道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中攝像機(jī)的選擇

    隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步繁榮，城市交通的實(shí)時(shí)監(jiān)控已變得越來(lái)越重要，建立全面的交通圖像管理系統(tǒng)是交通管理部門的目標(biāo)。交通道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)建立覆蓋城市主要干道及路口的數(shù)字監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，配備相應(yīng)的圖像監(jiān)視設(shè)備和軟件，可將交通路口車輛運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)地傳送到調(diào)度中心，對(duì)道路車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)，公安交通管理部門可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)道路車流量進(jìn)行控制，將車輛安排到暢通的路段，減少阻塞，保證道路交通暢通，實(shí)現(xiàn)城市交通管理的智能化�，F(xiàn)在的交通監(jiān)控技術(shù)已越來(lái)越先進(jìn)，不僅充分地利用了現(xiàn)行的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供了各種各樣可行的解決方案，而且還可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控智能化，讓系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行一切監(jiān)控工作。不僅可以大大減輕交警的工作負(fù)荷，而且還可提高管理水平，通過(guò)圖像方式讓那些違章車輛無(wú)地可逃，減少了交通爭(zhēng)議。

    道路監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案已經(jīng)有很多，實(shí)現(xiàn)的方式也有多種多樣，但是對(duì)于道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)講，前端的視頻圖像質(zhì)量尤其重要。本文主要介紹道路監(jiān)控前端攝像機(jī)的選型要點(diǎn)。

    道路視頻監(jiān)控需求特點(diǎn)

    由于車輛的急劇增加，雖然道路基礎(chǔ)設(shè)施得到了很大改善，但是交通擁擠的狀況日趨嚴(yán)重。

    為改善上述局面，各城市正在逐步推廣實(shí)施各重要交通道口區(qū)域?qū)崟r(shí)交通狀況圖像監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)劃，即在城市各重要交通道口安裝一套智能型交通監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)圖像傳輸通道將路面交通情況實(shí)時(shí)上傳到道路監(jiān)控指揮中心，中心值班人員可以據(jù)此及時(shí)了解各區(qū)域路面狀況，以便調(diào)整各路口車輛流量，確保交通通暢。對(duì)監(jiān)控路面車輛的違章情況，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并安排處理道路交通事等。無(wú)論是闖紅燈，還是逆向行駛，只要機(jī)動(dòng)車在通過(guò)市區(qū)主要路口時(shí)違反《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》，都會(huì)被電子警察和攝像監(jiān)控設(shè)備記錄下來(lái)，違法車輛的信息在公安交通指揮控制中心被及時(shí)打印。利用高科技來(lái)管理交通，提高了工作效率，也方便了駕駛員。

    歸納起來(lái)城市道路交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用有如下兩點(diǎn)：

    1、路況實(shí)時(shí)監(jiān)視：各路口的攝像機(jī)會(huì)及時(shí)將所監(jiān)控區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像傳回交通指揮中心，使交通指揮人員實(shí)時(shí)掌握各路口和路段的交通狀況，例如：路段人車流量、信號(hào)燈是否正常工作、是否有違章行為和交通事故發(fā)生。這些信息能幫助交通管理部門及時(shí)采取合適的處理方式。

    2、實(shí)時(shí)錄像：視頻監(jiān)控的圖像會(huì)保存到交通指揮中心的錄像服務(wù)器上，作為處理交通事故、違規(guī)行為，甚至是治安犯罪等各種突發(fā)情況的取證依據(jù)。

    道路視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的要求及選擇

    道路監(jiān)控是屬于全天候的監(jiān)控，所以對(duì)前端攝像機(jī)的要求比較高，要求攝像機(jī)能清晰地監(jiān)看到道路上行駛車輛牌照、車輛的類型、顏色等。

    交通監(jiān)控中的視頻系統(tǒng)若比作人類的視覺(jué)系統(tǒng)，那么視頻系統(tǒng)中的攝像機(jī)就像人類的眼睛，其重要性是不言而喻的，所以交通監(jiān)控中攝像機(jī)的選擇要求很為苛刻。

