E标视频监控系统现场清晰度检测方法

瞿帅

[摘    要]视频监控系统是安全技术防范的重要内容。现行清晰度检测认定方法源自于模拟电视时代，采用电视线数测试卡为靶标，以观察系统的水平清晰度（TVL）。随着视频监控系统技术的进步，应用规模的扩大，以及为满足既有系统在保持最终使用设置状态下进行检测认定的需求，现行方法对视频监控系统清晰度的检测评价方法的局限性逐渐显现。主要体现在：现行评价检测的范围不是在最终使用设置状态下进行，故检测结果具有局限性;现行评价检测体系所使用的视频清晰度指标要求如“体貌特征”“面部特征”等文字描述，与其所对应的视频清晰度指标等级如800线TVL、600线TVL等的对应关系不直观;传统的电视线（TVL）来表示视频监控系统清晰度评价体系框架难于实现精确、合理、经济的安全防范风险控制，存在过度投入或应用潜能未能有效发挥的现象。

[关键词]视频监控系统;E标;现场清晰度;检测方法

[中图分类号]TN948.6 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）02–0–04

Field Definition Detection Method of E-Mark Video Monitoring System

Qu Shuai

[Abstract]Video surveillance system is an important part of security technology. The current definition detection and identification method originates from the era of analog TV. The TV line number test card is used as the target to observe the horizontal definition （TVL） of the system. With the progress of video surveillance system technology， the expansion of application scale， and in order to meet the needs of detection and identification of the existing system while maintaining the final use setting state， the limitations of the current method on the detection and evaluation method of video surveillance system clarity gradually appear. It is mainly reflected in the following three aspects：① The scope of current evaluation and detection is not carried out in the final use setting state， so the detection results are limited.② The video definition index requirements used in the current evaluation and detection system， such as "physical features"， "facial features" and other text descriptions， are not intuitive with their corresponding video definition index levels， such as 800 line TVL and 600 line TVL.③ The traditional TV line （TVL） represents the definition evaluation system framework of video surveillance system， which is difficult to achieve accurate， reasonable and economic security risk control， and there is the phenomenon of excessive investment or failure to give full play to the application potential.

[Keywords]video surveillance system; Bid E; site clarity; test method

本文的目標在于确定一种全面、客观、定量的视频监控有效区域内清晰度水平及能力分布情况进行认定的检测方法，使评价和检测结果能反映监控现场有效区域内各目标物体直观的清晰度，以满足视频监控系统的应用方、设计方、产品开发方、检测评价方、监督管理方均能在视频监控系统保持最终使用状态下，对视频监控系统现场清晰度水平状态获得一致、准确、简明判断的需求。

为解决目前安防工程中视频清晰度检测对摄像机到被监测对象这一重要环节的遗漏，将研究“全环节”检测的技术和手段，克服现行检测手段存在的不足。实际上，现行检测方法反映的仅是系统能力而非工程实际（检测时把聚焦对准在测试卡上，而不是在实际的监视距离上），而且对视频分辨能力的判断主观成分较大。

DB31/T 1229—2020《安全防范工程视频监控系统现场清晰度要求》已由上海市市场监督管理局在2020年6月3日发布，2020年8月1日实施。

本文规定的清晰度称为现场清晰度，用E标等级的度量值来表示，以区别传统的系统清晰度。

1 视频图像清晰度检测原理

1.1 系统图像原理

现在主流的视频监控系统是由前端摄像机、传输、管理、显示、存储五大部分组成。摄像机通过双绞线/光纤将视频图像传输到监控中心管理端，管理端将视频图像分配给存储、显示或客户端。如有语音输入，也是与视频信号同样进行分配。管理端也可以通过又绞线/光纤将控制信令，设置参数传输到摄像机，实现统前端的统一管理。前端的摄像机依据安全防范的要求不同，设置不同的分辨率、焦距等，实现对不同部位、不同对像的不同清晰度要求。

1.2 传统清晰度检测原理

传统的视频清晰度检测方法是GA/T 1128—2013《安全范视频监控高清晰度摄像机测量方法》规定的方法，将测试图置于摄像机正前方，调整摄像机的参数，使得摄像机聚焦点处于测试图上，在后端的显示装置上查看清晰度的最大可分辨线数。测量原理如图1所示。

使用的测试图应符合ISO 12233反射式分辨率卡，如图2所示。

1.3 E标现场清晰度检测原理

E标现场清晰度的检测方法为，将不同等级的E标靶置于监视现场的监视点，在后端的显示装置查看视频现场的E标最大等级，测量原理如图3所示。

使用的测试图应符合GB 11533—2011标准对数视力表要求，如图4所示。

E标尺寸参数如表1所示。

2 测试环境

2.1 被监控目标为“水平”分类

指人行或车行通道上一个具有有限宽度的虚拟卡口。出入口包括：通道门、电梯门、楼梯口、车道等。也包括安检通道上所设的卡口（可以是虚拟的）。对出入口的监视指人员或车辆从该（虚拟）卡口通过时，应留下足够清晰及足够时长的监控图像。对出入口监控时，摄像机一般应设置在虚拟的卡口线（警戒线）的垂直方位。

