(DOC)三大功能监视器在高速公路上的应用

(DOC)三大功能监视器在高速公路上的应用 三大功能监视器在高速公路上的应用 责任编辑.黄琴 三大功能监视器在高速公路上的应用 创维群欣安防科技有限公司王浩 自1988年中国第一条高速公路”沪嘉高速”建成通车以来, 中国在这二十多年的时间内在高速公路上面的建设可谓是突飞猛 进,据统计2011年中国高速公路总里程达到7.41万公里,跃居世界 排名第二,并计划将人口总数在20万以上的城乡之间建设高速公 路,这样在中国,一个人驾车从中国最北端到中国最南端或者从 中国最西部到中国最东部全程只需要s0多个小时就能够完成. 随着高速公路规模的逐步扩大,国家对公路的交通安全也非 常的重视,视频监控系统在高速公路上也将发挥很大的作用.但 是高速公路与一般的公路相比存在其特殊性,由于车流量大,行 车速度陕,或者遇到雨雪大雾等天气的情况,很容易出现高速路 阻塞或者事故,这对路况管理和安防监控系统也将带来很大的负 担.虽然监控摄像头在很多领域能够代替执勤人员的现场监控, 然而普通摄像头的调节能力远不及人眼,遇到上述情形就更加不 能应对,所以市面上出现了针对不同场合的特种镜头,如夜视摄 像头,透雾摄像头,强光抑制摄像头,超宽动态摄像头等等.然 而这些特种摄像头价格昂贵,以透雾摄像头为例,经过透雾摄像 头处理后的画面大多为黑白图像,并且透雾摄像头只能处理薄雾 画面,面对浓雾情况就更加无能为力了. 针对特殊的监控场景,创维群欣投入研发的透雾及低照度清 晰化增强引擎技术和任意帧率插帧运动补偿技术,能够很好的应 对大雾,雨雪阴霾等气候条件以及运动丢帧对安防监控所带来的 影响.通过将这三大处理功能的,将放在监控后端的监视器上作 为显示输出,这样对比于在前端摄像机上做相应的处理带来了很 大的灵活『生和伸缩性. 技术实现 一 , 透雾及低照度技术实现 (一)算法理论背景 透雾及低照度清晰化增强引擎技术是模拟人眼感光细胞 的成像特点所开发出来的图像处理芯片.在人和大多数的脊椎 动物的视网膜中存在有两种感光换能系统.一种称为视杆系统 或者晚光觉系统,对光敏感度高,能在夜晚昏暗条件下感受光 刺激引起视觉,利用这样的特性适合于开发低照度增亮处理算 法.另一种是视锥系统或昼光系统,对光的敏感性比较低,只 能在白昼强光下才能产生视觉,不过它可以分别颜色,能看清 物体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的细节和轮廓,所以空间分辨能力比较强,对应的适 合开发透雾处理算法. 图7透雾处理对比图 (二)透雾及低照度清晰化增强引擎技术 这种技术 廖2低照度处理对比图 图像清晰化增强 确『定,在雳诸夜间物体反 时,图像清晰化增强引擎可自 下进行特殊数字运算处理,对图像画面的白雾去除或对光暗画面进 行亮度提升增量,从而还原出图像清晰,色彩亮丽的画面. 对于透雾的处理,人眼能够看到雾的效果是因为空气中有水 汽或者是悬浮颗粒等,在光被物体反射进入人眼的途中被这些物 体所折射或者反射造成了视觉模糊现象.在光的颜色分部中,红 色光处于长波,绿色光处于中波,蓝色光处于短波,我们都知道 短波容易被阻隔或细微颗粒反射,那么我们的透雾处理就能够根 算法的开发. 对于低照度的处理,在低亮度环境条件下通过前端采集过来 的图像由于其光亮度低于一定的值,而使摄像机输出视频信号的 电平低于规定的数值时,从而反应到监视器上就会出现一幅层次 感不强,光亮度不够的灰暗的图像而且图像的噪声也比较大.