技術指導｜余崇義 文｜黃仁貴 原載a&s《安全與自動化》IN版201309

隨著一聲極速呼嘯，賽車場上轉彎瞬間的超越，總是會激起人們無限的血液沸騰；無論是觀眾還是賽車手，之所以會忘乎所以激情萬分，不僅僅是超越對手那么單純，而更多的是享受來自于經歷了頂著翻車、沖出跑道等風險之后成功實現自我超越的怒血噴張。同樣，在智能交通領域的賽道上，領跑者也不是誰的專屬，有實力才有資格擁有。

今天，我們就來觀賞宇視在智能交通安防應用的賽車道上，是如何頂住重重考驗并實現“彎道超車”的精彩表現。

2011年12月，“浙江宇視科技有限公司”獨立運營，僅僅經過2年的奮斗，已經躍居為國內第三大安防企業，發展速度之快已令眾多同行矚目。當然榮耀的背后，不知凝聚了多少宇視人的心血。這一點，我們很難在短時間內逐一考究，但卻可從宇視科技最新推出的HTS-HC551-F（P）500萬像素高清智能非現場執法攝像單元中去品味產品的洞幽察微及宇視人的專精覃思。

宇視以架構的頂層設計見長，2010年度國家科技進步二等獎“面向大規模城域監控的流媒體關鍵技術及裝備”是中國安防行業迄今為止所獲的最高榮譽，這種架構能夠應對云監控大量動態業務下系統的穩定性，可靠、可信、高效。而工業變革不會一蹴而就，不僅需要宏大格局，更需在細節之處用工匠之心、研發人不懈努力。我們還可從這款產品中一窺宇視科技快速發展的原因。

業精于勤：一體化設計

宇視科技HTS-HC551-F（P）500萬像素高清智能非現場執法攝像單元采用了一體化設計，包括全天候防護罩（含高清光學玻璃）、光學濾鏡（含升降電機）、500萬像素道路交通非現場執法設備、電源適配器、防雷器、散熱風扇等部件。該設計可最大限度地降低施工方的工程量，其一體化交付，避免了凌亂的組裝，降低潛在故障發生點，大大提高了使用中的產品可靠性。

■ 500萬光學成像：該攝像單元匹配500萬像素高清智能道路交通非現場執法設備，采用了散熱性良好的黑色烤漆鋁合金外殼，固定底座為活動式設計，可根據選配的鏡頭、前端濾鏡距離等安裝需求進行前后移動以調整到最合適的攝像距離。攝像機配有電源供電、RJ45網絡接口、SFP/EPON光口、I/O接口（可接駁TTL、光耦、RS485/RS232等控制信號）、調試用BNC口、前端存儲用的SD卡插槽（自帶16GB SD卡）、恢復出廠設置的RESET復位鍵，以及各類指示燈等，后面板接口齊全，可適應多種類組網模式。

■ IP66防護等級：該一體化高清攝像單元采用白色烤漆、加強型鑄鋁防護罩，結構穩固，具有良好的抗腐蝕性能；上蓋與外罩的銜接部設計了一圈白色膠墊，可很好地阻隔室外塵埃、水汽等雜質進入護罩內部，使護罩的防護等級達到IP66；與此同時，前端鏡面采用具有良好透光性能優異的低散射高清光學玻璃；

■ 寬溫環境適應能力：該機內部設計有溫控模塊，使其可在低溫環境下給護罩內部加熱，能確保攝像系統在零下40℃仍可正常運行。同樣，為了降低夏天炎熱給設備帶來的高溫影響，該一體機在護罩尾部安裝了通風扇來實現護罩內空氣的對流散熱，即便室外環境溫度高達70℃也仍能保障攝像機正常工作；

■ 全接口防雷設計：該攝像單元的所有電氣接口都采取了防雷設計，不僅僅對電源供電，網絡傳輸接口進行防雷浪涌設計，對諸如TTL，光耦，RS485/RS232等I/O接口也有完備的防雷隔離和泄放措施。通過防雷器，當安裝在室外遇到雷擊強電流沖擊時，即可在瞬間切斷線纜的電氣連接，并同步接通與大地的泄流通路，有效做到過壓過流保護、絕緣保護、漏電保護，從而確保了一體機系統的安全。

■ 多組網接口設計：基于對網絡技術的深度理解，非現場執法攝像單元支持SPF、EPON技術，從而實現最全面的光組網能力，適應各種光組網環境。支持Ethernet（以太網）、SFP（光纖）、EPON（無源光網絡）等多種接入方式。方便用戶選擇組網方案。在城市智能交通采用EPON無源光網絡，大幅減少光纖數量；降低系統綜合成本和線路租金。

