智能交通攝像頭的主要元素:車和人

　　在今年之前，對智能交通攝像頭的普遍理解是，交警行業更注重違法行為和證據鏈的有效性，而公安行業同時注重車輛特征和駕駛員的人臉信息，是公安監控的重要數據源之一。一些一線城市甚至嚴格要求人臉尺寸為100x100像素；

　　但在交警行業，由于證據鏈的主體只有車輛和違法流程，因此存在很多扣分的現象。在交通管理科學研究院發布的《闖紅燈自動記錄系統通用技術要求征求意見稿》中，我們注意到了更新的內容:“駕駛員面部特征采集”。這是對違法闖紅燈取證嚴謹性的標準更新。雖然是否會在新標準中實施還不得而知，但足以反映出標準制定部門對這一應用趨勢的認可?！恶{駛員面部特征采集》標準草案說明:系統應能記錄機動車闖紅燈行為對應的駕駛員面部特征圖片，駕駛員面部分辨率應不低于50×50像素， 可以作為認定機動車闖紅燈違法駕駛員的參考依據。對卡口過往車輛圖片中的駕駛員人臉進行特征切割，作為公安監控人臉數據庫的數據補充。這樣就對智能交通攝像頭的分辨率和清晰度提出了更高的要求。相信高清和超高清將是未來產品應用發展的一個趨勢。從功能設置上可以看出，這種變化也來源于交警行業的業務訴求:嚴密的違法取證證據鏈，規范的違法處罰流程，遏制駕駛積分非法交易。在發布的《基于交通技術監控記錄處理交通違法行為的指導意見》中，也有相應的要求:“通過辨認證據圖片、圖像或者當事人的書面陳述、簽名，詢問當事人，收集證人證言，審查當事人提供的證據，能夠認定機動車駕駛人的，應當固定證據，依法處罰駕駛人?！?/p>

　　智能交通攝像頭的智能化時代(10年以來)此時，我們迎來了智能化時代，攝像頭真正成為了“有腦子的智者”。主要體現在以下幾個方面:

　　首先，前端只有一個攝像頭。攝像頭采用H.264+JPEG雙碼流技術，其中H.264視頻流用于車輛檢測，JPEG用于車輛抓拍，從而整合了前兩個攝像頭的工作。同時，攝像頭內置DSP處理芯片，集車輛檢測、抓拍、圖片識別于一體，兼容處理主機的工作。真正實現了集成，降低了系統成本，給網站建設和整個系統的穩定性帶來了革命性的變化；

　　其次，利用車輛軌跡跟蹤算法，與虛擬線圈相比，跟蹤算法可以實現更規則的檢測和更精確的檢測；通常使用背景建模和前景建模技術。背景建模是基于背景檢測的技術:當沒有車輛通過視頻檢測窗口時，視頻顯示出道路、路邊建筑物、樹木等物體的成像特征，這些特征在相鄰幀的視頻流中發生微小變化，因此可以檢測相鄰視頻序列中設定區域的圖像特征變化，確定車輛的進入、停留、移動、變化、離開等事件特征，從而實現系統抓拍。優點是計算量??；實現簡單；對系統處理單元的要求不高，適合嵌入， 這對提高捕獲系統的整體穩定性具有重要意義。缺點是檢測指標不穩定，易受天氣、光線、陰影、非機動車要素、成像設備抖動、傳輸鏈路噪聲、車輛行駛特性等因素干擾，出現漏抓、多抓、錯抓等問題；

　　前景建模有兩種，包括車輛檢測和車牌檢測?；谇熬皺z測的車輛檢測技術實現源于以下設置:當車輛通過視頻檢測窗口時，車輛特征會在一定時間段內連續出現在視頻序列中的特定區域，進而判斷車輛進入、滯留、移動、變化、消失等事件特征，實現系統抓拍。優點是對有車牌的車輛檢測準確率高，檢測性能穩定，能很好地適應各種天氣、光線、陰影、非機動車元素、成像設備抖動、傳輸鏈路噪聲和車輛行駛特性的干擾。缺點是無法檢測無牌照車輛；與此同時， 它受制于圖像整體大視野中車牌特征的穩定性變化。比如當車牌變得無法識別時，無法給出更詳細的車輛行駛特征，從而失去對深層行為的判斷能力；

　　車輛檢測是前景建模的另一種方式，基于前景檢測技術實現。車身檢測特征是指車身作為前景檢測特征，如車身中的顏色、線條、交叉點等；優點是靈活性和魯棒性高，可以檢測無牌照車輛，還可以更詳細地檢測車輛行駛特征，進行深度數據挖掘；不像車牌檢測法那樣穩定，占用大量系統資源，對處理器性能要求高。隨著裝載量的降低，系統整體性價比不高。

　　技術的發展離不開市場需求的鼓勵。同樣，當相機技術滿足了基本需求，更高的要求也隨之而來。這時候交通攝像頭也出現了一些問題。一是整體架構采用“監控攝像頭+抓拍攝像頭+處理主機”的模式，其中監控攝像頭用于監控整個道路場景，然后將視頻流傳輸到處理主機進行車輛分析；快照相機功能是接收處理主機的快照指令，捕捉圖像，然后將圖像發送回處理主機；作為系統的重要處理主機，負責分析監控攝像頭的視頻，發出抓拍指令，接受圖片，識別車牌。顯然，主機的工作量很大，在整個系統中起著主要作用。隨著處理主機的增加， 整個系統的成本大大提高。同時，在室外惡劣條件下使用時，主機故障率很高。雖然大多采用無風扇結構和嵌入式系統，但仍存在穩定性問題。價格和穩定性因素一直限制著整個系統的發展。

　　目前的智能攝像機算法大多采用多種算法的組合，大大提高了車輛的檢測效率，為高清圖片識別提供了更多的信息。高清普及后，攝像頭拍攝的車輛圖片細節更加清晰。隨著智能識別技術的不斷發展，攝像頭能夠識別的信息已經從早期的車牌信息發展到全方位檢測車牌、車輛顏色、車標、車型、車牌顏色、安全帶檢測、人臉檢測、電話檢測。最后可以為交警處罰、交通管制、城市交通運維提供良好的數據基礎。