高速公路監控系統圖像傳輸分析

文/蔡睿 奚培華，江蘇蘇通大橋有限責任公司

數字化監控系統在高速公路上不可或缺，為了對車輛進行更加真實和直觀的監控，大部分的監控系統都會設置在高速公路的某段路面或者收費站等地，監控系統收集到的數據會被集中處理并儲存下來，以便于日后為有可能發生的高速公路交通事故提供圖像及視頻證明。主要作用有以下幾點：一、便于指揮車輛正常行駛，確保高速公路上無論如何都保持基本暢通；二、對于違反交通規則的相關車輛進行圖像及視頻抓拍，留存相關的證據；三、收費站的監控系統主要是對收費站每天的相關情況進行記錄，收費站每天的車流量以及收費情況等都要進行記錄。高速公路的監控系統，圖像的處理和傳輸是最重要的地方，只有選好傳輸介質和高水平的圖像壓縮技術，才能保證傳輸圖像的精確。

1 傳輸介質的選擇

1.1 網線傳輸的使用

圖像傳輸中網線的使用較為廣泛，原因是網線傳輸線路造價比較低廉、而且施工過程比較方便快捷，目前我國互聯網也達到了全覆蓋的程度。一般來說，網線傳輸的使用范圍都比較大，因為圖像傳輸的距離比較近，這樣的話使用網線傳輸能最大程度上保持圖像的真實，能夠滿足人們對監控設備的需要，并且可以在全國各地查到圖像的來源。但網線傳輸的使用也有其弊端，互聯網傳輸信號的好壞和傳輸距離和信號頻率有很大的聯系，信號的覆蓋率越高，信號本身就會越弱?？偟膩碚f，在使用網線傳輸進行圖像傳輸時，應該盡可能地保持傳輸信號，想要使網線傳輸的傳輸距離獲得大幅增長，就需要使用信號強的發射器。信號強的發射器可以將數字傳輸信號放大，再對信號進行調整，使圖像盡量保持原樣。但是發射器的使用也有弊端，在使用個數方面有很大的限制，一般情況下，同一個網線上使用的發射器數量不能超過六個，不然會適得其反，圖像信號會變得很差。

1.2 雙絞線與視頻傳輸設備

雙絞線和網線傳輸不一樣，雙絞線的抗干擾能力較強、信號傳輸的距離較傳統的同軸電纜更遠、布線相對容易而且價格更加的便宜，所以雙絞線在一定范圍內也有使用。雙絞線在傳輸過程中會把圖像信號減弱，所以說，在進行距離遠的傳輸過程中，雙絞線的傳輸信號頻率要低一些。對于視頻信號的傳輸，雙絞線的傳輸效果并不理想，所以說雙絞線要進行視頻信號的傳輸，就需要進行信號的放大和處理，就要增加雙絞線的視頻信號傳輸設備。雙絞線的信號傳輸設備造價不高，增加傳輸設備也不會增加很多成本，所以說在高速公路監控設備中，用雙絞線進行信號傳輸的效果更好。

1.3 光纖和光端機

光纖和光端機的使用，主要是為了抵抗周圍環境因素的影響以及解決傳輸距離過近的問題。上文的同軸電纜和雙絞線只能解決較小區域的圖像和視頻傳輸問題，但是在高速公路上，監控系統傳輸圖像和傳輸信號的距離都很遠，所以只能使用光纖傳輸。除此之外，對于那些受環境因素影響較大的區域，為了保證信號傳輸的質量，也會采用光纖傳輸的方式。光纖傳輸的優勢在于容量大、傳輸帶寬、受電磁波的影響較小，基本上不會受外界因素的影響。光端機的作用在于為監控系統提供較為靈活便捷的信號傳輸方式，信號質量好而且受外界影響小，所以說，光纖和光端機在高速公路監控系統中的運用很廣泛。

2 圖像壓縮方式

監控系統傳輸的信號主要有視頻信號和音頻信號兩種，視頻信號和音頻信號在傳輸過程中所占的內存和資源都比較多，所以在傳輸視頻和音頻信號之前，必須要對相關信號進行壓縮。高速公路上的監控系統，主要拍攝的都是動態的視頻圖像，所以應該選擇MP EG 的壓縮標準。MPEG 壓縮標準現在暫時有在監控系統里主要有視頻信號和音頻信號。而視頻和音頻等信號進行傳輸的時候占用的資源都特別多，所以必須進行壓縮。高速公路上需要監控的圖像都是車輛行駛的過程，他們全都是動態的，所以選擇MPEG 壓縮的標準。MPEG 壓縮標準現在有MPEG1 和MPEG2。

2.1 MPEG1 和MPEG2

MPEG1 的發布時間比較早，發布于1933 年，設計并發布是為了達到工業級別的標準，MPEG1 的適用范圍較廣，可以適應不同的設備。例如CD-ROM，是專門針對SIF 分辨率的相關圖像進行壓縮，傳輸的速度相對于現在來說有點慢，只有1.5Mb/s，但是傳輸的質量很好。MPEG2 的設計和發布相對較晚，在1994 年發布，主要是為了提高圖像傳輸的質量和傳輸速度，MPEG2 能夠提供的信號傳輸速率在3Mb/s-10Mb/s 左右，除了處理DVD 指定的信號標準外，MPEG2 還可以用在廣播電臺、有線電視直播、微型網絡直播、網絡電纜數字視頻等等。還可以用做廣播、有線電視、微型直播、網絡電纜提供數字視頻。除此之外，MPEG2 還有一個明顯的優點，就是可以適應大范圍壓縮比的改動，以此適應不同的視頻畫面質量以及存貯容量。

3 結語

隨著高速公路監控系統的不斷完善和發展，數字化的監控系統正在大范圍的使用，現有的圖像傳輸設備也會不斷進步和發展，高速公路監控系統也會不斷更新換代。