一.系統簡介
我司自主研發的嵌入式智能高清一體機視頻闖紅燈自動記錄系統是采用 的光電技術、圖像處理技術、模式識別技術,自動記錄機動車在信號控制的交叉路口和路段上違反紅燈相位禁止通行規定，越過停止線并繼續行駛行為的管理系統。
本系統采用500萬/200萬像素高清一體化智能攝像機作為圖像采集單元，內部搭載的高性能圖像處理芯片和視頻全區域多規則動態目標檢測跟蹤算法，成為交通違法行為無處遁逃的有力保障。根據用戶的實際業務需求研發出復合型高清視頻闖紅燈自動記錄系統，系統在紅燈時自動抓拍闖紅燈車輛，綠燈時記錄所有通過路口的車輛，并自動識別出車輛的號牌信息。
高清視頻闖紅燈自動記錄系統對城市治安和交通安全有著非常重要的意義，它可以規范駕車人的行為，保障通行，并可以迅速地捕捉到肇事車輛、違法車輛、黑名單車輛等；還能對公路運行車輛的構成、流量分布、違法情況進行常年不間斷的自動記錄，為交通規劃，交通管理，道路養護部門提供重要的基礎和運行數據，為快速糾正交通違法行為，快速偵破交通肇事逃逸和機動車盜搶案件提供重要的技術手段和證據。
作為交警執法手段的有力補充，高清視頻闖紅燈自動記錄系統不僅能完成日常違法行為的捕捉處罰，所抓拍的高清圖片違法行為過程清晰，減少了現場處罰的爭議及矛盾，已越來越多的應用到交警的日常執法中。CCD成像技術的發展為我們提供了很好的圖像采集手段，利用它可以生成高質量、高分辨率圖像數據，相對傳統分辨率為768×576的標清圖像，在保證準確識別車牌的前提下能清楚記錄違法行為，還可以清晰的顯示車輛特征、違法地點及標志標線的位置。根據用戶的實際需求和道路情況我公司推出200萬像素和500萬像素高清視頻闖紅燈自動記錄系統，該系統經過在省內外多個城市成功應用，獲得了良好的效果。
二.系統功能
1.闖紅燈自動記錄功能
本系統采用 的視頻全區域多規則動態跟蹤檢測技術，可對高清視頻流中每一輛車都能進行實時跟蹤并記錄其運動軌跡，并可根據車輛運動軌跡判斷車輛行駛方向，在紅燈時自動實現機動車闖紅燈違法行為抓拍功能。
系統記錄機動車闖紅燈過程中3個位置的信息以反映機動車闖紅燈違法過程，抓拍的三個位置分別為：機動車位于停止線前、過停止線，遠離停止線繼續行駛；各個位置能清晰辨別闖紅燈時間、車輛類型、紅燈信號及停止線位置。系統自動抓拍并識別車輛信息，生成包含車輛通過的時間、地點、方向、車牌號、車道等信息在內的原始圖片。
圖片格式均采用JPEG格式，JPEG圖片編碼符合GA/T 496-2009及ISO/IEC 15444:2000的要求。在監控區域內，當車速范圍在20Km/h～180Km/h時，車輛圖像捕獲率白天>95%，夜間>90%。
2.車輛卡口自動記錄功能
系統根據客戶需求可以對在綠燈期間所有經過的機動車輛進行捕獲并自動記錄車輛圖像信息，在“綠燈”狀態下對所有經過路口的車輛記錄一張車輛全景高清圖片，一張車牌特寫圖片，并將圖片存儲到磁盤相應目錄下，在圖像中標明車輛通行數據，如時間、地點、車速、車道、方向等。車輛通行信息記錄功能符合《GA/T497-2009公路車輛智能監測記錄系統通用技術條件》。本系統采用的 算法保證了抓拍的正確性。對于無牌車以及遮擋號牌車輛都有很好的定位作用，保證了公安執法的正確性和可靠性。
3.綜合違法行為抓拍功能
本系統能夠根據業主的需求，實現多種違法行為抓拍功能。系統對視場全區域范圍內的多種違法行為進行跟蹤判斷，能夠抓拍：逆行、變更車道、非法停車、右轉闖紅燈、左轉闖紅燈等違法行為。
每條機動車違法記錄3幅圖片，同時提供特寫圖片1張、合成圖片1張。所有數據的圖片排列格式、名稱、協議等內容，完全按照需求方及電子警察中心系統建設的要求。圖片數據格式、大小等均滿足公安部 違法處理平臺的相關要求。
圖1: 綜合違法行為檢測
4.車輛號牌識別功能
