IPC(网络摄像机)参数及选型指南安防系统的重点在监控,监控的未来在网络视频监控,网络视频监控的核心硬件是网络摄像机(IPC)。
未来,前端IPC接入网络,后端部署云架构,用户通过远程视频终端进行浏览查看,架构非常简单,系统将逐步扁平化,因此IPC作为核心硬件,其地位尤其重要。
不论对于厂商、工程商还是用户,设计、销售还是工程技术人员,了解IPC的关键参数、含义及如何进行选型,非常重要。
IPC的简单的参数说明:压缩率: 通常用编码的量化参数(QP或DFR值)表示,数字越大,压缩越狠,图像质量越差当然码流越低。
厂商常将后台QP值用Low/Mid/High对应显示。
分辨率: 常见如4CIF,720P,130万,1080P,300万/500万/1000万像素等PPF(像素密度): 不同的PPF水平实现不同监视目的,比如10PPF可以区分出人或车辆;50PPF可以识别更多细节,100PPF可以进行人脸或者车牌识别……视场的水平范围: 目标视场(摄像机呈现后覆盖的范围)的定义很重要,他决定摄像机的PPF值的计算&选择及镜头焦距的选择。
摄像机距离监视目标的距离: 用来进行镜头焦距参数选择低照度: 用来表征摄像机在多“黑”的环境下依然能够清晰成像,但是由于标准不统一,存在虚标现象。
目前行业主流IPC产品通常在0.0x的水平。
最大曝光设定:参数范围1s到1/10000,常规设定建议在1/30以避免出现运动目标的拖影现象,再长的曝光值意味着要忍受明显拖影,但画面会稍亮。
宽动态:主要针对监控场景内目标主体与背景光线反差较大的应用情况,需要注意宽动态有不同的技术实现方式,导致效果差别较大、成本差异较大。
帧率:选择范围通常1-30,最大可60,如果没有特殊要求,在安防行业5-15帧即可,多了也是浪费。
高帧率通常用于赌场或工业等特殊监控需求场所。
音频:音频通常包括麦克风和广播,如果真的有音频需求,建议选择全双工模式,并且需要确认是否后台CMS软件支持双向音频功能。
室外防护等级:室外有防尘、防水(IP等级)、防爆及宽温等指标要求压缩方式:H.264, MPEG-4, MJPEG; 目前主流H.264方式多码流:常见单码流、双码流、多码流,不同码流可不同参数设定码流模式:通常分为固定码流(CBR)及可变码流(VBR)录像模式: 通常分为连续录像模式及移动侦测触发录像模式板载录像容量:32GB, 64GB, 128GB 等,目前主流SD卡,品牌如SanDiskVMS兼容性:需要明确IPC兼容的VMS品牌,或者具体符合的ONVIF标准电源供应:目前电源供应有PoE及常规低压,注意很多新摄像机仅仅支持PoE.自动聚焦:分为自动后焦调整(Auto Back Focus)及自动聚焦(Auto Focus)光圈类型:分为手动光圈、自动光圈、P光圈三种镜头类型:固定焦距及可变焦距,普通常规室内监控应用通常4-9mm焦距镜头较多,10-50mm镜头用于距离稍远的场景应用PTZ Optical Zoom: 通常范围2倍到40倍,室内一般10倍,室外25倍以上IPC的设计及选型指南:了解IP摄像机的参数及细节,无论对厂商还是用户人员,都很有必要。
尤其在项目招标及投标中,当彻底了解参数细节情况后,可以很容易能看出其他厂家标注或设计的参数门槛或者参数陷阱,做到心里有数。
避免含糊不清的参数:经常遇到设备参数需求“含糊不清”,比如,要求“高分辨率低照度摄像机”,此类参数要求通常会导致很多问题,但是却屡见不鲜,原因无非是需求方对技术不了解或者比较懒惰。
