道路视频监控系统中摄像机的选择 - 安防知识网

道路监控系统的解决方案已经有很多，实现的方式也多种多样，但是对于道路视频监控系统来讲，前端视频的图像质量尤其重要。本文主要介绍道路监控前端摄像机的选型要点，供读者参考。
文/余柏顺

随着中国社会经济的逐步繁荣，城市交通的实时监控已变得越来越重要，建立全面的交通图像管理系统是交通管理部门的目标。交通道路视频监控系统通过建立覆盖城市主要干道及路口的数字监控网络，配备相应的图像监视设备和软件，可将交通路口车辆运行状况实时地传送到调度中心，对道路车辆运行状况进行监控。同时，公安交通管理部门可以根据现场实际情况对道路车流量进行控制，将车辆安排到畅通的路段，减少阻塞，保证道路交通畅通，实现城市交通管理的智能化。现在的交通监控技术已越来越先进，不仅充分地利用了现行的各种网络技术，提供了各种各样可行的解决方案，而且还可以实现视频监控智能化，让系统自动执行一切监控工作。这样不仅可以大大减轻交警的工作负荷，而且还可提高管理水平，通过图像方式让那些违章车辆无处可逃，减少了交通争议。

道路监控系统的解决方案已经有很多，实现的方式也多种多样，但是对于道路视频监控系统来讲，前端视频图像的质量尤其重要。本文主要介绍道路监控前端摄像机的选型要点。

道路视频监控需求特点
由于车辆的急剧增加，虽然道路基础设施得到了很大改善，但是交通拥挤的状况日趋严重。

为改善上述局面，各城市正在逐步推广实施各重要交通道口区域实时交通状况图像监控系统计划，即在城市各重要交通道口安装一套智能型交通监控系统，通过图像传输通道将路面交通情况实时上传到道路监控指挥中心，中心值班人员可以据此及时了解各区域路面状况，以便调整各路口车辆流量，确保交通通畅。对监控路面车辆的违章情况，能及时发现并安排处理道路交通事故等。无论是闯红灯，还是逆向行驶，只要机动车在通过市区主要路口时违反《中华人民共和国道路交通安全法》，都会被电子警察和摄像监控设备记录下来，违法车辆的信息在公安交通指挥控制中心被及时打印。利用高科技来管理交通，提高了工作效率，也方便了驾驶员。

归纳起来，城市道路交通视频监控系统的主要作用有如下两点：
1、路况实时监视：各路口的摄像机会及时将所监控区域的实时图像传回交通指挥中心，使交通指挥人员实时掌握各路口和路段的交通状况，例如：路段人车流量、信号灯是否正常工作、是否有违章行为和交通事故发生，这些信息能帮助交通管理部门及时采取合适的处理方式。

2、实时录像：视频监控的图像会保存到交通指挥中心的录像服务器上，作为处理交通事故、违规行为，甚至是治安犯罪等各种突发情况的取证依据。

道路视频监控摄像机的要求及选择
道路监控是属于全天候的监控，所以对前端摄像机的要求比较高，要求摄像机能清晰地监看到道路上行驶车辆牌照、车辆的类型、颜色等。

交通监控中的视频系统若比作人类的视觉系统，那么视频系统中的摄像机就像人类的眼睛，其重要性是不言而喻的，所以交通监控中摄像机的选择要求极为苛刻。

要求
交通道路监控摄像机选择首先要考虑如下两点要求：
1、性能：摄像机性能的好坏直接关系到在各种条件下能否拍摄出清晰画面，夜间能否看清车牌，所拍图像色彩是否真实；

2、可靠性：摄像机要能在各种恶劣环境下长期地稳定工作，保证图像质量不恶化，故障率低。如果一个交通监控系统的“眼睛”不好或经常出毛病，即使系统其它部分再完美，整个系统的缺陷也是一目了然的。

选择
交通监控摄像机中使用最多的是固定镜头摄像机，这类摄像机在选择和应用上需关注以下几个最主要的技术参数和功能：
1、摄像机清晰度，图像水平分辨率要大于500线，再配置高清晰度监视器，就会有较好的监视效果。水平分辨率大于500线的摄像机它比480线的摄像机成像效果要更加清晰，锐利。所以，分辨率越高，摄像机的表现能力就越好。

2、摄像机灵敏度，最低照度指标不能只看前面的数字有多少，而应该看这个指标是在什么条件下测得的。如彩色最低照度0.15Lux/F1.4/50IRE/AGC ON，这表明0.15Lux的低照度是用F1.4通光量镜头，视频信号测量电平在50IRE（350mv），AGC ON的条件下测出来的。如果换通光量大的F1.0镜头，视频信号测量电平在25IRE，测出的低照度指标更低。1/2英寸CCD摄像机的灵敏度和图像质量要好于1/3 英寸CCD摄像机。

