雖然城市道路建設取得了前所未有的發(fā)展，但是隨著私家車保有量大幅度上升，各次城市的交通壓力很大，擁堵越來越突出，為了提高道路交通能力，保障道路交通安全，加強道路管理，智能交通系統(tǒng)應運而生。本文就高清抓拍以及高清動態(tài)監(jiān)控技術的在智能交通領域的應用做闡述，論述其保障行車安全，提高道路的運行效率以及在加強監(jiān)管中發(fā)揮的作用。

      智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System，簡稱ITS)是典型的信化綜合應用系統(tǒng)，涉及信息，電子控制等各方面技術。信息采集主要通過線圈、雷達、圖片抓拍、動態(tài)視頻等方式實現(xiàn)，信息發(fā)布主要通過城市引導牌、網站等方式向公眾發(fā)布信息。

      近年來，電子警察、道路電子卡口、動態(tài)實時監(jiān)控等系統(tǒng)在城市中大量建設，相關系統(tǒng)及信息被陸續(xù)整合到智能交通系統(tǒng)中。這三類系統(tǒng)，以其可視化、智能化、易與現(xiàn)場指揮聯(lián)動的特點，在城市智能交通系統(tǒng)中發(fā)揮越來越大的價值。高清抓拍以及高清動態(tài)監(jiān)控是電子警察、道路電子卡口、動態(tài)實時監(jiān)控的核心技術，下文對其技術的應用進行分析闡述。

高清抓拍解決方案及關鍵技術

高清抓拍系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中的應用

      以高清抓拍及圖像識別為核心技術的卡口系統(tǒng)和電子警察系統(tǒng)是智能交通平臺的主要數(shù)據(jù)來源，抓拍系統(tǒng)部署在十字路口、出入城路口及其他重點路段，主要作用包括：

·提供車流量、車輛行駛速度等信息，經智能交通平臺的數(shù)據(jù)處理，通過交警指揮平臺、路口引導牌進行顯示，為交通指揮、車輛引導提供參考信息;

·自動識別經過路口的車牌字段，綜合多個路口信息，對車輛來源、目的地進行判斷，為交通疏導提供判斷依據(jù)：

·對通過車輛車牌進行報警設置，如進行單雙號出行車牌判斷，對違規(guī)上路車輛進行自動報警，為執(zhí)行交通規(guī)則提供有效手段。

高清抓拍技術產生與發(fā)展

      2006年左右，國內第一套高清抓拍系統(tǒng)在城市智能交通系統(tǒng)中得到應用，從而拉開了高清抓拍系統(tǒng)取代傳統(tǒng)標清抓拍系統(tǒng)的大幕。之后，抓拍相機開始序列化，130萬像素、200萬像素、500萬像素的相機相繼得到商用，800萬像素、1000萬像素的相機也已經出現(xiàn)。智能識別算法開始從車牌識別，過渡到車牌、車身顏色、車標、駕駛員人臉識別等圖片識別技術，壓黃線、拋物等行為識別技術的綜合識別。

高清抓拍典型組網方案

      如圖1所示，典型的高清抓拍系統(tǒng)核心設備包括閃光燈高清抓拍單元、車檢器、接人交換機等設備。該系統(tǒng)在一定條件下(如闖紅燈、超速、或者卡口車輛經過等)，啟動圖片抓拍，將抓拍圖片等基礎信息，車牌、車身顏色，車標等識別信息經過網絡傳輸?shù)胶蠖恕?/p>

      車檢器接入線圈或者雷達設備，經過分析，產生抓拍觸發(fā)、車輛速度等信息傳輸給高清抓拍單元。高清抓拍單元由一體化護罩、補光燈光學控制單元、高清抓拍相機、車輛識別算法構成。高清抓拍相機檢測到車檢器的觸發(fā)信號之后觸發(fā)閃光燈同時啟動相機的圖片抓拍功能。抓拍相機內置智能識別算法，可在前端對該抓拍圖片的相關信息進行識別。

      如圖2所示，高清圖片采集之后，通過數(shù)字化方式回傳中心，其傳輸模式主要有點對點光纖、總線、匯聚上傳無線等幾種。

      后端平臺從功能上可以分為管理中心、應用中心和專業(yè)數(shù)據(jù)庫中心三個系統(tǒng)，其中管理中心是整個抓拍系統(tǒng)的核心，應用中心主要提供用戶的應用界面，專業(yè)數(shù)據(jù)庫中心是指交警和公安的專業(yè)化數(shù)據(jù)庫，如公安的盜搶庫，交警的黑牌套牌庫等，圖片數(shù)據(jù)與這些數(shù)據(jù)庫做比對，得出實時告警信息。管理中心對上傳的圖片識別信息進行實時展示、分類存儲，并對用戶控制、設備管理提供統(tǒng)一平臺，同時在上層進行數(shù)據(jù)的綜合應用。

高清抓拍關鍵技術高清抓拍與識別技術

      現(xiàn)階段主流相機采用200萬、500萬CCD的高清相機，圖片可以清晰地反應車輛及周邊情況，包括車牌、車身、主副駕駛室人員(正面抓拍圖片)、道路等情況。

      為了提高系統(tǒng)的實時陛與可靠性，識別算法內置干前端硬件相機中，在相機提供圖片信息的同時輸出相關識別信息。提供車牌識別、車身顏色識別、主流車標識別等技術，同時現(xiàn)階段已經有廠家開始從圖片中提取車輛主副駕駛的人臉，并嘗試進行人臉識別。

