【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 GB5768 ? 《 道路交通安全違法行為圖像取證技術(shù)規(guī)范 》 GA/T832－ 2020 ? 《機(jī)動(dòng)車號(hào)牌圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)規(guī)范》 GA/T833－ 2020 ? 《道路交通違法管理信息代碼》 GA4082020 ? 《交通技術(shù)監(jiān)控信息數(shù)據(jù)規(guī)范》 GA6482020 ? 《中華人民共和國(guó)機(jī)動(dòng)車號(hào)牌》 GA362020 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 高清 電子警察系統(tǒng)由前端自動(dòng)取證系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、后臺(tái)管理系統(tǒng)三部分組成。前端自動(dòng)取證系統(tǒng)主要由 標(biāo)清視頻監(jiān)測(cè)攝像機(jī)， 高清 CCD 攝像機(jī) 、 防護(hù)罩、 紅燈信號(hào)檢測(cè)設(shè)備、 防護(hù)機(jī)箱等組成；傳輸系統(tǒng)主要是通訊設(shè)備（視頻光端機(jī)、光纖等）；后臺(tái)管理 xx 縣 交通設(shè)施系統(tǒng)工程 8 系統(tǒng)主要由后臺(tái)管理軟件、計(jì)算機(jī) 查詢管理端 、 應(yīng)用 服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備 、顯示設(shè)備 及打印機(jī)等組成。結(jié)構(gòu)圖如 下 圖所示： 結(jié)構(gòu)示意圖 路口現(xiàn)場(chǎng)示意圖 按照項(xiàng)目的需求，在定 點(diǎn)的路口安裝電子警察攝像設(shè)備、智能信號(hào)檢測(cè)設(shè)備（檢測(cè) xx 縣 交通設(shè)施系統(tǒng)工程 9 紅綠燈信號(hào) ）、立桿 、防護(hù)箱等。設(shè)備通過通訊設(shè)備與交警指揮中心實(shí)時(shí)通訊，將系統(tǒng)采集的交通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在指揮中心，并將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存檔、應(yīng)用；違法數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至交警部門違法數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)信息與現(xiàn)有的電子警察系統(tǒng)相兼容，本系統(tǒng)所有違法數(shù)據(jù)最終均傳入支隊(duì)違法數(shù)據(jù)庫， 違法數(shù)據(jù)的庫表結(jié)構(gòu) 采用業(yè)主規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，違法數(shù)據(jù)的后處理 采用一期建設(shè)的非現(xiàn)場(chǎng)處理系統(tǒng) 。 在中心需配置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通訊服務(wù)器、WEB 服務(wù)器和終端計(jì)算機(jī)，中心設(shè)備通過交換機(jī)與路口設(shè)備組成局域網(wǎng)。 前端部分 闖紅燈電子警察前端部分，是指安裝在路口的設(shè)備統(tǒng)稱，是闖紅燈違法 抓拍系統(tǒng)的主體，實(shí)現(xiàn)了闖紅燈違法行為的判別、圖片抓拍、視頻采集、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)上傳等功能。 前端部分主要包括：安裝在立桿上的視頻采集前端、控制系統(tǒng)，嵌入式抓拍處理主機(jī)以及相關(guān)的外圍系統(tǒng)及設(shè)備。 視頻采集前端包括： 標(biāo)清視頻監(jiān)測(cè)攝像機(jī)， 高清一體化 抓拍 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、補(bǔ)光燈、測(cè)光與補(bǔ)償控制模塊、視頻通信電纜等。 控制系統(tǒng)包括：高清一體化網(wǎng)絡(luò)攝像 DSP 處理模塊和電子警察智能信號(hào)檢測(cè)器的DSP 處理模塊（智能信號(hào)檢測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)紅綠燈信號(hào)檢測(cè)，并具有分析處理能力，將觸發(fā)信號(hào)傳輸至高清一體化攝像機(jī)， 標(biāo)清視頻 檢測(cè)攝像機(jī)檢測(cè)視頻信號(hào)， 高清一體化攝像機(jī)具有 DSP 處理器， 完成圖片抓拍及網(wǎng)絡(luò)上傳的功能 ）、通訊模塊、闖紅燈處理主機(jī)、電源模塊、接線接口、特制機(jī)箱等。 通信部分 通信部分的功能是：將前端部分收集的信息，包括車輛違法信息，流量信息等，通過特定的通信網(wǎng)絡(luò)，上傳到指揮中心（監(jiān)控中心）的應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)。 