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浅谈高清视频智能化卡口的发展

时间:2012-09-25 来源:天地伟业 作者:陈晓亮 点击:

  高清卡口系统作为保障人民生命财产非常重要的一道屏障,它主要分布在城市出入口,高速公路,国道,以及事故多发地区,为的是将涉案人员以最快的方式绳之以法,维护社会的安定和谐。

  高清卡口系统主要依靠技防、物防、人防和后端综合管理系统相互配合、相互作用来完成的。作为系统的每个子系统都是十分的重要,只有各个环节各司其职,相互配合才可以发出整套系统的最大效益,同时与调度系统无缝衔接,做到最快速度调动周边警力,最快速度到达出事地点,最快速点处理案件。

  高清卡口的发展过程

  传统的卡口主要是由三大部分五大模块组成,三大部分分为前端部分,传输部分,后台综合处理部分,这三大部分中,前端则又分为三个模块,分别为检测模块,抓拍模块,补光模块,高清卡口的变迁也都是在这三大部分中需求各种突破。

  由于高清卡口是作为城市安全的重要屏障,主要设置与城市的出入口,天桥,国道,高速公路等等车辆往来密集的重要地区。因此有几个区别于普通监控以及电子警察的重要指标,首先它是对于每一辆通过的车辆都进行抓拍,并且对于每一张图片都要求清晰地车牌号码,车牌颜色,驾驶室内的人脸面部表情等等这些重要信息,同时系统具有黑名单功能,当布控车辆经过时,系统会自动比对报警,通知相关部门,及时的对违法违规车辆进行围追拦截。

  当然,最初的卡口也不是这样的简单高效,它也经历了一个由标情到高清的发展历史,每个路口上面分别采用全景摄像机和特写摄像机,当每辆车通行的时候,自动记录两张照片,一张全景照片,一张特写车牌照片,两张照片组成一辆车通行的完整记录,但是标清系统的像素太少,一般都为768×576像素点,无法看清驾驶人的外貌特征。

  随着科技的进步,高清产品逐步推出,智能交通又一次站在了科技最前沿,09年交通开始步入高清时代,由于高清图片的分辨率是过去标清产品的数倍,清晰度也大幅提高,图片在放大之后可以清楚的看清车牌号码,因此,在高清架构中,省去了过去的特写摄像机,由一个全景的高清摄像机全面实现抓拍和识别功能。

  在高清卡口的发展历程中出现过三种检测方式,地感线圈,雷达和纯视频检测,以下是三种方式相关指标的对比:

  线圈检测视频检测雷达检测

  检测精度高一般一般

  测速精度较高低高

  设备造价中低高

  施工难度高低低

  维护难度高低低

  干扰低高中

  遮挡少高有

  高清纯视频检测同高清技术一同也经历了一个跨越式发展的过程,如图所示:

  尽管视频检测技术受很多因素干扰,在稳定特性上没有超越感应线圈,但是安装实施便捷、维护简单的优点,使其一出现,便得到客户的认可。

  随着智能分析技术的发展,视频检测的检测精度和干扰问题得到了比较大的提升,视频触发检测方式已经逐渐脱颖而出,受到各地甲方的青睐。

  纯视频高清卡口的检测方式和各自的优缺点

  视频触发技术指的是采用图像智能分析理解技术,对连续视频序列进行分析,自动侦测单个或多个目标在特定区域的出现、滞留、变化、运动和消失等,进而对其行为的合法性做出判定。

  根据具体的技术路线,可以将视频卡口分为以下三大类:

  1)基于背景建模方式

  基于背景检测的技术实现,源于如下设定:当没有车辆在视频检测窗口中通过时,视频中呈现的是路面、路侧建筑物、树木等物体成像特性,这些特性变化在相邻帧视频流中差异很小,变化缓慢,因此可以检测相邻视频序列中某设定区域的图像特性变化,来判定车辆的进入、滞留、运动、变化、离开等事件特性,从而实现系统抓拍。

  背景检测技术一般选用图像像素点的RGB、YUV或SLE等色值,也有采用更为复杂、抽象的数学刻划来作为检测特性。但无论如何,该技术方案优缺点都很突出。

  优点: 计算量小;实现简单;对系统处理单元要求不高,适合嵌入式化,对提高抓拍系统整体稳定性有显著意义。

  缺点:检测指标不稳定,很容易受天气、光照、阴影、非机动车要素、成像设备抖动、传输链路噪声、车辆行驶特性的干扰。采用这种技术方案的产品,不是抓拍率不能达到公安部标的要求,便是产生海量的多抓,严重侵占存储资源。

  2)基于前景建模,车牌检测

  前景建模的一种方式,基于前景检测的技术实现,源于如下设定:当车辆在视频检测窗口中通过时,会在某时段内的视频序列中,在特定区域连续出现车辆特性,进而判定车辆的进入、滞留、运动、变化和消失等事件特性,从而实现系统抓拍。牌照检测特性指的是以机动车牌照作为前景检测特性。

  优点:有牌照的车辆,检测精度高、检测性能稳定,可以很好适应各种天气、光照、阴影、非机动车要素、成像设备抖动、传输链路噪声、车辆行驶特性的干扰。

  缺点:是不能对无牌车辆检测;同时受制于车牌特性在图像整体大视野中稳定性的变化,如牌照变得不可辨识时,不能给出更为细致的车辆运行特性,从而丧失深层行为判定能力。

  3)基于前景建模的车辆检测

  前景建模的一种方式,基于前景检测的技术实现,车体检测特性指的是以机动车车体作为前景检测特性,例如车体中的颜色、线条、交点等。

  优点: 灵活性、鲁棒性高,可以对无牌车辆进行检测,也可以更为细致的检测车辆行驶特性;进行深层数据挖掘。

  缺点: 不如牌照检测方式稳定,系统资源占用大,对处理器性能要求高。带载能力的下降,系统整体性价比不高。

  每一种算法都有自己的优缺点,单独使用任何一种算法都很难达到理想的效果,但随着采集像素的不断提高,处理设备的性能的提升,使得将几种算法结合使用成为可能,可以互相弥补不足,使之达到最佳的效果。

  从需求角度看,伴随着智能交通领域客户需求的深化和拓展,视频触发技术也从最初的不成熟、不稳定逐步提升演化为现今成熟、稳定的主流技术。但以视频触发为实现方式的电子警察、治安卡口、事件侦测等系统不但成为智能交通领域的主流产品,还被进一步赋予了更多的综合功能。原有系统被提升为可综合治理超速、逆行、压线、变道行驶、非法超车等车辆违法行为,同时也对拥堵、事故、遗撒、通行速度、排队状况等交通事件和参数进行采集、分析、保存和通告,极大提高综合交通管理系统的业务应用价值。因此,很多招标文件中都将视频触发技术作为对投标产品的约定技术手段。
(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

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