主頁（http://www.by236.com）：ITS視覺監(jiān)控技術(shù)和發(fā)展趨勢(2)

當(dāng)然幀頻的高低，還跟后端壓縮編碼能力和傳輸網(wǎng)絡(luò)相關(guān)，因此，要提供高幀頻的監(jiān)控相機(jī)，必須具備以下幾點(diǎn)：

•  高幀頻的成像系統(tǒng)
•  高幀頻的壓縮算法
•  高帶寬的輸出接口

2.1.2  圖像預(yù)處理技術(shù)

從CCD/CMOS出來的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過預(yù)處理，才能保證畫面更清晰、畫面色彩更真實(shí)，與人眼看到的原始圖像相近；同時還需要具備3A（即自動曝光 /增益、自動調(diào)焦、自動白平衡）、背光補(bǔ)償、強(qiáng)光抑制等技術(shù)，通過圖像預(yù)處理，保證輸出的圖像有超寬的動態(tài)范圍，才能適應(yīng)不同的環(huán)境應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全天候的監(jiān)控應(yīng)用。

比如，現(xiàn)在的ITS監(jiān)控相機(jī)應(yīng)用中，經(jīng)常出現(xiàn)白天日光、夜間補(bǔ)光過曝，夜間噪點(diǎn)過多，紅燈變黃（如圖2所示），車輛顏色失真，逆光成像時物體過暗，夜間發(fā)光物體過曝等情況。這些問題就需要通過合理的自動曝光、自動增益，讓畫面曝光正常，解決噪點(diǎn)過多的情況；通過對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)字校正，解決不同顏色的響應(yīng)度不一致的問題；通過合理的白平衡技術(shù)，保證在不同的光照條件下，圖像色彩真實(shí)；通過背光補(bǔ)償、強(qiáng)光抑制實(shí)現(xiàn)明暗對比較強(qiáng)的場景的寬動態(tài)成像（如圖3、圖4所示）。

圖2  紅燈變黃

圖3  背光補(bǔ)償

圖4  強(qiáng)光抑制

實(shí)際應(yīng)用如圖5所示，圖中左邊的是原始圖片，右邊是經(jīng)過預(yù)處理之后的圖片，可以明顯看到預(yù)處理之后的圖片所有綠葉的細(xì)節(jié)、以及左上方的電線（畫面中較暗的部分）更加明顯，而左下方的摩托車反光鏡（畫面中亮的部分）并沒有什么太大的變化。這樣就能夠獲得更多的細(xì)節(jié)信息。

圖5   預(yù)處理前后成像對比

圖像預(yù)處理技術(shù)的作用，簡單一句話，就是讓ITS監(jiān)控相機(jī)具備數(shù)碼相機(jī)、單板相機(jī)一樣的圖像效果，而且還是自動的。
 

2.2  圖像壓縮編碼技術(shù)

ITS相機(jī)中的圖像壓縮，一般都需要高質(zhì)量、低時延的圖片壓縮（JPEG）和低碼流的視頻壓縮（H264）這兩種壓縮技術(shù)同時存在，為了符合交通管理的取證要求，后者是為了滿足傳輸帶寬和連續(xù)視頻存儲的要求。抓拍的時候用JPEG實(shí)現(xiàn)高清晰度、低壓縮比、低時延的圖片壓縮，不抓拍的情況下用H264進(jìn)行高壓縮比、根據(jù)帶寬碼流可變的視頻錄像。

圖6是不同壓縮標(biāo)準(zhǔn)在不同碼流（也就是壓縮比，碼流越小，壓縮比越大，即壓縮之后的數(shù)據(jù)越�。�。由圖6可知，同樣壓縮比的情況下，H264的畫質(zhì)（PSNR）是最好的，圖7是相同碼流下不同壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮出來的圖片。也就是說，同樣的存儲空間，在畫質(zhì)一樣的情況下，H264可存儲的時間是最長的。

圖6  PSNR-BitRate圖

圖7  相同碼流不同壓縮標(biāo)準(zhǔn)下圖片的畫質(zhì)對比

2.3  智能視覺技術(shù)

智能技術(shù)簡單來說就是事件監(jiān)測和圖像識別。

2.3.1  事件監(jiān)測

事件監(jiān)測主要是監(jiān)測違章事件，如：闖紅燈、超速等。

早期，事件監(jiān)測都不是通過視覺技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。比如闖紅綠燈系統(tǒng)中，主要是通過地感線圈來判斷車輛是否闖紅燈的，即在停車線前后埋下地感線圈，紅燈時，線圈開始工作，如果有車輛闖紅燈，必然會觸發(fā)停車線前后的線圈，于是就會觸發(fā)相機(jī)進(jìn)行抓拍，記錄下車輛整個闖紅燈的過車：過線過程中，過線后1、過線后2，如圖8所示。

圖8   不同壓縮標(biāo)準(zhǔn)下圖片的畫質(zhì)對比

很多闖紅綠燈監(jiān)控系統(tǒng)都是在道路已經(jīng)修好后進(jìn)行安裝的，這樣為了埋線圈就需要挖地，破壞路面，而且維護(hù)也很不方便。另外，現(xiàn)在很多車輛通過右拐車道闖紅燈，地感線圈就很難發(fā)揮優(yōu)勢了。

超速則是通過雷達(dá)或激光等外部設(shè)備進(jìn)行測速，在固定測速區(qū)域也會使用線圈的方式來實(shí)現(xiàn)，這樣整個系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本都會非常高。
最近，開始要求對車輛逆行、壓實(shí)線、占用非機(jī)動車道等違規(guī)行為進(jìn)行抓拍錄像，如何判斷車輛是否逆行、是否壓實(shí)線、是否占用非機(jī)動車道？如果采用地感線圈或者別的輔助設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的話，難度是非常大的。

利用智能視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)事件監(jiān)測，只需要監(jiān)控相機(jī)便能實(shí)現(xiàn)各種事件判斷，如判斷紅燈情況下是否有車輛壓線闖紅燈，判斷是否有車輛逆行或占用非機(jī)動車道等，對這些違章行為進(jìn)行記錄。這種方式可以省去大量外部輔助設(shè)備，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，節(jié)省維護(hù)成本。
(中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)