高清視頻技術(shù)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

江西省高速公路投資集團有限責(zé)任公司撫州管理中心 / 胡靖 彭曉敏

1.高清視頻技術(shù)常用的視頻信號標準研究

對于高清視頻技術(shù)來說，在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，它的應(yīng)用方式主要是視頻信號標清方式，還有高清方式兩種。這兩種的主要區(qū)別是在畫面的清晰度方面而判定畫面清晰度的參數(shù)，它包含了分辨率還有像素。對于高清技術(shù)來說，它的圖像有著很大的特點也，就是說像素越大，圖像的清晰度越高，一般來說，標清視頻主要有QCIF（176×144）和HALF（704×288）等分辨率。但是通過相關(guān)的分析可知分辨率參數(shù)，在實踐應(yīng)用的過程中，標簽圖像能夠滿足最大的標準要求D1，因此，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)使用標清視頻有著較大的限制。高清視頻基本上可以達到720P、1080P 及 1080i 等要求，傳輸?shù)礁咚俟繁O(jiān)控設(shè)備上的畫面寬高比為 16：9，能夠?qū)⒙访嫘畔⑶逦娘@示出來。其中，1080P是目前分辨率最高的圖像，可以全面的提升高速公路監(jiān)控質(zhì)量，滿足日常的管理工作需要。兩種視頻的具體參數(shù)詳見表 1 所示。

通過表1數(shù)據(jù)分析，可以知道高清視頻技術(shù)的應(yīng)用比標準視頻清晰技術(shù)的應(yīng)用效果要更好，尤其是在水平水質(zhì)兩個方面的領(lǐng)域表現(xiàn)更為突出。在實踐的過程中采用同一監(jiān)控方式，標簽技術(shù)，它只能達到720批的標準，而最終的畫面單幅圖像約有90萬個像素點，是D1的兩倍。而通過高清視頻技術(shù)的應(yīng)用，而高清視頻技術(shù)能夠達到1080P或者1080i標準，單幅圖像中的像素點能夠達到200萬個，能夠在監(jiān)控圖像中獲取大量的細節(jié)信息，同時還能夠消除不清晰視頻所造成的不良影響，使得監(jiān)控質(zhì)量、效率得到有效的提升，滿足當前高速公路的管理需要。

2.高清視頻信號數(shù)字編碼

高清視頻數(shù)字編碼一般可以分成數(shù)字非壓縮編碼和數(shù)字壓縮編碼兩種。前者主要就是針對于視頻信號并不進行任何的壓縮和處理，其主要的優(yōu)勢就是視頻的質(zhì)量相對比價高、延時性低且應(yīng)用效果非常好，但是這種方式的碼流比較大，并且不能使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，在存儲的過程中還需要應(yīng)用壓縮技術(shù)，否則將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲受到影響；而后者主要是通過進行視頻信號的有效壓縮處理，其碼流有所下降，還能夠使用TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，無論是存儲還是發(fā)布，都會比較便捷，操作也更為方便。DVI-D和DVI-I3種接口形式，其中以DVID用應(yīng)用最為廣泛，但是只能進行數(shù)字信號的接收，并不能接收模擬信號，導(dǎo)致設(shè)備的兼容性比較差，且最大傳輸間距為5m。

3.視頻存儲和設(shè)備顯示接口

當前我國所應(yīng)用的高清視頻很多情況下都是通過使用 NVR( 網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機) 來完成。NVR是通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來獲取 IPC ( 網(wǎng)絡(luò)攝像機) 傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流，然后對于視頻文件進行存儲與管理，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實現(xiàn)文件的分享和保留，滿足各種條件的使用 。高速公路高清視頻圖像通過設(shè)備傳輸?shù)奖O(jiān)控室中，要通過顯示設(shè)備展示在使用者的面前，當前最為主要的顯示接口方式即為 HDMI( 高清晰度多媒體接口)、DVI(數(shù)字視頻接口)2種。

HDMI是一種非常先進的影像數(shù)字傳輸接口的形式，能夠把物壓縮音頻或者高清視頻信號進行準確的傳輸，其最大傳輸速度可達2.25GB/s，并且在信號傳輸之前并不需要進行數(shù)/模或模/數(shù)轉(zhuǎn)換，保證信號傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。HDMI最大傳輸間隔距離能夠達到15m，目前最為常見的就是 DVI有DVI-A、