相機可同步提供以上三種接口，根據具體不同的需求進行靈活的選型。核心相機的背板接口如下：

洞幽察微：為光學成像護航

大靶面成像

為滿足更良好的感光需求，宇視科技為其高清智能道路交通非現場執法設備配置了1”大靶面CCD圖像傳感器，過車圖片分辨率達2592x2048，搭配場景適合的高清鏡頭，可同時覆蓋三車道并進行違法檢測，也可應用在部分雙車道路口，同時監控非機動車道。

全幀率流暢視頻

高清智能道路交通非現場執法設備支持抓拍高分辨率圖片的同時，能實現24小時高清視頻錄像功能。可以在白天或夜間有輔助光源的情況下實現清晰錄像； 視頻編碼格式支持主流的H.264，幀率可達25fps@1080p，支持GB28181和Onvif標準，有良好的平臺兼容性；可自動記錄車輛通過時間、地點、所在車道、違法類型等信息；錄像中能清晰地反映車輛的顏色、車輛類型、運動軌跡；并提供錄像查詢、錄像下載等功能。

全天候適應能力

■ 車檢方式：宇視科技500萬高清非現場執法攝像單元采用純視頻檢測方式，自動對視頻流中運動物體進行實時逐幀檢測、鎖定、跟蹤，根據車輛運動軌跡判斷車輛是否違法并進行記錄，無需破壞路面埋設線圈，違法照片能清晰地反映“紅燈、停車線、車型、車牌、時間、地點”等違法車輛的基本情況,綜合違法識別準確率可達95%以上。在綠燈狀態下，同樣采用純視頻檢測方式完成綠燈卡口功能，對所有過往車輛進行圖像記錄，車輛捕獲率可達98%。

■ 補光方式：夜間使用自研LED頻閃補光燈（AE-LAMP-S25）均勻補光，避免車輛牌照拖尾和曝光現象。道路交通非現場執法設備采用視頻同步的脈沖控制技術，觸發LED頻閃補光燈與抓拍攝像機機同步曝光，還可通過調節脈沖寬度以適應抓拍攝像機的曝光時間，最終得到夜間清晰的過車圖片。

■ Smart-OF自動光學濾鏡技術

從打開的護罩中，可看到在攝像機鏡頭前端設置有一組帶微電機進行升降控制的光學鏡片。攝像機工作時通過感光系統及其嵌入式算法計算出當前時段的環境照度狀況，當需要增強或減弱光線對圖片清晰度的影響時，系統會自動向前端光學鏡片電機發送升降光學鏡片的指令，進而實現控制圖像質量的目的。針對不同的應用場景、不同時段的照度特點，宇視科技針對性地開發了相應的成像處理技術。

在道路交通非現場執法設備的應用場景中，尤其是東西方向，強逆光、強順光等復雜光照條件往往影響非現場執法攝像單元的成像，有時還會產生強烈的Smear現象，并導致車牌區域過暗或過曝，從而降低識別準確率。針對此種現象，宇視科技采用Smart-OF自動光學濾鏡技術，降低Sensor進光量，使CCD整體采集的亮度較低，嵌入式算法根據測光區域計算此時畫面實際亮度，對比后發現低于期望亮度，這時嵌入式算法會調整抓拍相機的曝光參數來提升畫面亮度達到期望亮度，這樣的處理后，畫面中亮區暗，暗區亮，車牌及車輛特征清晰，且畫面周其他場景色彩還原真實，細節層次不丟失。

Smart-OF自動光學濾鏡技術的兩大優勢是：1、可根據場景中不同時間段的光照變化進行自動切換；2、使用Smart-OF自動光學濾鏡技術不會對色彩還原產生影響。可保證全天候任何時間段都清晰有效成像，保證違法處罰證據的有效性。

在多重光學成像技術的支持下，測試時通過回放歷史圖像資料，以及察看實時抓拍的圖像畫面，可以驗證宇視的該款500萬像素高清智能非現場執法攝像單元攝制的車牌清晰、紅綠燈特征清晰、畫面通透逼真、色彩飽滿還原度好，畫質清晰、圖像細節明朗。

