高清視頻技術(shù)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

陜西省交通規(guī)劃設(shè)計研究院 | 沙欣

在科技水平日益提高的環(huán)境下，高速公路系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控功能逐漸完善，關(guān)于視頻監(jiān)控的高清與表情的討論逐漸減少，在經(jīng)過多次的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)后，高清視頻監(jiān)控技術(shù)水平有了大幅度的提升，對于提高高速公路系統(tǒng)功能具有關(guān)鍵性的作用。在信息化時代下，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化發(fā)展的態(tài)勢，以往系統(tǒng)中清晰度不高與不能看懂的問題均得到有效的解決。

1.視頻監(jiān)控系統(tǒng)功用

在當(dāng)前的人們生產(chǎn)生活中，隨處可見到各種類型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍隨著科技不斷發(fā)展逐漸擴(kuò)大。在碼頭地區(qū)與工廠中通過安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以起到震懾犯罪的作用，還為人們的出行安全，提供重要的保障。在大型倉庫中，通過引用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，確保國家財產(chǎn)安全，同時還可以提前預(yù)警火災(zāi)或其他突發(fā)危害事件。在煤礦中，應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以有效規(guī)避較大工程事故的發(fā)生，提高其安全性。而視頻監(jiān)控在企業(yè)的生產(chǎn)管理過程中，不僅可以提高其產(chǎn)品質(zhì)量的等級，還可以進(jìn)一步提升企業(yè)產(chǎn)品整體的生產(chǎn)效率。此外，在一些新興領(lǐng)域，視頻監(jiān)控技術(shù)也有涉及，比如遠(yuǎn)程防護(hù)與醫(yī)療。表1為高清監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體分層。

表1.高清監(jiān)控系統(tǒng)的具體分層

2.高清視頻技術(shù)的特點(diǎn)

高清視頻的色彩豐富度、清晰度、監(jiān)控分辨率均高于標(biāo)清視頻。與傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行對比，高清視頻技術(shù)的數(shù)字化圖像處理功能更符合當(dāng)前高速公路中視頻監(jiān)控的要求，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)視頻傳輸，且采集圖像的范圍比傳統(tǒng)技術(shù)要更加廣闊，應(yīng)用在高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)中，對其提高其圖片質(zhì)量穩(wěn)定性具有關(guān)鍵性的作用，且還可以降低外界信號對監(jiān)控系統(tǒng)功能正常發(fā)揮的影響，提高其自身的抗干擾能力。（2）高清視頻技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控，僅需要連接計算機(jī)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)，即可對規(guī)范的范圍的變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，降低布置通信線路的工作量。同時，還可以壓縮視頻數(shù)據(jù)，節(jié)約傳輸空間，使后期數(shù)據(jù)使用更加簡單化與便捷化，從而提高高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率。

3.優(yōu)勢分析

當(dāng)前國的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是高清與標(biāo)清這兩種視頻信號標(biāo)準(zhǔn)，圖像清晰度度是這兩者最大的區(qū)別，而分辨率是衡量圖像清晰度的主要標(biāo)準(zhǔn)，像素是其主要單位。當(dāng)像素越高時，圖像的清晰度也就越高。目前標(biāo)清分辨率主要有D1（704x576）、CIF（352X288）、QCIF（176x144）、HALF（704x288）、D1（704x576）這四種標(biāo)準(zhǔn)，其中D1是其圖像清晰度最高的標(biāo)準(zhǔn)。而高清的分辨率標(biāo)準(zhǔn)有1080P（1920x1080）、1080i（1920x1080）與720P（1280x720）這三種，16:9是高清畫面寬高的比例。其中1080i與1080P最后面的字母分別表示隔行掃描與逐行掃描。在高清中，1080的高清視頻清晰度標(biāo)準(zhǔn)最高。表1為標(biāo)清視頻分辨率與高清視頻分辨率的對比情況。

