监控摄像头参数乱象

说一个监控摄像头清晰度很好，很高清，这是一个描述性的语句，没有量化，作为用户，不太明白这个摄像头清晰到什么程度，好在哪里。同时很多场合下，也不方便与其他类似的摄像头作对比。参数的目的是使产品的好坏，功能等可以标准化，量化，能更准确的描述相应的安防产品性能。

而现实是，本来客观的参数数据，存在人为造假，混淆视听的情况。监控摄像头参数乱标，虚标的情况很多，有些是有意为之，有些是厂家自己都不清楚，胡乱乱标注。这里对监控摄像头常见的参数乱象做个总结。

最低照度

最低照度是指摄像机的低照性能，即在弱光，补光或者无光情况下的成像能力。环境的光照情况用照度（单位lux，勒克斯）表示。1lux大约相当于一根蜡烛照亮1立方米空间的亮度情况。

除了环境光照情况，影响摄像机低照性能还有镜头光圈大小，sensor的感光性能，isp图像优化的好坏。各个参数这里不展开了。所以准确表述一个摄像机低照性能应该是这样：

彩色：0.005 Lux @（F1.2，AGC ON），0 Lux with IR

来源:海康威视官网的某款产品

这意味着这个摄像机使用光圈F1.2的镜头，开启ISP图像处理里的自动增益（AGC），在0.005Lux光照环境下，能保持彩色图像（低于0.005Lux，成像就是黑白的了）。后面0 Lux with IR，是说使用红外补光，在完全漆黑的环境下（0 Lux），仍能正常成像。

关于最低照度参数乱标，反面例子就不举了。大家明确影响摄像机最低照度的几个关键因素：镜头光圈大小，sensor本身的低照性能，ISP图像处理，环境照度情况（Lux，是否有补光灯等）。

再看一个例子。大华的某款摄像机是这样表述其最低照度的：

0.002Lux(彩色模式);
0.0002Lux(黑白模式);
0Lux（红外灯开启）

来源：大华官网

其中争议点在于0.0002Lux(黑白模式)，怎样理解0.0002Lux下的黑白图像。图像从彩色到黑白，中间有一个临界点，比如这个例子中的0.002Lux(彩色模式)。那0.0002Lux又是黑白图像到什么样的图像的临界点呢？显然这样的参数表述不准确。

可能是为避免误解，海康的参数省略了黑白模式下的最低照度。而Axis给我们提供了一个比较准确的表述：

Color: 0.16 lux at 50 IRE, F2.0
B/W: 0.03 lux at 50 IRE, F2.0
0 lux with IR illumination on

来源：Axis

其中引入了一个参数-- IRE。IRE是一个测量视频信号（电平）的单位。将视频信号的有效部分——视频完全黑色（黑电平）到视频完全白色（白电平）之间平分成100份，定义为100个IRE单位，即0～100IRE（700mV）。

100IRE（700mV）的视频表示为有最好亮度和对比度的视频图像，而50IRE（350mV）的视频表示只有一半的对比度。通常30IRE（210mV）是最低的可用视频图像的数值。（Axis选用了50IRE作标准。）

一个在10IRE下测量的低照结果可以比在100IRE下测量的结果高出10倍，因此没有标出IRE等级的结果实际上是没有意义的。

镜头光圈

这个没太多可说的，存在虚假乱标的情况。镜头光圈会影响摄像机低照性能以及景深。光圈越大（F值越小），进光量越大，景深越浅。

F1.0镜头的进光量是F1.4镜头的2倍，自然能有更好的低照表现。

光圈越大，景深越浅，意味着监控画面中能容忍前后不清晰（聚焦不清晰）的程度越低。所以实际应用中，不一定光圈越大越好。

分辨率

这里涉及到两个问题，分辨率的标准以及差值的方法人为提高sensor的物理分辨率。

先说分辨率的标准，详细的可以看我之前的文章。这里直接说结论。关于分辨率，不同领域中标准略微有差异，不太统一明确。我们应该全面了解。

我们说一个2MP摄像机，是指摄像机的有效像素是200万像素（2 million pixel）。一个像素就是一个点，对于一张图片或者一个二维的视频画面，这些像素点分布在水平和垂直两个方向（水平分辨率和垂直分辨率）。一般的，2MP摄像机，水平方向的像素点有1920个，垂直方向有1080个，1920 x 1080等于2073600，也就是207万多，这也就是2MP摄像机的由来。依次类推推还有3MP，4MP，5MP，8MP等等。这个是从总有效像素角度讲。

另外还有一种标准，从垂直方向的有效像素（垂直分辨率）角度看。比如720P（1280 x 720），1080P（1920 x 1080）。在电影电视行业，把720P命名为HD（高清），1080P命名为Full HD（全高清）。然后还是超高清（Ultra HD，UHD），一般指分辨率为3840 x 2160 （800万像素，4096 x 2160，也称2160P）或者4000 x 3000（1200万像素），有些把8K（7680 × 4320）也称为UHD。

而互联网行业从水平分辨率角度出发，又兴起了另一种命名规则。1K（比如1080P）因为水平分辨率接近或者大于1000。2K（比如2304 x 1296，300万像素），2.5K（2560 x 1440，400万像素），3K（2880 x 1620或者2592 x 1944，500万像素），4K（3840 x 2160）等等。按照这种命名规则，我们完全可以把目前流行的2个200万像素双目拼接的摄像机（比如两个1920 x 1080像素的摄像机图像左右拼接）叫做4K摄像机（拼接以后的像素是3840 x 1080）。

关于分辨率的第二个乱象是差值的方法人为提高sensor的分辨率。比如我们熟知的一款Sony sensor-- IMX307，物理分辨率是200万，很多摄像机厂商通过差值的方法，将使用这款sensor的摄像机分辨率提升到了300万。目的何在，不言而喻。