利 用虹膜模拟机制对光亮度增强和噪声降低处理还原出清晰亮丽的 画面,这样在前端采集过来的灰暗图像进过低照度芯片处理就能 够在后端监视器上正常显示了. (三)处理效果及技术特点 视频信号经过透雾芯片的透雾处理后能够在很大程度上对雾 进行去除,在200rn的可视范围内对薄雾的去雾率能够达到9996, 对中雾的去雾率能够达到9O96,对浓雾的去雾率达到8096.去雾 效果前后对比如图1所示.从去雾效果来看,处理效果能够很逼 真的将原本色彩还原回来,并且从整个画面效果来看已经对薄雾 完全去除了. 低照度芯片对视频信号的处理在微光条件下,亮度增益最大 能够达到49.3dB,这样在处理效果上能够对夜间低亮环境进行很 好的增亮处理,效果如图2所示.通过低照度芯片处理后能够将 夜晚低亮高噪声的图像增亮还原,从而可以分辨出物体外观细节 等信息.这对于夜晚监控条件不好的情况下是很适用的. 在监视器上加入透雾低照度处理芯片后能够很大限度的提 升监控画面质量,透雾功能适用于室外监控的下雨天,大雾天及 灰霾的天气情况下,对画面的清晰度有较大的提升;低照度功能 适用于夜间或室内光线较暗的情况下,对亮度提升有较大改善. 这两种功能在技术上采用全彩色处理,这样对图像的真实性上有 了很大的保证,让人从画面效果上看不出明显的处理痕迹;而且 对画面的矫正处理上是自适应逐像素动态范围校正,每个像素采 用不同的颜色调整曲线,而不是线性的颜色调整,这样从整体上 保持了画面细节的锐利和完好,以符合人眼视觉感知的特点;另 外,处理过程修复了过亮或过暗的图像,而不处理亮度平衡的图 像,这样不会让人在感官上有突兀的感觉.. 二,运动补偿技术实现 运动补偿技术是依据输入信号的帧频,通过一定的数字核 心算法,利用插帧技术,在两个相邻的视频帧中再插入一帧或多 帧,有效消除图像解码处理后出现的停顿,锯齿及拖尾现象,从 而使整个画面更加平滑,流畅.运动补偿算法能够有效侦测原始 图像的帧率,通过预存帧来侦测到动态帧率值,根据原始帧率和 目标帧率制定插帧 原则 组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则 ,同时根据预存的数帧图像数据进行运动 方向矢量估算,从而实时的计算整帧场景的移动和场景中物体移 动的速度和方向,然后通过插帧补偿算法所要插入帧的数据.效 果如图3所示. 任意帧率插帧运动补偿能够支持最高1080P,WUXGA分辨率 责任编辑.黄琴 圈3运动补偿效果对比图 以及不同的刷新率,运动补偿算法利用了n2m?任意帧转换技术 能够吧任意频率的帧频调整为60Hz,这样对处理网络视频采集过来 易丢帧的图像有了更好的适应I生,而且对高清画面的支持也达到 了很好的处理效果. 技术应用 交通 安全管理 企业安全管理考核细则加油站安全管理机构环境和安全管理程序安全管理考核细则外来器械及植入物管理 一直是国家所重点关注的地方,国家也出台 了很多相关的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 和 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 来应对交通安全问题等给人民带来的损 失.随着国民经济收入的提高,人们自购车辆也在激增,这样对 交通上带来了很大的压力,尤其是高速公路的交通压力,由于高 速公路的特殊性,一般高速公路都修建在城郊偏远地区,周围环 境比较简陋,而且公路沿线也比较长,路上行车速度比较陕,这 样如果遇到交通事故后果也将比一般的公路严重,这样高速公路 的安防监控系统对道路事故预警也会显得更加的重要.在高速公 路上安防监控是多元化的,监控f功能也多种多样,针对雨雪, 大雾及灰霾天气情况的透雾功能监视器,针对夜间或光线较暗隋 况下的低照度功能监视器,针对图像丢帧或者图像画面拖尾情况 的运动补偿功能监视器,这些技术能够很好解决高速公路监控上 所遇到的特殊气候或环境情况所带来的影响. 