傳統(tǒng)上為了滿足交通監(jiān)控、交通事件檢測、車牌識別、交通信息流統(tǒng)計(jì)、交通違法檢測等應(yīng)用需求，交通管理系統(tǒng)通常采用多個(gè)子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，這些系統(tǒng)分別由各自的前端采集設(shè)備、檢測設(shè)備、傳輸設(shè)備，以及后臺(tái)中心應(yīng)用系統(tǒng)所組成。雖然這些系統(tǒng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對交通狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控、對交通事件的檢測，以及對違法行為的監(jiān)測，然而，其存在的問題也是顯而易見的，即：各子系統(tǒng)基本上處于“各自為政”的狀態(tài)，相互之間的協(xié)同不夠，而且對于這些子系統(tǒng)所采集的信息融合和有效利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，科技含量不高，同時(shí)存在前端設(shè)備重復(fù)建設(shè)、傳輸系統(tǒng)路由各異等問題，既缺乏統(tǒng)一管理，又浪費(fèi)有限的資源，在一定程度上也影響了道路景觀。
高清綜合監(jiān)測系統(tǒng)是以高清視頻為基礎(chǔ)，成功實(shí)現(xiàn)了集交通視頻監(jiān)控、流量檢測、車牌識別、事件檢測，以及違法檢測等于一體的綜合應(yīng)用。系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的交通電視監(jiān)控和交通檢測系統(tǒng)(車牌檢測系統(tǒng)、交通流量檢測系統(tǒng)、交通事件檢測系統(tǒng)等等)的建設(shè)模式。它將最先進(jìn)的高清視頻技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)和智能模式識別技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，將各類基于圖像應(yīng)用的業(yè)務(wù)功能統(tǒng)一在一套設(shè)備、一個(gè)系統(tǒng)和一個(gè)平臺(tái)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，有效地提高了圖像系統(tǒng)的綜合應(yīng)用能力，提高了信息采集的效率，減少了系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，使交通業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)向著圖像清晰化、業(yè)務(wù)智能化、應(yīng)用綜合化的方向發(fā)展，從而進(jìn)一步提升道路交通的綜合管理水平。與目前一般的交通檢測系統(tǒng)相比，其主要具有以下五方面的優(yōu)勢。
1、擁有完備的綜合交通檢測功能，涵蓋了車牌識別、交通流數(shù)據(jù)檢測、交通事件檢測、車輛違法檢測記錄、黑名單比對報(bào)警和實(shí)時(shí)監(jiān)控六大主要功能。
2、具有大場景視野，既能夠提供全場景的監(jiān)控與檢測，也能夠同時(shí)滿足違法取證與高精度車牌識別的要求。
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)在軟硬件配置、底層數(shù)據(jù)格式和通訊接口、傳輸?shù)确矫媾c中心的旅行時(shí)間、事件檢測和監(jiān)控等系統(tǒng)保持一致，接口方便，兼容性好。
4、由于使用一套多功能檢測設(shè)備實(shí)現(xiàn)了以前要多套不同系統(tǒng)來分別完成的功能，使得整個(gè)系統(tǒng)的成本大大降低，也提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
5、具有完善的系統(tǒng)運(yùn)行狀況監(jiān)控與故障自動(dòng)檢測報(bào)警功能，系統(tǒng)維護(hù)方便。
6、系統(tǒng)由于采用了創(chuàng)新的技術(shù)，因而減少了系統(tǒng)施工帶來的影響，大大降低安裝維護(hù)成本。
高清綜合監(jiān)測系統(tǒng)采用的技術(shù)不同于傳統(tǒng)的車輛檢測技術(shù)和視頻移動(dòng)偵測識別技術(shù)，它通過運(yùn)用全/多目標(biāo)跟蹤、3D模型技術(shù)和特殊的優(yōu)化算法，使系統(tǒng)的檢測功能和識別性能得到了極大的提高，下面將主要對高清綜合監(jiān)測應(yīng)用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡單的介紹。
一、針對大范圍開放區(qū)域中目標(biāo)眾多、定位困難的問題，高清綜合監(jiān)測系統(tǒng)創(chuàng)造性地引入3D模型+視頻流多目標(biāo)跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)的可靠提取。可靠的3D模型+視頻流多目標(biāo)跟蹤技術(shù)可適應(yīng)遮擋等條件，根據(jù)對目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的分析一方面可以判斷各種事件，同時(shí)也可以排除誤報(bào)的干擾。方案采用當(dāng)前最先進(jìn)的3D模型+視頻流多目標(biāo)跟蹤技術(shù)，跟蹤抓拍視場內(nèi)的所有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。通過跟蹤全視場的目標(biāo)，綜合目標(biāo)特性和運(yùn)動(dòng)特性，可以根據(jù)目標(biāo)的歷史信息來有效地區(qū)分各種目標(biāo)，從而可以處理現(xiàn)場擁堵、人車混行等各種復(fù)雜情況。這一技術(shù)和行業(yè)內(nèi)的其他檢測技術(shù)相比，在信息采集方面具有較大優(yōu)勢，為綜合監(jiān)測系統(tǒng)提供了豐富的素材，能同時(shí)對人、非動(dòng)車目標(biāo)、機(jī)動(dòng)車等進(jìn)行智能識別，將傳統(tǒng)系統(tǒng)需要多個(gè)子系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)的機(jī)動(dòng)車車牌識別、特征識別(車身顏色、類型、廠商標(biāo)志等)、交通事件、電子警察、交通流、非機(jī)動(dòng)車及行人特征識別(顏色)、人異常行為分析、視頻圖像檢索、視頻監(jiān)控等功能整合到一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)來，從而更好地發(fā)揮出高清綜合監(jiān)測系統(tǒng)的作用。
