夜視攝像機在交通監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

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、應急救災中發(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)主要應用于武器瞄準具、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。正因這個特點，應用紅外夜視技術(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，適用于遠距離監(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場景進行觀測，由于目標物體與環(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（可達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行監(jiān)控，還可以對監(jiān)控點進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)不足和應用限制。由于紅外線成像效果立體感不足，圖像細節(jié)損失嚴重，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，限制了其應用范圍。

3 應用前景分析

目前，夜視攝像機在交通監(jiān)控系統(tǒng)中應用較少，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)的進步，紅外熱成像攝像機的成本也會逐漸下降，它的應用前景也會越來越好。