视频质量诊断系统在高速公路的应用思考

　　截止2012年底，广东省高速公路总里程达5524公里，目前，全省在建高速公路31项约2000公里，总投资2817亿元。"十二五"规划项目还有24项2263公里未开工建设。未来五年全省高速公路建设规模将达5000公里。到2015年，全省高速公路总里程将较原规划增加300公里，达到6800公里，届时总里程将居全国第一。

　　对于高速公路来说，全程监控是非常重要的一种监管手段，是高速公路机电系统建设中不可或缺的一环。因此在未来的公路建设中，尤其是在加强高速公路路面全程动态控制管理的要求下，它必将发挥更加重要的作用。

　　作为一种提高路网交通安全水平、改善通行能力和提升交通服务品质的有效技术手段。如何建立起智能化程度较高、资源配置合理、监控效果明显、管理方便的全程监控系统，是监控系统设计者需要持续深入研究的问题。

　　高速公路的不断延伸，带动监控系统的建设高潮，如京港澳高速粤境北段视频图像路数接近400路，西部沿海高速约360路视频，开阳高速接近300路视频图像。未来还会继续建设，并会增加新的监控前端，包括高清IP摄像枪、HDI监控摄像枪。无论是高清还是HDI摄像枪，其主要目的是对监控区域、目标实施更为清晰可控的视频监控。监控系统的建设不再仅仅是为了视频图像的能看，而是视频图像的清晰可用。

　　根据广东省交通厅的要求，需要在2013年的实现"全省一张网"的建设。在这个要求下，就需要通过高清监控摄像枪对在高速公路行驶的车辆进行抓拍，同时识别车型、牌照等素材。在这种情况下，对监控前端的返回的视频质量提出了更高的要求。为了保证视频图像的质量，当前的方式基本上是以通过人工轮巡的方式进行预览，在监控前端数量有限的情况下这种方式并无不妥，但是随着监控前端的数量不断增加，人工方式的局限性必然突显出来。而基于计算机图像分析的"视频图像质量诊断系统"恰好解决了这方面的问题。

　　1.视频质量诊断系统的原理

　　视频质量诊断系统是一种智能化视频故障分析与预警系统，对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡、云台失控、视频信号丢失等常见摄像头故障、视频信号干扰、视频质量下降进行准确分析、判断和报警。系统按照诊断预案自动对摄像头进行检测，并记录所有的检测结果。用户可通过Web网页对系统运行情况进行监控，接收报警，处理报警，查询历史信息，并可根据摄像头所在区域、品牌、故障类型、故障严重程度等不同属性进行多种统计分析。

　　利用视频质量诊断系统，用户能够有效预防因视频采集设备、视频传输等环节导致的图像质量问题及所带来的损失，并及时发现破坏监控系统的不法行为。在设备、传输发生问题后，可以迅速进行处理，保障监控系统有效运行。系统亦有利于帮助用户快速掌握前端设备运行情况，轻松维护大型监控安防系统。

　　视频质量诊断系统的部署方式如下图所示:

系统采用分布式结构。从监控网络获取视频信号（支持模拟视频信号/DVR、流媒体等数字视频信号）后，系统利用视频诊断服务器完成视频诊断功能，利用Web服务器完成用户交互，利用数据库服务器存储诊断结果和系统配置。依据用户网络状况和部署规模、需求，上述各个服务可以采用一台或多台服务器实现，可以集中部署在监控中心，或分布在各个分中心。

　　系统可以完成的诊断内容包括：

2.视频质量诊断在高速公路中的应用

　　对于高速公路管理单位、从业技术人员而言，目前的视频质量诊断系统可以协助完成的工作为：视频图像质量诊断后端综合管理系统负责提供摄像头管理、摄像头区域管理、品牌管理、用户管理、日志管理等各种系统配置和管理功能，负责接收视频图像质量前端诊断系统的分析结果并存入数据库，同时负责提供基于WEB的历史记录查询和统计分析功能。

　　与传统的运维方式相比较，视频质量诊断系统提供了故障快速发现的机制及方法，在实际的机电运维管理工作，"故障发现--故障处理--故障修复"应该是一个闭环业务体系，而不是仅仅提供一个故障发现的方法。

　　在高速公路的业务应用中，视频质量诊断系统至少需要完善一个"视频修复指南"功能，并考虑增加一项"图像修复功能"。两项功能的需求分析如下：

　　"视频修复指南：建立一个视频质量问题专家库。该专家库由各个路段公司或者是维护单位自行维护。在视频质量诊断系统检测到问题并经过修复后，需要完善专家库的"视频图像修复操作指南"，在数据库录入视频质量诊断系统的诊断结果，并录入本次修复的详细过程，如采取了什么工具，什么样的技术路线，修复的效果等。这个专家库的信息除了在本地保存以外，还需要保存到上级管理单位的云端服务器。经过一段时间的积累，该专家库的信息将会非常丰富、翔实。其它路段公司的在遇到同样的视频质量问题时，可以参考之前的修复指南进行操作，同时对该操作指南进行打分。系统经过不停运行，修复指南的可行性将会越来越高，这样就能较好的解决上述业务闭环中的"故障处理"环节。

　　"视频图像修复：图像修复也是这一两年才兴起学科，图像修复是图像复原中的一个重要内容，其目的是利用图像现有的信息来恢复丢失的信息。可用于旧照片中丢失信息的恢复，视频文字去除以及视频错误隐藏等。简言之，图像修复就是对图像上信息缺损区域进行信息填充的过程，其目的就是为了对有信息缺损的图像进行复原，并且使得观察者无法察觉到图像曾经缺损或者已经修复。视频图像的修复是参考了图像修复的原理及技术，利用这项技术，可以实时将视频图像中的雪花点、干扰噪声去掉，在最大程度上还原监控视频图像的本来面目。只有结合了视频图像修复技术的视频质量诊断系统才会是一个实用的业务系统，而不是一个仅能判断有无问题的系统，在是与否之中还可以提供更优化的选择项。

　　3.结束语

　　从技术的发展角度来看，视频质量诊断系统未来必然会加入一些其它的新兴技术，形成一个良好的闭环业务处理系统，以协助高速公路的运营管理单位形成良好的业务管理习惯。业务是推动技术发展的动力，业务是检验技术精糟的最佳途径。作为高速公路的从业人员，我们需要时刻把握技术的发展方向，并提出自己需求，更好的为行业服务。

作者简介

　　钟由彬：广东鑫程电子科技有限公司