系統具備號牌自動識別功能，號牌識別的字符庫齊全，能夠對行駛在我國道路上的各種車牌（民用及軍警車牌，包括GA36G規定中除摩托車、臨時號牌以外的號牌，2002式號牌、武警汽車號牌、軍隊汽車號牌）號碼進行自動識別。能同時檢測和記錄2-3條車道闖紅燈和正常通行車輛的號牌。符合《GA/T-496-2009》、《GA/T-497-2009》中的相關要求。
5.視頻檢測紅燈信號
系統可直接通過視頻圖像分析紅綠燈的狀態得到相關信號無需信號檢測設備，以便減少系統的維護和施工成本。
6.稽查布控報警功能
系統可實現對超速車輛、多次闖紅燈車輛、逆行、等車輛實時報警，并能將通過車輛快速與“黑名單”車輛（布控車輛）號牌比對，比對結果一致時立即報警（現場及遠程聲、光報警，并顯示車輛圖片信息），實現對車輛的不停車輯查。“黑名單”主要指被盜搶車輛、違法未繳罰款車輛、肇事逃逸車輛、作案嫌疑車輛等，實現功能包括：報警查詢、黑名單布控、黑名單添加、車輛查緝、統計分析。
7.車流量采集功能
為滿足城市交通管理的需要，高清視頻闖紅燈自動記錄系統利用全區域多規則動態目標檢測跟蹤算法，計算通過被監測斷面車輛數和車輛通過的時間結合道路交通分析專用公式，直接提供統計交通流參數，包括車流量（單位時間內通過某路段的車輛）、車道占有率等。
系統平臺對前端采集的數據根據時段、車型、車道方向進行篩選，以流量圖、流量表、流量曲線圖等形式生成各種統計、分析數據報表。提供流量統計查詢和下載功能，可出具日報表、周報表、月報表以及年報表。也可以根據用戶需求，定制相關的報表功能。作為交通狀態檢測和交通統計分析的數據基礎，便于準確的掌握監控道路的交通流量情況。
8.實時監控及錄像功能
本系統前端一體化智能圖像采集單元可對路口車輛行駛情況進行實時監控，并可以對視頻進行24小時錄像和違法過程短時錄像存儲,短時錄像能夠清楚地反映車輛號牌特征及車輛闖紅燈過程，通過傳輸網絡將視頻上傳到中心存儲服務器 ,為判斷車輛是否違章行駛提供了有效的數據支撐。
9.防眩補光功能
當外界光線條件不能滿足違法檢測抓拍設備工作需要時，系統自動啟動環境輔助光源進行亮度調整，并作防眩目處理，不對駕駛人員安全駕駛造成影響，同時也排除了車大燈對車前部特征的影響，實現對車輛的清晰抓拍。
10.惡劣環境自適應功能
我公司采用環境自適應技術，使系統在惡劣環境下工作時可以自動調整車輛檢測參數，以適應環境的變化。針對大風、陰雨天、晚上、逆光條件等具有不同的應對方案，軟件可自動啟用抗抖動模式、暗模式、逆光模式，并且可以根據變化調整模糊算法的參數，提高不同時刻不同環境條件的抓拍率，克服了一般視頻檢測技術隨環境和時間的變化，誤拍率變化不定的弊端。
11.圖片防篡改功能
系統具有水印加密功能，抓拍圖像后一體化智能圖像采集單元進行加密處理，防止存儲、處理等過程中被人為修改，管理中心在接收到傳回的圖片時需要進行算法驗證，確認是否有被篡改，并可區分出正常的和被篡改的，保證了執法的真實、公平、公正。
12.系統校時功能
系統具備時鐘校時功能，用戶可選擇手動校時和自動校時兩種方式，確保網絡中的設備時間同步，24h內設備的計時誤差不超過1.0s，高于公安部GA/T496-2009標準要求（3s）。
13.故障自診斷及自恢復功能
系統可實現故障自動診斷及自動恢復功能，停電再來電后系統自動恢復正常工作。系統安裝"看門狗"軟件，當看門狗檢測到設備軟件運行異常時，將自動重啟設備，實現故障恢復，并可將設備故障信息和異常信息通過網絡上傳到后臺管理中心，并在中心進行報警。
14.遠程維護功能
系統具有強大的遠程維護功能，支持通過WEB方式對前端抓拍系統進行遠程管理，包括對設備基本信息的配置、設備檢測區域的配置、參數配置、設備運行狀態監測、設備時鐘同步顯示、設備故障報警、系統日志、并支持郵件、短信通知功能。系統還提供設備運行報告、設備報修單等，為用戶提供全方面的設備遠程管理功能，大大降低了系統的后期維護費用。
系統硬件構成
高清視頻闖紅燈自動記錄系統由:路口前端設備、數據通信網絡(DCN)和中心管理設備三部分構成。系統總體組網結構如下圖所示:
圖3: 高清視頻闖紅燈自動記錄系統總體結構示意圖