夜視攝像機在交通監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

賀 欣

陜西省交通規(guī)劃設(shè)計研究院，陜西西安 710068

0 引言

高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)在公眾出行、交通誘導(dǎo)、應(yīng)急救災(zāi)中發(fā)揮了種種積極作用。傳統(tǒng)監(jiān)控攝像機視頻圖像采集往往受制于環(huán)境亮度和能見度，在夜間黑暗中或者能見度不佳時，圖像質(zhì)量會大幅度下降，甚至無法實現(xiàn)監(jiān)控功能。夜視技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)控攝像機領(lǐng)域，將大大改善監(jiān)控系統(tǒng)中這一難題。

1 主流夜視技術(shù)

目前主流的夜視技術(shù)包括微光夜視和紅外夜視兩大類。微光夜視是利用圖像增強技術(shù)對夜晚微弱光線（例如月光）下物體成像進(jìn)行放大增強，使得能夠肉眼觀察清楚的方式。該技術(shù)主要應(yīng)用于武器瞄準(zhǔn)具、夜視眼鏡等領(lǐng)域，為第一代夜視技術(shù)。

紅外夜視技術(shù)是一種最有發(fā)展前途的探測技術(shù)，紅外光線輻射是自然環(huán)境中大量存在的輻射，因云彩、煙塵、大氣吸收了近紅外線和可見光，而吸收不了3μm～5μm和8μm～14μm的紅外線，利用紅外光線的這個特點，我們可以實現(xiàn)在完全漆黑的夜晚，或者是在大雪、暴雨等煙云密布的特殊環(huán)境里，依然能清晰明亮地觀測到所需監(jiān)控的目標(biāo)。正因這個特點，應(yīng)用紅外夜視技術(shù)的攝像機能夠做到24小時全天候監(jiān)控，特別適合于道路交通情況的晝夜監(jiān)視。

2 紅外夜視技術(shù)分類及應(yīng)用

2.1 主動紅外夜視

該技術(shù)是通過主動照射并利用目標(biāo)反射紅外源的紅外光來實施觀察的夜視技術(shù)。目前廣泛采用的紅外光源有LED紅外燈、鹵素紅外燈等，這幾種光源適用于中、近距離監(jiān)控。新近出現(xiàn)的近紅外激光光源功率大、線性好，照射距離遠(yuǎn)，適用于遠(yuǎn)距離監(jiān)控。采用近紅外波段的紅外激光光源為視頻采集系統(tǒng)夜視補光，配合攝像機鏡頭可達(dá)到夜間1 000m范圍內(nèi)的清晰監(jiān)控效果。兩類主動紅外夜視攝像機性能對比如下表：

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傳統(tǒng)攝像機夜間圖像

激光紅外夜視攝像機夜間圖像

2.2 被動紅外夜視

不同溫度的物質(zhì)在任何時間段內(nèi)均會輻射出數(shù)量不同的紅外線，使用紅外探測器對目標(biāo)場景進(jìn)行觀測，由于目標(biāo)物體與環(huán)境存在溫度差，紅外探測圖像便呈現(xiàn)出不同輪廓層次的效果，經(jīng)過圖像放大增強，達(dá)到肉眼可視的圖像。利用此原理制成的攝像機就是紅外熱成像攝像機。

紅外熱成像攝像機夜間圖像

紅外熱成像攝像機的特點主要有作用距離遠(yuǎn)（可達(dá)1500m）、隱蔽性強、穿透能力強，不受惡劣天氣影響、抗強光干擾、功耗低、壽命長，可以在普通攝像機不能發(fā)揮作用的濃煙、濃霧條件下對路況進(jìn)行監(jiān)控，還可以對監(jiān)控點進(jìn)行全天候的事件檢測。同時，紅外熱成像攝像機也存在明顯技術(shù)不足和應(yīng)用限制。由于紅外線成像效果立體感不足，圖像細(xì)節(jié)損失嚴(yán)重，無法像可見光下一樣分辨人臉和車牌，只能看清車輛輪廓尺寸。同時，紅外熱成像器材是由軍用轉(zhuǎn)為民用，目前其成本居高不下，是普通攝像機價格的5倍以上，限制了其應(yīng)用范圍。

3 應(yīng)用前景分析

目前，夜視攝像機在交通監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用較少，隨著交通管理者對夜間監(jiān)控需求的增強，夜視攝像機的應(yīng)用將會越來越廣泛，其顯著改善夜間監(jiān)控效果，有效提高監(jiān)控效率的特點使其成為道路交通監(jiān)控的發(fā)展趨勢。

激光夜視攝像機在高速公路監(jiān)控行業(yè)中的應(yīng)用，真正將監(jiān)控時間拓展到全天24小時。激光夜視攝像機具有較清晰的夜視效果及超高的性價比，其必然會在未來公路交通監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域成為主流夜視監(jiān)控產(chǎn)品而被廣泛的推廣和應(yīng)用。

幾種夜視技術(shù)相比較，紅外熱成像攝像機的夜視效果最好，但目前其高昂的價格決定了其只能在重點路段安裝使用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，紅外熱成像攝像機的成本也會逐漸下降，它的應(yīng)用前景也會越來越好。