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(zé)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(duì)車輛進(jìn)行更加真實(shí)和直觀的監(jiān)控，大部分的監(jiān)控系統(tǒng)都會(huì)設(shè)置在高速公路的某段路面或者收費(fèi)站等地，監(jiān)控系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)會(huì)被集中處理并儲(chǔ)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(diǎn)：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(duì)于違反交通規(guī)則的相關(guān)車輛進(jìn)行圖像及視頻抓拍，留存相關(guān)的證據(jù)；三、收費(fèi)站的監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)收費(fèi)站每天的相關(guān)情況進(jìn)行記錄，收費(fèi)站每天的車流量以及收費(fèi)情況等都要進(jìn)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(jià)比較低廉、而且施工過程比較方便快捷，目前我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)也達(dá)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?yàn)閳D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(shí)，能夠滿足人們對(duì)監(jiān)控設(shè)備的需要，并且可以在全國(guó)各地查到圖像的來源。但網(wǎng)線傳輸?shù)氖褂靡灿衅浔锥?，互?lián)網(wǎng)傳輸信號(hào)的好壞和傳輸距離和信號(hào)頻率有很大的聯(lián)系，信號(hào)的覆蓋率越高，信號(hào)本身就會(huì)越弱?？偟膩碚f，在使用網(wǎng)線傳輸進(jìn)行圖像傳輸時(shí)，應(yīng)該盡可能地保持傳輸信號(hào)，想要使網(wǎng)線傳輸?shù)膫鬏斁嚯x獲得大幅增長(zhǎng)，就需要使用信號(hào)強(qiáng)的發(fā)射器。信號(hào)強(qiáng)的發(fā)射器可以將數(shù)字傳輸信號(hào)放大，再對(duì)信號(hào)進(jìn)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(gè)數(shù)方面有很大的限制，一般情況下，同一個(gè)網(wǎng)線上使用的發(fā)射器數(shù)量不能超過六個(gè)，不然會(huì)適得其反，圖像信號(hào)會(huì)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(qiáng)、信號(hào)傳輸?shù)木嚯x較傳統(tǒng)的同軸電纜更遠(yuǎn)、布線相對(duì)容易而且價(jià)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(huì)把圖像信號(hào)減弱，所以說，在進(jìn)行距離遠(yuǎn)的傳輸過程中，雙絞線的傳輸信號(hào)頻率要低一些。對(duì)于視頻信號(hào)的傳輸，雙絞線的傳輸效果并不理想，所以說雙絞線要進(jìn)行視頻信號(hào)的傳輸，就需要進(jìn)行信號(hào)的放大和處理，就要增加雙絞線的視頻信號(hào)傳輸設(shè)備。雙絞線的信號(hào)傳輸設(shè)備造價(jià)不高，增加傳輸設(shè)備也不會(huì)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(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)男Ч谩?/p>

1.3 光纖和光端機(jī)

光纖和光端機(jī)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(hào)的距離都很遠(yuǎn)，所以只能使用光纖傳輸。除此之外，對(duì)于那些受環(huán)境因素影響較大的區(qū)域，為了保證信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，也會(huì)采用光纖傳輸?shù)姆绞?。光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)在于容量大、傳輸帶寬、受電磁波的影響較小，基本上不會(huì)受外界因素的影響。光端機(jī)的作用在于為監(jiān)控系統(tǒng)提供較為靈活便捷的信號(hào)傳輸方式，信號(hào)質(zhì)量好而且受外界影響小，所以說，光纖和光端機(jī)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)用很廣泛。

2 圖像壓縮方式

監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)主要有視頻信號(hào)和音頻信號(hào)兩種，視頻信號(hào)和音頻信號(hào)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(hào)之前，必須要對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行壓縮。高速公路上的監(jiān)控系統(tǒng)，主要拍攝的都是動(dòng)態(tài)的視頻圖像，所以應(yīng)該選擇MP EG 的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG 壓縮標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在暫時(shí)有在監(jiān)控系統(tǒng)里主要有視頻信號(hào)和音頻信號(hào)。而視頻和音頻等信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候占用的資源都特別多，所以必須進(jìn)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?dòng)態(tài)的，所以選擇MPEG 壓縮的標(biāo)準(zhǔn)。MPEG 壓縮標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在有MPEG1 和MPEG2。

2.1 MPEG1 和MPEG2

MPEG1 的發(fā)布時(shí)間比較早，發(fā)布于1933 年，設(shè)計(jì)并發(fā)布是為了達(dá)到工業(yè)級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)，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(duì)SIF 分辨率的相關(guān)圖像進(jìn)行壓縮，傳輸?shù)乃俣认鄬?duì)于現(xiàn)在來說有點(diǎn)慢，只有1.5Mb/s，但是傳輸?shù)馁|(zhì)量很好。MPEG2 的設(shè)計(jì)和發(fā)布相對(duì)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(hào)傳輸速率在3Mb/s-10Mb/s 左右，除了處理DVD 指定的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)外，MPEG2 還可以用在廣播電臺(tái)、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(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，就是可以適應(yīng)大范圍壓縮比的改動(dòng)，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(huì)不斷進(jìn)步和發(fā)展，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)不斷更新?lián)Q代。