天网工程图像有效性综述

2014-03-02张迎亚赵亚飞

中国公共安全 2014年11期

■ 张迎亚赵亚飞

背景

天网工程是指为满足城市治安防控和城市管理需要，利用图像采集、传输、控制、显示等设备和控制软件组成，对固定区域进行实时监控和信息记录的视频监控系统。随着摄像机技术、网络技术、智能分析等技术的发展，智能交通已经可以实现，平安城市的建设也正在兴起，天网工程作为平安城市的重要组成部分，对社会发展产生了巨大的推进作用，二而前端摄像机的图像质量，直接影响到天网工程建设的效果，因此，有必要对天网工程图像质量进行规范，本文结合平安合肥项目对图像有效性进行探讨。

图像质量有效性

对于天网工程建设中的图像质量，需要有一个统一的标准规范。避免缺乏图像有效性标准而出现的多次反复调试工作。

天网工程中按监控摄像机的监控场景分类，主要分为场景拍摄和特征捕获两种。场景拍摄主要是对监控目标的运动方向及基本外部形态进行拍摄，如：广场、人流密集区域、路口等。特征捕获主要是对监控目标的详细信息进行抓拍捕获，如：人脸特征信息、车牌信息、车标等等。对于所有的监控摄像机的图像质量首先有一个基本标准，特征捕获类摄像机有更详细的要求。

基本标准

不论是对于场景拍摄的监控画面还是对于特征捕获的监控画面都要求：画面无扭曲变形、不模糊、取景合理、画面达到主观评价的4级质量标准以上等。

画面不扭曲不变形

监控画面扭曲变形是指监控画面中出现与真实物体不成比例，不协调情况，如鱼眼效应（如果场景范围较大，必须通过小焦距才能完全覆盖监控场景，适度的变形是允许的）、图像被压缩等。

画面不模糊

监控画面模糊是指监控画面中出现整体或局部不能辨识监控区域内监控目标的清晰轮廓以及整体画面色彩失真等情况。

画面无遮挡

监控画面遮挡是指监控画面被其他物体全部或部分遮挡，导致不能在画面中看到全部取景范围的情况，如树木、摄像机外罩的遮挡的情况。

取景合理

监控画面构图上，通过摄像机调节（水平偏转角或俯仰角调节）可避免的无效监控区域不得超过10%。要求能够完全覆盖主要监控目标区域。

无效监控区域是指监控目标不可能到达的监控区域，通常指的是天空、建筑物、绿化隔离带等。

画面的通透性

场景监控摄像机的图像需要保证场景的通透性。在通道型的场景下，纵深长度需保证20米以上。有些场景既需要监控横向运动目标也需要监控前后运动目标，这类场景以监控目标主要运动方向为主要监控区域，要求监控目标在穿越画面最短路径长度大于15米。

画面主观评价

对于平安合肥视频监控项目中监控画面的图像质量要求达到国际标准上规定的绝对尺度4级或5级标准。标准ITU-R BT.500-11中规定了图像的主观评价方法。画面的主观评价标准尺度如下表所示。

质量尺度妨碍尺度5分丝毫看不出图像质量变坏非常好4分图像质量变化，但不妨碍观看好3分图像质量变坏，对观看稍有妨碍一般2分对观看有妨碍差1分非常严重的妨碍观看非常差

特征捕获类监控

对于一些重要路口、通道、重点区域等地方架设的摄像机，要求对特征进行识别，这时所安装的摄像机的主要作用是特征识别。特征识别分为对车牌的识别和人脸的识别。

角度要求

对于使用在特征识别情况下的枪机，对人脸识别要求其俯角不大于15°，水平偏转角度不大于30°。对车牌识别要求其俯角不大于30°，水平偏转角度不大于30°。

特征识别像素标准

平安合肥视频监控特征识别的主要对象是人脸和车牌。其中对人脸识别的要求是作用在人脸上的像素达到3600像素，对车牌识别的要求是作用在车牌上的像素达到100-400像素。

对于人脸和车牌的识别及在场景监控情况下可以对人的行为进行判别的最大距离如下表所示:

实例分析

在合肥市视频监控项目中，出现了一些不符合项目规范的图像画面，其中图像模糊和图像取景不合理占整个不合格图像的绝大部分，因此需要特别注意。

如图3.1所示，图像为取景不合理的情况，由图中可见摄像机监控的主要目标为小区大门，但是图像中反映出的信息却是有照射高空的现象，一般情况下，高空被定义为无价值区域，以此不在监控的范围内，需要过滤掉，同时，由图3.2可知，图3.1中并没有把门卫室两侧的小区大门全部监控在视野范围内，以此这台摄像机的图像需要整改，如图3.1所示,可以把高空高滤掉，并把摄像机角度适当的向右移动，并调节摄像机的清晰度，使摄像机画面符合要求。图像整改后，如图3.2所示，图像比较清晰，达到了主观评价要求，图像没有了照射高空的现象，并且把小区大门全部监控在内，图像画面总体达到了图像质量要求。

图3.1：取景不合理整改前图像

图3.2：取景不合理整改后图像

在对不合格图像整改的过程中发现图像模糊在不合格图像中占了比较大的比例，图像模糊分为图像总体模糊和图像局部模糊，图像总体模糊比较容易辨认，但是图像局部模糊却需要仔细分辨才能辨别，并且对于图像局部模糊的摄像机画面，如果想要把图像总体调试清晰（排除摄像机质量方面的因素），必须重新聚焦，降低图像清晰的部分，同时提高图像模糊的部分，使摄像机画面达到一种平衡，即图像总体清晰。

如图3.3所示，图像中画面总体模糊，不能识别出车牌，通过摄像机调试，图像中能够识别出车牌，总体清晰，达到图像主观评价要求。