論網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻傳輸系統(tǒng)在高速公路監(jiān)控中的應(yīng)用

戚奇衛(wèi)

摘 要：高速公路圖像視頻傳輸系統(tǒng)大概經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，即模擬視頻圖像傳輸階段、數(shù)字非壓縮傳輸階段和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻傳輸階段。本文分別對(duì)三種不同的圖像傳輸方式進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并指出了前兩種傳輸方式的缺點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)，近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化傳輸系統(tǒng)作為新興起的傳輸方式，在我國(guó)高速公路監(jiān)控中的應(yīng)用越來(lái)越多。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)數(shù)字；監(jiān)控；圖像視頻；傳輸方式

中圖分類號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、模擬視頻圖像傳輸方式

高速公路模擬視頻圖像傳輸方式在早期主要采取點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。是利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)將視頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后光信號(hào)再通過(guò)光纖進(jìn)行傳輸，形成外場(chǎng)監(jiān)控或圖像。此方式進(jìn)行短距離傳輸時(shí)，信號(hào)損失小，造價(jià)低，長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸時(shí)高頻質(zhì)量衰減較大，無(wú)法保證圖像質(zhì)量，組網(wǎng)方式復(fù)雜，不適應(yīng)多級(jí)聯(lián)網(wǎng)。且在每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要光纖，需要大量光纖資源，布線量大，不利于資源節(jié)約，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要一些其他的輔助設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，如視頻分配器、矩陣等，設(shè)備后期維護(hù)比較復(fù)雜，沒(méi)有網(wǎng)管功能。隨著科技的不斷進(jìn)步，對(duì)高速公路監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)要求越來(lái)越高，大量的圖像業(yè)務(wù)、高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的逐步實(shí)施，導(dǎo)致這種技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有管理的需要，必然要淘汰發(fā)展到新的視頻傳輸階段。

二、 數(shù)字非壓縮傳輸方式

數(shù)字非壓縮傳輸方式是由光端機(jī)廠家推出的一種數(shù)字化非壓縮視頻傳輸平臺(tái)，將場(chǎng)外視頻圖像通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)再通過(guò)光端機(jī)在光纖上進(jìn)行多路復(fù)用傳輸，在端局通過(guò)局端機(jī)將數(shù)字視頻圖像還原成模擬圖像信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，是一種綜合性業(yè)務(wù)平臺(tái)，利用非壓縮傳輸保證視頻傳輸質(zhì)量，通過(guò)這種方式傳輸?shù)膱D像質(zhì)量清晰，在傳輸過(guò)程中沒(méi)有失真，多路圖像可以復(fù)用一芯光纖傳輸，一定程度上節(jié)約了光纖資源，提高資源利用率，節(jié)約建設(shè)費(fèi)用，在一定程度上可以滿足了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的需求。但是本質(zhì)上還是要用到矩陣等設(shè)備，圖像容量有限，單點(diǎn)同時(shí)多路上傳方面技術(shù)還不完善，各廠家沒(méi)有統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備不能很好兼容互通，造成使用的局限性，不利于系統(tǒng)擴(kuò)容升級(jí)和資源共享。

三、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化編碼視頻傳輸技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化編碼視頻傳輸技術(shù)是高速公路圖像視頻傳輸系統(tǒng)的新階段，是目前比較先進(jìn)的圖像傳輸方式。高速公路管理體制對(duì)圖像傳輸?shù)囊笫乾F(xiàn)場(chǎng)圖像傳到收費(fèi)站，再到路段分中心，到省級(jí)監(jiān)控管理中心。

