图像质量诊断在视频网管中的应用

■ 安国成 吕晓鹏

图像质量诊断在视频网管中的应用

■ 安国成 吕晓鹏

1 概述

图像处理技术是指针对数字化图形图像，借助计算机为代表的辅助工具，进行数字处理的过程，是一门方兴未艾的实用技术。随着图像处理技术的逐步成熟、其应用领域也逐渐扩大。利用图像处理技术提高铁路通信维护管理的智能化水平，尤其是铁路综合视频监控系统的运营管理水平是一个急需解决的问题。为此，根据视频图像技术的发展状况，提出基于图像质量诊断功能的视频网管系统，此系统旨在提高综合视频监控系统运营维护的自动化、智能化水平，从而降低相关业务部门运营维护压力，解放劳动力，提高工作效率。

2 系统功能架构

物联设备预警系统功能框架见图1。

整个具有图像质量诊断功能的视频网管系统包括4大部分：数据支持、分析模块、业务和集成展示。

图1 物联设备预警系统功能框架

数据支持主要包括3个子部分：实时采集处理、统一数据采集和各外部相关系统的数据所构成。

实时数据处理主要涉及铁路综合视频监控系统的各种硬件，如服务器、光端机、编码器等。系统可以通过相应的协议获取某一设备运行状态（如采用SNMP协议），如可以获取某一服务器的在线情况，CPU温度，内存实用情况，硬盘存储空间剩余情况等。

统一数据采集主要是针对要进行视频图像质量诊断的通道图像进行收集与处理，如可以以一定的用户身份从区域视频监控服务器上获取指定通道的视频图像等。

各外部相关系统作为系统的输入数据，为视频设备预警提供动态及静态的数据源。

分析模块主要包括的功能有各种图像质量诊断功能，如视频图像模糊、图像对比度、图像过亮、过暗等检测功能。分析模块还包括针对检测故障的分类分析、聚类分析、不同设备生命周期建模分析、预测分析以及诊断评分等多种功能。

基于GIS或者其他平台的统一展示，此层说明视频网管可以作为一个独立的业务系统进行相应展示，也可以作为其他系统的一个功能模块进行展示。当采用GIS模式进行系统展示时，需要根据各种设备的物理位置进行相关信息的展示，从而将整条线路，甚至是整个铁路网中的设备进行动态展示与健康度预警、告警。

业务层主要包括关键视频设备健康度分析预警、告警和视频设备检维修预测。此层是本系统核心功能的业务展示，关键视频设备健康度分析预警、告警模块主要包括采集设备的分析建模、健康度分析预警、关键相关设备分析预警等功能。视频设备检维修预测包括视频设备生命周期估算、视频设备检维修预测、检维修预测发布等。

由于铁路综合视频监控环境的复杂性，为了进一步弥补环境对系统所造成的影响，针对每路摄像机进行个性化的参数设置，具体如下：

视频质量检测功能选择：即根据摄像机所处环境、轮询检测的时间安排，对其中部分视频图像诊断功能进行一定的屏蔽，如当雾气较大的时候，可以不启动摄像机的模糊检测，从而减少系统诊断的误报数量。

预警、报警参数设置：即针对每路摄像机的具体情况设置相应的预警、报警参数，从而使系统在一定程度上具有适应能力，降低系统误报。因为每项功能诊断的结果都折算成图像质量分值，其分布是0～100，用户可以主观感受对不同质量的图像设置相应的预警、报警参数，从而使系统更具针对性。

3 系统试用情况

具有视频图像质量诊断功能的视频网管系统在开发的过程中，已经在某路局进行初期的试用，在试用的过程中得到相关业务部门的大力支持，并且针对试用过程中存在的问题，双方都进行了全面的沟通。在实验初期，主要针对存在的一些问题，如针对视频画面过暗，可能是由于摄像机安装位置（机房内部）、或者天气问题所造成的，为此利用工程配置信息进行二次告警过滤，从而降低此类情况的误告警。

随着摄像机的老化，摄像机所具有的彩转黑功能是一个较易产生故障的故障点，为此针对路局试用情况，系统增加了摄像机彩转黑检测功能。系统针对具有彩转黑功能的摄像机每日进行相应的检测，从而保障相应的摄像机工作模式发生正常的转换。

4 结束语

随着图像处理技术的逐步成熟，具有视频图像质量诊断的视频网管系统也具有实用条件，系统在很大程度上降低了相关维护部门的劳动强度。随着技术的进步和管理理念的改变，铁路通信维护管理也将逐渐从过去的粗放式管理逐步向精细化、人性化、智能化的方向发展，从过去单纯的设备告警处理、故障检维修逐渐向设备健康度预警、设备检维修预测过渡，从过去的事后维修转变成事前预测，提前更换与保养。

安国成：通号通信信息集团有限公司，高级工程师，北京，100070

吕晓鹏：通号通信信息集团有限公司，高级工程师，北京，100070

责任编辑 杨倩