,高清PTZ攝像機成為監(jiān)控行業(yè)新的熱點。其主要具有以下四大應用優(yōu)勢。

    以太網(wǎng)供電

    ALL IN ONE, 即一個網(wǎng)線實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的傳輸,這是網(wǎng)絡監(jiān)控的一個重要優(yōu)勢。以太網(wǎng)供電IEEE 802.3af(在POE交換機端的電壓是48V DC,最大功率15.4W),只適合給固定網(wǎng)絡攝像機和固定半球攝像機進行供電。

    High PoE ,802.3at在電壓范圍支持50-57V DC,標程為53VDC,最大功率支持30W,完全可給快球攝像機及其護罩供電。通過High PoE,網(wǎng)絡快球不需要任何視頻線、音頻線、控制線、電源線等,只需連接一根網(wǎng)線,即可實現(xiàn)所有線纜的連接。

    為了縮短網(wǎng)絡高清PTZ攝像機的安裝時間,及更好地保證快球的安裝質量,更多網(wǎng)絡高清PTZ攝像機尤其是室外型高清PTZ攝像機在出廠時,就已經配置好了IP66護罩及預裝好的支架,開箱即用,可實現(xiàn)網(wǎng)絡快球的快速安裝,且可充分保證安裝質量。

    自動翻轉結構設計

    PTZ球型攝像機根據(jù)其機械構造的不同,可分為高速球機和PTZ攝像機兩種類型,兩種類型統(tǒng)稱為PTZ球型攝像機。

    高速球采用軸傳動,結構結實,可實現(xiàn)360度的連續(xù)旋轉,但成本較高。而PTZ攝像機采用齒輪傳動,由于存在限位,無法實現(xiàn)360度旋轉,但成本低廉。因此,既可實現(xiàn)360度旋轉又保證較低制造成本的360度自動翻轉PTZ攝像機技術也被應用于高清PTZ攝像機中。

    這種球形攝像機同PTZ攝像機一樣,采用齒輪傳動,也有限位。當對攝像機進行360度水平旋轉控制,在到達限位時,攝像將在0.1秒內水平反向旋轉180度,垂直反向旋轉180度,在跳過限位后,繼續(xù)按照人員控制的方向旋轉,從而實現(xiàn)了360度的連續(xù)旋轉。

    在不要求攝像機長時間連續(xù)旋轉的情況下,既希望實現(xiàn)360度的監(jiān)控,又希望快球價格較低時,這種結構的攝像機是非常不錯的選擇。一般情況下,這種自動翻轉結構的快球攝像機,其水平旋轉速度和垂直選擇速度均可達到300度/秒的速度,并可根據(jù)變焦情況,自動調整旋轉速度,從而保證長焦的精確限速。

    更靈活的控制方式

    高清PTZ攝像機的技術發(fā)展,使得監(jiān)控的應用需求進一步提高。尤其是基于網(wǎng)絡化的攝像機控制和操作,要求高清PTZ網(wǎng)絡攝像機能夠迅速響應控制命令,并實現(xiàn)攝像機的轉動和變焦。

    通常情況下,高清PTZ攝像機主要有兩種控制模式:搖桿拖動式控制和中心點控制。采用搖桿對攝像機進行PTZ控制時,很難做到定位精確,控制困難。但運用“中心點控制”模式時,可自由隨心控制。

    “中心點控制”方式,鼠標在圖像上顯示為一個“+”圖標,在監(jiān)控圖像上,鼠標點到哪里,攝像機就會以該點為中心,自動旋轉,精確定位到該點。當希望對某目標進行放大時,可按下左鍵的同時拖動鼠標,框住該目標,即可實現(xiàn)對該目標的自動水平、垂直定位及放大。

    “中心點控制”方式,只適合鼠標控制方式,不適合搖桿控制方式。

    智能分析

    自主自動PTZ智能跟蹤,可以使攝像機對自身的云臺和變焦鏡頭進行自主PTZ驅動,并自動控制PTZ攝像機進行云臺全方位旋轉和鏡頭縮放,針對被鎖定的運動目標進行視覺導向的自動跟蹤,以確保跟蹤目標持續(xù)以放大特寫畫面出現(xiàn)在鏡頭中央,這樣安防人員可以更清晰地看到信息,同時還可以用于事后取證。自動PTZ跟蹤模塊彌補了固定攝像機監(jiān)控視野狹窄的缺點,是完善的安全監(jiān)控系統(tǒng)所必備的功能。

    智能PTZ自動跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)具有目標分析功能,并配有高分辨率攝像機、大倍率光學變焦鏡頭和高轉速云臺,可以快速、準確地自動捕捉到可疑目標。通過設置預置位智能視覺PTZ自動跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)預置位掃描、自動巡航等功能,還能實現(xiàn)智能監(jiān)控的諸多特殊要求。

    在安防監(jiān)控全行業(yè)共同遵循的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、高清化發(fā)展方向之外,PTZ攝像機還具有以下發(fā)展趨勢。

