圖像質量診斷在視頻網管中的應用

■ 安國成 呂曉鵬

圖像質量診斷在視頻網管中的應用

■ 安國成 呂曉鵬

1 概述

圖像處理技術是指針對數字化圖形圖像，借助計算機為代表的輔助工具，進行數字處理的過程，是一門方興未艾的實用技術。隨著圖像處理技術的逐步成熟、其應用領域也逐漸擴大。利用圖像處理技術提高鐵路通信維護管理的智能化水平，尤其是鐵路綜合視頻監控系統的運營管理水平是一個急需解決的問題。為此，根據視頻圖像技術的發展狀況，提出基于圖像質量診斷功能的視頻網管系統，此系統旨在提高綜合視頻監控系統運營維護的自動化、智能化水平，從而降低相關業務部門運營維護壓力，解放勞動力，提高工作效率。

2 系統功能架構

物聯設備預警系統功能框架見圖1。

整個具有圖像質量診斷功能的視頻網管系統包括4大部分：數據支持、分析模塊、業務和集成展示。

圖1 物聯設備預警系統功能框架

數據支持主要包括3個子部分：實時采集處理、統一數據采集和各外部相關系統的數據所構成。

實時數據處理主要涉及鐵路綜合視頻監控系統的各種硬件，如服務器、光端機、編碼器等。系統可以通過相應的協議獲取某一設備運行狀態（如采用SNMP協議），如可以獲取某一服務器的在線情況，CPU溫度，內存實用情況，硬盤存儲空間剩余情況等。

統一數據采集主要是針對要進行視頻圖像質量診斷的通道圖像進行收集與處理，如可以以一定的用戶身份從區域視頻監控服務器上獲取指定通道的視頻圖像等。

各外部相關系統作為系統的輸入數據，為視頻設備預警提供動態及靜態的數據源。

分析模塊主要包括的功能有各種圖像質量診斷功能，如視頻圖像模糊、圖像對比度、圖像過亮、過暗等檢測功能。分析模塊還包括針對檢測故障的分類分析、聚類分析、不同設備生命周期建模分析、預測分析以及診斷評分等多種功能。

基于GIS或者其他平臺的統一展示，此層說明視頻網管可以作為一個獨立的業務系統進行相應展示，也可以作為其他系統的一個功能模塊進行展示。當采用GIS模式進行系統展示時，需要根據各種設備的物理位置進行相關信息的展示，從而將整條線路，甚至是整個鐵路網中的設備進行動態展示與健康度預警、告警。

業務層主要包括關鍵視頻設備健康度分析預警、告警和視頻設備檢維修預測。此層是本系統核心功能的業務展示，關鍵視頻設備健康度分析預警、告警模塊主要包括采集設備的分析建模、健康度分析預警、關鍵相關設備分析預警等功能。視頻設備檢維修預測包括視頻設備生命周期估算、視頻設備檢維修預測、檢維修預測發布等。

由于鐵路綜合視頻監控環境的復雜性，為了進一步彌補環境對系統所造成的影響，針對每路攝像機進行個性化的參數設置，具體如下：

視頻質量檢測功能選擇：即根據攝像機所處環境、輪詢檢測的時間安排，對其中部分視頻圖像診斷功能進行一定的屏蔽，如當霧氣較大的時候，可以不啟動攝像機的模糊檢測，從而減少系統診斷的誤報數量。

預警、報警參數設置：即針對每路攝像機的具體情況設置相應的預警、報警參數，從而使系統在一定程度上具有適應能力，降低系統誤報。因為每項功能診斷的結果都折算成圖像質量分值，其分布是0～100，用戶可以主觀感受對不同質量的圖像設置相應的預警、報警參數，從而使系統更具針對性。

3 系統試用情況

具有視頻圖像質量診斷功能的視頻網管系統在開發的過程中，已經在某路局進行初期的試用，在試用的過程中得到相關業務部門的大力支持，并且針對試用過程中存在的問題，雙方都進行了全面的溝通。在實驗初期，主要針對存在的一些問題，如針對視頻畫面過暗，可能是由于攝像機安裝位置（機房內部）、或者天氣問題所造成的，為此利用工程配置信息進行二次告警過濾，從而降低此類情況的誤告警。

隨著攝像機的老化，攝像機所具有的彩轉黑功能是一個較易產生故障的故障點，為此針對路局試用情況，系統增加了攝像機彩轉黑檢測功能。系統針對具有彩轉黑功能的攝像機每日進行相應的檢測，從而保障相應的攝像機工作模式發生正常的轉換。

4 結束語

隨著圖像處理技術的逐步成熟，具有視頻圖像質量診斷的視頻網管系統也具有實用條件，系統在很大程度上降低了相關維護部門的勞動強度。隨著技術的進步和管理理念的改變，鐵路通信維護管理也將逐漸從過去的粗放式管理逐步向精細化、人性化、智能化的方向發展，從過去單純的設備告警處理、故障檢維修逐漸向設備健康度預警、設備檢維修預測過渡，從過去的事后維修轉變成事前預測，提前更換與保養。

安國成：通號通信信息集團有限公司，高級工程師，北京，100070

呂曉鵬：通號通信信息集團有限公司，高級工程師，北京，100070

責任編輯 楊倩