主頁(yè)(http://www.130131.com):ITS視覺(jué)監(jiān)控技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)(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):
2.1.2 圖像預(yù)處理技術(shù) 從CCD/CMOS出來(lái)的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理,才能保證畫(huà)面更清晰、畫(huà)面色彩更真實(shí),與人眼看到的原始圖像相近;同時(shí)還需要具備3A(即自動(dòng)曝光 /增益、自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)白平衡)、背光補(bǔ)償、強(qiáng)光抑制等技術(shù),通過(guò)圖像預(yù)處理,保證輸出的圖像有超寬的動(dòng)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(guò)曝,夜間噪點(diǎn)過(guò)多,紅燈變黃(如圖2所示),車(chē)輛顏色失真,逆光成像時(shí)物體過(guò)暗,夜間發(fā)光物體過(guò)曝等情況。這些問(wèn)題就需要通過(guò)合理的自動(dòng)曝光、自動(dòng)增益,讓畫(huà)面曝光正常,解決噪點(diǎn)過(guò)多的情況;通過(guò)對(duì)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(wèn)題;通過(guò)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(guò)背光補(bǔ)償、強(qiáng)光抑制實(shí)現(xiàn)明暗對(duì)比較強(qiáng)的場(chǎng)景的寬動(dòng)態(tài)成像(如圖3、圖4所示)。
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(guò)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(huà)面中較暗的部分)更加明顯,而左下方的摩托車(chē)反光鏡(畫(huà)面中亮的部分)并沒(méi)有什么太大的變化。這樣就能夠獲得更多的細(xì)節(jié)信息。
圖像預(yù)處理技術(shù)的作用,簡(jiǎn)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(dòng)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(shí)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(shí)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(chǔ)的要求。抓拍的時(shí)候用JPEG實(shí)現(xiàn)高清晰度、低壓縮比、低時(shí)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。S蓤D6可知,同樣壓縮比的情況下,H264的畫(huà)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(lái)的圖片。也就是說(shuō),同樣的存儲(chǔ)空間,在畫(huà)質(zhì)一樣的情況下,H264可存儲(chǔ)的時(shí)間是最長(zhǎng)的。
2.3 智能視覺(jué)技術(shù) 智能技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是事件監(jiān)測(cè)和圖像識(shí)別。 2.3.1 事件監(jiān)測(cè) 事件監(jiān)測(cè)主要是監(jiān)測(cè)違章事件,如:闖紅燈、超速等。 早期,事件監(jiān)測(cè)都不是通過(guò)視覺(jué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。比如闖紅綠燈系統(tǒng)中,主要是通過(guò)地感線圈來(lái)判斷車(chē)輛是否闖紅燈的,即在停車(chē)線前后埋下地感線圈,紅燈時(shí),線圈開(kāi)始工作,如果有車(chē)輛闖紅燈,必然會(huì)觸發(fā)停車(chē)線前后的線圈,于是就會(huì)觸發(fā)相機(jī)進(jìn)行抓拍,記錄下車(chē)輛整個(gè)闖紅燈的過(guò)車(chē):過(guò)線過(guò)程中,過(guò)線后1、過(guò)線后2,如圖8所示。
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(chē)輛通過(guò)右拐車(chē)道闖紅燈,地感線圈就很難發(fā)揮優(yōu)勢(shì)了。 超速則是通過(guò)雷達(dá)或激光等外部設(shè)備進(jìn)行測(cè)速,在固定測(cè)速區(qū)域也會(huì)使用線圈的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),這樣整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本都會(huì)非常高。 利用智能視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)事件監(jiān)測(cè),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(chē)輛壓線闖紅燈,判斷是否有車(chē)輛逆行或占用非機(jī)動(dòng)車(chē)道等,對(duì)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。
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