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0431-81702023
光學工程
視頻監控系統圖像清晰化處理方案詳解

 隨著中國經濟的飛速發展,各大城市已經建有大量的電視監控系統。但是盡管安裝了眾多的監控攝像機,案情發生后的圖像回放都存在圖像不清晰的問題,特別是嫌疑人面部特征不清晰,難以辨認,這給公安部門的破案、法院的取證都帶來了極大的麻煩。本方案就是在頻域分析技術和視頻信息數字處理技術的基礎上,重點解決圖像清晰化的問題。

視頻監控系統圖像清晰化處理方案詳解

  當我們花費很大的資金安裝了電視監控系統,卻得不到清晰的圖像,這給實際工作帶來很大的問題,如:

  ·無法判別現場細節;

  ·無法辨認犯罪嫌疑人面部特征;

  ·無法成為現場取證資料。

  而影響視頻監控系統圖像顯示質量的主要因素有:

  ·鏡頭;

  ·攝像機;

  ·視頻BNC接頭;

  ·視頻電纜傳輸;

  ·視頻服務器和硬盤錄像機圖像壓縮算法;

  ·監視器。

  鏡頭鍍膜對鏡頭有影響。鏡頭鍍膜的作用是為了增加透光性和降低反光,好的鍍膜不會影響色彩平衡和鏡頭參數。

  非球面鏡片,民用級的一般是樹脂鏡片;因為民用級的攝像機,一般只采用成本較低的復合型非球面鏡片或鑄造成型的非球面鏡片。復合型非球面鏡片,就是在光學玻璃的球面鏡片上,先涂覆一層光學樹脂,再將涂覆的樹脂部分加工成非球面的形狀。鑄造成型的非球面鏡片,則是用精密鑄造的方法,將光學樹脂直接鑄造成型,比復合型的簡單,成像質量就比全玻璃的球面鏡有所改善。

  綜上所述,就光學鏡頭和樹脂鏡頭來說,影響圖像質量的主要指標是透光率和透光特性。

  攝像機圖像質量分析:

  1.垂直分辨率

  垂直分辨率由電視制式的掃描線數決定。PAL制式表示1幀有效掃描線為625線,平均1個場有20線垂直消隱時間,因此,實際畫面只出現585線。另外,由于CCTV采用的是逐行掃描方式,因此分辨率下降。其比例被稱為凱爾系數,按照經驗,使用0.7數值。這樣,最終垂直分辨率HV=(625-20x2)x0.7,約410線左右是垂直分辨率的界限。如上所述,垂直分辨率由電視制式決定,并不表示攝像機的性能。

  2.水平分辨率

  這是CCTV監控攝像機性能的重要指標之一。實際使用的CCD決定了時鐘頻率和采樣頻率。使用高分辨率的CCD的采樣頻率為14.18MHz,根據香農采樣原理(采樣頻率必須為連續信號擁有頻率上限的2倍以上),圖像信號頻率被限制在約7MHz。

 另外,如果圖像信號成份存在超過采樣頻率1/2的頻率成份,將產生折疊現象,產生假信號/摩爾紋圖像不純。為了防止這種現象,需要使用高效帶通濾波器7MHz以上頻率。實際上很難制造出這樣的濾波器,因此,圖像信號頻率變為6MHz左右,水平分辨率達到480線。

  3.靈敏度

  CCTV監控攝像機的另外一個重要性能是最低被攝物體的照度(靈敏度)。所謂最低被攝物體照度,就是“為了獲得可識別被攝物體最低限界的圖像輸出水平而所需的必要的被攝物體照度”,用lux(勒克斯)表示。

  4.環境照度

  飯店的照度最高1,500lux,大部分為100~300lux。在這樣條件下對攝像機進行測試,和我們得到的各廠家攝象機性能有很大的差別,這是因為各廠家攝象機性能指標很多是在理想情況下(由各廠家自行定義)獲得的,通常室外照度變化最大,可以在0.2~100,000Lux的范圍內變化。

  因此建議工程商對需要安裝的攝像機(含鏡頭)進行較為全面的測試,重點包括垂直和水平分辨率測試、色彩還原測試、線性度測試、聚焦測試、面部識別等級測試、阻抗匹配特征測試,特別是在安裝環境照度下的測試,當不能確認安裝環境照度時,參考辦公室、公共用室、生活用室、星級飯店照明設計參考值。由于工程商在視頻監控項目較多的情況下,應當購置專用設備對攝像機(含鏡頭)進行全面測試。

  結論

  經過我們對影響整個視頻監控系統圖像清晰度四大因素的數字分析,同時對應用在監控工程中的鏡頭、攝像機、視頻電纜和接插件(含布線)、最優壓縮算法和監視器的選擇,我們獲得了非常令人滿意的視頻圖像清晰度。今后我們還要在色彩還原、三維自由立體顯示進行更加深入的研究。

 


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