崔玉华--低照度高清摄像机在道路卡口及监控领域的应用研究

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1、崔玉华-低照度高清摄像机在道路卡口及监控领域的应用研究低照度高清摄像机在道路卡口及监控领域的应用研究北京神讯信息科技有限公司曲宁杨云飞崔玉华摘要：本文介绍了ITS-M204K低照度高清摄像机特点，并对低照度高清摄像机在道路卡口及安防监控方面的应用做了较为详细的研究。实验结果表明，低照度高清像机在环境光小于lLux的情况下，无任何辅助光源,可以采集清晰的彩色图像。由于减少了补光设备所带來的高耗能，系统在实际使用过程中可同比节电约80%o关键词：低照度高清摄像机道路卡口节能一、概述随着我国综合实力和国民收入水平的提高，机动车每年以15%〜20%的速度迅猛

2、增长，道路建设步伐不断加快，全国城市化水平也在不断提高,交通管理现状和需求的孑盾进一步加剧，与交通相关的刑事和治安案件也逐年上升，特别像肇事或作案后驾车沿公路逃逸、盗抢机动车辆、车辆违章行驶等突出。针对上述问题，公安部相继开展了创建平安大道活动和实施畅通工程，其目的是提高交通管理水平，向科技要警力，适应我国现代化建设需要。2009年公安部出台GA/T497—2009行业标准后，数字高清摄像机逐渐进入道路卡口应用领域，凭借高分辨率、高清晰度、可编程性等优势,逐渐取代传统模拟摄像机成为道路卡口图像采集设备的重要组成部分。随着近5年中高清相机的广泛应用，存

3、在的问题也越來越突出。主要体现在夜间低照度环境下，高清摄像机的感光度明显低于传统标清模拟摄像机,导致原有标清相机使用的泛光灯补光模式不再适用于高清相机，大功率补光灯、闪光灯等一些列补偿方式逐渐变为治安卡口系统的标准配置用以弥补以上不足，但由此而引发的光污染、高能耗问题也凸显出来。如何能在既保留摄像机高分辨率的同时又能兼顾低照度下夜间成像质量，成了行业内急需解决的一个问题。在此需求下我公司开发了新一代ITS-M204K低照度高清摄像机。二、ITS-M204K低照度高清摄像机性能指标及特点ITS-M204K低照度高清摄像机采用最新一代CMOS图像传感器，

4、成像单元比传统CMOS增加数倍，达到甚至超过现有CCD的像素点，同时采用多通道并行输1出，消除了Smear现象。摄像机不需要补光，仅需要正常的道路照明的光照条件，即可满足道路卡口及道路监控的要求，可以清晰的分辩车牌号、车身颜色、道路标志标线等信息。在微光条件下，可以清晰分辨物体的颜色，提供彩色视频流。该产品采用多核架构，包含ASIC、图像处理加速器、编码加速器、高性能DSP,其中CPU1.2G和DSP共享1GDDR内存，使视频数据的交换非常容易。此款低照度高清摄像还适用于构建各种低光照条件下的安全监控、智能分析等系统。图1为ITS-M204K低照度高

5、清摄像机的外形图。图1表1为ITS-M204K所使用的超低照度图像传感器与市面上常见的低照度图像传感器的技术参数对比。表1ITS-M204K低照度高清摄像所使用的超低照度图像传感器的像元尺寸达到了6.6Pm,相比市场上其他型号的低照度传感器3Pm左右的像元尺寸，其像元面积约相差5倍。传感器单个像元尺寸越大，单位时间内可以接受到的光了就越多，这就为相机的超低照度功能提供了良好的物理基础。2此款低照度图像传感器的像元电荷容量为30000,而市场上其他型号的图像传感器的像元电荷容量约为20000左右，大容量的像元电荷为图像的动态宽度提供了有效的保证。仅从这

6、个指标进行判断，ITS-M204K低照度高清摄像机的动态宽度至少大于其他相机3dB。当然，动态宽度不仅取决于传感器势阱中的最人电荷容量，也和图像传感器的读出噪声密切相关。由于图像传感器对噪声的抑制，英读出噪声仅为1.2个单位电子，远远低于其他图像传感器12个单位电子的读出噪声。按照以上参数进行计算，ITS-M204K低照度高清摄像机可以达到87.96dB的动态宽度，而其他相机的动态宽度仅为64.44dB左右。不仅如此，由于ITS-M204K低照度高清摄像机采用了16bit的AD转换器，相比12bit的AD转换器又提高了4倍的采样精度。采样精度决定了图

7、像从模拟信号向数字信号转换时的精确度，这对于图像的最终效果具有根本性的影响。较高的采样精度极大的提高了图像细节的丰富程度，使得图像更加细腻，图像亮度相差较低部分的辨识度明显得到提高。三、低照度相机的应用在智能交通领域，由于道路卡口系统部署面积大、分布地区广，兼顾市区道路、高速公路、国省道、郊区道路、城乡结合地带公路、乡镇公路等，路段照度情况差别很大。为保证提供清晰有效的图片数据，传统高清摄像机卡口系统一般釆用大功率补光灯及大功率闪光灯，单车道功耗约300W左右，釆用此种辅助照明模式除了会产生较大的能耗费外，由于气体闪光灯的闪光瞬间亮度过大，对司机驾驶

8、影响也很大，瞬时会造成光盲,容易造成交通事故，引起司机投诉，同时也造成人量的光污染。而低照度高清摄像机采用了