显然,供应商会提供最低成本的设备给用户,因为显然用户并不关心具体参数,而此时设备的报价将会在投标中起主导作用。
避免作茧自缚的参数:IP摄像机不像PC那样,可以定制化,比如,你不能想当然地声称选购一个500万像素,60帧、30倍光学变焦、IP68、低照度0.001lux的枪式摄像机。
但是,在项目招标采购过程中,经常遇到如此“拍脑袋”拼凑出来的设备参数,求其原因,通常是用户东拼西凑的设备参数,其实各项指标凑到一起,市场上可能根本找不到能够响应的设备,投标商要么看出破绽不予响应,要么费尽周折寻找设备。
避免借别人的参数:招标方或者用户可能会直接从厂商或者其他项目借方案及需求书过来,结果导致投标者的困惑。
通常,某个厂商或项目的方案书自然会列出该项目或厂商特定设备的个性化或者独有的参数,而这通常是其他厂商根本无法响应的。
必比如AXIS 的觅光者技术(Lightfinder)或者松下的宽动态(Super Dynamic II),很多人以为这些是工业标准,其实只是厂家自己定义的特性功能或者专有名称而已。
进行实验性测试:在项目规划及设计阶段,用户经常被厂商的销售&售前支持人员利用精美PPT喷的天花乱坠,而一旦项目实施,发现系统呈现的效果根本不是当初设计的那回事,因此,搭环境进行实际测试很必要。
目前,IP系统日趋简单,不同厂商的IP摄像机拿到现场模拟实际环境进行测试,效果一目了然,非常简单但很有必要。
IPC的详细参数说明:摄像机的低照度:低照度的要求越来越普遍,而目前表征摄像机照度的就是Lux值,实际上,单单的Lux值比较已经意义不大,因为还有其他参数制衡作用,另外,厂商对Lux 的标注目前看很多都是随心所欲,或者调整其他参数得到的“欺骗值”。
目前,安防行业人员利用Lux值表征摄像机低照度。
招投标文件也是以此为唯一的参考,一刀切模式来进行摄像机的甄选或者入围,其实弊端很大:●很多厂商的标称是虚假的毫无意义的很多厂商标注0.001lux的低照度性能甚至更低,0.001lux?太“黑”了。
实际上,绝大多数常规摄像机在如此真实环境都很难成像,或者是漆黑一片无意义。
●该参数没有标准流程约束各个厂商标称值是通过该厂商自己的标准和流程测试出来的,整个行业没用通用或者强制性的流程、工具,因此,不同厂商之间没有可比性,造成厂商虚标。
●没有相应地说明图像质量如何在最低照度下,没有相应的成像标准来参考,也就难怪不同厂商虚标泛滥。
你的0.1lux,我的0.01lux,你管我图像质量呢,反正没人提这事。
●没有相应地说明摄像机其他参数设定值很多厂商采用“欺骗或者伎俩”模式来标称低照度值,就是调整快门(shutter)速度,众所周知摄像机曝光因素有快门及光圈大小,采用超低快门将增加曝光使摄像机在较低照度下能够成像(当然,画面中快速移动目标将出现鬼影)。
红外灯配置摄像机:目前摄像机配置主动红外灯变得越来越普遍且实际,尤其是短距离夜视应用,在黑白模式可被接受时通常是很好的选择,需要注意如下事项:●请不要指定红外灯的数量,12颗或者24颗并无实际意义。
实际上,红外(LED)灯有不同等级,便宜的消费级别的红外灯需要较多数量,而要达到相同效果,专业的LED则需要相对少的颗数。
●无需指定红外灯的有效距离,实际上,目前大多厂商对红外灯有效距离都是续标,通常可以打一半折扣,可以实际测量一下有效距离。
WDR参数设定:WDR即宽动态功能,主要应用于主体及背景光线对比差别较大场景比如楼宇大堂。
利用DB值标称宽动态意义不大,如同利用Lux标称低照度性能一样。
真正的宽动态是“多次曝光技术”支撑的,不要相信所谓电子或者数字宽动态。