算無遺漏：識別率有保障

該非現場執法攝像單元具備闖紅燈、不按車道行駛、違法變道、壓線、逆行等違法行為檢測。除以上違法行為外，非現場執法攝像單元還具備事件檢測功能，可通過算法智能分析判斷調頭、車輛禁右/禁左轉、逆向行駛、壓線、跨線、違反禁止線等違法行為，違法證據符合GA/T 832-2009《道路交通安全違法行為圖像取證技術規范》 和GA/T 995-2012《道路交通安全違法行為視頻取證設備技術規范》的要求，闖紅燈記錄功能違法證據符合GA/T 496-2009_《闖紅燈自動記錄系統通用技術條件》。綠燈狀態時，作為卡口攝像單元使用，對過往車輛采集1張高清圖片。圖片能清晰反映路況信息、車輛特征信息，同時將車輛通過時間（精確到秒）、地點、路段信息、車速、限速信息、通行方向、車牌號碼、車牌顏色，車身顏色及車標等信息疊加在圖片上。其核心算法由以下三部分組成：

■ 車牌識別技術：采用嵌入式車牌識別算法，支持小車牌識別；該系統還支持毫秒級的性能開銷，單芯片可完成所有圖片處理和算法學習；而其環境適應能力也很強，在全天候、抗干擾算法支持下，可全天候穩定發揮。此外，通過智能特征庫的及時更新，將會保持算法的最優狀態；

■ 交通目標特征分析技術：通過嵌入式識別算法，對視頻流中的每一幀圖像進行分析，將所有運動車輛和靜態背景分離，從視頻圖像序列中將移動的車輛提取出來。之后再通過交通目標特征分析技術，識別車身顏色、車標等。

■ 交通行為識別技術：通過交通目標特征分析技術將車輛從視頻圖像序列中提取出來，再通過跟蹤車輛行駛軌跡來識別車輛運行狀態，并進行違法判定。通過建立、補充、更新不同車輛行為的特征庫，對交通行為識別進行特征訓練。視頻流高幀率檢測技術可達到毫秒級的性能開銷，因此在多目標移動車輛時，仍然能夠精確的跟蹤目標和行為分析，提高檢測率、降低多拍、漏拍率。

湛江電警二期項目測試現場使用減光鏡前后圖像如下：

另外，25fps的高幀率成像技術，也為該系統可以在最恰當的位置抓拍到最適合于達到識別效果的圖像，降低了漏拍的幾率。據宇視科技工程師介紹，該系統白天的識別率≥96％，夜間的識別率≥95%，識別準確率≥95％。我刊在實際的白天檢測時，宇視將該實測的一體機架設在公共交通道路口，盡管只2-3個小時的實測，但已能看到宇視的一體化機工作非常穩定，抓拍和識別的效果都較理想，未發現系統漏抓拍現象，實測時的抓拍率100％，識別準確率也達到100％。

結語

宇視依然延續著前母公司核心技術優勢及科學管理，并且更為專注、更為靈活，所以成就視頻監控TOP3的市場地位。宇視一體化高清攝像單元也采用了其擅長的非結構化數據的結構化存儲技術（iSCSI塊直存），這種效率高、查詢快、容量可管理/運營、沒有文件瓶頸、不存在時間差的存儲技術，無不體現著宇視的網絡優勢。而現在更是可以有針對性地強化自主技術對安防的特有理解，而不斷開發出既符合安防行業應用，又有宇視個性的特有產品，正如500萬像素高清智能攝像單元HTS-HC551-F（P），也將成為“彎道超車”的又一把利器。

500萬非現場執法攝像單元，圖片分辨率達2592*2048，視頻幀率25fps@1080p，可清晰覆蓋三車道；采用IP66防護等級、配套電源防雷、網絡防雷、電壓保護、電流保護、風扇及加熱等多項周邊防護措施，確保系統7*24全天候可靠運行；內置智能算法，除提供傳統闖紅燈外，通過智能分析判斷不按標線行駛、逆向、壓線、違法變道、違法調頭及機動車占用非機動車道等違法事件，對違法事件抓拍三張違法圖片，同時系統在提供圖片同時，可提供同步視頻流；Smart-OF幫助在強逆光和強順光場景清晰成像，提高識別準確率；電口/SFP/EPON多接口組網模式，項目施工更便捷；

產品特色
宇視科技的一體化高清智能攝像單元將軟件算法、硬件攝像技術和外圍配套做到了比較完善的融合，從實測看，該一體化系統配套性強，能抗復雜環境干擾，抓拍和識別效果顯著，能滿足復雜道路環境下的電警、卡口和道路監控的需求。

提升空間
隨著交警業務的逐漸深入，擴展更多的特性算法，以滿足更多的業務需要

適用場所
500萬相機除部署在十字路口完成違法事件檢測外，還部署到城市出入口、高速公路和城市主干道完成卡口、違法逆行判定、違法壓線判定等多類型事件檢測。

測試環境
宇視科技測試室

規格參數