关于IRE，定义CCD摄像机的视频输出最大振幅为100IRE或者700毫伏，一个100IRE的视频能表现出最好亮度和对比度的优质影像。只有50IRE或350毫伏的视频表示的只有一半的对比度，30IRE或者210毫伏表示只有原始振幅的30%。通常30IRE是最低的可用图像数值，一个标准的摄像机当自动增益提高到最大增益时噪度等级应该在10IRE，因此能提供3:1或10dB信噪比可以接受的影像。一个在10IRE下测量的结果可以比在100IRE下测量的结果高出10倍，因此没有标出IRE等级的结果实际上是没有意义的。

对于CCD灵敏度的高低，不同型号的CCD，灵敏度也会有很大的区别，目前摄像机厂家比较常用的是Super HAD CCD。随着CCD厂家的不断研发，推出了新的Ex-View HAD IT CCD。

Ex-view技术，是目前最新的CCD芯片技术，它通过对每个CCD基础光电二极管的p/n接口的特殊组装来获得更好的光子到电子的转换效率。

另外，每个光电二极管（描绘影像上的一个像素）有一个覆盖在上面的微型镜头能够较好地记录和聚焦光线到有效的半导体靶面。它的结果对比于传统摄像机采用的Super had CCD可视范围提高了可见光的2倍和近红外光（800-900纳米）的4倍感光度。

Ex-view的lux效率比优质的“Super had”可见光和近红外光波场高出了2倍。Ex-view技术令摄像机可以在黑暗的环境下有超强的感光度。在需要低灵敏度摄像机的道路监控场合，建议采用Ex-View HAD IT CCD的摄像机。

3、摄像机的信噪比。在光线很好的情况下，摄像机的信噪比都很好，图像上看不出噪波点，但在光线较暗时，信噪比指标好的摄像机图像依然清晰，噪波点少。信噪比指标差的摄像机，噪波点会淹没整个图像。

4、摄像机强光抑制功能，道路监控摄像机要求在夜间清楚拍摄车辆牌照，这就要求强光抑制指标要好。采用此项技术的摄像机，可以有效地抑制迎面车辆的强光（车辆大光灯），使车牌照较清晰地被捕捉到，画面真实完整。很多道路监控摄像机采用“日蚀”技术，在夜间拍摄车牌很好，但在白天也经常出现“日蚀”，这就影响了整体图像的美观和完整性。

5、摄像机背光补偿功能，摄像机在夜间拍摄车牌，背光补偿技术的好坏，直接关系到是否能清晰看清车牌，能否使后端视频检测和分析系统给出正确的判断结果。好的摄像机对于背光补偿的区域都可以灵活设置和区域选择。

6、摄像机的色彩还原性能，摄像机没有具体的色彩指标，只能用色度调整和白平衡调整使色彩真实还原。不同种类的摄像机色彩还原性能是不同的，这项指标只有通过调试及和现场真实色彩进行比较。可以选择白平衡调整方式较多的摄像机，例如：白平衡手动调节模式、白平衡自动跟踪调节模式、室内模式、室外模式等。

7、摄像机数字降噪技术，在黑暗的环境下，由于照度的问题，摄像机噪点将会不可避免地增多，可以采用目前独特的数字降噪技术，令低照条件下的图像更清晰、悦目。

数字降噪技术就是采用专业的视频信号处理技术，DSP芯片通过检测和分析帧存储器中的图像信息，自动降低相对静止画面的增益幅度，极大地消除了信号中的干扰噪声波，从而有效地提高了画面清晰度和洁净度。

8、摄像机调试的方便性，摄像机除了质量可靠，还要安装调试方便。道路监控摄像机大都安装在9-15米高的立柱上，安装和拆卸都需要专用工具车，是危险的高空作业，如果质量不可靠或调试不方便，势必给施工和工程带来很大成本，并影响正常使用。

可以利用摄像机的RS-485端口对摄像机进行设置和调试。通过这个端口可以远程控制摄像机，修改摄像机里面的参数，无需到现场对摄像机进行调整；通过这种快捷方便的端口，大大节省了人力和调试时间。目前有不少的摄像机都具有这个接口功能。

结语
目前，道路监控摄像机种类繁多，大部分都是使用1/2英寸CCD摄像机，一些大中城市道路监控系统选用的摄像机都是以国外知名品牌为主。

随着摄像机厂家对城市治安监控和交通监控的重视，道路监控摄像机的选型必须要认真细致，选择适合道路监控使用的摄像机，这样才会体现出道路监控摄像机对城市交通系统的作用，而不是一种摆设。