高清治安卡口智能信息識別系統及應用

0.引言

本文的高清治安卡口智能信息識別系統采用先進的、高清晰度的前端圖像采集技術，其圖片有效分辨率達到200萬像素以上，從而解決以往系統前端采集設備成像質量差的弊病，并大大提高高清圖像智能信息識別的準確率，同時系統將前端的視頻和抓拍圖像信息統一傳至指揮中心，為指揮中心提供實時的高清全景視頻監控和車輛、行人特征信息，高清治安卡口智能信息識別系統為治安管理和防控，打擊犯罪提供了有效的技術手段。

1.系統架構

高清治安卡口智能信息識別系統主要包括三個子系統： 前端信息采集及識別子系統，數據傳輸子系統和中心應用平臺子系統。

1.1前端信息采集及識別子系統

作為本系統建設和應用的基礎，實現卡口車輛、行人等圖像的捕獲、高清晰度采集，高準確度的自動識別車輛特征信息，并實現車輛信息（包括數據和圖片）的長時間存儲，同時根據實際應用情況采取合適的車檢、補光、通訊技術；同時，數據采集系統除了實現卡口的圖像采集，還應該包括高清全景視頻采集。

1.2數據傳輸子系統

數據傳輸系統主要由光纖網絡、光收發設備、核心交換機等組成。信息采集及識別系統和卡口應用平臺系統之間一般通過光纖網絡連接，采用光纖通訊設備實現前端設備和中心系統的網絡連通和數據傳送。

1.3中心應用平臺子系統

中心應用平臺系統在邏輯上包括數據管理（通訊服務、數據服務）、數據存儲和綜合應用三部分，主要實現所有前端數據的集中式存儲、系統數據展示調用、遠程嫌疑布控、實時比對報警、數據統計分析、系統管理維護，及與各個外部系統的數據共享和協調聯動等功能，一般由數據庫服務器、存儲磁盤陣列、WEB服務器、通訊服務器、及操作終端等構成。為系統控制中心和各相關業務部門提供數據服務和業務支撐。

2.關鍵技術及分析

2.1觸發技術

常見卡口觸發技術有以下幾種：

2.1.1線圈觸發

線圈觸發是一種傳統的成熟車輛檢測技術。線圈檢測基于電磁感應原理，當車輛通過時，車輛自身鐵質切割磁通線，將導致環形線圈回路電感量的變化，從而檢測出車輛的存在。

2.1.2全視頻觸發

全視頻檢測是最新的檢測技術，它對連續的視頻流進行分析，覆蓋整個視場的目標。全視頻檢測技術對視頻、圖像處理、目標檢測與跟蹤等方面技術要求比較高。要對多幀圖像連續識別處理，對處理能力要求比較高。

2.1.3線圈+全視頻觸發

線圈+全視頻觸發同時工作的方式使系統的觸發可靠性更高，在機動車捕獲方面互為補充提高機動車捕獲率，線圈捕獲率基本不受氣候等環境影響，全視頻提高了前車擋后車、后車跟前車太近等情況下的捕獲率；在機動車道有非機動車與行人的情況下，線圈觸發不能捕獲，全視頻觸發則可以很好的捕獲。采用線圈+全視場多目標跟蹤的全視頻觸發方式，可以有效消除誤觸發與多觸發現象，滿足對各種目標的捕獲率要求。

2.2補光方式

根據不同的功能要求，結合環境保護要求及防擾民要求，采用合適的補光方式。目前，常用的補光方式如下：

2.2.1曝閃燈補光（高強度氣體放電燈）

利用電子激發氣體發光，瞬間產生強光。例如35w氙氣燈能產生3200流明的強光，亮度提升300%。曝閃燈在視場照度提升方面有著明顯優勢，可以通過曝閃燈補光看清機動車前排司乘人員的特征。但曝閃燈補光會給人以曝閃的感覺，對環境有一定程度的光污染，需要通過技術及工程設計，限定曝光的范圍及角度，使用恰當的曝閃燈進行補光。

