道路监控摄像机：高清“眼睛”智慧“大脑”
——高清摄像机应用于道路监控
- 来源：中国安防展览网 作者：编辑部
- 2013/5/14 9:15:034128
一、高清智能摄像机在道路监控中的价值
既然监控摄像机在道路交通管理中作用巨大，那么，其重要性不言而喻，而如何体现道路监控摄像机的技术优势是我们厂家研发所极大关注的问题。无可否认，“高清化”已经成为我国道路交通的一个技术发展指标之一。对于视频监控而言，图像清晰度无疑是监控中关键的因素。图像越清晰，细节越明显，观看体验越好，智能等应用业务的准确度也越高。
高清的“眼睛”
在高清监控技术构架下，一台高清摄像机能可以达到数台普通摄像机的监控效果，其监控覆盖面也更广更宽，且图像分辨率更高、信息量更丰富。在道路交通中当监控摄像机处在相同的位置时，标清摄像机仅能提供高清摄像机二分之一的视角范围。特别在道路车辆监测如智能交通中的卡口系统中，每个车道需要有一个特写摄像机来看清车牌，三个车道共用一台标清摄像机来看全景部分，高清晰摄像机主要体现在画面的清晰度上，要做到画面的清晰度，不仅仅是一个水平分辨率达到540TVL就行了，必须在超宽动态、自动白平衡、图像的锐利度调整、超级数字降噪（信噪比）、智能数字自动测光补偿、亮度信号、彩色信号边缘补正、损坏象素自动调整与恢复、色彩调整、宽动态范围等指标上有集中体现。只有达到这些综合性的要求才能算得上是高清晰度摄像机。而对于高清，一个200万像素高清摄像机可以监控两到三个车道，并且抓拍到的每一张图片都可当做全景照片使用。高清网络摄像机不仅能提供给用户宽阔的视角，更能把握图像的细节，无论是色彩还原还是整体画面质量，图像在处理及分析上的质量大大提升！更拥有更高水准的视频实时编码性能，让快速运动的物体在光线不足甚至全黑的场景中得到接近的视觉还原。与此同时，传输方式更加灵活，所有数据和信息只需要一根网线便可以解决。高清抓拍效果方面，高清图片完全可以看见车内司机的面部表情，而这一点正是标清全景相机和特写相机都无法做到的。所以，高清监控在道路交通领域必然将取代标清监控。
现在行业谈得多的高清监控方式无外乎IPC和SDI，创立于2002年的明日实业横跨安防和视频通讯两大行业，在交通领域有众多工程案例应用，我们认为在SDI高清方式或许更适合交通监控。因为SDI高清摄像机在传输过程中没有产生压缩与封包化的处理，不会像一般IP高清产生图像延迟问题，为道路交通提供真正意义上的实时监控。此外，在汽车高速行进过程中，传统的25帧图像会有拖尾，伴随大量运动模糊场出现。SDI高清摄像机由于可以不经编码传输，不用像IP摄像机那样考虑摄像机的编码能力问题，可以轻松将帧率提高到至少60帧，有效的解决运动拖尾与运动模糊场景问题。后，SDI高清摄像机提供未压缩过的数字高清图像，对图像的完整性有保障，能大幅度的提升违章车牌抓拍的成功率和准确度，更能为违章行驶司机的人脸分析提供有效的抓拍图像，是智能监控所需的佳高清图像来源。
智慧的“大脑”
在日益变化的道路交通需求下，视频监控无法做到光凭画面监控这种基础功能来独立承担纷繁复杂的应用需求，如果不加入智能分析元素，光靠人眼识别可疑迹象是远远不够的。花费大量的人力盯着令人眼花缭乱的电视墙也起不到很大的防范作用。因此在满足高清监控的前提下，与智能分析技术、芯片技术、图像传感器技术、视频压缩技术、通信技术相结合是城市道路监控摄像机未来必然之路。在道路监控中我们说的智能化更多是指智能视频分析技术，而此项技术可以采用模块化方式嵌入摄像机产品产品中。比如我们常见的智能高速球的智能识别和自动跟踪技术，明日实业在创立之初就开始大力研发高速球产品。在道路交通领域，智能监控摄像机的作用体现在：
首先，在车辆管理和车辆控制中呈现出了信息采集与处理方式的多样化。应对不同天气出现的不同交通事故，势必要采取不同的处理方式；在信息采集方面，汽车上装有车载定位系统，监控指挥中心可对汽车运行位置及车上情况进行实时监控。
其次，交通图像管理系统不仅是对车辆信息进行跟踪和定位，对于路况信息、拥堵路段也进行了智能化的分析。在交通信息系统中，也有专为外出旅行人员及时提供的多种多样的旅行服务，尽管在狭小的车内，你也可以了解到天气、住宿、美食等信息，这是一种新型的服务体系，是智能交通子系统中待完善的信息系统。
后，智能交通系统主要是为了缓解路面拥堵，特别是在高速路中设有ETC电子收费系统。装有该系统的汽车可以以时速20km的速度快速通过，同时并通过的识别系统记录下车牌信息。信息采集的高精度性在电子收费系统中展现得。