    要求

    交通道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)選擇首先要考慮如下兩點(diǎn)要求：

    1、性能：攝像機(jī)性能的好壞直接關(guān)系到在各種條件下能否拍攝出清晰畫面，夜間能否看清車牌，所拍圖像色彩是否真實(shí)；

    2、可靠性：攝像機(jī)要能在各種惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期地穩(wěn)定工作，保證圖像質(zhì)量不惡化，故障率低。如果一個(gè)交通監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”不好或經(jīng)常出毛病，即使系統(tǒng)其它部分再完美，整個(gè)系統(tǒng)的缺陷也是一目了然的。

    選擇

    交通監(jiān)控?cái)z像機(jī)中使用最多的是固定鏡頭攝像機(jī)，這類攝像機(jī)在選擇和應(yīng)用上應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)最主要的技術(shù)參數(shù)和功能：

    1、攝像機(jī)清晰度，圖像水平分辨率要大于500線，再配置高清晰度監(jiān)視器，就會(huì)有較好的監(jiān)視效果。水平分辨率大于500線的攝像機(jī)它比480線的攝像機(jī)成像效果要更加清晰，銳利。所以，分辨率越高，攝像機(jī)的表現(xiàn)能力就越好。

    2、攝像機(jī)靈敏度，最低照度指標(biāo)不能只看前面的數(shù)字有多少，而應(yīng)該看這個(gè)指標(biāo)是在什么條件下測(cè)得的。如彩色最低照度0.15Lux/F1.4 /50IRE/AGC ON，這表明0.15Lux的低照度是用F1.4通光量鏡頭，視頻信號(hào)測(cè)量電平在50IRE（350mv），AGC ON的條件下測(cè)出來(lái)的。如果換通光量大的F1.0鏡頭，視頻信號(hào)測(cè)量電平在25IRE，測(cè)出的低照度指標(biāo)更低。1/2英寸CCD攝像機(jī)的靈敏度和圖像質(zhì)量要好于1/3 英寸CCD攝像機(jī)。

    關(guān)于IRE，定義CCD攝像機(jī)的視頻輸出最大振幅為100IRE或者700毫伏，一個(gè)100IRE的視頻能表現(xiàn)出最好亮度和對(duì)比度的優(yōu)質(zhì)影像。只有50IRE或350毫伏的視頻表示的只有一半的對(duì)比度，30IRE或者210毫伏表示只有原始振幅的30%。通常30IRE是最低的可用圖像的數(shù)值，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的攝像機(jī)當(dāng)自動(dòng)增益提高到最大增益時(shí)噪度等級(jí)應(yīng)該在10IRE，因此能提供3:1或10dB信噪比可以接受的影像。一個(gè)在10IRE下測(cè)量的結(jié)果可以比在100IRE下測(cè)量的結(jié)果高出10倍，因此沒(méi)有標(biāo)出IRE等級(jí)的結(jié)果實(shí)際上是沒(méi)有意義的。

    對(duì)于CCD靈敏度的高低，不同型號(hào)的CCD，靈敏度也會(huì)有很大的區(qū)別，目前攝像機(jī)廠家比較常用的是Super HAD CCD。隨著CCD廠家的不斷研發(fā)，推出了新的Ex-View HAD IT CCD。

    Ex-view技術(shù)，是目前最新的CCD芯片技術(shù)，它通過(guò)對(duì)每個(gè)CCD基礎(chǔ)光電二極管的p/n接口的特殊組裝來(lái)獲得更好的光子到電子的轉(zhuǎn)換效率。

    另外，每個(gè)光電二極管（描繪影像上的一個(gè)像素）有一個(gè)覆蓋在上面的微型鏡頭能夠較好地記錄和聚焦光線到有效的半導(dǎo)體靶面。它的結(jié)果對(duì)比于傳統(tǒng)攝像機(jī)采用的Super had CCD可視范圍提高了可見(jiàn)光的2倍和近紅外光（800-900納米）的4倍感光度。

    Ex-view的lux效率比優(yōu)質(zhì)的“Super had”可見(jiàn)光和近紅外光波場(chǎng)高出了2倍。Ex-view技術(shù)令攝像機(jī)可以在黑暗的環(huán)境下有超強(qiáng)的感光度。在需要低靈敏度攝像機(jī)的道路監(jiān)控場(chǎng)合，建議采用Ex-View HAD IT CCD的攝像機(jī)。

