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智慧功能加持下 大幅提升監控攝影機安防功能

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IP防護等級決定安防監控系統的戶外部署抗候能力,圖中為IP66等級的線材保護設計,繁複的墊圈與抗候外殼可達到防水、防塵功效。(AXIS)
IP防護等級決定安防監控系統的戶外部署抗候能力,圖中為IP66等級的線材保護設計,繁複的墊圈與抗候外殼可達到防水、防塵功效。(AXIS)

安全監控應用,從早期單一攝影機搭配影像儲存設備配套組成,到現在可支援32路、48路監控攝影機、多分割畫面、全IP網路傳輸、智能監控、DVR數位影像儲存等技術,安全監控系統應用功能正持續升級,全數位化技術整合在實用性更勝以往類比監控系統…

安全監控系統依建置模式不同,一般可以分成幾種形式,一種是採單機搭配個人電腦建置的精簡型監控系統,單機型態的監控平台具備獨立的影像處理設備,系統多採行封閉式設計,因此具備系統穩定、安全,資料不易受到攻擊或竊取等優點,加上個人電腦建構的監控系統具備擴充便利性、使用介面也是工業標準設計,擴充用的配件或是儲存設備成本相對低廉,且共用性高。

數位監控攝影機整合主動追蹤、智能功能已成趨勢,可提升監控安防系統更完善的應用功能。Arecont Vision

數位監控攝影機整合主動追蹤、智能功能已成趨勢,可提升監控安防系統更完善的應用功能。Arecont Vision

安全監控需求擴充  監控系統走向數位化、智能化發展

但隨著安全監控需求擴充,單機型態的監控系統漸漸無法滿足所需,而且建置成本相對較高,因此衍生多路監控的使用需求,透過單一主機同時可處理多路監控訊號源,大幅降低系統建置的硬體成本,加上多路監控訊源可集中監控影像進行處理、分析、儲存,更大大擴展了監控系統的實用價值。

分析安全監控系統的使用需求,可以發現安全監控系統有幾個應用重點需要被滿足,例如,監控系統需要可同時監看多個監控點,因為監控人力有限,為讓監看效率提升,同時檢視多點訊源可以讓保安人力配置更具彈性。另外,多點監控訊源錄製方式須與全畫面進行紀錄、呈現方面必須以縮圖呈現於監控畫面上,當發現可疑動態也能即時切換訊源進行放大或局部檢視。

單路監控式微  多路監控兼具擴充與成本優勢

以一般社區、廠區使用的16路的安全監控系統為例,監控系統可由一部監控主機負責監控訊源的整合與儲存,搭配16組監控攝影機產生的訊號源進行即時儲存處理,影像訊號可以利用視訊傳輸實體線材,或是透過Wi-Fi無線網路進行影像傳輸,16路視訊來源送至影像分割處理器進行影像處理,此時影像再分兩路進行處理,其中一路為呈現於安管室的監控螢幕進行呈現,此部分影像為即時分割16路影像於單一螢幕呈現,也能透過功能切換指定單路影像放大檢視,另一方面16路監控訊號源也同時以全畫面格式進行即時影像儲存。

而在網路雲端應用持續發燒下,安全監控應用的影像系統也吹起雲端網路化應用熱潮,不只是監控點的攝影機逐步導入Wi-Fi影像無線傳輸模組便於監控點設備部署,連多路監控視訊也能透過Wi-Fi或是3G/4G Lte無線網通技術,將監控視訊透過無線數據傳輸發送到遠端終端設備進行即時監看,甚至是透過雲服務調閱監控影像錄製平台中的監控視訊內容。

數位化攝影機制  解析度與影像品質雙重升級

以往支援多路監控的安防監控平台,最受詬病的多半是紀錄影像劣化,導致當發生安控危機需要調閱紀錄影像佐證時,才發現紀錄的影片無法擷取出清晰的靜態影像,這可由幾個監控瓶頸來討論,這有可能是監控攝影機本身的解析度就太差,訊號源品質在錄製時就在解析度表現過低,導致了紀錄視訊品質低劣問題。

除了訊源問題外,也可能是類比?數位攝影機混合的監控系統,部分類比監控訊源的紀錄影像品質因為類比視訊傳輸造成視訊劣化,加上類比?數位訊源轉換導致影像劣化,都會造成紀錄影像品質不佳。

