摘要:平安城市建设中大面积使用高清摄像机已屡见不鲜，大华推出的高清网络摄像机不仅能够智能集成分析上突破瓶颈，前端智能化技术亮点等方面独树一帜，而且能有效控制方案成本，在同质化严重的今天脱颖而出，下面从技术的成本优势和高效智能分析两方面介绍其应用原理和特色。
文/房圣东
现今高清监控系统的发展，不仅表现在单个视频的高清上，规模也在不断的扩大，例如普通的平安城市动辄上千路、几千路甚至更多，传统高清摄像机只用来采集，使用中实时监看往往很难有效的"照顾"到所有视频，已经很难满足人们"用好"高清的需求。
高清网络摄像机发展日新月异，无论图像质量、性能、功能、价格，更新换代的速度越来越快，基本遵循摩尔定律，但万变不离其宗，所有的提升创新均需要围绕人的需求，如果摄像机自身对图像、声音、行为能做出智能判断过滤，既集成智能盒功能又避免平台分析路数少的瓶颈，在有效控制成本的同时更智能，看得清的同时，又能使监控系统变被动为主动。在高清产品同质化严重的今天，哪些技术可以更实在的节省整体方案成本？哪些实用的智能可以更巧妙的融入到前端，给整个方案带有亮点？下面就这两个方面为大家展开分析：
可以节省成本的技术
随着编码技术的不断发展，硬件平台性能的不断提升，超低码流，在保证画质的情况下，带宽及存储由原来的1080P实时6M～8M，降低到2M～4M，只占原来的一半甚至四分之一，从根源上降低高清方案的整体成本。目前超低码流已成为多数厂家的标配。
可伸缩编码(SVC)，有效降低网络抖动的影响。在不影响图像质量的情况下，丢弃权重低的帧，抗网络丢包能力更强，网络适应能力更好。在同一时刻，PC可以请求到全帧率的主码流，手持设备可以请求到非实时的主码流；存储端快速回放时，可以跳帧解码，减少网络传输与解码的压力；对同一路码流，可以实时监视，非实时存储，有效节省网络及存储成本。
感兴趣区域（ROI），提高指定区域视频的画质。相同带宽下，将有限的码流资源集中在用户感兴趣的区域。保证低带宽的情况下，用户感兴趣区域图像得到保证，最大支持4个区域同时设置。有效缓解网络及存储压力。
走廊模式，满足纵深场景需求应用。特定场景走廊模式，一台设备可以实现两台摄像机的效果，典型的应用场景例如长走廊、公路等。另外诸如三码流、20路同时访问、超低延时等，均对硬件平台性能及ISP处理功底有着较高的要求。
高清网络摄像机给人们带来更好的视觉体验，同时对安装调试人员也有着更高的要求。自动后调焦功能，集成一键清晰按键并且可通过远程网络控制，可以大大降低调试及后期维护成本。
实用高效的智能分析
透雾：当前的视频监控系统对天气条件非常敏感，当遇到雨雾、阴霾等能见度较低的情况时，景物图像严重退化，极大地限制了户外视频监控系统效用的发挥。目前全球气候越来越恶劣，雾霾天气时常出现，透雾功能显的尤为重要，根据雾天成像的散射模型，采用暗通道先验原理，可实现高性能的透雾技术，实现监控系统全天候工作。
透雾算法原理：
雾天成像的模型如下图所示：
图1雾天成像模型
公式表示为：
其中，I(x)是雾霾下图像的色彩值；J(x)t(x)指物体表面光线到达传感器的过程中，由于大气微颗粒的散射而产生衰减，衰减后剩余部分；A(1-t(x))指环境光线因大气微颗粒反射而进入传感器成像。
暗通道先验原理，绝大多数的无雾图像，其每个局部区域都会存在至少一个颜色通道的强度值很低的像素，根据这个原理，定义图像暗通道Jdark为：
Jc代表J的某一个颜色通道，而Ω(x)是以x为中心的一个方形区域。
对公式（1）做变形，得到
代入公式（2）Jdark可进一步求得透射率t：
t=1-Jdark/Ac
根据得到的Jdark和原图像，通过对图像亮度值的统计计算，求得大气光强A。
得到大气光强A和透射率t之后，通过对雾天成像模型的逆推，便可求出透雾后的图像：
该算法特色：
1，大气光强采用更稳定的统计方法，使得算法稳定性高，适用各种场景。
2，色彩还原度好：传统的透雾算法会冲淡图像的色彩，该算法真实还原图像色彩。
3，通透性好：该算法准确估计图像的雾气浓度，具有很好的通透性。
4，考虑场景的景深信息，极大程度还原图像的细节：该算法准确估计不同景深物体的雾气浓度，实现准确透雾，保留并凸显原先被雾气隐藏的细节；传统算法可能对近景透雾较好，但远景会残留雾气，当增强透雾等级实现远景透雾时，近景则会损失细节。
5，传统方法为提高图像对比度，会出现局部过曝或过暗的情况，损害图像质量；此算法不会丢失细节。
6，实现智能自动透雾：可自己判断是否为雾天天气，选择开启或者关闭透雾功能。
技术突破：
1，本算法透雾能力更强，还原度好，相比单幅图像去雾，算法复杂度非常更高，针对这种情况，需要进行一系列的改进优化，达到实时透雾。
2，考虑到帧与帧之间的关联性，通过对算法的改进控制，实现平滑过度，避免闪烁现象。
3，开发智能自动透雾功能，算法可自行判断是否为雾天天气，选择开启或者关闭透雾功能，极大地方便用户使用。
安装在路边立标上的摄像机，遇到重型车经过或大风天气，难免出现图像抖动，此时视频防抖技术即可派上大用场。通过估计当前帧的运动矢量，然后根据估计的运动矢量对当前帧进行运动补偿，从而达到稳定图像序列的目的。可以有效降低甚至消除图像抖动。
人脸侦测，当有人脸出现在监控区域内，将自动捕获其最清晰的面部图片，并做优化增强，用于查询和取证。另外虚焦、场景变换、遮挡等均可第一时间发出告警信息，有效避免无用录像。
声音异常侦测。诸如无声侦测，无音源输入、静音可以产生报警；环境噪声过滤，降低公共场所噪声输入；音频突变侦测，例如尖叫、突发大分贝噪声均可产生报警。适用于有音频需求的场所。
通用的行为分析，例如绊线入侵，翻越围栏，区域入侵，物品遗留/消失，非法停车，快速奔跑等等，所有智能功能均由前端摄像机设置完成。
2010年是公认的"高清元年"，大华高清网络摄像经过从2009年到2011年的不断革新积累，完成全系列高清网络摄像机的发布，为2012年高清网络摄像机的井喷奠定了基础。2013年初推出新一代超低码流、超低照度、超低功耗的"绿色高清IPC"，引起业内低码流的潮流，同时为进一步扩大市场占比做出巨大贡献。2014年推出的新一代多功能SmartIPC高清网络摄像机，则凝聚了大华十余年在智能化、光学、图像、网络高清应用等方面的核心技术，取代了传统IPC+智能盒组合方式，无论外观、做工、内部结构、散热设计等都达到了业内一流水准，为摄像机工作的可靠性，提供了"硬环境"，必将加速监控市场由高清化向智能化应用的过渡，继续引领行业发展潮流。
