平安校园中的高清监控系统

陈乾 王小平

随着时间的推移，高清监控越来越多的参与到平安校园的建设中来，绝大部分的新建工程，或者是扩容工程都会在关键监控点位上部署几个高清摄像头。甚至在一些经济发达区域的高校，一些新建工程已经出现了全高清的系统。

在校园里一般有多种视频系统：平安校园、考场监控、录播系统等，其中平安校园与校园安保密切相关，对图像要求比较高，随着高清监控越来越得到用户的认可，目前新建的平安校园基本都是全高清系统，而且绝大部分原有的标清系统也整体进行了高清改造，可以说，高清监控已经普及到了校园的每个角落。

校园还有一个很典型的特征，即校园网是带宽相对充足、扩容相对方便的局域网/ 园区网，这和带宽紧张的城域网、广域网形成了鲜明的对比，因此校园监控更适合采用需要消耗大量带宽的高清（720P、1080P）监控系统。随着高清在校园监控系统日益成熟广泛的应用，高清监控给园区监控带来了越来越多的变化，产生了越来越深刻的影响。

高清夜间监控

夜间是犯罪事件高发时段，普通的监控系统在夜间低照度环境中效果一般，即使在录像中发现了犯罪相关线索也很难分辨清楚，这对破案造成了很大的阻力，所以实现高清夜间监控无疑能大大提升破案率，从而威慑罪犯、降低犯罪率。学校处于社会聚焦点，一旦发生校园犯罪事件，往往会被推上风口浪尖，所以学校对于夜间高清监控的需求也更实际、更迫切。

目前实现夜间高清监控的方案主要有两种：红外补光、星光级低照。

摄像机通过自带的红外灯进行环境补光，从而获取清晰的图像效果，这已经是业界非常成熟的高清夜间监控方案。宇视在此基础上做了三个升级：1）普通摄像机所采用的还是第一代小功率发光管，发光效率低、使用寿命短，而宇视红外摄像机所采用的是第三代点阵LED灯，符合欧盟车规（AEC-Q101）, 其发光效率高、使用寿命在6 万小时以上；同时红外灯外装配红外增透面板，能提升7% 的红外透过率，补光效果更好，此外红外增透面板还能隔绝昆虫感兴趣的可见光波段，在夜间避免昆虫吸附摄像机造成对画面的干扰；而且内置在摄像机内的SMART-IR 补光方案，能根据监控目标的远近调整红外补光灯的强度，确保红外补光不过曝、不过暗。

星光级低照作为新兴技术，利用摄像机高感光的Sensor，配合环境光实现清晰彩色图像——其最大的优势就在于保留了色彩。如下图对比所示，这是在路灯未开启的园区内，夜晚同一时间普通相机与宇视星光级低照相机的效果对比。星光级低照摄像机对于道路、建筑物、甚至远处车辆的细节都能还原得非常清晰，而且整体画面没有明显的噪点，低照下的彩色效果表现优秀。

普通IPC低照效果和星光级IPC低照效果（右）

传统的红外补光方案能在完全无光环境中获得清晰的成像，但会失去色彩，只能形成黑白图像，而衣着颜色、车身颜色等又往往都是破案的关键线索，丢失不得，星光级低照能保留色彩但需要一定的环境光，所以很多时候这两者需要结合使用。宇视的星光级筒机以及星光级球机都自带红外补光，在夜间校园监控中优先采用星光级低照方案，配合校园中的路灯实现清晰彩色监控，当深夜路灯关闭后，切换至红外补光方案，依然能实现清晰的黑白监控。

全景监控模式

在校园中，经常会有重大活动举行，需要进行现场实时安防控制，这些活动的场地往往是空旷的广场、操场，其空间跨度广，全覆盖监控难度大。若使用球机360°监控，则球机固有的监控盲点问题很难解决，尤其是无法实现全向存储。因此在追溯取证需求必不可少的安防监控场合，往往需要部署多个枪机来满足要求。而空旷场地布点施工量大，立杆、布线、取电，大大增加了工程成本。而且多个枪机的多个画面会造成整体场景的割裂，对于监控人员掌握整体状况，快速判断处理紧急事件产生困扰为更好的满足空旷场合的全景监控的需求，业界出现了一种全景摄像机，即采用多个镜头+ 多个sensor，拼接出一副全景图像，但是这种摄像机很少有环境适应能力强的室外版本，且为了增加集成度，镜头一般不能选用通用高清镜头，很少使用大景深的长焦、中焦镜头，而且设备造价也非常昂贵。因此这种全景摄像机更多的用于高档厅堂的监控，在学校等有实际需求的地方应用极少。

