電梯監(jiān)控的演變之路：從傳統(tǒng)攝像頭到新一代智能IPC

近年來，在政策推動和人們?nèi)找嫣岣叩碾娞莅踩枨笙拢娞荼O(jiān)控已經(jīng)成為電梯里必備的設(shè)備。2013年1月，國家質(zhì)檢總局出臺的《關(guān)于進一步加強電梯安全工作的意見》提出，提倡利用安防技術(shù)，如基于物聯(lián)網(wǎng)的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)保障電梯安全。

在安防領(lǐng)域和交通領(lǐng)域，普通的攝像頭已經(jīng)逐漸被 IPC替代，極大地促進了行業(yè)發(fā)展，保障社會安全性。而電梯內(nèi)傳統(tǒng)監(jiān)控攝像頭也迎來了 IPC的浪潮，新一代基于人工智能技術(shù)的IPC，更是讓電梯安全得到了極大的提升，助力物業(yè)和監(jiān)管機構(gòu)進一步加強電梯管理，提高乘梯安全。

一、什么是IPC

IPC其全稱為 IP Camera，即網(wǎng)絡(luò)攝像頭。相對于傳統(tǒng)相機而言，可以簡單理解為結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的攝像機，主要作用在于將視頻通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以對視頻進行查閱。

二、IPC的基本結(jié)構(gòu)

1、鏡頭：鏡頭用于成像，即捕捉我們需要的視頻素材，在IPC中，主要有兩種分類:

按照焦距分：

A、定焦：焦距恒定：由于焦距固定，所以當(dāng)焦距滿足我們需要的視頻尺寸的時候，成像好，但是如果畫面內(nèi)容不能覆蓋，只能移動相機，但是實際場景中相機位置一般都是固定的，所以這是定焦相對變焦的劣勢；

B、變焦：焦距可變，在一定范圍內(nèi)，可以通過手動或者電動調(diào)節(jié)焦距，來實現(xiàn)拍攝范圍的變化，能夠覆蓋更大的拍攝范圍。變焦鏡頭分手動對焦和自動對焦。所謂手動對焦需要手動調(diào)整焦距，同時需要手動對焦。

按照焦段分：

鏡頭按照不同焦段可以分為微距、短焦、長焦等。

2、傳感器（sensor）：sensor的作用在于記錄鏡頭所捕捉到的素材，從光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。一般來說，IPC常用的sensor可以分為CCD和CMOS。相對于CCD而言，CMOS成本更低，功耗更小，但是成像方面比較容易有噪點，不過隨著技術(shù)發(fā)展這一問題現(xiàn)在得到了較大的改善。

CCD： 由在單晶硅基片上呈二維排列的光電二級管及其傳輸電路構(gòu)成。成本較高，但是成像質(zhì)量更好。

CMOS：利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，通過CMOS上帶負電和帶正電的晶體管來實現(xiàn)基本功能。

3、ADC：即模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這是網(wǎng)絡(luò)相機區(qū)分于模擬相機的基礎(chǔ)，將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。CMOS的sensor上面有直接的數(shù)字信號輸出接口，由于現(xiàn)場CMOS的IPC也比較常見，所以很多 IPC并沒有ADC這個元器件，原因在于CMOS自帶輸出接口，而部分CCD則只有模擬輸出接口，則需要ＡＤＣ。

4、ISP：圖像信號處理單元，主要指用來對前端圖像傳感器輸出信號進行處理的單元。其作用是對前端圖像傳感器輸出的信號做后期處理，通過線性糾正、噪聲去除、壞點去除、內(nèi)插、白平衡、自動曝光控制等流程。在不同的光學(xué)條件下，優(yōu)秀的ISP調(diào)節(jié)算法和處理流程，可以較好的還原現(xiàn)場細節(jié)，從而降低其他的成像因素影響。 ISP算法處理流程是非?？简灱夹g(shù)能力的，甚至可以說 ISP 很大程度上決定了 IPC的成像質(zhì)量。我們可以發(fā)現(xiàn)，盡管使用的傳感器是一樣的，但各家的IPC成像質(zhì)量差異卻很大，這主要是因為各家的 ISP算法技術(shù)不同。

５、DSP、ARM：負責(zé)IPC的管理和控制工作。

DSP：即數(shù)字信號處理器，主要進行數(shù)字信號處理運算，基于不同的算法，可以實現(xiàn)不同的應(yīng)用。

ARM：一個32位元精簡指令集(RISC)處理器架構(gòu)的處理器。二者各有優(yōu)劣，DSP在數(shù)字信號處理方面優(yōu)勢較大，而ARM在控制和通信號方面更有優(yōu)勢。

三、IPC的工作原理

鏡頭采集焦距范圍內(nèi)的視頻資料傳輸給sensor，sensor（CMOS含信號處理）將信號轉(zhuǎn)化為電信號，給到 ISP和 DSP/ARM處理，跟進需要進行相關(guān)的運算，同時進行存儲和其他處理，通過網(wǎng)絡(luò)接口傳輸，而終端用戶就可以通過瀏覽器對視頻進行查閱。

四、IPC的優(yōu)點

相較于普通的監(jiān)控攝像頭（傳統(tǒng)模擬攝像頭），IPC可以實時傳輸視頻畫面，終端使用者可以隨時隨地通過瀏覽器進行靈活訪問與控制，其互動性與靈活性大大提升，而且在傳輸過程中還可以通過HTTP協(xié)議等增強傳輸安全性，為視頻信息賦予保密性，而且IPC可以實現(xiàn)多種接口功能如門禁、語音外接、道閘白名單等，因此，在遠距離信息傳輸、信息處理量大的領(lǐng)域如安防、交通等，IPC的優(yōu)勢都是非常明顯的。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、嵌入式技術(shù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，IPC的功能也越來越完善，新一代基于人工智能的IPC不僅可以實現(xiàn)遠距離訪問查閱，還搭載了強大的算法，在電梯場景內(nèi)可以實現(xiàn)人員檢測、電瓶車識別、語音識別等功能，而這些都是普通的監(jiān)控攝像頭不能實現(xiàn)的。 

基于人工智能的新一代 IPC不僅可以替代電梯內(nèi)傳統(tǒng)的監(jiān)控攝像頭，還可以替代部分傳感器的功能，如磁開關(guān)、紅外光電傳感器、稱重傳感器等，大幅降低設(shè)備成本。此外，新一代IPC可以在基于邊緣計算完成智能分析后，只傳輸有效的視頻、圖片等數(shù)據(jù)，也極大地減輕了后端處理成本，所以其綜合成本性價比越來越高。

當(dāng)然，IPC的優(yōu)勢不止上述幾點。對電梯場景來說，基于人工智能技術(shù)的新一代 IPC全面替代普通監(jiān)控攝像頭是大勢所趨，也是場景需求使然。