一 ,透雾功能监视器在高速公路上的应用 雾天对高速公路的正常行车会带来很大的危害,由于在雾天 中人的可视距离有限对前方路况车辆情况不明,在行车过程中很 容易造成交通事故.据统计大雾天交通事故发生率是平常的4倍, 而且损坏程度和死亡率也更加高.虽然普通的监控系统在正常天 气情况下能够很好应对路上交通的监控,但是遇到大雾等恶劣天 气就无能无力.传统的解决方案是采用透雾摄像机,也就是在摄 像机中做透雾处理然后将处理后的画面送入高速公路监控中心的 显示终端.但是这样的解决方案一来需要更换以前没有透雾功能 的摄像机,这样在项目执行上需要安排大量的人手进行设备的更 新换代,我们都知道在高速公路上监控摄像机的安装都是分散非 集中的,而且在道路上进行更换容易对交通车流造成影响;另 外,透雾摄像机需要配备专门的透雾镜头来使用,而且透雾摄像 机要比普通摄像机贵上很多,这样在经费的方面就要有所考虑. 如果我们将处理放到显示后端f监视器上来实现处理就很容易解 决上面遇到的问题.根据前面的介绍,前端视频信号直接通过监 视器的透雾处理芯片的处理后,在液晶屏上显示的画面将会把雾 的效果去除,相当于给每一台摄像机安装上了透雾处理芯片. 在应用角度来说,透雾监视器不会对无雾效果的视频信号产 生影响,在正常气候天气情况下,监视器画面效果跟普通高清监 视器没有任何区别.在高速公路安防监控中,由于沿线的路段比 较长而且执勤人员不能及时的巡视,这样只能通过网络摄像机对 监控区域进行查看,而高速公路的沿线又是容易产生雾气的城郊 或田野,通过前端采集过来的信号在透雾监视器上处理后能够还 原清晰的路况画面,这对路况预警将会起到很大的作用. 二,低照度功能监视器在高速公路上的应用 夜间低照度条件下的高速公路的监控是安防监控领域发展 的一个瓶颈,在目前的解决方案中一般采用低照度摄像机或主动 与被动红外技术,由于低照度摄像机在夜晚零照度的情况下几乎 发挥不L出监视效果,所以通常采用的是红外摄像技术.而红外摄 像技术主要有被动红外技术,普通红外补光技术和激光红外补光 技术,所有的红外技术是根据一条物理定律,所有绝对零度以上 的物体都有红外辐射,然后红外摄像技术通过捕捉红光后处理成 像.三种红外技术的应用原理都是差不多的,只是具体的实现效 技术<TECHNOLOGY 果会有很大的差别.虽然红外技术能够在照度非常低的情况下对 画面进行还原,但是图像的还原性不高画面类似于高曝光的成像 画面. 在微光监控条件下,低照度功能监视器有更好的适应性. 低照度功能监视器在高速公路的监控中主要运用在收费监控系统 上,主要是对收费站车道,收费广场,收费亭等收费情况的监 控.在夜晚微光下,进入收费车道的车辆由于前照灯光的照射, 对摄像机的图像采集会有比较大的影响,导致看不清车牌等车辆 信息,不过经过监视器的低照度处理后会将强光减弱微光增加照 度,处理后的图像会变得柔和逼真,对于监控中心对可疑车辆, 超速闯关等危险车辆能够得到有效监管.一般来说,在收费站附 近由于车辆比较密集而且流通性也比较大,很容易发生特殊情 况,在传统的低照度监控系统中不容易对画面进行真实的还原, 而普通摄像机对上述隋况的监控就更加不能应对.低照度监视器 不需要红外摄像机的配合,它是直接利用监视器中的低照度处理 芯片对采集过来的视频图像进行处理和还原,以达到夜间安防监 控的目的. 三,运动补偿功能监视器在高速公路上的应用 在行车速度比较陕的高速公路上,通过监控系统采集到的画 面会出现拖尾,抖动等不流畅的现象,从而影响了监控效果.