概述
車輛及人員卡口監控系統（以下簡稱卡口監控系統），依托路口、收費站、交通或治安檢查站等卡口點，實現對通過該卡口的機動車和前排司乘人員進行拍攝、記錄、處理的現場監控。卡口監控系統可自動識別過往車輛的號牌、顏色等特征，驗證車輛的合法身份，自動核對黑名單庫，自動報警；在抓拍的圖片中前排駕乘人員的面部特征可清晰辨識，提取人臉特征圖和人臉特征參數，實現對交通違法、肇事逃逸、刑事犯罪等嫌疑車輛及人員的監控與處置，是重要的非現場執法和監視系統。
系統簡介
卡口監控系統對道路交通狀況進行實時監測，對道路上的機動車進行檢測、抓拍、識別（機動車車牌）、前排司乘人員人臉特征圖/人臉特征參數的檢測和提取；將抓拍圖片、車牌識別結果上傳控制中心，控制中心內的計算機接收前端設備的數據，將數據處理后存入數據庫并進處理。
系統采用500萬高清視頻檢測方式對機動車道進行實時檢測，當有機動車通過時，高清500萬卡口一體機抓拍1~2張圖片，高清卡口一體機對圖片進行處理后，上傳至控制中心。
目前，高清車輛及人員智能監測記錄系統采用了最新視頻識別、DSP嵌入式系統的技術，可對機動車輛進行準確檢測，輸出車輛的高清圖片以及車輛的相關信息，同時對車輛前排司乘人員進行人臉特征圖片、人臉特征參數的分析和提取。對車輛采用高清視頻抓拍方式，且將環境光照影響等各種干擾因素的影響最大程度地降低。
系統采用基于IP的網絡接口，易于與其它設備接口，可針對各種路況進行靈活配置。控制中心管理計算機系統與各路口設備的連接采用星形拓撲結構，每個路口均可以通過網絡與控制中心系統直接連接，以傳輸車輛/人員信息和高清圖片。大幅度提高車輛/人員捕獲率和記錄有效率，得到用戶的廣泛好評。
系統架構
高清車輛及人員智能監測記錄系統由下列設備等構成：
·系統前端設備（高清500萬卡口一體機、檢測/抓拍補光燈、網絡交換/傳輸設備）；
·控制中心設備（網絡交換/傳輸設備、服務器）。
系統功能
高清車輛及人員智能監測記錄系統分為：車輛檢測/識別/記錄、交通參數采集/違章取證、人臉特征圖和人臉特征參數的檢測和提取、補光、數據傳輸、控制中心計算機等子系統。
車輛檢測/識別
基于視覺的車輛檢測技術被越來越多地應用于智能交通管理系統，可靠的車輛檢測技術是智能交通管理系統的重要部分。基于視覺的車輛檢測是非常具有挑戰性的，被檢測的車輛具有不同的速度、形狀、尺寸、角度和顏色，車輛的外觀還要受到車輛的姿態以及它周圍目標物的影響，同時車輛的遮擋和光照條件的不同也改變了車輛的整個外觀；基于車輛特征的車輛檢測，具有較好的適應性，能夠適應不同的道路交通環境，能有效促進車輛檢測系統提高檢測率和降低誤檢率。
車輛特征識別技術是對動態場景中移動目標的定位、識別和跟蹤，是分析、判斷目標特征和行為的一項高新技術；其關鍵是車輛特征的捕獲和識別，這其中包括了車型識別、車牌識別、車牌顏色識別及車輛顏色識別等技術；其對車輛的特征的識別可以達到精確、準確、快速的要求。
車輛特征是對車輛進行檢測和識別最有效的元素，車輛號牌是車輛特征中具有唯一性的元素。通過對車輛號牌的識別和跟蹤，可以有效地檢測、識別、跟蹤車輛。
車輛特征檢測將車輛和車輛號牌作為目標，針對視頻流中通過的車輛進行響應，保證了對車輛的高抓拍率和車牌識別率。
高清車輛及人員智能監測記錄系統采用先進的計算機視頻檢測技術，對車輛行駛過程中的圖像進行實時逐幀處理和識別，特別是獨特的車輛特征跟蹤和比對技術可以將有效信息充分利用起來，從而大大提高系統的識別精度。
通過對車輛特征的視頻檢測，自動記錄車輛的位置信息，分析車輛的運行軌跡和行駛狀態，對設定位置的車輛進行抓拍。
卡口功能
機動車道上的高清卡口一體機對車道內的機動車進行實時視頻檢測，高清卡口一體機實時逐幀對圖像進行分析處理，當有機動車進入檢測區域時，高清卡口一體機抓拍1~2圖片，抓拍補光燈同步閃亮；卡口一體機對圖片進行處理，實現對車輛進行車牌識別等操作。在抓拍的圖片中，車輛特征、車牌號碼、前排駕乘人員的面部特征可清晰辨識。