系統(tǒng)支持各種有線（電信專網(wǎng)、光纖等）、無線方式（微波、 GPRS 等）的通信設(shè)備，根據(jù)具體的通信方式，選擇適合的終端接入設(shè)備。 本系統(tǒng)數(shù)據(jù) 包括數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和模擬視頻信號(hào)，建議采用裸光纖，采用數(shù)字非壓縮光端機(jī)傳輸 。 xx 縣 交通設(shè)施系統(tǒng)工程 10 后臺(tái)管理系統(tǒng)部分 后臺(tái)管理系統(tǒng)部分設(shè)立在交通指揮中心。 后臺(tái)管理系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)兩部分組成。 硬件系統(tǒng) 圖：硬件系統(tǒng)架構(gòu)示意圖 硬件系統(tǒng)包括 中心管理服務(wù)器、 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、路由器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。 服務(wù)器 服務(wù)器是整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心部分，選用高性能的專業(yè)級(jí)產(chǎn)品，通過傳輸設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)與前端路段監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)備相連，利用相關(guān)傳輸軟件向客戶端發(fā)出信息，以提取客戶端的各種相關(guān)數(shù)據(jù)。 ? 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接收并存儲(chǔ)前端系統(tǒng)抓拍的車輛圖片和信息； ? Web 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)整個(gè)指揮中心網(wǎng)絡(luò)的資源共享； ? 識(shí)別管 理主機(jī)通過通信系統(tǒng)，接收前端高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)發(fā)送回來的圖片信息、交通信息和狀態(tài)信息，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，供應(yīng)用程序處理使用，對(duì)車牌號(hào)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別； ? 管理服務(wù)器進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的控制管理，病毒防控、時(shí)鐘校對(duì)等； ? 網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備包括路由器和集線器，通過線路連接到各個(gè)所需部門，將整套系統(tǒng)組合成一個(gè)整體。 車牌識(shí)別軟件 目前的識(shí)別算法將“車牌”作為目標(biāo)，即針對(duì)視頻流中通過的“車牌”進(jìn)行響應(yīng)，這樣設(shè)計(jì)的目的保證了針對(duì)車牌的高識(shí)別率。 將此方法用于“車輛”，對(duì)“車臉”進(jìn)行響應(yīng)，既可以保證對(duì)車輛的識(shí)別，又解決 xx 縣 交通設(shè)施系統(tǒng)工程 11 無牌車輛的抓拍問題。 設(shè)備采用國(guó)際先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視頻檢測(cè)技術(shù)，對(duì)視頻流逐幀實(shí)時(shí)處理，特別是獨(dú)特的車牌跟蹤和比對(duì)技術(shù)可以將幀間有效信息充分利用起來，從而大大提高系統(tǒng)的識(shí)別精度。 在算法上，突破了傳統(tǒng)車牌識(shí)別系統(tǒng)的框架，將車牌作為一個(gè)整體，利用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過對(duì)大量樣本的分析，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)選擇車牌的固有特征進(jìn)行區(qū)分，提高了車牌的檢測(cè)率和識(shí)別率，同時(shí)解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力差、對(duì)圖像質(zhì)量要求高的缺點(diǎn)。 針對(duì)“物體”的通用算法還可以較好地解決車牌格式變化時(shí)軟件升級(jí)的問題。 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與整體解決方案的有機(jī)結(jié)合，使得車牌識(shí)別 系統(tǒng)對(duì)車牌大小的適應(yīng)能力非常出色。在圖像當(dāng)中，車牌的寬度在 90~120 個(gè)象素時(shí)即可保證極高的識(shí)別率?？勺R(shí)別的最小車牌寬度為 85 個(gè)象素。 在車牌寬度為 85 個(gè)象素時(shí)仍能保證 90%以上的識(shí)別率，這使得單個(gè)設(shè)備可覆蓋完整車道。 處罰管理軟件 管理軟件要保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，具備以下安全管理功能： ? 