差值的具体实现方法这里不展开了，主要说说由此带来的问题。

虽然提升了画面分辨率，但是监控视角，画面细腻程度并没有提升。同样焦距的镜头用在差值和没有差值摄像机上，画面细腻程度，视角差距很大（一般低分辨率的sensor靶面尺寸更小，因而视角会更窄），对比明显。通过对比监控视角，可以很容易把差值了的方案找出来。

对于价格敏感的消费类安防摄像机，普遍做法是将720P的sensor差值到1080P，而720P的sensor靶面大多是¼'，与⅓' 1080P sensor相比，监控视角差距非常明显。

差值（插值）的具体做法

无线天线数量

Wi-Fi和4G（甚至5G）在安防产品上有很多应用。比如Wi-Fi摄像机，Wi-Fi NVR，4G摄像机等。在这些产品上的一个乱象是随意增加天线数量，潜台词是天线数量越多，产品的无线信号越稳定，技术越先进，当然也应该价格更贵。

一般而言，对于普通的Wi-Fi摄像机（无论2.4G或者5G频段，或者双频），很少有使用支持2 x 2mimo 双路Wi-Fi技术的。一是因为需要Wi-Fi模组支持2路发射2路接收（2T2R），明显增加了成本，二则双天线的目的主要是增加无线信号传输的物理带宽上限。对于原本对带宽需求就不大的单个摄像机来说，完全没必要。而在NVR上使用2 X 2mimo双天线则是个不错的选择（因为同时管理多个Wi-Fi摄像机）。

一个有意思的现象是市面上很多杂牌的Wi-Fi摄像机，使用2根天线，甚至3根，5根的很多。仔细检查会发现除了一根是正常的Wi-Fi天线以外，剩下全都是假的（只是天线的外观，里面压根就没有Wi-Fi信号线）。

另一个需要使用无线天线的安防产品是4G网络摄像机。一个需要明确的点是，如果使用的是LTE cat.1模组，只需要1根天线，如果使用的是cat.4模组，则需要2根天线。

变倍倍率

支持光学变倍的监控摄像机能看清楚更远距离的目标，在日常应用中使用很广泛。现实是支持光学变倍的镜头价格不菲，变倍倍率越大的镜头价格越贵。

镜头变倍的倍率一般会叠加显示在监控画面上（OSD）。一些厂家在OSD显示的镜头变倍数字上动起了脑筋。本来是18X的镜头，在OSD显示上改成30X。以此来冒充30倍变倍的摄像机。以小改大。

OSD叠加的变倍数字虽然变大了，但是镜头实际的倍数没变。很容易欺骗一些不明白真相的群众（用户）。

IP防护等级

IP防护等级是指摄像机外壳的防水防尘能力，有对应的标准。比如中国标准GB/T 4208-2017（同欧洲标准IEC 60529:2013）。美国的NEMA 250-2018，日本的JIS C 0920:2003，商业类认证的UL50标准等。

IP66，第一个数字表示摄像机外壳防尘的能力，数字越大说明防尘能力越强。第二个数字表示防水能力，数字越大防水能力越好。因为有标准，就有对应的测试要求。但是一些厂商存在没有经过测试，胡乱标注摄像机IP防护等级的情况。

相应的还有IK防爆等级。

WDR值

同最低照度一样，摄像机宽动态值也存在乱标的情况。一种是将真实宽动态（true WDR）和数字宽动态（dWDR,digital WDR）混为一谈。另一种是虚标WDR值，比如原本只支持80dB WDR的，虚标为120dB。

关于摄像机宽动态功能，120dB宽动态的含义，测试标准方法等等问题可以参见我之前的文章。

夜视距离

一般的摄像机低照性能没有那么强大，在晚上或者光线不好的情况下，要获得良好的图像效果，需要补光。常见的补光灯有红外灯（850nm，940nm），白光（暖光）等。

这里涉及到一个基本常识，补光灯的照射距离和角度应该大于摄像机镜头原本（白天可见光）可视距离和视角。

一些厂商乱标或者夸大摄像机红外，白光灯补光照射距离。当然这里有一点情有可原的地方，监控摄像机的可视视角很容易看出和测量（比如90°，60°等比较容易测量和肉眼观测出来），但是可视距离比较难判定。比如如何判断一个摄像机能看80米或者100米的距离，用什么标准。

这涉及到另一个问题。我在之前的文章中有过介绍，如何通过像素密度来划分摄像机的可视距离。不同的像素密度对应不同的监控功能和需求，比如侦测（Detection），观察（Observation），识别（Recognition），验证（Identification），简称DORI。

按照欧盟标准（EN62676-4:2015、EN50132-7:2012，侦测需要25像素/米，PPM（pixels per meter），观察需要62像素，识别需要125像素，验证需要250像素。

这种标准在国外很流行，可喜的是目前国内安防厂商，比如海康大华，也在产品参数介绍里引入了此标准。

比如大华的某款摄像机标注DORI Distance：

Detect：98.7 m(350.07 ft)
Observe：39.5 m(129.59 ft)
Recognize：19.7 m(64.63 ft)
Identify：9.9 m(32.48 ft)

当然国内也有类似的标准，比如GB/T 35678-2017《公共安全人脸识别应用图像技术要求》规定，识别人脸图像，两眼间距应大于等于30像素，宜大于等于60像素。公安部GA/T893《安防生物特征识别应用术语》规定，（对于车牌识别）字母辨识度15像素（200像素/米）。而人脸识别算法相关的标准规定人脸识别要求是80×80像素。

扩展阅读：