·高清卡口一體機實時處理高清視頻，自動對車輛進行抓拍及識別車輛號牌，并將識別結果、圖片/信息等上傳；
·在抓拍的機動車圖片中，可清晰反映車輛特征（車輛外形、車身顏色、車輛號牌）；晝夜均能有效克服車窗反光，在抓拍的圖片中，前部駕乘人員的面部特征可清晰辨識；
·高清卡口一體機通過以太網將車輛號牌、圖片、路段號、時間等信息發送給控制中心；控制中心計算機接收到數據和圖片后，進行處理和保存；
·系統采用一體化的500萬高清卡口一體機，完成高清圖像采集、視頻分析/檢測、車牌識別等功能；符合GA/T497-2009《公路車輛智能監測記錄系統通用技術標準》的要求，圖片信息可清晰地反映地點、車道、行駛方向、時間、車牌號碼、車輛類型、圖片序號等信息；且可以根據客戶需求進行相應修改，以滿足各種不同的需求。
交通參數采集/違章取證
1、視頻測速
可快速檢測實時通過車輛的行駛速度，原理如下。
·方式一：標定卡口一體機的垂直高度和與車道的水平位置，標定視野中的遠端距離及近段距離，在平直的車道上即可實現視頻測速。逐幀實時處理，可得出車輛行駛的精確軌跡以及記錄車輛在所有參考點時間，通過計算分析，獲取車輛的行使速度；
·方式二：通過比對實際場景中參照物的位置來標定圖像中參照物的坐標及高度，將實際場景還原為3D場景，在三維空間內對車輛進行視頻測速。對車輛信息實現逐幀實時處理，可以得出車輛行駛在攝像機視野范圍內的精確軌跡，通過計算分析，獲取車輛的行駛速度。
2、交通參數采集
實時采集車流量、平均時速、車頭時距、道路占有率等交通參數，依據設定的時間間隔，將交通參數匯總后實時上傳控制中心。可對車輛類型進行判斷，在附加信息中輸出車輛類型（大、中、小型），且還可輸出車輛具體尺寸（米）車長、車寬信息，方便用戶查看或信息調用。
3、車輛違章取證功能
對高清圖像中的車輛進行檢測、鎖定、跟蹤，根據車輛運動軌跡與用戶定義的車道標識線，判斷車輛是否軋線、越線、逆行等違章行為，并區分車道分隔線、雙黃線，對違章車輛進行抓拍，取得執法證據。
人臉特征圖檢測和提取
自動掃描（檢測）抓拍的高清圖像，使用高效的人臉檢測算法，配合先進的目標融合、決策策略，實時定位出其中含人臉信息的區域坐標，實現智能化的實時人臉檢測。
通過組織大量的人臉、非人臉圖像數據，應用先進的算法，訓練獲得最佳的人臉表述特征，并將大量的特征按照一定結構組織起來，形成特殊的人臉特征分類器。利用該特征分類器對從前端系統輸入的圖像進行全方位的人臉搜索，將圖像中滿足特征分類器篩選條件（與特征分類器的匹配度滿足一定條件）的檢測區域確定為人臉目標，完成人臉目標的定位。
·采用狀態識別機理可減少復雜背景對識別系統的干擾；
·檢測出左右旋轉<；15°，上下旋轉<；10°的人臉；
·處理速度快捷：對500萬像素高清圖像，檢測時間小于300ms；
·擁有大于95%的正面人臉檢測率；
檢測出來的人臉圖像經過圖像處理、模型調整定位、圖像標準化等系列操作，最終通過對標準化圖像進行特征提取，獲得特定的便于機器識別、分類的人臉描述特征圖。
補光子系統
車道設置檢測補光燈和抓拍補光燈各1臺。檢測補光燈可在夜間等環境亮度較低的情況時，光控電路自動開啟檢測補光燈；對高清攝像機檢測區域內進行補光，與CCD的曝光信號同步，使圖像質量滿足對車輛視頻檢測和車牌識別要求。檢測補光燈使用大功率LED、具有恒壓/恒流驅動電路和良好的散熱結構和措施，使檢測補光燈穩定及可靠的運行。而當卡口一體機檢測到車輛并發出抓拍觸發信號后，補光控制模塊接收到該抓拍觸發信號后發出觸發脈沖至抓拍補光燈；抓拍補光燈閃亮，閃亮時間與高清卡口一體機閃光觸發信號同步，高清卡口一體機同時抓拍1張圖片，確保圖片中機動車（含司乘人員面部）的特征和細節清晰可辨識。
檢測補光燈和抓拍補光燈的曝光同步電路，與高清卡口一體機的曝光保持同步，可以在晝間、夜間、車輛大燈開啟等情況下，有效的對各種物體進行拍攝，使抓拍的圖片可清晰辨識車輛外形特征及駕乘人員的面部特征，有效地進行車輛號牌的識別和物體的辨識。具有效率高、對駕駛員視覺干擾小等優點。