具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理和控制功能，工作人員可隨時(shí)監(jiān)視、檢查各遠(yuǎn)端子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并具備遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)重新啟動(dòng)的功能，防止子系統(tǒng)停止工作。 ? 多級(jí)別和權(quán)限管理功能，并可自行設(shè)置相應(yīng)的密碼。 ? 只有相應(yīng)級(jí)別的管理員才能進(jìn)入系統(tǒng) 和車輛數(shù)據(jù)庫，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)置，對(duì)車輛信息進(jìn)行刪減和更改。其余人員只能監(jiān)看整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 ? 普通值班人員只能對(duì)傳送來的車輛信息進(jìn)行甄別、篩選、復(fù)核、校正、錄入等操作，不能刪除相關(guān)信息。 ? 所有操作均會(huì)有詳細(xì)日志記錄，攔截點(diǎn)的報(bào)警數(shù)量和車輛信息也將實(shí)時(shí)保存在管理數(shù)據(jù)庫內(nèi)，管理人員可定期或不定期地對(duì)操作員工作內(nèi)容進(jìn)行檢查。 ? 只有管理人員才能進(jìn)入和檢查日志記錄的內(nèi)容，值班人員不能更改和刪除，防止值班人員的徇私舞弊行為。 ? 對(duì)違法車輛進(jìn)行登錄、查詢，瀏覽，統(tǒng)計(jì)管理，打印違法車輛通知書、違法車輛統(tǒng)計(jì)表，交通事故分析 。 ? 采集違法及流量信息、監(jiān)控前臺(tái)主控機(jī)工作情況。 xx 縣 交通設(shè)施系統(tǒng)工程 12 管理軟件界面： ? 登錄：將違法車輛進(jìn)行登記、存檔。 ? 查詢：可按車號(hào)、車型、車主、駕駛證號(hào)、違法時(shí)間、違法地點(diǎn)、違法次數(shù)等多種方式進(jìn)行查詢及模糊查詢。 ? 瀏覽：可瀏覽所有違法車輛，也可瀏覽車輛違法的全過程。 ? 統(tǒng)計(jì)：可對(duì)違法登錄、違法次數(shù)、信息收集、處罰情況等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并可打印其統(tǒng)計(jì)報(bào)表。 ? 數(shù)據(jù)庫：支持 ORACLE 數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中各數(shù)據(jù)表，索引，字段等定義完全符合 中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GA/T4962020《闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》。 ? 違法 管理軟件為多用戶，網(wǎng)絡(luò)版軟件，它包括違法管理模塊子系統(tǒng)，違法處罰模塊子系統(tǒng)等諸多功能的模塊子系統(tǒng)，各功能模塊可通過超級(jí)用戶根據(jù)管理人員權(quán)限自由定義與分配，形成適合不同等級(jí)，不同職責(zé)的管理人員擁有不同功能的軟件管理平臺(tái)。有直觀，方便，穩(wěn)定，可靠，功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。 ? 系統(tǒng)支持多種接口的移動(dòng)存儲(chǔ)器 ,如 IDE,USB, 1394 等。 ? 系統(tǒng)支持 3G， GPRS， ISDN， PSTN 等多種通訊傳輸方式，支持 TCP/IP 協(xié)議，支持Inter 和 web 方式，在 Inter 和 web 方式下可從郵箱下載圖片。支持各路口抓拍機(jī)與 指揮中心的數(shù)據(jù)共享，為保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全，還提供 FTP 加密下載方式。管理人員可在指揮中心對(duì)各路口機(jī)器進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，控制，可以觀看任何路口的遠(yuǎn)程視頻。 系統(tǒng)工作原理及功能介紹 視頻 檢測(cè)原理 視頻檢測(cè)的計(jì)算方法 視頻檢測(cè)高清抓拍型電子警察系統(tǒng)是一個(gè)集圖像采集、圖像處理和信息管理系統(tǒng)為一體的綜合系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)圖像 處理主要由圖像輸入，圖像存儲(chǔ)和刷新顯示，圖像輸出和計(jì)算機(jī)接口等幾 大部分組成，這些部分的總體構(gòu)成方案及各部分的性能優(yōu)差直接影響處理系統(tǒng)的質(zhì)量。圖像處理的目標(biāo)是代替人去處理 和理解圖像，因此實(shí)時(shí)性，靈活性，精確性是對(duì)系統(tǒng)的主要要求。 xx 縣 交通設(shè)施系統(tǒng)工程 13 視 頻檢測(cè)算法 視頻檢測(cè)算法流程如下： 背景自適應(yīng)學(xué)習(xí)過程中采用快速小波提升算法記錄垂直，水平， +45 度， 45 度的高頻信息。 