影響影像品質的部分也不光是攝影機解析度與類比?數位轉換問題,因為以類比攝影機來說,類比視訊在透過視訊線路傳輸過程,會因為監控攝影機的設置位置距離長短,影響其傳輸影像的品質,類比視訊信號也容易受到環境干擾、影響,導致監視畫面模糊或是難以辨認,影響其實用價值,雖然比提升監控視訊品質較好的方式是全面更換高解析度、數位式攝影機,但在實際的監控應用場合,設備升級必須採漸進式與分階段採購與設置部署,較難以一次性全面更換方式替代舊設備,系統部署仍須考量舊有監控設備的視訊品質提升改善。

紅外線夜視功能升級  優化弱光監控影像品質

另一部分問題是監視攝影機本身的夜視品質不佳,導致夜間監控畫面在照明不佳狀況下的品質難以接受,監視攝影機除了改善鏡頭解析度問題外,也可透過改採彩色監控系統,提升監視畫面解析度與可辨識度,同時,攝影機搭配紅外線錄影夜視功能,也可進一步改善夜間弱光環境下的監視畫面錄製品質。

以紅外線攝影功能來說,主要是透過攝影機搭載紅外線LED產生輔助光源,透過人眼無法感受的紅外線光源提供黑暗環境錄影的實際效用,基本上紅外線LED設置數量越多,代表攝影機可以拍攝的弱光監控攝影距離越長,一般來說以監視範圍10公尺內的應用環境可以配置10?15個紅外線LED進行弱光攝影輔助,拍攝範圍增加可以增加至20個以上的紅外線LED輔助,可視實際監控攝影需求進行選擇。

而安防監控系統的運作穩定性,在主流攝影機大多改用IP網路化架設方案後,線路穩定性的問題並不大,考驗監控攝影品質與穩定性的關鍵,反而是攝影鏡頭本身的防水、防塵的耐候性因素。

也就是說,監控攝影機大多設置在工廠的門口、圍牆或是廠房角落,通常這些監控點設置對於電子設備來說,並不是很好的運行環境,通常會有高溫、高濕、高落塵等問題伴隨,監控攝影機本身若無針對這些環境限制進行改善,也會因為防水、防塵問題導致攝影功能不穩定甚至是故障頻繁發生。

攝影機抗候等級  需在成本、效益取得平衡

要討論監控攝影機的防水、防塵設計問題前,要先了解防水?防塵等級規範,較能理解設計優化重點,首先,戶外用監控攝影機本身即必須具備防雨淋、防長時間曝曬、防塵等設計重點,使監控攝影機可以適應戶外部署環境,一般來說會以(IP)防護等級搭配兩碼數字標示抗候防護水準,這也是安防監控業界常說的IP防護等級。

IP防護等級為由國際電工委員會(IEC)組織規範(IEC60529標準),為適用電子裝置搭配外殼封裝技術提供的抗候防護標準,第一個數字為防塵等級、第二個數字為防水等級。

一般來說,IP防護等級數字是越大表示防護水準越高,但實際上也不是防護水準要做到置頂才是最好,因為IP防護等級提升對於電子設備的防護材料成本也會對應提升,若為了提升防護水準而導致成本過度膨脹,其實也並未是好事,較佳的防護等級應是符合監控點設置所需的抗候防護等級即可,才能在防護能力與設備建置成本上取得較佳平衡點。

而戶外用的監控攝影機,大多做到IP66就有相當不錯的防塵與防水能力,對於戶外設置點幾乎可以達到使攝影機可完全防塵入侵,同時也能達到一般戶外雨淋可能對攝影機設備造成的損壞。

主動偵測功能整合  有效提升監控安防系統效益

傳統安防監視系統,大多以被動的錄製監控點畫面應用為主,而畫面呈現的內容則取決於監控系統的架設狀態,基本上傳統架設安防監控系統較無法因應突發意外狀況,也導致監視安防效果表現低落。新的監控安防設計觀念為提升攝影系統的主動性,也就是在監視系統中追加移動偵測功能,透過針對監控點主動偵測移動人、車、物體功能搭配監控攝影與警示提示機制,提升安防監控系統更縝密的監控機制。

一般作法為在攝影機搭配紅外線感測器,主動在一般監控機制下同時進行偵測環境物體狀態機制,透過感測結果可以與監控攝影機動態進行聯動,也就是說以動態感測結果改變攝影機的拍攝方向,透過電子控制機制鎖定異常入侵事件進行攝影紀錄。

而監控攝影機本身也可搭配動態感測機制,整合其PTZ(Pan/Tilt/Zoom)鏡頭調校控制機制,利用主動動態感測調整攝影鏡頭的拍攝方向、放大?縮小等拍攝重點,有效處理監測目標的3D移動狀態,會比僅單純固定錄製特定監控角度的安防監控系統更富實用價值。