二、道路监控摄像机应用
智能分析技术与视频监控整合渐入佳境
智能视频分析技术源自计算机视觉与人工智能的研究，这一研究应用于智能交通视、将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键有用信息，从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼睛，也使“智能视频分析”计算机成为人的大脑，并具有更为“聪明”的学习思考方式。在智能交通应用多的智能视频分析技术主要是：车牌识别、交通流量检测、车辆逆行、遗弃物、车牌数据管理、黑名单比对、交通事件管理、交通流数据管理和违法数据管理等。
在智能交通领域，以上这两者技术相辅相成的，高清视频技术可以给我们带来高清晰、无延时的包含丰富完整信息的高质量的交通信息视频源，而智能分析技术则可以通过智能化的信息挖掘给交通管理部门带来多样化的应用。没有高质量的视频源，视频智能分析就会因为视频分辨率的问题大大降低准确率，就会因为场景问题，大大减少信息量；相反没有视频智能分析，那交通行业的高清视频应用就仅仅停留在“看”的初级阶段，而没有上升到“用”的阶段。
高清视频监控在行业应用市场比重逐渐增加，还会继续向行业应用和用户渗透。不同行业、不同场合对图像清晰度的要求不同，如在车水马龙的闹市区能否看清一个人的面部特征，看清楚车辆的牌照是很重要的；在高楼大厦的大厅内、拥挤喧闹的出入口、停车库的出入口、高速公路、体育场馆等场合，高清摄像机则能大大提升系统的应用价值，为城市治安的监督和管理起到积极的作用。而在智能交通行业中，智能交通系统由道路高清视频宏观监控系统、高清电子警察系统、高清电子卡口系统组成。
目前智能交通中的卡口抓拍、超速抓拍、电子警察等绝大部分还是标清产品，各地逐步用高清产品替代标清产品。我们正面临一次产品“大洗牌”，把智能交通作为重点扶持行业。高清网络摄像机将在未来安防市场中占据一席之地，因此，希望在不久的将来，整个智能交通行业都会迈入真正的高清化、数字化。
道路监控摄像机基本要素：高清130万像素SonyCCD，一台摄像机即可满足全景图片（看清红绿灯状态及车流情况）、特写图片（看清车牌）的记录，相比传统道路卡口监控摄像机，无需配置全景摄像机、多台特写摄像机，节省施工成本、提高图片清晰度（能为后台数据处理提供保障）、提升城市形象；支持自动光圈，且可手动控制光圈，满足不同场景抓拍需要；快门速度达到1/25-1/100000秒，且能手动调整，确保不同场景运运图像的清晰度与流畅性；H.264/MJPEG视频编码，双码流，占用更小传输带宽；SD卡存储，在出现传输故障时也能满足实时视频与抓拍图片的备份；GPIO报警输入输出，使其可与探测设备联动，且能控制闪光灯闪光，抓拍清晰图像；支持定时抓拍；支持以FTP、E-mail等方式发送现场抓拍图片或报警信息，时间告知现场情况；支持闯红灯违章3连拍功能，让违章者口服心服。
高清网络卡口摄像机结合地感线圈抓拍过程
在红灯信号时，当车辆压在线圈上，线圈信号检测器发个触发抓拍信号给摄像机，拍摄车辆压在停车线上的照片。
当车辆离开线圈，线圈信号检测器发第二个触发抓拍信号给摄像机，拍摄车辆离开停车线并继续前行的照片。线圈检测器根据前面两次触发拍照的间隔，发送一个时间数据给摄像机，摄像机按照此时间值延时拍摄第三张照片。
这样的过程保证了如果车辆仅仅压线而没有继续闯红灯，系统将只拍摄一张照片，在后台处理中一张照片将不作为处罚依据。而车辆如果有闯红灯行为，不论车行速度是快还是慢，都能完整的获取闯红灯行为记录的照片。与三张抓拍照片相匹配，高清摄像机还将输出一段高清动态视频，进一步记录机动车闯红灯过程，为违法取证提供有力支撑。
方案以持续的目标轨迹跟踪、预警、目标判别技术，代替传统的双模拟线圈检测技术，提高了系统对于异常行为目标的预知能力，系统对于突发异常目标可以提前进入预警状态，从而提高了系统的捕获能力。能实现对重点车辆的自动比对和动态管控，对异常车辆行踪的自动预警、对特定车辆行车轨迹的刻画、对重要节点道路交通信息的远程再现。为交通管理、治安管控、侦测破案等公安工作提供技术保障。
结语
城市道路交通的建设，是社会化系统工程，涉及到方方反面。在未来将面临巨大的机遇与挑战。我们相信，只要选择贴近市场的技术，选择好的市场运作方式，中国的道路交通事业也必将前景无限。