上述背景高頻信息的基礎(chǔ)上配合 SODP 算法從而得到很好效果的車輛運(yùn)動(dòng)特征圖像， 區(qū)域分割 預(yù)處理，利用序貫積相關(guān)算法和區(qū)域幾何參數(shù)快速提取算法，濾除行人，陰影，并提取輪廓曲線基元， 區(qū)域分割 ，提取車輛的運(yùn)動(dòng)特征向量 動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤 利用 ART 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，并輔以統(tǒng)計(jì)模式及句法結(jié)構(gòu)進(jìn)行模式識(shí)別 基于 ARMA 模型的綜合 預(yù)測(cè)器進(jìn)行精確定位 再利用 ART 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行車尾部識(shí)別 其中 在區(qū)域分割后，接下來進(jìn)行 目標(biāo) 跟蹤，利用相鄰兩幀的區(qū)域匹配從圖像序列中建立目標(biāo)鏈，跟蹤目標(biāo)從進(jìn)入監(jiān)視范圍到駛離監(jiān)視范圍的整個(gè)過程。首稱要確定匹配準(zhǔn)則。常用的圖像匹配方法有 Hausdorff 距離區(qū)域法和圖像互相關(guān)。這兩種方法都需要逐個(gè)的計(jì)算。為了減小計(jì)算量，采用區(qū)域特 征 跟蹤法。目標(biāo)區(qū)域的特征包括區(qū)域形心坐標(biāo)、區(qū)域包圍矩形、區(qū)域運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)方向和區(qū)域面積。 我們的 匹配準(zhǔn)則采用了 三 個(gè)假定：同一目標(biāo)所對(duì)應(yīng)區(qū)域在相鄰兩幀中面積相近；同一目標(biāo)在前一幀中的區(qū)域形 心與后一幀中區(qū)域形心距離相近 ； 同一目標(biāo) 車輛輪廓曲線基元 相近。 動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤實(shí)現(xiàn)框架如下 ： 將第一幀的各個(gè)區(qū)域當(dāng)作不同的目標(biāo)，對(duì)各個(gè)目標(biāo)區(qū)域啟動(dòng)目標(biāo)鏈。 根據(jù)判決準(zhǔn)則，如果某目標(biāo)鏈中的區(qū)域在當(dāng)前幀找到了匹配區(qū)域，則用找到的的匹配區(qū)域特征更新該目標(biāo)鏈中的區(qū)域特征。 如果在形心預(yù)測(cè)值所在位置，當(dāng)前幀區(qū)域和目標(biāo)鏈中區(qū)域面積相差很大，則可以認(rèn)為發(fā)生了合并或者分裂現(xiàn)象。對(duì)目標(biāo)鏈中的區(qū)域包圍矩形，在本幀查找該矩形覆蓋了幾個(gè)區(qū)域，如果多于一個(gè)區(qū)域，則認(rèn)為發(fā)生了分裂現(xiàn)象。對(duì)分裂現(xiàn)象出現(xiàn)的新區(qū)域，啟動(dòng)新目標(biāo)鏈。同理，對(duì)于本幀區(qū)域 的包圍矩形，查找該矩形覆蓋了幾個(gè)目標(biāo)鏈中的區(qū)域，如果多于一個(gè)，則認(rèn)為發(fā)生了合并現(xiàn)象，利用合并區(qū)域啟動(dòng)新的目標(biāo)鏈，同時(shí)終止那些被合并區(qū)域的目標(biāo)鏈。 對(duì)于目標(biāo)鏈中的區(qū)域，如果在本幀沒有與之相匹配的區(qū)域存在，則認(rèn)為發(fā)生了消失現(xiàn)象。目標(biāo)鏈并不立即終止，只有在經(jīng)過數(shù)幀仍沒有找到匹配之后，才終止該目標(biāo)鏈。 xx 縣 交通設(shè)施系統(tǒng)工程 14 查找本幀是否還存在新進(jìn)入?yún)^(qū)域的 目標(biāo) ，如果存在，則啟動(dòng)新的目標(biāo)鏈。 這樣便 跟蹤 了 圖像序列中的目標(biāo)，同時(shí)得到車輛在監(jiān)視范圍 運(yùn)動(dòng)軌跡和 平均速度 等信息 。 將這些信息送入 ARMA 模型的綜合預(yù)測(cè)器即可精確定位，并能判別車輛的各種違 章情況， 對(duì)于車尾部識(shí)別，框圖如 下 ： 平滑去噪（33低通卷積模板）車未定位（聚類估計(jì)）邊緣圖二值化（反相積分求和確定閥值）邊緣檢測(cè)（柯西算子改進(jìn)型）車未定位區(qū)域圖像二值化（ natable法求二值化閥值）ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采集視頻圖像數(shù)據(jù) 車輛尾部識(shí)別流程圖 視頻檢測(cè)原理與抓拍控制實(shí)現(xiàn)方法 視頻檢測(cè)系統(tǒng)利用當(dāng)前先進(jìn)的數(shù)字圖像處理技術(shù)，根據(jù)離散數(shù)學(xué)的相關(guān)算法對(duì)捕獲的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行不斷的運(yùn)算，執(zhí)行某些特定的加工和分析，通過計(jì)算機(jī)處理輸出檢測(cè)結(jié)果和完成抓拍記錄功能。安裝在路口的檢測(cè)攝像機(jī)獲取實(shí)時(shí)圖像，控制主機(jī)通過圖像采集接口將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在視頻圖像中根據(jù)不同的車道預(yù)先設(shè)定一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)范圍，這些檢測(cè)范圍之內(nèi)的像素組成了虛擬的檢測(cè)區(qū)域。因?yàn)閷?shí)時(shí)檢測(cè)圖像每