圖像質(zhì)量診斷在視頻網(wǎng)管中的應(yīng)用

■ 安國成 呂曉鵬

圖像質(zhì)量診斷在視頻網(wǎng)管中的應(yīng)用

■ 安國成 呂曉鵬

1 概述

圖像處理技術(shù)是指針對數(shù)字化圖形圖像，借助計算機為代表的輔助工具，進行數(shù)字處理的過程，是一門方興未艾的實用技術(shù)。隨著圖像處理技術(shù)的逐步成熟、其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸擴大。利用圖像處理技術(shù)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(jiān)控系統(tǒng)的運營管理水平是一個急需解決的問題。為此，根據(jù)視頻圖像技術(shù)的發(fā)展狀況，提出基于圖像質(zhì)量診斷功能的視頻網(wǎng)管系統(tǒng)，此系統(tǒng)旨在提高綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)運營維護的自動化、智能化水平，從而降低相關(guān)業(yè)務(wù)部門運營維護壓力，解放勞動力，提高工作效率。

2 系統(tǒng)功能架構(gòu)

物聯(lián)設(shè)備預(yù)警系統(tǒng)功能框架見圖1。

整個具有圖像質(zhì)量診斷功能的視頻網(wǎng)管系統(tǒng)包括4大部分：數(shù)據(jù)支持、分析模塊、業(yè)務(wù)和集成展示。

圖1 物聯(lián)設(shè)備預(yù)警系統(tǒng)功能框架

數(shù)據(jù)支持主要包括3個子部分：實時采集處理、統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集和各外部相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)所構(gòu)成。

實時數(shù)據(jù)處理主要涉及鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的各種硬件，如服務(wù)器、光端機、編碼器等。系統(tǒng)可以通過相應(yīng)的協(xié)議獲取某一設(shè)備運行狀態(tài)（如采用SNMP協(xié)議），如可以獲取某一服務(wù)器的在線情況，CPU溫度，內(nèi)存實用情況，硬盤存儲空間剩余情況等。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集主要是針對要進行視頻圖像質(zhì)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(qū)域視頻監(jiān)控服務(wù)器上獲取指定通道的視頻圖像等。

各外部相關(guān)系統(tǒng)作為系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，為視頻設(shè)備預(yù)警提供動態(tài)及靜態(tài)的數(shù)據(jù)源。

分析模塊主要包括的功能有各種圖像質(zhì)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(shè)備生命周期建模分析、預(yù)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(tǒng)一展示，此層說明視頻網(wǎng)管可以作為一個獨立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行相應(yīng)展示，也可以作為其他系統(tǒng)的一個功能模塊進行展示。當采用GIS模式進行系統(tǒng)展示時，需要根據(jù)各種設(shè)備的物理位置進行相關(guān)信息的展示，從而將整條線路，甚至是整個鐵路網(wǎng)中的設(shè)備進行動態(tài)展示與健康度預(yù)警、告警。

業(yè)務(wù)層主要包括關(guān)鍵視頻設(shè)備健康度分析預(yù)警、告警和視頻設(shè)備檢維修預(yù)測。此層是本系統(tǒng)核心功能的業(yè)務(wù)展示，關(guān)鍵視頻設(shè)備健康度分析預(yù)警、告警模塊主要包括采集設(shè)備的分析建模、健康度分析預(yù)警、關(guān)鍵相關(guān)設(shè)備分析預(yù)警等功能。視頻設(shè)備檢維修預(yù)測包括視頻設(shè)備生命周期估算、視頻設(shè)備檢維修預(yù)測、檢維修預(yù)測發(fā)布等。

由于鐵路綜合視頻監(jiān)控環(huán)境的復(fù)雜性，為了進一步彌補環(huán)境對系統(tǒng)所造成的影響，針對每路攝像機進行個性化的參數(shù)設(shè)置，具體如下：

視頻質(zhì)量檢測功能選擇：即根據(jù)攝像機所處環(huán)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(tǒng)診斷的誤報數(shù)量。

預(yù)警、報警參數(shù)設(shè)置：即針對每路攝像機的具體情況設(shè)置相應(yīng)的預(yù)警、報警參數(shù)，從而使系統(tǒng)在一定程度上具有適應(yīng)能力，降低系統(tǒng)誤報。因為每項功能診斷的結(jié)果都折算成圖像質(zhì)量分值，其分布是0～100，用戶可以主觀感受對不同質(zhì)量的圖像設(shè)置相應(yīng)的預(yù)警、報警參數(shù)，從而使系統(tǒng)更具針對性。

3 系統(tǒng)試用情況

具有視頻圖像質(zhì)量診斷功能的視頻網(wǎng)管系統(tǒng)在開發(fā)的過程中，已經(jīng)在某路局進行初期的試用，在試用的過程中得到相關(guān)業(yè)務(wù)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(nèi)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(zhuǎn)黑功能是一個較易產(chǎn)生故障的故障點，為此針對路局試用情況，系統(tǒng)增加了攝像機彩轉(zhuǎn)黑檢測功能。系統(tǒng)針對具有彩轉(zhuǎn)黑功能的攝像機每日進行相應(yīng)的檢測，從而保障相應(yīng)的攝像機工作模式發(fā)生正常的轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)束語

隨著圖像處理技術(shù)的逐步成熟，具有視頻圖像質(zhì)量診斷的視頻網(wǎng)管系統(tǒng)也具有實用條件，系統(tǒng)在很大程度上降低了相關(guān)維護部門的勞動強度。隨著技術(shù)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(fā)展，從過去單純的設(shè)備告警處理、故障檢維修逐漸向設(shè)備健康度預(yù)警、設(shè)備檢維修預(yù)測過渡，從過去的事后維修轉(zhuǎn)變成事前預(yù)測，提前更換與保養(yǎng)。

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