星光自動(dòng)檢測(cè)抓拍技術(shù)在違章停車領(lǐng)域的深度應(yīng)用

□ 文 /張征

目前隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)展及人均汽車保有量的逐年上漲，違章停車現(xiàn)象無疑成為城市的頑疾，對(duì)道路的暢通以及行人安全均存在嚴(yán)重影響。有效地規(guī)范停車無疑成為解決這一問題的重心所在，對(duì)違反交通規(guī)則的行為及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行取證查處，是道路監(jiān)控的關(guān)鍵問題。

而現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控能力和監(jiān)控有效性還基本停留在人工操作監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)有違章停車情況時(shí)，執(zhí)法人員手動(dòng)控制云臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行拉近、拍攝車輛的車牌號(hào)碼及交通標(biāo)志等，完成后需手動(dòng)恢復(fù)攝像機(jī)預(yù)置位，過程復(fù)雜繁瑣，人工成本高；隨著道路管理的需要，違章停車監(jiān)控點(diǎn)越來越多，監(jiān)控執(zhí)法人員工作負(fù)荷越來越大，工作的準(zhǔn)確度依賴于人員自身的責(zé)任心、工作狀態(tài)、身體精力狀態(tài)等人為因素，在如此的背景下，作為新一代的星光級(jí)違停設(shè)備也因此應(yīng)用而生。

基于星光技術(shù)的違章停車自動(dòng)檢測(cè)抓拍

針對(duì)實(shí)際存在的以上問題，我們?cè)谙到y(tǒng)的設(shè)計(jì)上更多的關(guān)注系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)定性與應(yīng)用創(chuàng)新，不再是以往漸進(jìn)式模式下局部亮點(diǎn)提升，更注重前端設(shè)備的高集成度，單個(gè)抓拍點(diǎn)多個(gè)方向的視頻檢測(cè)、高清圖片連續(xù)抓拍、圖片處理、車牌識(shí)別、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為一體的系統(tǒng)解決方案。

高集成度

穩(wěn)定性的提高，一方面依賴于合理的軟硬件設(shè)計(jì)，一方面依賴于設(shè)備的復(fù)雜程度；所以集成度高必然是前端抓拍設(shè)備的優(yōu)先設(shè)計(jì)思路，避免功能的冗余，避免搭建環(huán)境的冗余，避免使用方式的冗余，一切從集成性、易用性方面入手從客戶的角度出發(fā)考慮一切使用的環(huán)境和功能。技術(shù)方面利用整體算法打包和模塊化的功能設(shè)計(jì)，最大可能的讓不同等級(jí)的客戶體驗(yàn)到性價(jià)比更高的智能算法功能。硬件方面同樣也利用模塊化和一體化成型焊接，保證了芯片和各個(gè)接口的可靠性連接和功能的固化穩(wěn)定。

星光違章停車自動(dòng)抓拍技術(shù)經(jīng)過不斷的技術(shù)突破，高集成度的設(shè)計(jì)理念使得前端抓拍設(shè)備更容易適應(yīng)越來越復(fù)雜的各種干擾環(huán)境，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和良好的抓拍效果。

多點(diǎn)視頻檢測(cè)

違章停車的檢測(cè)，綜合應(yīng)用背景得知，須具備動(dòng)點(diǎn)抓拍功能，因此高速球機(jī)無疑成為問題的突破點(diǎn)，但是球機(jī)發(fā)揮作用的大小還須依靠多點(diǎn)檢測(cè)來保證，所以球機(jī)必須保證足夠多的用戶可發(fā)揮的自由空間，那么預(yù)置場(chǎng)景的多少和巡航的時(shí)間段是必不可少的利器，至于分辨率和抓拍距離的遠(yuǎn)近，后面再進(jìn)行討論。場(chǎng)景的多少能保證用戶可以對(duì)多少個(gè)區(qū)域進(jìn)行定時(shí)間斷的違章抓拍，尤其是對(duì)于違章停車現(xiàn)象嚴(yán)重的十字路口，預(yù)置抓拍場(chǎng)景這時(shí)候就可以表現(xiàn)的淋漓盡致，但是這時(shí)候同樣會(huì)存在一個(gè)問題，一個(gè)場(chǎng)景可以覆蓋一個(gè)路口，但一個(gè)路口也會(huì)存在好好幾個(gè)違章停車嚴(yán)重的區(qū)域，如道路兩邊，此時(shí)如果前端球機(jī)架設(shè)角度不合適的話，那么全覆蓋就會(huì)現(xiàn)在的場(chǎng)景有些不規(guī)則或太混亂，這時(shí)候更應(yīng)該再進(jìn)行繼續(xù)分區(qū)域劃分，很好的能解決一個(gè)路口多片違章停車的現(xiàn)象的劃分抓拍。不過要是把區(qū)域劃分的太密集的話也對(duì)用戶的易用性會(huì)造成不必要障礙，影響易用性，建議1臺(tái)球機(jī)的違停場(chǎng)景小≤8個(gè)足矣，每個(gè)違停場(chǎng)景中的區(qū)域劃分≤8個(gè)已經(jīng)能滿足實(shí)際抓拍使用，這樣算下來都達(dá)到了64個(gè)抓拍區(qū)域，保證了極大范圍的抓拍。