    3、攝像機(jī)的信噪比。在光線很好的情況下，攝像機(jī)的信噪比都很好，圖像上看不出噪波點(diǎn)，但在光線較暗時(shí)，信噪比指標(biāo)好的攝像機(jī)圖像依然清晰，噪波點(diǎn)少。信噪比指標(biāo)差的攝像機(jī)，噪波點(diǎn)會(huì)淹沒(méi)整個(gè)圖像。

    4、攝像機(jī)強(qiáng)光抑制功能，道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)要求在夜間清楚拍攝車輛牌照，這就要求強(qiáng)光抑制指標(biāo)要好。采用此項(xiàng)技術(shù)的攝像機(jī)，可以有效地抑制迎面車輛的強(qiáng)光（車輛大光燈），使車牌照較清晰地被捕捉到，畫面真實(shí)完整。很多道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用“日蝕”技術(shù)，在夜間拍攝車牌很好，但在白天也經(jīng)常出現(xiàn)“日蝕”，這就影響了整體圖像的美觀和完整性。

    5、攝像機(jī)背光補(bǔ)償功能，攝像機(jī)在夜間拍攝車牌，背光補(bǔ)償技術(shù)的好壞，直接關(guān)系到是否能清晰看清車牌，能否使后端視頻檢測(cè)和分析系統(tǒng)給出正確的判斷結(jié)果。 好的攝像機(jī)對(duì)于背光補(bǔ)償?shù)膮^(qū)域都可以靈活設(shè)置和區(qū)域選擇。

    6、攝像機(jī)的色彩還原性能，攝像機(jī)沒(méi)有具體的色彩指標(biāo)，只能用色度調(diào)整和白平衡調(diào)整使色彩真實(shí)還原。不同種類的攝像機(jī)色彩還原性能是不同的，這項(xiàng)指標(biāo)只有通過(guò)調(diào)試及和現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)色彩進(jìn)行比較。 可以選擇白平衡調(diào)整方式較多的攝像機(jī)，例如：白平衡手動(dòng)調(diào)節(jié)模式、白平衡自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)模式、室內(nèi)模式、室外模式等。

    7、攝像機(jī)數(shù)字降噪技術(shù)，在黑暗的環(huán)境下，由于照度的問(wèn)題，攝像機(jī)噪點(diǎn)將會(huì)不可避免地增多，可以采用目前獨(dú)特的數(shù)字降噪技術(shù)。令低照條件下的圖像更清晰、悅目。

    數(shù)字降噪技術(shù)就是采用專業(yè)的視頻信號(hào)處理技術(shù)，DSP芯片通過(guò)檢測(cè)和分析幀存儲(chǔ)器中的圖像信息，自動(dòng)降低相對(duì)靜止畫面的增益幅度，極大地消除了信號(hào)中的干擾噪聲波，從而有效地提高了畫面清晰度和潔凈度。

    8、攝像機(jī)調(diào)試的方便性，攝像機(jī)除了質(zhì)量可靠，還要安裝調(diào)試方便。道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)大都安裝在9-15米高的立柱上，安裝和拆卸都需要專用工具車，是危險(xiǎn)的高空作業(yè)，如果質(zhì)量不可靠或調(diào)試不方便，勢(shì)必給施工和工程帶來(lái)很大成本，并影響正常使用。

    可以利用攝像機(jī)的RS-485端口對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試。通過(guò)這個(gè)端口可以遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)，修改攝像機(jī)里面的參數(shù)，無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行調(diào)整；通過(guò)這種快捷方便的端口，大大節(jié)省了人力和調(diào)試時(shí)間。目前有不少的攝像機(jī)都具有這個(gè)接口功能。

    結(jié)語(yǔ)

    目前道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)種類繁多，大部分都是使用1/2英寸CCD攝像機(jī)，一些大中城市道路監(jiān)控系統(tǒng)選用的攝像機(jī)都是以國(guó)外知名品牌為主。

    隨著攝像機(jī)廠家對(duì)城市治安監(jiān)控和交通監(jiān)控的重視，目前攝像機(jī)款式林林總總，道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)的選型必須要認(rèn)真細(xì)致，選擇適合道路監(jiān)控使用的攝像機(jī)，這樣才會(huì)體現(xiàn)出道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)對(duì)城市交通系統(tǒng)的作用，而不是一種擺設(shè)。