当然,宽动态与背景光补偿(BLC)也是两回事,虽然两者功能确实有类似。
分辨率的选择:分辨率的选择需要基于现场监控范围大小,盲目选择高分辨率毫无意义,除了成本因素外,较低分辨率摄像机通常在夜视方面更有优势。
●1080P摄像机比720P摄像机能够提供更多有用的细节,1080P摄像机具有更大的FOV(视场),其他方面,其与720P摄像机差别不大。
●300万像素摄像机提高了垂直方向覆盖范围,因为4:3比例的300万像素摄像机相比16:9的1080P摄像机,垂直方向增加了500+像素单位。
●500万像素是个飞跃,除了像素增加之外,带来很多副作用,比如帧率可能降低,可能没有WDR功能、低照度表现不佳等等诸多限制。
目前看,如果不确定,1080P摄像机是比较稳妥的选择。
另外,需要引入PPF 来针对具体项目需求进行设计规划以达到用户需求。
PPF(像素密度概念)像素密度的概念在安天下微信号(sas123cn)有文字介绍及视频短片解说。
PPF 逐渐成为高清IP摄像机选型的重要参考,当然,前提是现场光照正常、视频压缩比正常。
行业目前总结出PPF在不同应用的参考经验如下:∙很难探测(Detect)到一个人: < 8 pixels/英尺∙能够大概识别一个人(年龄、性别): 5 - 12 pixelss/英尺∙相对容易识别一个人(头发、服饰等): 15 - 24 pixels s/英尺∙模糊的脸(如果你认识那个人,则可以认出来): 25 - 50 s/英尺∙清楚的脸(针对陌生人): 50 - 80 pixels s/英尺∙电视标准的图像质量(跟电视一样效果): 80+ pixels s/英尺如上图,PPF在80的数量水平,基本能够清晰识别一个人脸,及车牌识别。
关于PPF的具体概念,可参看安天下往期推出的视频讲座。
需要注意的是,虽然PPF用来进行摄像机规划很有意义,但并非唯一决定因素。
摄像机主要监视目标定义摄像机的主要监视目标在选择摄像机时很有意义,所谓主要监视目标,如同进行摄影时,进行构图一样,需要了解画面Cover的范围,及画面的主体内容,通俗地讲,要知道“摄像机用来看啥”,看停车场、柜台、ATM机、出入口等等。
同一画面中不同目标物在摄像机的成像效果会与目标距离有很大关系,即距离摄像机近的目标自然比远的目标具有更多画面细节。
因此,尽早规划、定义摄像机场景中的监视目标并重点规划摄像机规格及安装位置与角度很重要。
场景的水平范围像素密度(PPF)不是系统设计的充分条件,要进行摄像机的选型,还需要明确被监控的目标场景(FoV)的水平范围(Width)。
举例说,用户需要系统能够达到50PPF的水平,但是没有明确实际现场具体水平范围,那么,如果现场3米宽,那么标清的摄像机即满足要求,而如果5米宽,则标准摄像机可能无法达到像素密度要求。
出现此问题原因在于系统设计时,前提条件不充分。
存储周期陷阱用户、包括一些监管机构,对存储周期的要求是不明确的,通常简单提出“30天、3个月”等纯粹的数字。
如此的描述或者要求,实际上为用户或集成商提供了很大的“灵活性”。
为了保证30天或者三个月的存储周期,可以在图像质量、编码参数、帧率、分辨率等方面进行调整,即使720P摄像机,硬件参数达标,可以设置较低分辨率、较低帧率及码流进行存储,存储周期大大增加。
需要注意,为了提升存储周期,即使在分辨率及帧率维持不变前提下,如果调整编码参数(有的厂商称之为图像质量,高/中/低;有的厂商称之为压缩参数,从1-100,数值越高压缩率越高,质量降低),那么显然PPF是受影响的。