當(dāng)前，道路卡口監(jiān)控?cái)z像機(jī)功能愈加豐富化，而由于成像技術(shù)的局限性，必須依賴較強(qiáng)的補(bǔ)光條件，來滿足卡口應(yīng)用需求，但卻無法從本質(zhì)上解決光污染問題。因此，如何在真正低光污染的前提下，應(yīng)對道路卡口綜合應(yīng)用需求，成為當(dāng)前安防企業(yè)需要突破的技術(shù)難題。
超微卡口應(yīng)用兩大核心需求
近年來，深度學(xué)習(xí)技術(shù)的重大突破，使人像大數(shù)據(jù)在公安、交通領(lǐng)域的實(shí)戰(zhàn)價(jià)值愈加凸顯。這種應(yīng)用趨勢推動(dòng)了智慧城市建設(shè)對道路卡口產(chǎn)品功能需求的變化，即要求卡口攝像機(jī)從單一采集車牌及車輛特征，演變到同時(shí)還要看清車內(nèi)人員的人臉及駕駛違法行為。也就是說，產(chǎn)品應(yīng)用需求向多維度數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)分析的綜合應(yīng)用趨勢演變，以此增強(qiáng)公安警務(wù)人員進(jìn)行人臉布控及交警人員非現(xiàn)場執(zhí)法能力。
不過，以當(dāng)前的成像技術(shù)能力，攝像機(jī)必須配備高強(qiáng)度的爆閃燈進(jìn)行補(bǔ)光，才能看清車內(nèi)人臉及行為，這是市場上傳統(tǒng)卡口攝像機(jī)的解決方案。隨著道路卡口的逐漸增多，這樣的技術(shù)方案不可避免使光污染問題更加嚴(yán)重。尤其是夜間，長期的光污染威脅著交通參與者的駕駛安全，而且影響道路周邊居民的日常生活。
縱觀全國，光污染問題已逐步演變?yōu)槌鞘小巴ú ?，很多城市居民對此反映?qiáng)烈，要求降低光污染的呼聲越來越高。以蘇州為例，在近日“電警、車輛卡口補(bǔ)光燈使用標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)座談會(huì)”上，蘇州市政協(xié)委員王衛(wèi)成從實(shí)際案例出發(fā)，代表蘇州市民強(qiáng)烈呼吁公安交管部門與相關(guān)廠商共同努力，盡快解決老百姓普遍關(guān)注的光污染問題。
目前改善型卡口存在“缺陷”
為了應(yīng)對超微卡口帶來的光污染影響，安防主流廠商及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)都在不斷嘗試從技術(shù)上解決這個(gè)問題。當(dāng)前普遍的做法是鏡頭內(nèi)置雙傳感器設(shè)計(jì)，采用紅外補(bǔ)光與較低照度的頻閃燈補(bǔ)光相結(jié)合的方式，這種技術(shù)方案雖然在滿足卡口綜合應(yīng)用需求的同時(shí)，一定程度上緩解了卡口光污染程度，但結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景來看，卻帶來一系列新的問題且本質(zhì)上存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
一是紅外光成像的局限性，由于當(dāng)前國家對車前玻璃貼膜對紅外透光性的標(biāo)準(zhǔn)沒有明確要求，造成廠商生產(chǎn)的貼膜對紅外光穿透性能差異性很大。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)車前玻璃貼膜對紅外光的滲透率為10%-90%，造成紅外光抓拍的人臉效果參差不齊。另外，由于紅外光和可見光兩種光源對同一個(gè)物體反饋出來的顏色不一樣，造成兩者融合的圖像還原度不夠。因此，對看清人臉需求越來越高的卡口來說，采用紅外補(bǔ)光就是偽命題。
二是紅外光成像受衣服顏色影響，車內(nèi)人員如穿戴特殊紅外反光材料做成的衣服、飾品，將引起抓拍照片的色彩還原失真，導(dǎo)致抓拍照片失去舉證的合法性。當(dāng)然，這里還有一個(gè)隱含的問題：國內(nèi)數(shù)量最多的小型車的車牌是藍(lán)底白字的，在紅外效果下看不清楚。
三是對補(bǔ)光條件依賴較大，卡口相機(jī)的成像技術(shù)局限性導(dǎo)致對頻閃補(bǔ)光燈的依賴仍然較高，造成燈的亮度在夜間仍然較強(qiáng)。如果LED頻閃燈能量太大，車輛在駛出補(bǔ)光區(qū)域的最初幾秒，將對駕駛員造成最危險(xiǎn)的光污染，影響道路駕駛安全?！?/p>
圖1：同一車內(nèi)的同一駕駛員，在紅外光表現(xiàn)下，黑色衣服變成了白色
圖2：同一地點(diǎn)，右車采用高紅外阻隔的前擋風(fēng)玻璃貼膜，導(dǎo)致無法抓拍到清晰人臉
前置AI低照度增強(qiáng)算法從源頭破解
針對目前超微卡口光污染改善問題，科達(dá)創(chuàng)新性的采用了自主研發(fā)的深度學(xué)習(xí)低照度增強(qiáng)算法，從傳感器圖像源頭數(shù)據(jù)著手，可謂是在解決光污染問題上邁出了重要一步。
當(dāng)前，深度學(xué)習(xí)技術(shù)主要應(yīng)用于模式匹配和圖像識別，例如車牌識別及車輛特征提取等。而科達(dá)則將這種深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用到前端傳感器圖像增強(qiáng)處理技術(shù)領(lǐng)域，建立端到端的深度學(xué)習(xí)模型，跳過傳統(tǒng)意義的攝像機(jī)ISP成像方式，通過對大量卡口抓拍圖片的學(xué)習(xí)，直接對前端圖像傳感器輸出的裸數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像恢復(fù)，最大化還原低照度環(huán)境下的人臉及行為的實(shí)際圖像效果。