高清連續(xù)抓拍

高清連續(xù)抓拍有兩方面的理解，一方面和同時(shí)檢測(cè)的違章車輛數(shù)有關(guān)，一方面和抓拍的違章圖片數(shù)量有關(guān)，先從同時(shí)檢測(cè)的違章車輛數(shù)說起，作為違章停車抓拍設(shè)備，為了保證抓拍的效率，一方面要保證抓拍的范圍，一方面更要保證同時(shí)檢測(cè)到違章車輛的有效數(shù)量，當(dāng)然前提是要保證抓拍到的必須為有效違章停車車輛，利用算法建模，算法跟蹤，此時(shí)有效樣本數(shù)為跟蹤后確定下來的有效樣本，那么接下來就是數(shù)量的問題，是不是越多越好呢，答案并不是肯定的，在綜合考慮性價(jià)比和資源利用方面，建議8-10輛車為較為合適的范圍，因?yàn)闄z測(cè)到有效違章車輛后，后續(xù)動(dòng)作需要同步抓拍，這兩方面占用的資源不言而喻，對(duì)于整個(gè)球機(jī)的資源空間來說會(huì)有很大的挑戰(zhàn)，所以應(yīng)該有所取舍，保證合理的運(yùn)行空間。另外考慮的就是違章圖片數(shù)量，按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)不低于3張，且3張抓拍圖片也應(yīng)具備相應(yīng)的條件，3張抓圖片至少能滿足以下三點(diǎn)：

車輛所處的環(huán)境及禁停標(biāo)志；

車輛全貌及車牌信息；

車輛違章停車超過禁止時(shí)間的時(shí)間記錄；

當(dāng)然，這方面應(yīng)該也應(yīng)該滿足某些客戶的特殊需求，如多增加某些特殊的抓拍圖片，圖片的合成與否，車牌的疊加與否，圖片的合成方式等均可以滿足用戶的自定義，這樣可以給客戶更好的體驗(yàn)感覺和功能的易用性，技術(shù)方面應(yīng)該值得考慮。

圖片處理

圖片處理從技術(shù)角度出發(fā)包含很多值得可圈可點(diǎn)的地方，如字符疊加、防偽水印、圖片合成、分辨率選擇等，這方面可依據(jù)用戶的感覺或者其他定制需求來發(fā)散擴(kuò)展，下面就上述的這幾種圖片處理進(jìn)行逐一從技術(shù)角度進(jìn)行介紹。

字符疊加，從文字表面就可以看出是疊加文字到某種載體上，在這里就是把有效的文字或者類似與文字的信息疊加到抓拍圖片上，以便更容易達(dá)到信息的表達(dá)，但從技術(shù)方面，單是字符就可以理解為矢量和非矢量字符，另外還有字符的大小占比，字符的顏色選擇，字符的疊加位置選擇，字符的排列方式選擇等均可以對(duì)用戶開放。

防偽水印，作為一種圖片的加密方式和違停抓拍的有效證據(jù)，有必要進(jìn)行防偽處理，用以保證抓拍的客觀性和公正性。當(dāng)然此時(shí)如果前端設(shè)備或抓拍系統(tǒng)給客戶開啟抓拍圖片在合成前進(jìn)行防篡改驗(yàn)證，這樣更為合適，避免讓用戶可以極大程度上相應(yīng)抓拍事實(shí)的客觀性。