    智能分析和自動解釋

    視頻監(jiān)控是安防行業(yè)中市場比重最大的分支行業(yè),而視頻監(jiān)控的智能化也是視頻監(jiān)控技術的發(fā)展方向之一。如何實現(xiàn)視頻內容的智能分析與自動解釋,使人們擺脫大量“目視”檢索的繁雜與人工巡查的失誤,正是智能視頻分析發(fā)展的重點訴求,也是PTZ攝像機技術的發(fā)展趨勢。

    目前,安防市場上出現(xiàn)的視頻入侵報警云臺攝像機(又稱電子哨兵),是PTZ攝像機智能化發(fā)展的可喜成就。電子哨兵具有強大的技術優(yōu)勢,如:智能跟蹤、預警示警一體化、集成多種應用模塊、可實現(xiàn)無盲區(qū)監(jiān)控等等。攝像機內置的圖像處理器對監(jiān)控區(qū)域進行移動目標、越界目標、侵入目標進行圖像抓拍、行為分析,同時,將入侵信號傳送給定位機,定位機根據(jù)入侵信號,啟動目標跟蹤模塊控制云臺旋轉至監(jiān)控入侵點,對目標進行智能PTZ跟蹤,一旦入侵人員觸碰到預設的觸警區(qū)域,將會自動開啟聲光示警功能,并通過爆閃、喊話等方式進行入侵示警。

    另外該類設備可以根據(jù)實際應用場所設置優(yōu)先檢測區(qū)域、不偵測區(qū)域、越線警戒線,區(qū)域形狀可隨意設置,可有效事前預警,降低入侵行為的發(fā)生率。

    當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用最廣泛的功能就在于圖像記錄功能,也就是錄像。忠實的事發(fā)現(xiàn)場記錄者是如今公眾認知中對視頻監(jiān)控的定位。在視頻監(jiān)控的發(fā)展中,網(wǎng)絡化、高清化、個人化等發(fā)展趨勢,仍然是圍繞著如何更有效發(fā)揮錄像功能。而智能化將對視頻監(jiān)控產生革命性的作用,特別是行為類視頻分析的深入研發(fā),將意味著視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為一個具有自主智能的安防系統(tǒng)。

    當前,智能視頻分析作為視頻監(jiān)控的前沿技術,市場的認知程度仍然不高,據(jù)業(yè)內權威人士介紹:“在國內了解此項技術的圈子目前只拓展到集成商這個層面上,很多適合視頻分析技術的應用場景還有待市場開發(fā)。但是智能視頻分析市場是由許多細分小市場組成的,新的應用正不斷地出現(xiàn)”。

    新技術的應用與普及需要經歷一定的階段,而且我們應當看到智能視頻分析技術的成熟也需要市場的檢驗。某安防廠家董事長說:“研發(fā)廠商需要適度利潤保證生存發(fā)展,以及持續(xù)優(yōu)化產品。”這從側面提示我們技術是個動態(tài)的發(fā)展過程,技術應用的實現(xiàn)既是對市場需求的實現(xiàn),也需要符合技術自身發(fā)展規(guī)律。

    全景監(jiān)控與PTZ相輔相成

    虛擬PTZ是基于IP的全景攝像機的一個亮點功能,不同于其他攝像機的云臺控制,可以放大或移動監(jiān)控視野內的圖像區(qū)域,當轉變方向觀察另一個圖像區(qū)域時,不會發(fā)出任何噪音,隱秘且不易察覺。全景攝像機的PTZ不需要機械部件的參與,提高了產品的壽命和可靠性,同時其技術特點可以保證有多個PTZ的窗口可以被同時預覽,顛覆了PTZ在傳統(tǒng)攝像機上只能分時觀察不同區(qū)域的理解。

    虛擬PTZ是全景攝像機獨有的技術特性,該技術可以查看圖像的任何細節(jié),就如同用放大鏡尋寶一般;從名字上來看,類似于普通PTZ云臺控制,但沒有任何機械部件,很大程度上減少了設備功耗與發(fā)熱,延長設備和系統(tǒng)的使用壽命。

    自動PTZ跟蹤模塊彌補了固定攝像機監(jiān)控視野窄的缺點,也許有人會說全景監(jiān)控自身不需要PTZ,但是在使用過程中若融合了PTZ不僅圖像清晰,更為重要的功能是光靠外觀無法驗證的。

    當高清攝像機普及之后,隨之而來的需求就變成了自動跟蹤與智能分析。PTZ可以通俗地理解為云臺控制,但其實際上通過變換及鏡頭焦距的調整實現(xiàn)目標跟蹤及定位的功能。在最大焦距對比時,全景高清圖像可以提供更為細膩的畫質,普通PTZ攝像機分辨率監(jiān)控視角與圖像清晰度受到限制。

    任何高清監(jiān)控攝像機的發(fā)展最終都是為了智能化服務。全景攝像機如此、PTZ也是如此。支持虛擬PTZ的全景高清攝像機可自動進行圖像變焦特寫,于此同時,還可以錄制到用戶看不到的圖像。

    除了內在功能外,PTZ攝像監(jiān)控系統(tǒng)也將朝著外型美觀、隱蔽性強、防水性、防爆性等方面發(fā)展,因此將廣泛適用于娛樂場所、機場、廣場、軌道交通、別墅區(qū)、政府行政單位、軍區(qū)、博物館等各類型場所的治安智能監(jiān)控應用。

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