表1.標(biāo)清視頻與高清視頻的分辨率對比

從表1中能夠發(fā)現(xiàn)，在水平與垂直這兩個分辨率上，標(biāo)清視頻明顯低于高清視頻。監(jiān)控對象相同，應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)不相同，其單幅圖像的像素點(diǎn)數(shù)量也不相同。對同一個監(jiān)控對象，分別應(yīng)用標(biāo)清D1與高清720P的標(biāo)準(zhǔn)，DI標(biāo)準(zhǔn)下單幅圖像所獲得近40萬個像素點(diǎn)，最后一種所獲得的像素電約為90萬個，高清的像素點(diǎn)是標(biāo)清的兩倍。再采用1080P與1080i的標(biāo)準(zhǔn)，單幅圖像有近200萬個像素點(diǎn)，是標(biāo)清DI標(biāo)準(zhǔn)的4倍。因此，在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，飲用高清視頻技術(shù)，不僅可以獲得監(jiān)控對象的更多細(xì)節(jié)，還可以彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控系統(tǒng)的不足，有效解決當(dāng)前國內(nèi)大部分高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中視頻圖像模糊的問題。

4.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用高清視頻技術(shù)的必要性

在高速公路管理中，通過引入高清視頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高清視頻與監(jiān)控一體化，并在此基礎(chǔ)上，對高速公路運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的各種參數(shù)進(jìn)行自動檢測，同時，還可以及時、準(zhǔn)確記錄各種信息技術(shù)，真實(shí)反映高速公路上的行車情況。因此，高清視頻技術(shù)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅有利于提高去管理的效率與水平，還為處理公路上存違章駕駛的情況，提供實(shí)時的證據(jù)。當(dāng)高速公路上出現(xiàn)交通事故時，高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以將交通事故現(xiàn)場的每一個細(xì)節(jié)客觀、真實(shí)地反映處理，為后續(xù)處理相關(guān)的交通事故提供重要的參考依據(jù)，為高速公路的正常運(yùn)行與有效管理，提供重要的保障。因此，高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是高速公路快速發(fā)展的基礎(chǔ)條件。因高速公路中的大部分監(jiān)控系統(tǒng)均應(yīng)用在野外，且常需要24小時連續(xù)工作，在這種情況下，引入高清視頻技術(shù)，可以降低外界信號對其系統(tǒng)的干擾能，提高監(jiān)控畫面的清晰度，保證監(jiān)控畫面的質(zhì)量。

5.應(yīng)用

在高速公路中，可以在其收費(fèi)系統(tǒng)中安裝高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。比如安保要害部位、首付誒廣場、人工收費(fèi)亭等，還可以安裝在外場的監(jiān)控系統(tǒng)中引用高清視頻技術(shù)，比如隧道出入口、重要橋梁、互通區(qū)等，在高速公路的重要位置安裝高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不僅有利于提高政工高速公路中監(jiān)控系統(tǒng)顯示畫面的清晰度，還有效解決了表示視頻監(jiān)控系統(tǒng)的問題，對于提高整個監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效率，具有重要的意義[2]。在應(yīng)用高清視頻技術(shù)中，為平和經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性，不需要全程采用高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合高速公路的具體情況，在重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行高清視頻監(jiān)控，合理劃分及搭配標(biāo)清與高清這兩個視頻監(jiān)控區(qū)。

6.結(jié)束語

綜上所述，在交通行業(yè)發(fā)展規(guī)模逐漸擴(kuò)大的環(huán)境下，高速公路建設(shè)范圍也在不斷擴(kuò)大，公路上的車流量呈現(xiàn)快速增漲的趨勢，對監(jiān)控系統(tǒng)的要求越來越高。而在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，應(yīng)用高清視頻技術(shù)，不僅可以獲得更多的細(xì)節(jié)，為后續(xù)開展相關(guān)的公路管理工作提供重要的參考依據(jù)，還進(jìn)一步提高了圖像的清晰度。因此，在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，要廣泛應(yīng)用高清視頻技術(shù)。