圖片合成，作為一種開放性功能和節(jié)約系統(tǒng)資源方面，推薦使用，一方面可以增加整體違章停車過程的可讀性，畢竟所有的抓拍圖片合成一張圖片后，可以使違章車輛的整個(gè)違章過程一目了然，相比沒有合成的圖片來說，效果極其明顯；另一方面，圖片合成后，對(duì)于前端資源和后端數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間會(huì)有很明顯的改善，極大的提高了抓拍系統(tǒng)的性價(jià)比，為用戶提供了一種可供選擇的節(jié)約成本方式。

分辨率選擇，作為圖片處理來說，分辨率是一個(gè)很值得關(guān)注的技術(shù)要點(diǎn)，尤其對(duì)于目前高清化發(fā)展趨勢(shì)下的信息處理，那么分辨率的選擇和處理就顯得尤為重要，首先這個(gè)功能應(yīng)該為用戶開放，因?yàn)橛脩舻男枨蠛统霭l(fā)點(diǎn)不同，會(huì)進(jìn)行合理的分辨率選擇，在圖片合成功能使用時(shí)更為值得關(guān)注，一般建議1/2,1/4,1/8三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行處理，分別為合成后的圖片為原圖片像素的1/2,1/4,1/8，這樣幾張圖片合在一起占用的存儲(chǔ)空間和原來一張圖片的資源占用相差不多，可以為系統(tǒng)節(jié)省比較客觀的資源。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，一般都會(huì)分為兩級(jí)或者更多級(jí)別的存儲(chǔ)，一級(jí)存儲(chǔ)位于違章停車抓拍球機(jī)附近的機(jī)柜中，能保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性存儲(chǔ)和同時(shí)方便后端數(shù)據(jù)出現(xiàn)堵塞或者其他故障時(shí)，數(shù)據(jù)的及時(shí)導(dǎo)出和問題的排查。但違章停車抓拍作為交通違法數(shù)據(jù)的一種，如果涉及的數(shù)據(jù)量大的話，必然會(huì)涉及服務(wù)器，須具有獨(dú)立的雙PCI通道和內(nèi)存擴(kuò)展板設(shè)計(jì)，具有高內(nèi)存帶寬、大容量熱插拔硬盤和熱插拔電源、超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和群集性能，更為穩(wěn)定的linux或UNIX（Solaris）系統(tǒng)，作為交通大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，那么數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器應(yīng)該也必須具備可擴(kuò)展性、易用性、可用性、易管理性等通用特點(diǎn)，在這里也簡單描述一下具體的性能特點(diǎn)：

可擴(kuò)展性。服務(wù)器必須具有一定的“可擴(kuò)展性”，特別是在當(dāng)今信息時(shí)代，如果服務(wù)器沒有一定的可擴(kuò)展性，當(dāng)用戶一增多就不能勝任的話，一臺(tái)價(jià)值幾萬，甚至幾十萬的服務(wù)器在短時(shí)間內(nèi)就要遭到淘汰，這是任何企業(yè)都無法承受的。為了保持可擴(kuò)展性，通常需要在服務(wù)器上具備一定的可擴(kuò)展空間和冗余件（如磁盤陣列、PCI等）?？蓴U(kuò)展性具體體現(xiàn)在硬盤是否可擴(kuò)充，CPU是否可升級(jí)或擴(kuò)展，系統(tǒng)是否支持Linux或UNIX等多種可選主流操作系統(tǒng)等方面，只有這樣才能保持前期投資為后期充分利用。

易使用性。服務(wù)器的功能相對(duì)于PC機(jī)來說復(fù)雜許多，服務(wù)器要實(shí)現(xiàn)如此多的功能，沒有全面的軟件支持是無法想象的。但是軟件系統(tǒng)過多，又可能造成服務(wù)器的使用性能下降，管理人員無法有效操縱。所以在違章停車球機(jī)前端主機(jī)給服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)的軟件設(shè)計(jì)中，除了在服務(wù)器的可用性、穩(wěn)定性等方面要充分考慮外，還必須在服務(wù)器的易使用性方面下足功夫。另外在一些額外功能上也必須引起重視，如機(jī)箱設(shè)計(jì)是不是人性化，有沒有關(guān)鍵功能恢復(fù)，是否有操作系統(tǒng)備份和雙電源供電系統(tǒng)支持，另外記得保證給用戶有效和簡易的操作指導(dǎo)手冊(cè)，以防必要時(shí)候客戶可以參考使用。

