PTZ摄像机的技术优势和发展趋势 ——深圳市保千里电子有限公司安防渠道部总监 吴雪芳

　　传感器和计算机计算的发展影响了新型计算机网络和处理框架的发展。其中，中小型视频监控网络已经被广泛应用。

　　在现代监控系统中，多摄像机追踪问题中的一个主要挑战是如何在不同的FOV下保持目标标识的连续性。尽管静态摄像机网络可以为监控任务覆盖一个广阔的区域，但为了增加摄像机监控区域增加摄像机可视角度时，图片分辨率会因此降低;当不存在重叠的FOV时，信号处理必须仍然在单个数据源上执行。因此，PTZ摄像机的引入，为摄像机网络的发展带来了全新的应用优势。

　　球型摄像机(PTZ Dome)是一种一体化球型摄像机，具有运转速度快、光学变焦、定位精确、控制方式灵活等特点，随着整个监控行业数字化、网络化、高清化发展的进程，网络PTZ摄像机在产品的开发上也迈入了一个新的阶段，高清PTZ摄像机成为监控行业新的热点。其主要具有以下四大应用优势。

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　　以太网供电

　　ALL IN ONE， 即一个网线实现所有数据的传输，这是网络监控的一个重要优势。以太网供电IEEE 802.3af(在POE交换机端的电压是48V DC，最大功率15.4W)，只适合给固定网络摄像机和固定半球摄像机进行供电。

　　High PoE ，802.3at在电压范围支持50-57V DC，标程为53VDC，最大功率支持30W，完全可给快球摄像机及其护罩供电。通过High PoE，网络快球不需要任何视频线、音频线、控制线、电源线等，只需连接一根网线，即可实现所有线缆的连接。

　　为了缩短网络高清PTZ摄像机的安装时间，及更好地保证快球的安装质量，更多网络高清PTZ摄像机尤其是室外型高清PTZ摄像机在出厂时，就已经配置好了IP66护罩及预装好的支架，开箱即用，可实现网络快球的快速安装，且可充分保证安装质量。

　　自动翻转结构设计

　　PTZ球型摄像机根据其机械构造的不同，可分为高速球机和PTZ摄像机两种类型，两种类型统称为PTZ球型摄像机。

　　高速球采用轴传动，结构结实，可实现360度的连续旋转，但成本较高。而PTZ摄像机采用齿轮传动，由于存在限位，无法实现360度旋转，但成本低廉。因此，既可实现360度旋转又保证较低制造成本的360度自动翻转PTZ摄像机技术也被应用于高清PTZ摄像机中。

　　这种球形摄像机同PTZ摄像机一样，采用齿轮传动，也有限位。当对摄像机进行360度水平旋转控制，在到达限位时，摄像将在0.1秒内水平反向旋转180度，垂直反向旋转180度，在跳过限位后，继续按照人员控制的方向旋转，从而实现了360度的连续旋转。

　　在不要求摄像机长时间连续旋转的情况下，既希望实现360度的监控，又希望快球价格较低时，这种结构的摄像机是非常不错的选择。一般情况下，这种自动翻转结构的快球摄像机，其水平旋转速度和垂直选择速度均可达到300度/秒的速度，并可根据变焦情况，自动调整旋转速度，从而保证长焦的精确限速。

　　更灵活的控制方式

　　高清PTZ摄像机的技术发展，使得监控的应用需求进一步提高。尤其是基于网络化的摄像机控制和操作，要求高清PTZ网络摄像机能够迅速响应控制命令，并实现摄像机的转动和变焦。

　　通常情况下，高清PTZ摄像机主要有两种控制模式：摇杆拖动式控制和中心点控制。采用摇杆对摄像机进行PTZ控制时，很难做到定位精确，控制困难。但运用“中心点控制”模式时，可自由随心控制。

　　“中心点控制”方式，鼠标在图像上显示为一个“+”图标，在监控图像上，鼠标点到哪里，摄像机就会以该点为中心，自动旋转，精确定位到该点。当希望对某目标进行放大时，可按下左键的同时拖动鼠标，框住该目标，即可实现对该目标的自动水平、垂直定位及放大。

　　“中心点控制”方式，只适合鼠标控制方式，不适合摇杆控制方式。

　　智能分析

　　自主自动PTZ智能跟踪，可以使摄像机对自身的云台和变焦镜头进行自主PTZ驱动，并自动控制PTZ摄像机进行云台全方位旋转和镜头缩放，针对被锁定的运动目标进行视觉导向的自动跟踪，以确保跟踪目标持续以放大特写画面出现在镜头中央，这样安防人员可以更清晰地看到信息，同时还可以用于事后取证。自动PTZ跟踪模块弥补了固定摄像机监控视野狭窄的缺点，是完善的安全监控系统所必备的功能。