目前高速公路運(yùn)營(yíng)管理需要滿足以下條件：（1）及時(shí)快速的處理突發(fā)事件。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖像的分析提出解決方案和行動(dòng)部署。（2）為公眾提供圖像信息，發(fā)布出行交通道路狀況參考，使人們?cè)诔鲂袝r(shí)能及時(shí)了解交通情況，避免通過(guò)交通擁堵路段，方便實(shí)施出行計(jì)劃，使出行變得順利通暢。因此，要求高速公路通信網(wǎng)絡(luò)和視頻圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠很好地結(jié)合，使圖像傳輸實(shí)現(xiàn)網(wǎng)路一體化，在全網(wǎng)內(nèi)都可以調(diào)閱查看視頻圖像，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化編碼視頻傳輸技術(shù)正好能夠使該需求得以實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化編碼視頻傳輸技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且兼有視頻矩陣、圖像分割器、錄像機(jī)等設(shè)備的多項(xiàng)功能，可通過(guò)管理軟件對(duì)視頻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化操作，在媒體服務(wù)器實(shí)現(xiàn)視頻圖像面向公眾發(fā)布服務(wù)，通過(guò)網(wǎng)管協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)及設(shè)備的管理，大大提高了網(wǎng)管功能和效率。（2）由于采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)字多媒體遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。（3） H.264編碼壓縮技術(shù)具有高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量特點(diǎn)，其能夠以更低的數(shù)字碼流實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的視頻圖像，支持高分辨率格式，可在普通電腦上或是監(jiān)視器中進(jìn)行觀看，效果不亞于DVD的畫(huà)面效果，也可以同時(shí)為交通事件檢測(cè)設(shè)備提供視頻圖像進(jìn)行事件的檢測(cè)，CIF格式可用于視頻存儲(chǔ)，還采用了大容量的磁盤(pán)存盤(pán)器和光盤(pán)存儲(chǔ)器，使得存儲(chǔ)空間得以節(jié)約，節(jié)省了很多磁帶介質(zhì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的信息查詢非常有利，帶寬適應(yīng)性較強(qiáng)，能有效減少通信系統(tǒng)帶寬的占用，更好的適用網(wǎng)絡(luò)傳輸。

雖然數(shù)字網(wǎng)絡(luò)編碼圖像傳輸方式有著以上的特性，但在實(shí)際應(yīng)用中，也暴露一些問(wèn)題，需要下一步繼續(xù)解決，如：（1）系統(tǒng)進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)工作，其性能不穩(wěn)定，硬盤(pán)上同時(shí)存儲(chǔ)著系統(tǒng)文件、應(yīng)用軟件和圖像文件，在視頻處理時(shí)需要輸入大量高密度數(shù)據(jù)，硬盤(pán)同時(shí)要進(jìn)行多項(xiàng)工作，因此普通的硬盤(pán)已經(jīng)不能適應(yīng)高強(qiáng)度工作，致使系統(tǒng)很容易出現(xiàn)不穩(wěn)定，進(jìn)而發(fā)生死機(jī)問(wèn)題，容易造成通信系統(tǒng)癱瘓。（2）各廠家視頻圖像編碼方式和算法有所不同，編碼后圖像不能實(shí)現(xiàn)共享或互編互解，需要統(tǒng)一。

為了解決上面闡述的問(wèn)題，各生產(chǎn)廠家需要結(jié)合目前高速公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行相互的溝通，協(xié)調(diào)，對(duì)他們各自的編碼算法進(jìn)行開(kāi)放，共同制定一個(gè)可以互編互解的編碼程序或標(biāo)準(zhǔn)，才能更加適應(yīng)現(xiàn)代管理的要求，才能真正追求到各自利益最大化。對(duì)于超過(guò)一定范圍的圖像路數(shù)，應(yīng)設(shè)置視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，用來(lái)分流解決網(wǎng)內(nèi)傳輸組播視頻圖像風(fēng)暴，避免引起通信系統(tǒng)癱瘓。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的公認(rèn)的發(fā)展方向是前端一體化、視頻數(shù)字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化，其中數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化是視頻監(jiān)控發(fā)展的最大兩個(gè)特點(diǎn)，因?yàn)閿?shù)字化是網(wǎng)絡(luò)化的前提，網(wǎng)絡(luò)化又是系統(tǒng)集成化的基礎(chǔ)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化打破了布控區(qū)域和設(shè)備擴(kuò)展等方面的限制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享以及任務(wù)和負(fù)載的共享，視頻圖像傳輸方式采用IP數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化編碼技術(shù)優(yōu)點(diǎn)比較多，技術(shù)較為先進(jìn)，可以在高速公路行業(yè)視頻監(jiān)控管理中廣泛推廣，也是以后技術(shù)發(fā)展研究的方向，為高速公路管理中的運(yùn)營(yíng)維護(hù)和后期升級(jí)改造等提供了方便，為改善交通環(huán)境，創(chuàng)造和諧的社會(huì)做出了巨大貢獻(xiàn)。

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