但是基于这种多画面拼接的思路，还有另外一种更简便，造价也更低廉的实现方法，即采用多个高清枪式摄像机的画面拼接出一幅180°的高清全景画面。由于是通用枪机，可以选配合适的通用高清镜头，即保证了画面不变形，又可以保证相当的景深，实现大角度，大景深，真正的全景监控。

上图中间的宿舍区小广场的全景画面就是由下面三副1080P 的图像拼接而成：由于是三幅1080P@25fps 的图像拼接，则全景的实际分辨率可以达到5760×1080@25fps，即620 万像素， 远高于大部分全景摄像机的300 万像素， 特别是由于25fps 全帧活动画面的拼接，画面流畅度可以保证全画幅25fps 的全帧活动画面， 而不是某些全景摄像机的2048×1536@20fps 或者4096×1536@8fps。那么在电子变焦实现局部放大ePTZ 的时候， 可以获取更接近D1@25fps 的效果，第一幅拼接大图的上下两排即为ePTZ 的效果。若再配合使用一台高清快速球机，使球机的云镜控制和全景画面联动配合，即全景画面上点击哪里，球机就快速聚焦定位到哪里，实现光学变焦机械PTZ和电子变焦ePTZ 的有机结合，能够提供更清晰的画面，最佳的全景监控效果。

通过这种三台枪机+ 一台球机的方式，可以以远低于进口全景摄像机的价格，提供一个完美的校园广场、操场的全景监控解决方案。

目前在全景摄像机未能在校园监控项目中得到全面推广的情况下，宇视全景拼接方案，还是得到了很多用户的认可。

高清带来的新安保业务：校园车辆管理

国内高等院校景色优美，设施齐全，人文气息浓厚，已经成为公众旅游参观、休闲锻炼的首选场所。随着高校对外开放程度的加大，同时，带来一系列的安全问题和管理问题，特别是校园车辆管理。主要表现：车辆出入学校的效率低下，容易造成拥堵；车辆在校内超速、横穿校园，安全隐患极大；车辆在校内乱停车，到处找车位，扰乱校园秩序；车辆进出、收费的管理过分依赖人工，难度大。

平安校园中的高清监控系统下，主要业务应用体现在对车辆和事件的管理进一步提升，主要有下面四个应用方案：

校园出入口车辆控制系统

传统的出入口车辆控制，都是采用有卡的方式，成本高、丢失补办麻烦、不好管理，同时停车刷卡进出效率低下。
基于视频识别技术的无卡出入方式，采用黑白名单管理，对于校内车辆自由进入，校外车辆登记进出，也可实现收费功能。
对于一些在学校内违章的车辆，进行黑名单管理，结合学校行政管理制度，进行行政处罚或者禁止入内的处理。

校园车辆超速系统

校园车辆超速系统，可采用地感线圈、雷达、视频等多种测速方式，配合LED 屏使用，及时提醒驾驶员，确保校内师生的安全。
对于校内车辆，可以发送短信给登记的车主，进行及时有效的提醒。车辆在学校内所有超速的记录，都保存在系统中，同时可被学校管理人员所使用。

违章停车抓拍系统

对于校内划定的禁止停车区域，可采用违章停车体育球机进行抓拍。抓拍的图像和方式与交通规则保持一致。

停车引导与管理

新建的校内楼宇或者校区，基本上都建设了地下停车场，车位较多，而且不止一层。地下停车场一般为学校内部车辆所使用，出入口控制系统会自动识别是否是内部车辆。
高清，已经给校园监控带来了巨大变化。但是由于视频信息量的倍增，必将对视频编码、传输、存储系统以及业务的深度应用带来更大的冲击。