高速公路監(jiān)控系統(tǒng)圖像傳輸分析

文/蔡睿 奚培華，江蘇蘇通大橋有限責任公司

數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路上不可或缺，為了對車輛進行更加真實和直觀的監(jiān)控，大部分的監(jiān)控系統(tǒng)都會設(shè)置在高速公路的某段路面或者收費站等地，監(jiān)控系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)會被集中處理并儲存下來，以便于日后為有可能發(fā)生的高速公路交通事故提供圖像及視頻證明。主要作用有以下幾點：一、便于指揮車輛正常行駛，確保高速公路上無論如何都保持基本暢通；二、對于違反交通規(guī)則的相關(guān)車輛進行圖像及視頻抓拍，留存相關(guān)的證據(jù)；三、收費站的監(jiān)控系統(tǒng)主要是對收費站每天的相關(guān)情況進行記錄，收費站每天的車流量以及收費情況等都要進行記錄。高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)，圖像的處理和傳輸是最重要的地方，只有選好傳輸介質(zhì)和高水平的圖像壓縮技術(shù)，才能保證傳輸圖像的精確。

1 傳輸介質(zhì)的選擇

1.1 網(wǎng)線傳輸?shù)氖褂?/h3>

圖像傳輸中網(wǎng)線的使用較為廣泛，原因是網(wǎng)線傳輸線路造價比較低廉、而且施工過程比較方便快捷，目前我國互聯(lián)網(wǎng)也達到了全覆蓋的程度。一般來說，網(wǎng)線傳輸?shù)氖褂梅秶急容^大，因為圖像傳輸?shù)木嚯x比較近，這樣的話使用網(wǎng)線傳輸能最大程度上保持圖像的真實，能夠滿足人們對監(jiān)控設(shè)備的需要，并且可以在全國各地查到圖像的來源。但網(wǎng)線傳輸?shù)氖褂靡灿衅浔锥耍ヂ?lián)網(wǎng)傳輸信號的好壞和傳輸距離和信號頻率有很大的聯(lián)系，信號的覆蓋率越高，信號本身就會越弱。總的來說，在使用網(wǎng)線傳輸進行圖像傳輸時，應(yīng)該盡可能地保持傳輸信號，想要使網(wǎng)線傳輸?shù)膫鬏斁嚯x獲得大幅增長，就需要使用信號強的發(fā)射器。信號強的發(fā)射器可以將數(shù)字傳輸信號放大，再對信號進行調(diào)整，使圖像盡量保持原樣。但是發(fā)射器的使用也有弊端，在使用個數(shù)方面有很大的限制，一般情況下，同一個網(wǎng)線上使用的發(fā)射器數(shù)量不能超過六個，不然會適得其反，圖像信號會變得很差。

1.2 雙絞線與視頻傳輸設(shè)備

雙絞線和網(wǎng)線傳輸不一樣，雙絞線的抗干擾能力較強、信號傳輸?shù)木嚯x較傳統(tǒng)的同軸電纜更遠、布線相對容易而且價格更加的便宜，所以雙絞線在一定范圍內(nèi)也有使用。雙絞線在傳輸過程中會把圖像信號減弱，所以說，在進行距離遠的傳輸過程中，雙絞線的傳輸信號頻率要低一些。對于視頻信號的傳輸，雙絞線的傳輸效果并不理想，所以說雙絞線要進行視頻信號的傳輸，就需要進行信號的放大和處理，就要增加雙絞線的視頻信號傳輸設(shè)備。雙絞線的信號傳輸設(shè)備造價不高，增加傳輸設(shè)備也不會增加很多成本，所以說在高速公路監(jiān)控設(shè)備中，用雙絞線進行信號傳輸?shù)男Ч谩?/p>

1.3 光纖和光端機

光纖和光端機的使用，主要是為了抵抗周圍環(huán)境因素的影響以及解決傳輸距離過近的問題。上文的同軸電纜和雙絞線只能解決較小區(qū)域的圖像和視頻傳輸問題，但是在高速公路上，監(jiān)控系統(tǒng)傳輸圖像和傳輸信號的距離都很遠，所以只能使用光纖傳輸。除此之外，對于那些受環(huán)境因素影響較大的區(qū)域，為了保證信號傳輸?shù)馁|(zhì)量，也會采用光纖傳輸?shù)姆绞健９饫w傳輸?shù)膬?yōu)勢在于容量大、傳輸帶寬、受電磁波的影響較小，基本上不會受外界因素的影響。光端機的作用在于為監(jiān)控系統(tǒng)提供較為靈活便捷的信號傳輸方式，信號質(zhì)量好而且受外界影響小，所以說，光纖和光端機在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的運用很廣泛。

2 圖像壓縮方式

監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)男盘栔饕幸曨l信號和音頻信號兩種，視頻信號和音頻信號在傳輸過程中所占的內(nèi)存和資源都比較多，所以在傳輸視頻和音頻信號之前，必須要對相關(guān)信號進行壓縮。高速公路上的監(jiān)控系統(tǒng)，主要拍攝的都是動態(tài)的視頻圖像，所以應(yīng)該選擇MP EG 的壓縮標準。MPEG 壓縮標準現(xiàn)在暫時有在監(jiān)控系統(tǒng)里主要有視頻信號和音頻信號。而視頻和音頻等信號進行傳輸?shù)臅r候占用的資源都特別多，所以必須進行壓縮。高速公路上需要監(jiān)控的圖像都是車輛行駛的過程，他們?nèi)际莿討B(tài)的，所以選擇MPEG 壓縮的標準。MPEG 壓縮標準現(xiàn)在有MPEG1 和MPEG2。

2.1 MPEG1 和MPEG2

MPEG1 的發(fā)布時間比較早，發(fā)布于1933 年，設(shè)計并發(fā)布是為了達到工業(yè)級別的標準，MPEG1 的適用范圍較廣，可以適應(yīng)不同的設(shè)備。例如CD-ROM，是專門針對SIF 分辨率的相關(guān)圖像進行壓縮，傳輸?shù)乃俣认鄬τ诂F(xiàn)在來說有點慢，只有1.5Mb/s，但是傳輸?shù)馁|(zhì)量很好。MPEG2 的設(shè)計和發(fā)布相對較晚，在1994 年發(fā)布，主要是為了提高圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量和傳輸速度，MPEG2 能夠提供的信號傳輸速率在3Mb/s-10Mb/s 左右，除了處理DVD 指定的信號標準外，MPEG2 還可以用在廣播電臺、有線電視直播、微型網(wǎng)絡(luò)直播、網(wǎng)絡(luò)電纜數(shù)字視頻等等。還可以用做廣播、有線電視、微型直播、網(wǎng)絡(luò)電纜提供數(shù)字視頻。除此之外，MPEG2 還有一個明顯的優(yōu)點，就是可以適應(yīng)大范圍壓縮比的改動，以此適應(yīng)不同的視頻畫面質(zhì)量以及存貯容量。

3 結(jié)語

隨著高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，數(shù)字化的監(jiān)控系統(tǒng)正在大范圍的使用，現(xiàn)有的圖像傳輸設(shè)備也會不斷進步和發(fā)展，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)也會不斷更新?lián)Q代。