2.2.2 LED燈補光

LED光源，綠色環保，光線柔和、功耗低、壽命長，是未來照明發展方向。在LED補光方式中，有一種可控窄脈沖高亮度LED燈補光方式，與攝像機同步觸發。該技術脈沖時間1毫秒，僅為普通閃光燈的1/3；亮度高，色溫高達5600K，圖像色彩還原性好；長壽命，其壽命>50000小時，而且其壽命與頻閃次數無關；對周圍環境和駕駛員的正常通行無影響。由于采用窄脈沖頻閃方式，在保證瞬時亮度的同時，其平均功耗僅為約35W，節省能源，保護環境。但LED補光在夜間成像質量上目前尚無法達到曝光燈的水平。同時，LED燈可以給監控視頻提供補光，而曝光燈則不能。

2.3視頻檢測設備

嵌入式主機采用高可靠、低功耗的嵌入式設計，機殼表面散熱形式（無風扇設計），可以在野外高污染、多塵、高低溫的惡劣環境下長時間可靠工作。采用高端高性能處理芯片，處理速度快。采用嵌入式Linux操作系統，開機運行釋放到內存，具有速度快、資源利用率高、穩定可靠、無病毒、防侵入的優點，并且在斷電恢復后能夠迅速自啟動。安裝調試比較容易。

3.實戰應用分析與策略

3.1布防原則

卡口智能信息識別系統是利用先進的視頻檢測技術、計算機圖像處理計數及計算機智能分析技術，對監控路面過往的機動車、非機動車及行人進行連續全天候實時記錄，計算機根據所拍攝的圖像進行車牌自動識別，并能進行車輛動態布控，對超速、逆行等違法以及被盜搶、肇事逃逸、作案嫌疑車輛進行報警，通過光纖網絡將各個監控點信息實時傳送到中心?？谥悄苄畔⒆R別系統的有效布防既要滿足空間上全局范圍的出入口和重點區域的布防，也要注重單一布防點細節特征信息的提取和分析。

3.2綜合應用

3.2.1實時報警

業務支撐系統根據實時檢測到的黑名單車輛、套牌車、交通事件等以聲光報警方式通知用戶，用戶根據收到的報警信息并區分其嚴重程度以采取合適的處理方案進行處理。

3.2.2軌跡分析

對于指定的嫌疑車輛，系統可以在GIS電子地圖上實時顯示該車的當前通過位置，并進行準確標記；也可搜索該車在所轄區域內歷史通行記錄，自動繪制車輛的歷史行車軌跡，協助公安部門進行案件分析和攔截布控。

3.2.3車輛布控報警

為了打擊違法犯罪以及對突發事件進行跟蹤處理，通過該功能協助警方對涉案車輛或者重點關注車輛進行布控跟蹤，當被布控車輛出現在該系統所設攝像機覆蓋范圍內時，攝像機捕捉布控車輛信息并進行報警，將報警信息實時推送到客戶端。

3.2.4查詢功能

車輛特征查詢：通過車輛固有屬性（車身顏色、所屬地、車牌號等）進行系統數據查詢，查詢結果以抓拍圖片方式顯示。

3.2.5數據統計

系統支持高清、標清數據的統計功能，可以按照小時、日、周、月、季度、年進行固定模板統計，也可自定義時間段統計。統計對象包括車流量（分地點）、報警類型、布控單位等。

3.2.6車輛關聯性分析功能

針對嫌疑車輛可能會結隊出行的特點，在刑偵等業務應用時，確定特定嫌疑車輛后，通過數據挖掘技術，在海量的車輛通行數據中搜尋和分析在多個監測點與嫌疑車輛相鄰的車輛號牌，能夠找出與嫌疑車輛有關聯的車輛，從而獲取破案線索。

3.2.7交通事件管理

通過事件類型、事件發生的時間等信息進行查詢，以圖片形式顯示，可以下載事件錄像視頻進行查看?？梢跃幹坪托薷氖录幚眍A案。

4.結束語

治安卡口是城市治安防控體系建設中的重要組成部分。隨著經濟和社會的發展和城市化進程的加快，治安防控體系的建設也將進一步深入，治安卡口的功能將不斷提升，其綜合化、智能化是必然的發展方向。如何運用高科技的手段，從觀念上、制度上、管理上和技術上來解決治安卡口信息識別系統存在的問題，提高監控圖像信息識別的準確度為實戰服務，是包括公安工作在內的公共管理工作所面臨和急待思考解決的一道重要課題。

【參考文獻】

[1]葉堅，王海.智能化治安卡口的作用及其發展走勢.

[2]毛曉東，樊亞文.高清視頻監控技術在城市公共安全中的應用.

[3]劉海峰.治安卡口系統中基于內容的圖像數據庫的應用.