百万像素摄像机应用江苏成品油管线输油站方案分析

　　江苏成品油管线工程由多个分布在不同区域的站场组成，包括南京首站、镇江分输站、常州分输站、江阴分输站、无锡分输站、苏州末站、杨子泵站等七个站场及两个阀室。通过在这些站场的关键部位安装200万像素高清摄像机，实现远程网络监控，在高清显示终端显示高清图像，以便管理人员对各个现场进行实时高清监控，使有效保障厂区各点的安全。

　　用户需求分析

　　输油站场视频监控系统由输油站场生产场所电视监视系统和场站周界防范电视监控系统两部分组成。其主要用于对站场内工艺设备区、机房等区的生产情况和站区周界进行监视与报警。以实现对输油管道生产现场的远程实时监视，预防有人意外闯入。当发现险情时，能及时给予报警和确认等。

　　按输油工艺站场生产区不同，还可分成防爆区和非防爆区，所以监控摄像机选型应根据现场环境和用户需求慎重选择。同时，合理选择摄像机，对安全生产和经济投资也非常重要。下面将结合工程实际，对输油站场监控摄像机的选择进行分析。

　　在防爆区(泵棚、计量间等狭小区域)，选用固定防爆高清摄像机;在大门口等开阔区域，选用固定非防爆高清摄像机。选择原因如下：

　　· 节约成本。3~4个固定防爆高清摄像机的成本与1个旋转防爆摄像机的成本相当;

　　· 方便监视。防爆场所摄像机一般利用建筑物棚架安装，限于位置，难免有遮挡，只有安装多个摄像机才能不留下死角，所以2台或多台固定摄像机组合使用比一台旋转防爆摄像机更经济，而且更有效;

　　· 故障维修方便。防爆旋转摄像机由于有旋转云台部分，体积大、份量重，活动部分的维护量也比较频繁，根据长期实际经验，防爆旋转摄像机的故障主要在云台部分，相对而言，摄像机、镜头、防护罩出的问题并不是很多，所以选择固定摄像机还是比较经济和合理的;

　　· 图像清晰度及视角表现突出。根据当前技术发展，以200万像素的网络高清防爆摄像机为例，其像素是普通摄像机(35万像素)的6倍左右(如图1所示)，即使电子放大也可以看清图像细节(效果相当于数码相机4~6倍左右的变焦)，而且多点电子变焦也相当于有一定范围的镜头旋转，监视范围也足够，一个百万像素摄像机的图像可以替代三个标清摄像机的图像效果。

　　百万像素摄像机定义

　　高清定义源自广电行业，按照有关标准，显示比例16﹕9、全帧率，至少能解析1080i(1920×1080)、720P(1280×720)、1080P(1920×1080)分辨率的数字信号，只有满足或超过以上标准的产品才能被归类为高清产品。

　　高清百万像素网络摄像机是指能按大于12FPS 连续采集最大分辨率大于720P(1280×720)，甚至超过Full HD(1080P，1920×1080)到更高的2048×1536画面的网络摄像机。

　　满足上文高清定义中提及的高清指扫描线数垂直和水平方向都达到720P数字信号要求，可被理解为高清产品中百万像素级别。如市场上常见的1.3 Megapixel、2.0 Megapixel Video Network Camera等便是所谓的130万或200万像素网络摄像机。

   　· 图像质量高：可以达到接近DVD的效果;

　　· 可变带宽：网络输出速率从512K 1.8M可调。

　　国内外大部分百万像素网络摄像机(如AXIS)都使用MJPEG/MPEG-4视频流编码传输。

　　H.264是由国际电信联盟(iTU-T)所制定的新一代的视频压缩格式。H.264最具价值的部分是更高的数据压缩比。在同等的图像质量，H.264的数据压缩比能比当前DVD系统中使用的 MPEG-2高2 3倍，比MPEG-4高1.5 2倍。正因为如此，经过H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。在 MPEG-2需要6Mbps的传输速率匹配时，H.264只需要1Mbps 2Mbps的传输速率。目前H.264已经获得DVD Forum与Blu-ray Disc Association采纳，成为新一代HD DVD的标准，不过H.264解码算法更复杂，计算要求比WMA-HD还要高。我们知道ATI从Radeon X1000系列、NVIDIA从GeForce 6系列开始绝大部分显卡均加入了对H.264硬解码的支持。在国内，以海思Hi-3511芯片开发的高清百万像素摄像机一般采用H.264 Baseline Profile @Level 2.2压缩算法。

　　高清百万像素网络摄像机应属当前数字视频产品中比较领先的，质量高、功能全，应该属于业内高端产品。但此类摄像机因为有网络资源占用、不同系统兼容、设备价格等各种原因，所以还没有引起市场更多的注意。

　　百万像素摄像机性能

　　下面以某公司200万像素高清摄像机为例介绍百万像素摄像机的性能：

　　· 图像传感器：1/3.2英寸CMOS传感器，自动日/夜转换;

　　· 分辨率：1600 ×1200 2百万像素,15FPS;

　　· 压缩方式： H264 、MPEG4及 M-JPEG可选;

　　· 灵敏度：彩色0.9Lux ，黑白0.03 Lux;

　　· 信噪比：>45dB;

　　· 工作温度: 0 50摄氏度;

　　· 相对湿度：90%相对湿度，无冷凝;

　　· 工作要求：24小时连续工作;

　　· 手动变焦高清镜头;

　　· 焦距：3.8 12mm等效变焦镜头;

　　· 光圈：F1.4。

　　百万像素视频系统在江南成品油管线输油站的实现

　　系统结构

　　百万像素摄像机是江南成品油管线输油站数字工业电视系统的前端设备，在摄像机与操作显示终端间采用以太网络连接，用户可通过系统操作软件在显示终端进行高清图像浏览，通过网络在数字录像机上进行录像存储。