這種處理技術(shù)的好處是，它突破了傳感器成像技術(shù)的局限性。目前前端攝像機(jī)內(nèi)置的芯片，對圖像處理算法有一定的限制范圍，而對傳感器輸入數(shù)據(jù)直接處理，則不受這種限制，可以按照實(shí)際業(yè)務(wù)需求，輸出圖像效果。
另外，相對于雙傳感器設(shè)計(jì)的硬件解決方案，獨(dú)創(chuàng)的AI低照度增強(qiáng)算法，可在大幅減少卡口對補(bǔ)光燈的依賴的條件下，提升圖像亮度且充分還原物體顏色與紋理等細(xì)節(jié)信息?？梢哉f，該算法不僅大幅度提升了人眼對抓拍圖像的主觀體驗(yàn)，也為后續(xù)的諸多智能算法，如車輛特征分析、駕乘人員分析等，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
總的來講，采用低照度增強(qiáng)算法的科達(dá)AI超微光卡口，僅需微弱的補(bǔ)光條件，在駕駛?cè)思爸車用窕緹o感知的補(bǔ)光條件下，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)人臉的高清抓拍，而且不受車膜透光率、紅外反光材料的影響，清晰呈現(xiàn)人臉、人員信息，無偏色。
定制化LED補(bǔ)光燈聚焦光斑
根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，以同等的圖像效果為基準(zhǔn)來判定，LED燈光污染相當(dāng)于爆閃燈的50倍，可見，LED燈光污染比較嚴(yán)重。不過，在低照度環(huán)境下，攝像機(jī)抓拍清晰人臉及行為，必須依靠LED補(bǔ)光來實(shí)現(xiàn)。因此，無論采用哪種設(shè)計(jì)方案，都必須依賴LED補(bǔ)光條件。我們能做的就是在看清司乘人員人臉及其他特征的前提下，盡可能的弱補(bǔ)光，讓駕駛?cè)藛T弱感知，讓周圍居民無感知。
相對于脈沖氙氣燈補(bǔ)光(也即是大家常說的爆閃燈)，LED頻閃燈補(bǔ)光時(shí)，在車輛經(jīng)過的瞬間，也許攝像機(jī)拍的視頻還能區(qū)別環(huán)境中的明暗區(qū)域，但在這個(gè)瞬間LED燈的亮度對人眼是致盲的，這是光污染最危險(xiǎn)的地方，而且對周圍環(huán)境光污染也更加嚴(yán)重。
當(dāng)前市面上的LED補(bǔ)光燈一般是采用直射方式，發(fā)射出來的光斑較為發(fā)散，不但造成卡口周圍光污染相對較高，而且在一定程度上降低了抓拍區(qū)域的亮度。而科達(dá)獨(dú)創(chuàng)性的采用定制低照LED補(bǔ)光燈，通過創(chuàng)新的綠色補(bǔ)光技術(shù)，在一定程度上減少光斑發(fā)散，且實(shí)現(xiàn)最大化發(fā)揮光線的應(yīng)用效能。
另外，相對于紅外光和可見光融合的技術(shù)方案，單純用低照度暖光LED補(bǔ)光燈，不僅對實(shí)際物體的顏色還原度較高，清晰呈現(xiàn)車內(nèi)人臉與駕駛違法行為。而且在增加抓拍圖像亮度的同時(shí)，降低對周圍的光污染，整體能耗也相對較小。
注：以下三張圖分別是在過車抓拍時(shí)科達(dá)AI超微光卡口、改善型卡口、傳統(tǒng)卡口的夜間實(shí)拍，同樣光照亮度對比明顯?！?/p>
圖3：科達(dá)AI超微光卡口抓拍過車的視頻截圖照片
圖4：“環(huán)保型卡口”夜間補(bǔ)光燈依然很亮
圖5：傳統(tǒng)卡口抓拍過車時(shí)的視頻截圖照片
總結(jié)
獨(dú)創(chuàng)性的采用AI低照度深度學(xué)習(xí)算法，從前端傳感器入手，對成像前的裸數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)和處理，打破了從硬件及后期圖像處理的傳統(tǒng)做法。只需要配合定制化的低照度LED補(bǔ)光燈，可以真正在低光污染的條件下達(dá)到黑光或超星光產(chǎn)品成像效果，增強(qiáng)公安和交警人員的業(yè)務(wù)實(shí)戰(zhàn)能力，同時(shí)，提升駕駛員和周邊居民的主觀體驗(yàn)。
無疑，科達(dá)采用獨(dú)創(chuàng)AI深度學(xué)習(xí)低照度增強(qiáng)算法技術(shù)的新一代AI超微光卡口攝像機(jī)，將在小場景道路卡口實(shí)際應(yīng)用中大有作為，它代表著一種新的技術(shù)應(yīng)用趨勢。并且，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷迭代和演進(jìn)，這類產(chǎn)品的應(yīng)用場景將不斷得到延展和深化。
您可能也喜歡這些文章
a&s傳媒是全球知名展覽公司法蘭克福展覽集團(tuán)旗下的專業(yè)媒體平臺，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)前沿產(chǎn)品、技術(shù)及市場趨勢的專業(yè)媒體傳播和品牌服務(wù)。從安全管理到產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，a&s傳媒擁有首屈一指的國際行業(yè)展覽會(huì)資源以及豐富的媒體經(jīng)驗(yàn)，提供媒體、活動(dòng)、展會(huì)等整合營銷服務(wù)。
粵公網(wǎng)安備 44030402000264號