視頻線圈檢測技術

      一旦物理線圈失效或者某些地方不允許使用物理線圈，以視頻檢測為基礎的虛擬線圈可以成為有效補充。虛擬線圈要求檢測準確度高，并針討順光、逆光、雨天、雪天等不同情況作優(yōu)化，實現(xiàn)虛擬線圈算法和動態(tài)目標跟蹤算法。

      在以物理線圈為主，虛擬線圈為輔的項目中，還需要在算法中提供良好的切換策略，一旦物理線圈失效，在—定時間內啟用虛擬線圈。

光學控制技術

      在整個系統(tǒng)中，如果抓拍系統(tǒng)的曝光、補光、透光等技術不過關，在逆光、車燈較強等‘隋況下，圖片會出現(xiàn)曝光不佳、關鍵信息不明、圖片中出現(xiàn)光斑等情況，如圖3所示。

      在光學系統(tǒng)中，通過改進護罩鏡片攝像機鏡頭的透光效果，在抓拍軟件中集成自動檢測順光、逆光狀態(tài)從而改變補光策略，采用能量可控的頻閃燈等方式，改進圖片質量。

高清動態(tài)監(jiān)控解決方案及關鍵技術

高清動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中的應用

      動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是通過動態(tài)攝像機，對路口的動態(tài)信息進行實時監(jiān)控和歷史圖像存儲，由于通過該系統(tǒng)可以直觀地觀看整個路口情況，現(xiàn)階段在城市智能交通系統(tǒng)中得到大量應用。

動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中的主要作用包括：

·提供重要路口、路段的動態(tài)視頻信息，在交警指揮中心大屏、交通調度軟件上進行顯示，為交警的指揮調度提供直觀信息;

·將動態(tài)視頻信號提供給電視臺，網站等媒體進行實時展示，通過媒體宣傳，引導人們選擇出行道路，避開擁堵路段；

·通過人工調閱視頻或后臺智能軟件判斷，識別逆行壓黃線等違規(guī)行為，通過對違規(guī)行為的事后處罰，規(guī)范大家的行車行為。

高清動態(tài)監(jiān)控技術的產生與發(fā)展

      從2009年開始，高清動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)開始在城市級項目中得到一些應用，經過2年的發(fā)展，基本成為城市智能交通系統(tǒng)主流技術。不同于40萬像素以下的標清動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)采用4：3的圖像比例，高清動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)主要采用16：9的圖像比例，現(xiàn)階段商用的主要有720(1280×720)、1080(1920×1080)兩種分辨率圖像。

高清動態(tài)監(jiān)控典型組網方案

      如圖4所示，高清動態(tài)監(jiān)控前端主要有高清網絡相機．攝像機+編碼器兩種兩種組網模式。其中高清網絡相機提供高清圖像采集和視頻壓縮體化功能，直接輸出IP信號，而攝像機+編碼器采用兩者分離模式。

      高清動態(tài)監(jiān)控的網絡傳輸與高清抓拍系統(tǒng)共用一套傳輸平臺，后臺包括管理中心、應用中心兩套平臺。其中管理中心負責視頻圖像的管理、存儲、應用功能，應用中心通過部署軟件客戶端提供軟件實時圖像點播和歷史圖像點播功能，部署硬件解碼器將視頻圖像還原上高清大屏。

高清動態(tài)監(jiān)控關鍵技術全IP交換體系架構

      動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)媒體流量大、網絡帶寬占用多、點播用戶多，采用全IP交換的體系架構可以有效降低單臺設備的壓力，不會因為單設備的崩潰影響到整體系統(tǒng)。

      如圖5所示，全IP交換體系結構典型組網，采用采集、傳輸、管理、存儲、顯示分層設計遵循標準SIP協(xié)議規(guī)范，將媒體交換處理同系統(tǒng)的控制，管理信息相分離，保證了海量視頻接入和大并發(fā)量訪問的能力。

網絡適應技術

      計算機網絡平臺是連接視頻采集和視頻管理、視頻存儲的傳輸中介，視頻監(jiān)控對網絡的適應，可以提升系統(tǒng)整體性能。網絡自適應技術包括將IP組播技術，網絡Qos技術，以及LAN、SFP EPON、RRPP環(huán)網、WLAN等方式引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

視頻存儲技術

      視頻監(jiān)控存儲碼流量大，傳統(tǒng)方式采用流媒體轉存模式，對服務器造成較大壓力，從而形成單點故障。

      基于存儲虛擬化技術，采用標準化的iSCSI存儲技術，通過端到端直存的方式進入IPSAN，中間取消服務器轉發(fā)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了對于媒體流這種非結構化數(shù)據(jù)的結構化存儲，使得監(jiān)控錄像可以秒級精確檢索和即時回放。

結束

      高清抓拍系統(tǒng)、高清動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)作為一種可視化的遠程呈現(xiàn)技術，已經成為城市智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，其替換標清系統(tǒng)的趨勢已經非常明顯，在將來的城市智能交通建設中將發(fā)揮越來越大的作用。