浅谈视频监控摄像机主流技术

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摄像机作为视频监控的重要核心设备之一，自第一代摄像机问世以来取得了长足的进步。从黑白到彩色，从普通相机到一体机和智能相机，宽动态、低照度、分辨率和信噪比等技术指标都得到了快速提高，但其基本原理基本保持不变。目前，相机的主流技术包括宽运动、智能分析、高清晰度和低照度。

宽动态范围

数字宽动态范围并没有真正达到扩大成像动态范围的目的，而是通过软件的图像后处理算法来提高局部区域的对比度，这通常是通过相机的isp模块来实现的。肉眼可以分辨的灰度范围非常有限，但事实上，计算机可以分辨非常微弱的灰度差异。数字宽动态增强了这些微弱的差异，肉眼可以通过图像处理算法辨别。然后，在ccd硬件技术的基础上，出现了双帧合成宽动态。解决方案是使用一个ccd，但是上面的每个点在一次曝光中曝光两次，一次是长曝光(低快门)，一次是短曝光(高快门)。

因此在每个点上有两个数据输出，这被称为“双输出ccd”利用dsp特殊的图像处理算法，将两幅图像中亮度合适的部分分别切掉，最后叠加合成，输出一幅可见光区和暗区清晰的图像。无论是数字宽动态还是双快门宽动态，其宽动态效果都不理想。

随着dsp和cmos技术的发展，dps采用了对每个像素进行单独曝光和控制的技术。此外，通过cmos传感器采集的多帧图像的线性叠加来合成完整的图像，其具有比两次曝光的ccd成像更高的动态范围。从数值上讲，采用dps技术的cmos相机的动态范围可以达到120db甚至140db。宽动态技术已经成为衡量相机性能的重要指标。目前，标准的宽动态函数已经成为ipc厂商的共识。

智能分析

摄像机从2011年推出的两三种智能分析功能发展到现在，几乎所有主流制造商的摄像机都标配了10多种智能功能。当然，这些智能功能大多局限于高端产品。

诊断智能分析。摄像机诊断智能分析主要针对摄像机常见故障进行准确分析、判断和报警，如黑屏、模糊、云台失控、画面冻结、场景变化、物品遗留/消失等视频信号干扰。

2。识别类的智能分析。这种相机技术倾向于分析和处理静态场景，通过图像识别、图像比较和模式匹配等核心技术实现对人、车、物等相关特征信息的提取和分析。车牌识别技术主要用于车辆识别的分析和应用。

3。行为类的智能分析。相机技术侧重于动态场景的分析和处理。典型功能有:车辆逆行、防区入侵检测、人员集中检测、出行线路穿越检测、快速移动、人员徘徊检测和客流统计等。

随着计算能力的提高，前端摄像头可以实时分析视频内容，检测运动物体，识别人和车辆的属性信息，并通过网络传输到后端人工智能的中央数据库进行存储。

目前，人脸识别、车辆识别应用、视频结构化和行为分析已经变得更加普遍。

高像素

2010年高清第一年，仅推出720p高清网络摄像头。直到2012年，安琪的主流高清网络摄像机主要是130万和200万，很少有像素超过300。随着cmos技术的引入，高清摄像机发展迅速，300万像素、400万像素、500万像素、600万像素和1200万像素的摄像机如雨后春笋般涌现，这意味着技术的创新带来了产品系统的创新。

目前，以4k和8k为代表的超高清已经成为各厂商的标准。对于用户来说，4k不仅仅是一种视觉体验和享受，它的分辨率是1080p的四倍。如果你用4k相机和1080p相机以相同的视角拍摄同一个场景，4k相机会用1080p相机使用的四倍信息恢复场景，画面自然会更清晰，更接近现实。从“使用”的角度来看，由于4k图片的信息量是1080p的四倍，因此可以基于更多的信息实现更精确的智能分析。一旦4k被大规模部署，智能分析的准确性就可以上升到一个更高的水平，更丰富和令人惊讶的智能应用将会实现。

低照度

业内公认，0.001lux及以下的摄像机称为星级摄像机，广泛用于安全城市、金融、酒店建筑、安全村庄、港口、高速公路等项目。并且在不需要大规模安装辅助照明设施的情况下，可以获得更好的夜间高清彩色监控画面需求。星级照明监控技术主要受镜头、图像传感器、后端图像处理技术等因素的影响，各安防企业的厂商也从使用大口径镜头、选择大目标面传感器和良好的图像处理技术等几个方面进行了升级。

目前，以ai超微型光学技术为代表，通过细化应用场景的目标图像要求，采集了大量夜间低照度条件下的车辆卡口、车辆电子报警器、人员卡口和全结构摄像机的图像样本和仿真数据，进行了有针对性的数学建模，并从采集、绘图、训练和模型转换等方面设计了一套端到端的深度学习模型。还有超级星光、黑光、极光等技术。