2.2 被监控目标为“通道纵深”分类

指监控目标区域是一个长条形的矩形区域，远端和/或近端为出入口，通道两侧拥有有限的侧向出入口。对通道的监视指人员或车辆在该通道经过时，除应能分辨人员、车辆特征外，还应判别该人员或车辆的进入和离开的出入口（通道远端和近端出入口、側向出入口、侧向房门等）。周界的警戒线形成一个围合，包括对通道内所有欲监控出入口的（虚拟）封堵。对通道监控时，摄像机一般设置在通道的一端或两端的延伸方向，通道较长时也可分段设置摄像机。

2.3 被监控目标为“周界纵深”分类

指监控目标区域是对一段呈开放线段的警戒线、预警距离构成的警戒区域进行监控的情形，例如周界、围墙等。周界的警戒线不构成围合。对周界的监视指人员或车辆从该周界警戒线穿越、跨越、翻越时，应留下足够清晰及足够时长的监控图像。对周界监控时，摄像机一般设置在周界的一端或两端的延伸线位置。

2.4 被监控目标为“区域”分类

指监控目标区域是直接指定的一个区域（例如一个广场区域或者主出入口的门前区域等），或当监控某个特定活动时（如现金交接等）所发生的区域。区域的警戒线即区域的周界围合线。对区域的监视指对区域内人员或车辆的活动应能获得足够清晰的监控图像。对区域进行监控时，摄像机应设置在区域外的某处。当摄像机设置在区域内、区域周界位置时，将不能对整个区域进行有效监控。这时，应把整个区域划分成两个或多个分区域，每个分区域应在合适位置设置摄像机对其进行监控。对区域监控的摄像机对所负责拍摄的区域（区域分区）应形成合适的拍摄角度。

3 检测方法

由于监视区域不同（点、线、面），监视对像不同（人、车），难以以同一个标准来确定，须要分别讨论。

（1）当被监控目标为“水平”类别时，警戒区域由警戒线和预警距离构成的矩形区域加上两边扇形扩展区域组成，如图5所示。

预警距离和警戒高度取值如下：①人员出入口时，预警距离取1.5 m，警戒高度取0～2.4 m。②车辆道口时，预警距离取6 m，警戒高度取0～3 m。③车辆行驶通道时，预警距离在一般道路时取20 m，高速公路时取30 m，警戒高度取0～3 m。④监视对象为车牌时，预警距离取6 m，警戒高度取0～0.8 m。

（2）当被监控目标为“通道纵深”类别时，警戒区域如图6、图7所示。

预警距离和警戒高度取值如下：①人行通道的警戒高度取0～2.4 mm。②车行通道的警戒高度取0～3 m。

（3）当被监控目标为“周界纵深”类别时，警戒区域如图8所示。

预警距离在布点平面图或设计说明文件中没有特别指定的情况下，取3 m。警戒高度取地面到围墙/围栏最高点0.3 m。监控图像有效画面的上侧，应能显示通道远端中点的警戒高度高点（3 m，或另按规定）。

（4）当被监控目标为“区域”类别时，警戒区域如图9所示。

4 测试结论分析

4.1 传统的系统水平清晰度与E标等级相关关系理论计算（16：9画面）

由同等画面公式：E标外形边长/5=视场宽度/（TVL线数*16/9）

得出：E标外形边长（mm）=2.8*视场宽度（mm）/TVL线数

4.2 使用E标现场测试方法得出测试结果

测试结果见表2。

4.3 对测试结果进行收敛性分析

测试结果收敛性分析见图10。

通过实验分析，本方法有较好的收敛性，在2.8为理论值的基础上，得出实验修正值3.2。用E标等级表示的被监控位置现场清晰度和用电视线数TVL表的视频系统清晰度之间存在如下映射关系：E标外形边长（mm）=3.2*视场宽度（mm）/TVL线数

5 结束语

通过新设计的清晰度检测方法，可以达到：①将客观反映工程实际工作状态下的监视性能（不需调整镜头聚焦对准测试卡后进行检测）;②准确反映在目标警戒位置（实际作用区）上分辨能力;③不同检测人员对检测结果的判断更为客观（易重现性提高）;④由此定义的测试点位为标准的制定提供了重要依据，是标准的重要内容，通过大量实验数据，印证了目前概念中点、线、面的关系，为立项工作申报标准提供有力支撑，为今后视频监控清晰度测试方法的转变提供了坚实的基础;⑤完成E标清晰度标准的编制，在研究工程实际检测技术方法的基础上，形成稳定有效的清晰度量化值，建立清晰度与测试靶标之间的映射关系，客观描述人的脸部特征、行为特征、车辆特征和运动特征与视频清晰度之间的科学关系。

参考文献

[1] 民用闭路监视电视系统工程技术规范：GB 50198—2011[S].

[2] 安全范视频监控高清晰度摄像机测量方法：GA/T 1128—2013[S].

[3] 标准对数视力表：GB 11533—2011[S].

[4] 安全防范工程视频监控系统现场清晰度要求DB31/T 1229—2020[S].

[5] 田金茂，李新，彭湃，等.视频监控系统图像清晰度检测标准化方法的探讨[J].中国标准化，2018（8）：236-238.