高清攝像機在高速公路全程監控的應用

摘要：為提高高速公路的管理和服務水平，當前各高速公路都在實施或即將實施全程監控。高速公路全程監控正日益成為高速公路日常運營管理的一個重要手段，發揮著越來越重要的作用。而電視閉路監控是高速公路整個監控系統中的核心部分，該系統可以使監測人員隨時掌控高速公路的實際情況，另外還能夠不斷的提高檢測設備的監控能力，能夠對一些交通問題以及異常的現象進行更好的掌控。本文主要對高清攝像機在高速公路全程監控的應用有關內容進行分析，可供參考。

關鍵詞：高清攝像機;高速公路;全程監控

1高清攝像機的作用以及特征

高清攝像機監控圖像的清晰度相對較高，像素一般從一百萬到五百萬不等，此外，銳度的動態也會改變。由于高分辨率攝像機的定義高于普通視頻攝像機，它不再是視頻信號，而是使用以太網作為接口傳輸圖像和數字信息。另外，它可以傳遞更多的清晰度。監控圖像高，所以高清攝像機全部是數字信息監控。高清攝像機在高速公路上的應用是一套完整的lP數字高清視頻監控系統。采用分布式存儲集中管理解決方案。其主要特點是全數字，全lP尋址，分布式存儲架構和兩個可變圖像監控。在系統中的視頻信號被攝像機傳感器采集后，包括傳輸、存儲、分配、顯示等，都以數字方式進行，從而減少多次A/D，D/A轉換和頻繁的圖像預處理傳統的視頻系統。它大大減少了轉換和處理造成的圖像失真和延遲，有效保證了圖像的質量。完整的數字圖像還有助于后續車輛檢測和事件檢測處理。在高速公路監控系統中使用高清攝像頭，您可以建立高清視頻監控系統，然后使用可與普通視頻監控系統區分開來的集中管理程序。另外，接線比較簡單，不需要每個端口相互對應，也可以為其他數據信息提供一個交付平臺。

2普通攝像機監控系統的弊端分析

在整個高速公路監控系統的建設中，主要使用普通攝像機。相機圖像的最大分辨率可以達到非常高的標準;主要是使用視頻的光端設備來執行信號。為了傳輸，最大圖像分辨率可以達到D1標準。信號傳輸采用視頻光學機器，同時，為了最大限度地節省光纖核心，往往是應用中使用的節點模式光纖設備。然而，通用攝像機監控系統在監控圖像采集和信號傳輸方面存在諸多問題。

2.1重復轉換信號會導致圖像質量下降

攝像機的CCD采集的圖像為點陣數字模式，在攝像機內轉換為復合視頻信號輸出。光端機傳輸為數字信號，在光端機傳輸中又經歷模擬到數字、數字到模擬兩次轉換。視頻信號傳輸到監控中心后，硬盤錄像機的存儲又經過一次模擬到數字的轉換，事件分析儀的處理也是經過一次模擬到數字的轉換。

2.2視頻光端機的傳輸是一個特殊的系統，不便于擴展

由于其固有的點對點傳輸特性，添加任何傳輸通道需要在訂購時確定一次，并且傳輸數據的接口形式也需要確定一次。一旦傳輸系統完成，如果有其他調整，如照相機，只能更換設備或添加更多的傳輸設備。而視頻光纖收發器很難與其他傳輸系統集成，并且無法構建傳輸平臺。

2.3使用硬盤錄像機存儲視頻是有缺陷的

當前，視頻存儲大多采用H.264格式。其主要特點是動態實時錄像和高壓縮效率。但是，動態壓縮的特性使其不適用于公路應用。由于高速公路主要關注運動，H.264的特性使其能夠在壓縮運動圖像時生成馬賽克。在交通事故的關鍵時刻錄制圖像的馬賽克是令人尷尬的。而硬盤錄像機記錄是后端記錄。當傳輸系統失敗時，相應的圖像將完全丟失。

2.4監測效果不理想

由于標準攝像機的分辨率低，難以兼顧場景監控和細節監控。作為交通狀態監控時，一般是作為場景監控，監視范圍大，主要是監視車流是否暢通。作為事件檢測時，則需要監視范圍在攝像機監視的一定范圍之內。而當發生交通事故時，由于顯示細節少，在監視畫面上只能粗略判斷事故情況。不同的應用目的造成使用要求不一致，難以兼顧。目前，在傳輸系統有一些新的方案，如采用以太網通道和動態壓縮方式傳輸，使傳輸系統和其他的傳輸系統整合，構成了統一的傳輸平臺。但由于系統的其他部分未變，使得傳輸到監控中心的圖像質量下降更大，對后續的信號處理如事件分析帶來了更不利的影響。

3監控系統中使用高清攝像機的應用優勢分析

在監控系統中使用高清攝像機的具體優勢如下：第一，圖像的顯示和存儲質量高。高清攝像機監控系統為全數字系統，沒有多次轉換造成的圖像質量下降，直接采用攝像機產生的JPEG圖片。第二，監控系統監控圖像清晰度比較高。高清攝像機監控系統是一種全數字系統，不需要彼此進行多次轉換，這不會導致監控圖像清晰度的降低。第三，監控圖像的分辨率適應不同的需求。在事件發生時，不僅監測范圍增加，而且還可以監測更多細節。第四，高清攝像機的功能可以根據實際需要增加。高清攝像機的監控圖像都是數字圖像。擴展系統功能時，可以將其他軟件的功能模塊添加到中心系統中，擴展相應的功能，更加方便簡單。第五，系統擴展簡單方便。高清攝像機監控系統只要能夠進入現場，就需要增加現場設備。第六，維護難度低。傳統系統中任意一路圖像故障，都需要從外場到中心檢查維護，中間接頭多，維護難度大。高清攝像機的監控系統除了外場攝像機外，其它設備都是通用的IT類設備，從而保證了設備的成熟可靠，維護方便，解決了采用專用設備性價比不高和維護不便的問題，在監控界面上即可判斷出故障范圍，簡單方便。第七，系統使用靈活。傳統系統由于其結構特點，只能在中心實現監控，否則需增加許多的傳輸和監控設備。高清攝像機的監控系統可在網內任何一點即可實現中心的監控功能，靈活方便。而且由于圖像清晰，可代替人員例行巡查。

4結語

總之，采用高清攝像機的全程監控系統，是基于成熟的技術在監控系統的合理應用，是一個真正的全數字的采用通用傳輸平臺的系統，是對現有監控系統的真正的升級換代，其清晰的圖片和可變分辨率更適合監控系統的需要。

參考文獻：

[1]周波.智能攝像機在視頻監控系統中的應用探索[J].數字技術與應用.2018.

[2]湯玉鵬.高速公路全程監控中全景跟蹤攝像機的應用探討[J].建筑工程技術與設計.2018.

[3]辛福智.高速公路隧道事件視頻檢測系統設計與實現[D].大連海事大學，2016.

[4]韓明敏.基于視頻圖像的高速公路能見度檢測技術研究[D].北京交通大學，2016.

（作者單位：遼寧艾特斯智能交通技術有限公司）

作者簡介：張金玲（1979.10-），女，遼寧沈陽人，吉林大學電子通信技術碩士，研究方向：電子通信技術。