　　智能PTZ自动跟踪监控系统具有目标分析功能，并配有高分辨率摄像机、大倍率光学变焦镜头和高转速云台，可以快速、准确地自动捕捉到可疑目标。通过设置预置位智能视觉PTZ自动跟踪监控系统可以实现预置位扫描、自动巡航等功能，还能实现智能监控的诸多特殊要求。

　　在安防监控全行业共同遵循的数字化、网络化、高清化发展方向之外，PTZ摄像机还具有以下发展趋势。

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　　智能分析和自动解释

　　视频监控是安防行业中市场比重最大的分支行业，而视频监控的智能化也是视频监控技术的发展方向之一。如何实现视频内容的智能分析与自动解释，使人们摆脱大量“目视”检索的繁杂与人工巡查的失误，正是智能视频分析发展的重点诉求，也是PTZ摄像机技术的发展趋势。

　　目前，安防市场上出现的视频入侵报警云台摄像机(又称电子哨兵)，是PTZ摄像机智能化发展的可喜成就。电子哨兵具有强大的技术优势，如：智能跟踪、预警示警一体化、集成多种应用模块、可实现无盲区监控等等。摄像机内置的图像处理器对监控区域进行移动目标、越界目标、侵入目标进行图像抓拍、行为分析，同时，将入侵信号传送给定位机，定位机根据入侵信号，启动目标跟踪模块控制云台旋转至监控入侵点，对目标进行智能PTZ跟踪，一旦入侵人员触碰到预设的触警区域，将会自动开启声光示警功能，并通过爆闪、喊话等方式进行入侵示警。

　　另外该类设备可以根据实际应用场所设置优先检测区域、不侦测区域、越线警戒线，区域形状可随意设置，可有效事前预警，降低入侵行为的发生率。

　　当前视频监控系统应用最广泛的功能就在于图像记录功能，也就是录像。忠实的事发现场记录者是如今公众认知中对视频监控的定位。在视频监控的发展中，网络化、高清化、个人化等发展趋势，仍然是围绕着如何更有效发挥录像功能。而智能化将对视频监控产生革命性的作用，特别是行为类视频分析的深入研发，将意味着视频监控系统成为一个具有自主智能的安防系统。

　　当前，智能视频分析作为视频监控的前沿技术，市场的认知程度仍然不高，据业内权威人士介绍：“在国内了解此项技术的圈子目前只拓展到集成商这个层面上，很多适合视频分析技术的应用场景还有待市场开发。但是智能视频分析市场是由许多细分小市场组成的，新的应用正不断地出现”。

　　新技术的应用与普及需要经历一定的阶段，而且我们应当看到智能视频分析技术的成熟也需要市场的检验。某安防厂家董事长说：“研发厂商需要适度利润保证生存发展，以及持续优化产品。”这从侧面提示我们技术是个动态的发展过程，技术应用的实现既是对市场需求的实现，也需要符合技术自身发展规律。

　　全景监控与PTZ相辅相成

　　虚拟PTZ是基于IP的全景摄像机的一个亮点功能，不同于其他摄像机的云台控制，可以放大或移动监控视野内的图像区域，当转变方向观察另一个图像区域时，不会发出任何噪音，隐秘且不易察觉。全景摄像机的PTZ不需要机械部件的参与，提高了产品的寿命和可靠性，同时其技术特点可以保证有多个PTZ的窗口可以被同时预览，颠覆了PTZ在传统摄像机上只能分时观察不同区域的理解。

　　虚拟PTZ是全景摄像机独有的技术特性，该技术可以查看图像的任何细节，就如同用放大镜寻宝一般;从名字上来看，类似于普通PTZ云台控制，但没有任何机械部件，很大程度上减少了设备功耗与发热，延长设备和系统的使用寿命。

　　自动PTZ跟踪模块弥补了固定摄像机监控视野窄的缺点，也许有人会说全景监控自身不需要PTZ，但是在使用过程中若融合了PTZ不仅图像清晰，更为重要的功能是光靠外观无法验证的。

　　当高清摄像机普及之后，随之而来的需求就变成了自动跟踪与智能分析。PTZ可以通俗地理解为云台控制，但其实际上通过变换及镜头焦距的调整实现目标跟踪及定位的功能。在最大焦距对比时，全景高清图像可以提供更为细腻的画质，普通PTZ摄像机分辨率监控视角与图像清晰度受到限制。

　　任何高清监控摄像机的发展最终都是为了智能化服务。全景摄像机如此、PTZ也是如此。支持虚拟PTZ的全景高清摄像机可自动进行图像变焦特写，于此同时，还可以录制到用户看不到的图像。

　　除了内在功能外，PTZ摄像监控系统也将朝着外型美观、隐蔽性强、防水性、防爆性等方面发展，因此将广泛适用于娱乐场所、机场、广场、轨道交通、别墅区、政府行政单位、军区、博物馆等各类型场所的治安智能监控应用。