高清視頻技術在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

孫超毅

（陜西高速交通工貿有限公司，陜西 西安 710000）

0 引 言

相關高速公路監(jiān)控工作人員應明確高清視頻技術在當前公路監(jiān)控體系中的應用已極為廣泛。但是，相關工作人員并未清晰認識高清視頻技術的概念以及關鍵技術，阻礙了高清視頻技術的進一步應用。因此，本文將高清視頻技術對展開全方位分析，并且細致研究其在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的實際應用情況，以期為相關行業(yè)人士提供參考。

1 高清視頻技術常用的視頻信號標準研究

當前高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，高清視頻技術采用的視頻信號標準主要有標清和高清兩種。標清信號標準和高清信號標準的差別在于圖像清晰度，衡量圖像清晰度的標準是分辨率，分辨率的單位則是像素。高清視頻技術的像素往往具有一個特征，即像素越大，最終圖像越清晰。一般，標清視頻往往有QCIF（176×144）和HALF（704×288）等分辨率。但是在眾多分辨率中，標清圖像所能達到的最大標準也僅僅只是D1標準，所以在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中應用標清視頻具有一定限制性。高清視頻技術的標準信號通常有720P、1080P及1080i等，并且呈現(xiàn)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的畫面寬高比定義為16：9，便于將實際路況圖像清晰地呈現(xiàn)在監(jiān)控畫面中。其中，1080P是整個高清視頻技術中最高分辨率的圖像標準，因此高清視頻技術必會提升高速公路監(jiān)控體系的質量[1]。高清視頻與標清視頻的分辨率對比如表1所示。

表1 高清視頻與標清視頻的分辨率全范圍比較

由表1可知，高清視頻技術在各方面都優(yōu)于標清視頻技術，尤其是在水平方面和垂直方面。如果兩種技術對同一高速公路監(jiān)控信息展開檢測，標清技術將會采用720P標準，所形成的單幅圖像大約有90萬個像素點，是D1的兩倍；而高清視頻技術將會采用1080P或者1080i標準，所形成的像素點將達到200萬個，相當于D1的4倍。將高清視頻技術應用到高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，會獲得監(jiān)控對象的更多細節(jié)，能科學解決標清監(jiān)控系統(tǒng)中存在的視頻圖像模糊問題。

2 高清視頻技術在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的實際應用

2.1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中高清信號源的應用

目前720P、1080i及1080P的視頻信號，才算是高清視頻信號。觀察以往高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的運作情況發(fā)現(xiàn)，大部分攝像機都是在沿用計算機顯示格式或者數(shù)碼照相機應用格式，并未很好地提升監(jiān)控系統(tǒng)的畫面清晰度，并且無法實現(xiàn)更高分辨率的監(jiān)控圖像解析工作，但卻被行業(yè)內部人士認為是高清視頻設備。通常生成高清視頻信號的攝像機有兩種形式，分別為IPC攝像機和HD-SD接口攝像機。這兩種攝像機仍難以滿足監(jiān)控工作的實際需求，原因是它們都由具體工作人員展開觀察，工作量巨大，且容易引起視覺疲勞，很難形成有效的視頻監(jiān)控。運用高清視頻技術后，可全方位分析監(jiān)控工作中的圖像信息，并將圖像信息進一步細化與提升，整個工作過程的開展極具智能化，不僅降低了工作難度，還進一步提升了監(jiān)控質量[2]。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設備分布如圖1所示。

圖1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設備

2.2 高清視頻技術的視頻傳輸應用

高清視頻技術的視頻傳輸應用通常包括兩個方面，分別是信號接入部分和上傳部分。信號接入是指將信號從采集點收集到控制中心，而上傳是指將控制中心的信號長傳到上一級控制中心，從而進一步實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的觀察研究。高清視頻技術在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的應用，能將原本的數(shù)字信息利用光纖數(shù)字傳輸技術展開遠距離的信號傳輸，并在傳輸過程中確保圖像信息的穩(wěn)定性，不存在甄別到的圖像出現(xiàn)模糊問題。高清視頻技術的信息傳播功能，具備重量輕、保密性能好及不受電磁波干擾的優(yōu)點。隨著時代的不斷發(fā)展，此視頻技術還會朝著1 000 M甚至是10 000 M的方向發(fā)展，圖像清晰度會越來越高，從而不斷提高高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的質量，保證高速公路經(jīng)濟持續(xù)健康的發(fā)展。

2.3 高清視頻信息信號傳輸規(guī)劃分析

高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)中，高清視頻技術將會對視頻圖像信息進行壓縮編碼處理，壓縮編碼處理完成后，再通過TCP或者IP網(wǎng)絡進行實際傳輸。此種類型的信號相對較簡便，且數(shù)據(jù)量也較低。由于高清視頻技術在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的應用往往呈現(xiàn)出高碼流持續(xù)傳輸?shù)奶卣?，所以對網(wǎng)絡運行的要求非常高。高速公路中，通常會采用兩種方式展開視頻圖像的傳輸。具體地，通過SDH同步數(shù)字體系展開通信系統(tǒng)傳輸；組建單獨的視頻傳輸網(wǎng)絡，并接入到網(wǎng)絡提供的通道接收來自下一級管理點上傳的圖像，整個傳輸過程非常簡便，傳輸過程中生成的圖像質量相對較高。因此，在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中運用高清視頻技術，能有效提升整個監(jiān)控系統(tǒng)的質量[3]。

2.4 高清視頻技術的存儲應用

觀察當前國內高速公路視頻監(jiān)控情況發(fā)現(xiàn)，整個監(jiān)控工作的開展都是以記錄為主要手段，要求所有的視頻信號都需要加以存儲，同時存儲時間不能少于半個月，更有甚者，要求保存時間達到三個月。這樣做的目的是為了能在高速公路特殊情況發(fā)生的第一時間內快速查詢到當時的實際路況。但是如此長時間的監(jiān)控圖像存儲，其信號寬帶往往較大，如果超出了系統(tǒng)設備最大的存儲容量，那么必然會形成巨大的成本壓力。因此在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應用過程中，一方面需針對高清混合系統(tǒng)中高清信號不多的情況，直接保存高清信號；另一方面，應用網(wǎng)絡存儲服務器進行分布式存儲和中心集中管理模式。網(wǎng)絡存儲服務器采用的都是IP構架和以太網(wǎng)傳輸，具備良好的擴展功能。當高容量信號存儲設備應用到高速公路監(jiān)控系統(tǒng)時，必會進一步強化監(jiān)控系統(tǒng)的信號存儲能力。

3 結 論

本文全面分析了高清視頻技術的信號標準，并展開了實際應用分析。相關高速公路監(jiān)控工作人員能通過高清視頻技術的應用情況，充分了解技術優(yōu)勢，從而科學合理應用高清視頻技術。