产 生这种现象有很多方面的原因,一方面是所拍摄的车辆等物体运 动速度过陕,而摄像机在工作的过程中对画面的采集会有一定的 周期间隔,所以这样一个运动过程的图像是不连贯的,不过人眼 会对运动物体有一个反应时间,如果运动画面的间隔小于这个反 应时间f话人眼是感觉不到的,但是拍摄画面的相邻帧之间间隔 比较长的话就会导致拖尾,停顿的现象;另一方面,在高速公路 上的监控摄像机大都采用的是网络IP摄像机,视频流通过网络传 递到视频监控中心,在传输和采集后视频的质量会很容被网络情 况所影响而导致丢帧等现象,这样就会产生视频的停顿和拖尾. 随着高速公路建设规模的扩大,城市之间正逐步建成高速 公路网,车流量的增大也会提升高速公路潜在的事故发生系数, 在高速公路的主干道上对超速车辆的预防是高速监控的重点,如 果在监控画面中因为车速过快而产生画面拖尾现象,这对超速车 辆的预警是很不利的.运动补偿技术正是顺应这种睛况而投入研 发的,在多角度的视频拍摄中,画面不会由于车辆远近和速度的 不同而产生不连贯效果,在经过差帧补偿算法处理后,不管是由 于摄像机和网络问题而导致的画面丢帧还是车速过快而处理不及 时,视频画面都会被还原成清晰流畅的效果. 四,三大功能监视器在高速公路上的应用优势 (一)高清化 高清安防是安防业发展的趋势,在高速公路上监控图像质量 要达到很高的要求,透雾,低照度和运动补偿芯片是作为一个硬 件模块安装在创维高清监视器上的,芯片能够处理目前显示领域 李的1080P~高分辨率的图像,在图像处理质量上有绝对的优势. (二)还原性 监视器的还原性是衡量监视器处理图像能力的一个重要指 标,所谓的还原性是指还原真实画面效果的一种处理能力.在传 统的透雾摄像机,低照度摄像机等特种摄像机对图像经过处理 后,画面失真度会很高,这样在高速公路的监控中会带来相当不 利的影响.而透雾,低照度和运动补偿监视器中所采用的处理芯 片是根据视网膜虹膜模拟算法,加上局部图像特征识别技术开发 推出的,在还原性上有很大的优势体现,在高速公路的应用上能 够适应于路面大雾阴霾或者微光等天气情况下的监控. (三)兼容性 在安防监控中需要摄像机和监视器的配合工作,在传统的安 防监控中监视器只是做单纯的显示处理,而把功能处理放到了摄 像机中,这样在需要用到这三种功能的时候就要对原有的没有特 种功能的摄像机进行更换.将处理功能放到了监视器中就解决了 这种问题,运用起来非常的灵活. 总的来说高速公路上面的安防监控已经进入了多元化的发展 时期,各种特种摄像机,智能监控系统及预警系统等先进技术应 运而生.我们的透雾低照度监视器和运动补偿监视器是着眼于图 像画面的处理所开发推出的,这三种功能在传统的摄像机上也有 所体现,不过也各有备的优缺点,我们的目的是在应用上将控制 处理放在后端监视器上,这样就不存在兼容性的问题,对建设成 本上将会有很大f节省. 结束语 高速公路是现代交通的标志,它不仅仅是速度和效率的代 表,也是一个国家综合实力的象征,在全国高速公路网络化建成 后,四通八达的高速公路网给人民的出行带来了方便,也促进了 中西部的经济的发展和建设.不过在这样大好的发展背景下,高 速公路安全问题也将是国家关注的重点,高速公路是交通事故多 发点,而且事故的严重程度也是普通道路的几倍.安防监控在高 速公路的安全预警的工作上也有着举足轻重地位,在当前众多安 防产品的市场争夺下,各种各样的监控产品不断问世,正式在这 样的压力下,创维群欣开发推出了透雾,低照度,和运动补偿监 视器,通过上面的介绍,这三大功能性监视器能够应付高速公路 上出现的特殊气候现象和路况情况进行安防预警,为高速路上的 驾车人员提供安全保障.这样一种高稳定,高清新以及适应强的 安防产品必将在高速公路的安防监控中得到广泛的应用.