數據傳輸
可分為前端設備數據傳輸和控制中心數據傳輸。
1、前端設備數據傳輸：
·高清卡口一體機LED抓拍補光燈/檢測補光燈，數字信號-開光量傳輸；
·高清卡口一體機前端存儲器，以太網數據傳輸；
2、控制中心數據傳輸：
·高清卡口一體機控制中心，以太網數據傳輸。
控制中心計算機系統
1、控制中心系統構成和功能
控制中心計算機系統由服務器、中心平臺軟件、網絡交換設備等組成。接收前端設備的數據和圖片，進行處理后存入數據庫。提供按時間、地點、車牌號碼等分類統計查詢、按時間段比對查詢等功能，以精確方式或者模糊方式檢索查詢車輛歷史記錄，并能以圖形、圖表方式顯示、打印。接收前端設備傳回的人臉特征參數/圖，進行人臉特征參數提取并將人臉特征圖、對應的特征向量存入數據庫。控制中心軟件基于模塊化的架構，采用多模塊的模式，對軟件進行設計、開發。主要特點有以下幾項。
·穩定性：對長期工作的業務系統，多模塊化體系結構提供了更可靠的穩定性；
·易維護：由于軟件模塊化，當業務規則變化后，只需要修改相應模塊既可，其他模塊軟件基本不做改動；
·系統擴展靈活：基于多模塊化體系結構，當業務增大時，可以部署更多的應用服務器，提高對客戶端的響應，而所有變化對客戶端透明。
2、車輛信息管理系統
車輛信息數據管理系統是中心平臺的開始數據模塊，支持錄入過往車輛數據并上傳圖片和視頻、核對過往車輛數據、打印過往車輛單據、查詢、統計并導出過往車輛數據。
3、稽查布控管理系統
稽查布控管理系統是中心平臺的車輛查緝模塊，支持錄入、導入布控車輛數據、審核、撤銷、結案處理并支持自定義布控設置。審核布控車輛的同時，通知數據交換總線發布相關布控車輛給前端工控機，工控機抓拍到布控車輛后上傳報警，數據交換總線處理布控報警并通知實時報警系統，布控報警查詢支持事后查詢。
4、實時報警管理系統
河南新交際系統為C/S窗體應用程序，安裝在需要對布控報警信息、違法報警信息實時處理的客戶機上，當有違法信息、布控報警信息時，會根據系統對報警聲音、報警圖標等相關信息的配置進行報警，實現對報警信息進行實時報警。每個客戶機可以單獨設置報警聲音、報警圖標等配置信息。
5、流量事件檢測系統
對每個路口進行流量統計，對每個路口的流量超過路口報警流量的數據進行統計分析。可以將所有路口和行駛方向進行自定義組合，將路口和方向組合方式進行過往車輛流量的統計。
6、人臉特征參數處理/人像比對
服務器可接收多臺前端設備傳回的人臉小圖，進行人臉特征參數提取并將人臉小圖、對應的特征向量入庫。在標準配置條件下，單臺服務器可達到：35人臉/秒的處理能力。
檢測出來的人臉圖像，并經過圖像預處理、模型調整定位、圖像標準化等系列操作，最終通過對標準化圖像進行特征提取，獲得特定的便于機器識別、分類的人臉描述特征。
·圖像處理：人臉定位，關鍵點定位，特征提取，特征矢量化等；
·特征提取：提取人臉特征并生成6.4K字節/人的特征文件；
·信息存儲：保存每張人臉圖像、特征文件以及位置、時間、通道信息。
人臉比對服務器負責將已存入數據庫的人臉數據信息與目標人臉圖片加以比對，并獲得最終比對結果。在標準配置條件下，比對速率200萬次/秒。
把當前處理模型特征與預設后臺模型庫中的個體特征作逐一比對，分別獲得比對相似度得分，接著把得分數值按降序排序，最后保留相似度分值最高的一系列相關個體，并將此作為系統的輸出結果。
·支持多種格式的人臉圖像數據輸入；
·人臉尺寸不小于80×100像素；
·實現數據庫數據的批量導入，實現比對結果的批量輸出；
·服務器為標準配置時，比對速度200萬次/秒；
·匹配精度可根據需要設置；
·輸出數據與輸入數據相比，數量下降1.5個數量級時，準確率為98%。
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