4.高清視頻技術(shù)應(yīng)用到高速公路監(jiān)控工作中

4.1 高 速公路監(jiān)控系統(tǒng)中高清信號源的應(yīng)用

當前只有達到720P、1080i及1080P標準的視頻信號，才能確定為高清信號。從傳統(tǒng)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的工作條件分析，很多攝像機都是應(yīng)用計算機顯示格式或者數(shù)碼格式，畫面的清晰度不高，不能夠?qū)崿F(xiàn)高頻率的監(jiān)控，卻被一些應(yīng)用者使用是高清設(shè)備設(shè)施。對于高清視頻信號的攝像機來說，它主要是分成兩種類型的，對于這兩種設(shè)備來說，它是不能夠?qū)崿F(xiàn)正常應(yīng)用的，這主要是因為在應(yīng)用的時候需要用的頻率比較高，同時操作的時候工作量比較大，很容易使人疲憊，不能夠進行全面的監(jiān)控。隨著高清視頻技術(shù)的實現(xiàn)之后，能夠切實的將傳統(tǒng)應(yīng)用方法的不足彌補，大大的提高了圖像信息的監(jiān)控管理水平使得監(jiān)控工作更加的細化，實現(xiàn)了智能化的控制，不僅工作量和勞動強度有所下降，還能夠全面的提升監(jiān)控質(zhì)量。

表1 高清視頻與標清視頻的分辨率全范圍比較

4.2 高 清視頻技術(shù)的視頻傳輸應(yīng)用

在高清視頻技術(shù)應(yīng)用的過程中，它的傳輸信號包含了上傳接入兩方面，對于信號接入來說，它主要是從采集點直接傳輸?shù)娇刂剖耶斨校蟼骶褪菍⒃撔盘枏囊患壍目刂浦行膫鬏數(shù)缴弦患壍目刂浦行模缓缶湍軌驅(qū)崿F(xiàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)的分析。高清視頻技術(shù)應(yīng)用到高速公路監(jiān)控領(lǐng)域，已經(jīng)逐步的使用光纖傳輸方式取代數(shù)字信號方式，傳輸距離更遠且能夠達到穩(wěn)定性標準，消除模糊圖像所產(chǎn)生的不利影響。從高清視頻信號傳播的角度出發(fā)，其重量更輕且保密性好，還能夠防止其受到電磁波干擾的影響。

4.3 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)內(nèi)，高清視頻技術(shù)的應(yīng)用過程中，能夠快速的實現(xiàn)視頻圖像的壓縮編碼處理，在結(jié)束后可以應(yīng)用TCP或者IP網(wǎng)絡(luò)來完成實時傳輸。這種信號形式組成相對比較簡單，且數(shù)據(jù)量比較少。因為高清視頻技術(shù)應(yīng)用到高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠體現(xiàn)出高嗎流連續(xù)傳輸?shù)男Ч瑢τ诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求是非常高的，在進行監(jiān)控管理的環(huán)節(jié)過程中，可以采用以上的兩種方式實現(xiàn)視頻圖像的傳輸。從實際應(yīng)用情況分析，應(yīng)用SDH同步數(shù)字體系來進行信號的傳輸；將單獨視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)體系建立，然后通過該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將下一級的管理內(nèi)容上傳到系統(tǒng)中，保證整個傳輸系統(tǒng)具備快捷性，且能夠保證傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量。

4.4 高 清視頻技術(shù)的存儲應(yīng)用

從當前我國的高速公路視頻監(jiān)控現(xiàn)狀分析，監(jiān)控工作主要是從記錄為出發(fā)點，確保相關(guān)的視頻信號都儲存到設(shè)備當中，儲存的時間需要規(guī)定在15個工作日，同時一些地區(qū)要求它的儲存時間最少為90天。這樣做的目的就是為了在發(fā)生突發(fā)事件的情況下，能夠及時、快速、準確的獲取相應(yīng)的視頻信息和資料。但是這種情況下，會導(dǎo)致存儲成本比較高，需要大量的存儲設(shè)備才能保持運行，信號寬帶一般都比較大，如果超出系統(tǒng)的最大儲存量，就會導(dǎo)致較高的成本出現(xiàn)。因此，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)在具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)，一方面應(yīng)該結(jié)合當前高清信號量較少的情況，直接保存高清信號；另一方面，也可以根據(jù)存儲服務(wù)器的具體形式將其分成分布存儲和集中存儲兩種。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的正常運行，主要以IP架構(gòu)和以太網(wǎng)傳輸為主。如果將較高容量的存儲系統(tǒng)應(yīng)用到目前的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，可以更好的提升監(jiān)控存儲能力，以滿足日常的監(jiān)控工作需要，對于高速公路的管理也是非常有益的。

5.結(jié)束語

當前高清視頻監(jiān)控的方式應(yīng)用到我國的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)是非常普遍的，其所產(chǎn)生的價值是比較高的。本文主要分析當前的高清視頻相關(guān)的概念以及技術(shù)，對于高清視頻有了初步的了解，在確定應(yīng)用高清視頻時，應(yīng)該充分的考慮到其系統(tǒng)的特性，分析高速公路監(jiān)控所需要的功能，然后確定最為合適的高清視頻系統(tǒng)形式，從而可以保證高清視頻可以發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，滿足高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的運行需要，為高速公路有效的管理提供良好的基礎(chǔ)條件。