可用性。對(duì)于交通數(shù)據(jù)專用服務(wù)器而言，一個(gè)非常重要的方面就是它的“可用性”，即所選服務(wù)器能滿足長期穩(wěn)定工作的要求，不能經(jīng)常出問題。因?yàn)榉?wù)器必須持續(xù)地為用戶提供連接和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，而不管是在上班，還是下班，也不管是工作日，還是休息、節(jié)假日。這就是要求服務(wù)器必須具備極高的穩(wěn)定性的根本原因。一般來說交通數(shù)據(jù)專用服務(wù)器都要7X24小時(shí)不間斷地工作，對(duì)于這些服務(wù)器來說，也許真正工作開機(jī)的次數(shù)只有一次，那就是它剛買回全面安裝配置好后投入正式使用的那一次，此后，它不間斷地工作，一直到徹底報(bào)廢。為了確保服務(wù)器具有高得“可用性”，除了要求各配件質(zhì)量過關(guān)外，還可采取必要的技術(shù)和配置措施，如硬件冗余、在線診斷、系統(tǒng)日志記錄和備份等。

易管理性。雖然我們說服務(wù)器需要不間斷地持續(xù)工作，但再好的產(chǎn)品都有可能出現(xiàn)故障，拿人們常說的一句話來說就是：不是不知道它可能壞，而是不知道它何時(shí)壞。服務(wù)器雖然在穩(wěn)定性方面有足夠保障，但也應(yīng)有必要的避免出錯(cuò)的措施，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，而且出了故障也能及時(shí)得到維護(hù)。這不僅可減少服務(wù)器出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，同時(shí)還可大大提高服務(wù)器維護(hù)的效率。服務(wù)器的易管理性還體現(xiàn)在服務(wù)器有沒有智能管理系統(tǒng)，有沒有自動(dòng)報(bào)警功能，是不是有獨(dú)立于系統(tǒng)的管理系統(tǒng)，只有這樣，管理員才能輕松管理，高效工作。

結(jié)束語

星光級(jí)技術(shù)的滲入無疑為違章停車抓拍球機(jī)的全天候使用提供了有力的技術(shù)支持，普通違停球機(jī)在夜晚或者路燈環(huán)境下，由于夜晚的光線及環(huán)境光的色溫及光線陰影問題，會(huì)導(dǎo)致違章停車球機(jī)對(duì)車票顏色、車身顏色及車輛檢測(cè)算法對(duì)陰影的建模干擾，會(huì)給正常的抓拍帶來很大程度的障礙，但星光級(jí)違章球機(jī)的出現(xiàn)對(duì)這些問題的存在，起到了事半功倍的效果，很好的解決了困擾普通違章停車球機(jī)的諸多問題。

星光級(jí)對(duì)于環(huán)境亮度的要求較為寬松，很適合較為多數(shù)的小城市或者較為暗淡的街道小路，而這種路況下對(duì)于違章停車的弊端顯現(xiàn)尤為突出，面對(duì)這種環(huán)境，星光級(jí)利用獨(dú)特的感光數(shù)據(jù)處理芯片，使得整體視覺效果得以達(dá)到較好的效果提升，使得原本暗淡的車牌顏色和車身顏色得到了更加真實(shí)的還原效果，避免了車輛由于燈光照射角度而導(dǎo)致的陰影問題，保證了違章停車數(shù)據(jù)的真實(shí)和有效。星光違章停車抓拍球機(jī)一般具備200萬、300萬像素的分辨率和20倍、30倍、33倍的物理變倍能力，同時(shí)具備0.0008lux下的車牌真實(shí)還原和車身色彩還原，具備上述參數(shù)的球機(jī)可以達(dá)到120—150米的有效抓拍效果，達(dá)到了很好的低照環(huán)境適應(yīng)能力和大范圍長距離的有效抓拍效果。