二、系統(tǒng)采用穩(wěn)定可靠的目標(biāo)提取技術(shù)，適應(yīng)各種光照、像機(jī)安裝高度/角度等外部條件。方案采用先進(jìn)的位移、旋轉(zhuǎn)、尺度及光照不變特征等技術(shù)，在外部光照條件變化的情況下，其特征量基本保持不變，因而可以適應(yīng)各種光照條件的變化。
三、對于一套高清綜合監(jiān)測系統(tǒng)來說，前端采集的高質(zhì)量視頻圖像對系統(tǒng)的性能起到很重要的作用。系統(tǒng)通過采用以下技術(shù)手段，保證了高質(zhì)量的圖像采集：通過大量對比測試和項(xiàng)目工程實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，選用專為室外高清綜合監(jiān)測應(yīng)用而研發(fā)200萬/500萬像素彩色CCD高性能工業(yè)級攝像機(jī)，其具有體積小、重量輕、高分辨率、高清晰度、色彩還原好等特點(diǎn)，主要優(yōu)點(diǎn)如下：
高質(zhì)量的成像單元，成像清晰，在各種照度條件下均保持低噪聲；
動(dòng)態(tài)范圍寬，增益在0-24dB之間可調(diào)，從而保證了夜間也可看清車身及人臉；
出色的自動(dòng)白平衡功能，在各種光照條件下均能真實(shí)反映物體的顏色；
支持自動(dòng)光圈，可配合自動(dòng)光圈鏡頭，在強(qiáng)光下有效壓制smear現(xiàn)象；
快門速度可至5微秒，對于高速運(yùn)動(dòng)車輛亦可有效抓拍，不會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)模糊；
支持觸發(fā)內(nèi)外同步，可控制補(bǔ)光燈進(jìn)行夜間補(bǔ)光；
配合其它設(shè)備及控制軟件，可在順光、逆光、強(qiáng)光等各種光線條件下良好成像，并可抑制夜間車燈的強(qiáng)光眩光；
攝像機(jī)輸出非壓縮視頻，不引入編碼噪聲，保證了卡口視頻檢測器能獲得最高質(zhì)量的原始視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，提高了識別準(zhǔn)確率；
采用高質(zhì)量、高可靠性的攝像機(jī)，可適應(yīng)工程惡劣的使用條件；
攝像機(jī)接口簡單，便于施工與維護(hù)。
高清綜合監(jiān)測系統(tǒng)采用了全高清視頻壓縮編碼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在前端對圖像進(jìn)行編碼壓縮和檢測，將占用視頻帶寬較小的高清視頻流和檢測數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)光端機(jī)傳回交中心機(jī)房。中心的各類應(yīng)用服務(wù)器分別接收上傳的視頻圖像和檢測數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、分類、統(tǒng)計(jì)、比對，以及更高級的智能分析等應(yīng)用。整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)集高清視頻監(jiān)控、車輛牌照識別、交通事件檢測、交通流量檢測、黑名單比對、圖像搜索、車輛布控和查詢等多種功能于一體的高端綜合應(yīng)用系統(tǒng)。
整個(gè)系統(tǒng)可分為綜合信息采集、綜合信息傳輸和綜合信息應(yīng)用三部分。
綜合信息采集：通過視頻采集設(shè)備和綜合視頻檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對視頻圖像、車牌、交通流量、交通事件，以及交通違法事件等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)信息的采集。
綜合信息傳輸：依托綜合接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)前端與中心之間的信息傳輸交互。
綜合信息應(yīng)用：通過在中心建立綜合監(jiān)測管理平臺(tái)，接收前端采集的基礎(chǔ)信息，按照信息分類對視頻、圖片和交通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)、入庫、統(tǒng)計(jì)等處理，并按照系統(tǒng)的功能需求，對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次制備、分析、處理、比對，以及上層應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)基于GIS地圖的顯示與控制、車牌識別數(shù)據(jù)管理、黑名單管理、交通事件管理、交通流量管理、中心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及系統(tǒng)管理等應(yīng)用。
發(fā)展趨勢
高清化
前端視頻采集高清化必將是今后發(fā)展的一個(gè)趨勢。傳統(tǒng)系統(tǒng)采用模擬標(biāo)清成像技術(shù)，分辨率最大為768×597，只有45萬像素，清晰度明顯不足。另外，模擬系統(tǒng)的線性成像也面臨著圖像層次感不強(qiáng)、對比度差等問題，同時(shí)由于受分辨率的限制，模擬標(biāo)清攝像機(jī)抓拍的圖像視場小，一臺(tái)攝像機(jī)往往是細(xì)節(jié)和全景不能兼顧，從而導(dǎo)致無法清楚地抓拍到人、車、物的細(xì)節(jié)特征及乘坐狀況，其直接的結(jié)果就是面對如刑偵、治安等業(yè)務(wù)部門要求追查罪犯面貌、涉事車輛細(xì)節(jié)、肇事車輛司機(jī)面貌的時(shí)候顯得無能為力。
采用高清攝像機(jī)成像技術(shù)(通常為200萬、500萬像素或更高分辨率的高清攝像機(jī))，可大大提高抓拍圖像的質(zhì)量，不僅可以清楚地抓拍到人、車、物的細(xì)節(jié)，還可以提供高質(zhì)量的全景圖像，并且可以記錄更大的范圍、更寬場景內(nèi)的信息，從而滿足了刑偵、治安、交警等多個(gè)業(yè)務(wù)部門的需求。因此，高清化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。
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