文档介绍：浅析高速公路高清视频监控系统的构建
张志山西省运城高速公路有限责任公司
随着我国高速公路建设的快速发展,其视频监控系统也经历了模拟、数模混合及全数字等多次技术变迁。来到近两年,高清视频监控需求不断被提出,特别是高速公路领域,对高清视频监控系统的需求更为强烈。然而,如何构建一个可以满足实际应用需求的高清视频监控系统,也成为了建设方、设计单位及设备厂商需要面临的全新挑战。为此,本文将主要针对当前常用的几种高清视频监控技术的特点进行分析,为构建高速公路高清视频监控系统提供参考。
一、高清视频的优势
高速公路交警以及管理处经常会有这样的抱怨:图像不清楚,无法看清车牌和驾驶室里的情况;在交通事故后去查看录像,却看不清详实具体的事故情况,等等。这主要是因为当前的高速公路视频监控系统受制于原先的电视制式,图像清晰度最高只能达到D1的标准(720×576),而无法提供更高清晰度的视频。因此,在高速公路应用领域对高清视频监控系统的需求更加迫切。
“高清”的概念与标准最早是由广播电视业提出的,其主要有三种标准:720P、1080i、1080P,其画面宽高比定义为16:9。720P即是1280×720分辨率,1080i与1080P是1920×1080分辨率,后缀“i”和“p”分别表示隔行扫描与逐行扫描。其中,1080P是最高等级的高清视频清晰度标准。表1是高清视频与标清视频在分辨率上的对比:
视频标准
水平分辨率
垂直分辨率
D1
720
576
720P
1280
720
1080P
1920
1080
表1 高清视频与标清视频在分辨率上的对比
从表格中可以看出,高清视频在水平及垂直两个方向上的分辨率均要大大高于标清视频。而再通过图1,可直观地反映D1、720P及1080P视频单幅图像的尺寸。
图1 D1、720P、1080P视频单幅图像尺寸对比
对同一个监控对象而言,采用现有的标清D1标准,单幅图像约为40万个像素点;采用720P标准,单幅图像约为90万个像素点,2倍于D1;而采用1080P的标准则有200万个像素点,
4倍于D1。因此,高清视频可以得到监控对象更多的细节情况,可有效解决现有标清监控系统存在的看不清的问题。
从另一个方面来看,如现有标清摄像机已满足了清晰度的要求,那么在采用高清摄像机时,我们可以采用更为广角的镜头,对2倍或4倍于标清摄像机所监控的范围进行监控,而得到与原有标清系统同样的清晰度。也就是说,原来标清监控系统需要安装2个或4个摄像机来监控的一片区域,而采用高清系统则只需要安装一台摄像机。
二、高清视频数字编码
高清视频数字编码可分为数字非压缩编码及数字压缩编码(IP网络高清)两种方案。两种方案各有优点,也有各自存在的问题,选择哪种方案就要视项目的实际需求来定。
数字非压缩编码,顾名思义就是对视频进行数字采样编码,视频信号不经过任何压缩技术处理。数字非压缩方案广泛应用于广播电影电视行业,其接口普遍采用HD-SDI,可满足SMPTE定义的高清视频标准。这种方案的优点是视频质量非常高,同时实时性好、延时低。但非压缩的高清视频码流非常大,以30fps的速度传输1路1920×1080高清视频,。而且数字非压缩的高清视频无法以TCP/IP的方案进行传输,所以