车牌识别 漫谈数位化智能道路监控系统

　　道路监控系统一直是安防业界*的火热话题，随着智慧化整合浪潮不断崛起，世界各地的道路监控可预见将会逐步由类比走向数位化。虽然道路监控和车牌辨识系统有相当程度的成熟，在此领域耕耘的厂商也不少，然而要成为其中的*，达到的画面质量，整合各方系统以建构完整的道路监控解决方案，仍旧在挑战各家厂商的智慧与技术。究竟道路监控有何特色，作为智慧安全城市*的一环，安防厂商该如何掌握道路监控的关键和诀窍，仍然将会是未来几年安防业界不退烧的议题。
　　
　　道路监控与车牌辨识系统面临的挑战
　　
　　道路监控与车牌辨识系统需要注意哪些问题？本文通过案场的外在挑战和人为挑战来解说。
　　
　　案场外在挑战——光线、气候
　　
　　道路监控案场特性有别于一般室内案场甚至是室外案场，由于必须提供二十四小时道路不间断的监控画面；摄像机必须克服强烈的光线变化，从白天的艳阳高照到夜晚的超低照度案场，皆能维持清晰的画面方能让系统辨识各式车牌，达到道路安全控管之目的。故摄像机须搭载优异的感光技术原件或是远距离红外灯(IRLED)，以弥补夜间案场的自然光源的不足，并克服噪点(noise)颗粒粗大等问题。除了日夜切换以外，特定环境条件也会有光线对比过大的可能，造成主体过暗而难以辨别的问题，例如在隧道口，或是夜间车灯照射导致车体无法看清等。摄像机若未搭载优异的硬件宽动态技术(WDR)，或是强光抑制技术(High Light Suppression)，则较难取得清晰的画面。另外，像是不可预测的天气变化因素如：强风、大雨、下雪或是浓雾等等，皆会影响摄像机的运作。因此如何让摄像机的硬件规格不断加强或是通过各式认证标准，以因应变化多端的场域，使其可完成全天候完整监控，各家安控厂商的硬件条件势必将继续推升。
　　
　　案场人为挑战——车速、车牌
　　
　　此外，道路监控同时也面临另一不可控制的因素——行驶车辆的速度不一。即使在一般道路上，依据不同驾驶的驾驶习惯，时速差距往往可以达到30公里，甚至40公里；而当车速过快时，往往也会产生拖影的问题。因此摄像机的快门速度(shutter speed)和帧率(frame rate)必须赶上车辆的快速移动，才能掌握车辆的细节以及车牌号码，再让辨识系统进行辨认。除了车速难以掌控以外，车牌的不统一性也是令各家监控厂商头痛的问题。不论是英文字母的字数不同，或是各式排列不一的组合方式，皆增加了辨识系统的负担；更甚者，许多驾驶未能维持车牌的干净度，时常会有污渍遮蔽号码或是破损的问题，辨识难度不言可喻。故在各种严苛条件的综合下，道路监控与车牌辨识相对门坎比一般案场来得具挑战性。
　　
　　道路监控产品选型注意事项
　　
　　消费者在琳琅满目的道路监控摄像机和系统中，如何才能选择出zui合适的产品，挑选时又须注意哪些细节和问题，以下为消费者归纳出几项重点。
　　
　　为消费者建立正确观念
　　
　　选择合适的道路监控系统，需从建立正确的使用观念做起。使用者必须清楚在该案场建置道路监控系统的目的为何，举例来说：此道路主要车辆为大货车或是小客车？如果车辆是以大货车为主，则摄像机架设的高度和对焦方向必须高过于一般小客车，才能准确辨识出车牌号码；若是以小客车为主则架设条件相反。再举一例来说，监控目的是要针对车辆超速照相或是交通意外事故的掌控？如果是针对车辆超速照相，摄像机的镜头便不以广角为主，监控车道的范围可能缩小至一、两线道，甚至只以内线道为主，方能确保在高速行驶的状态下，摄像机可以提供清晰的画面使系统辨识出车牌号码；若监控目的是为了掌控交通意外事故的处理进度和灾情，其摄像机镜头便须采用广角镜头，才能取得更多现场事故细节，有利于相关单位进行后续事宜，像是事故封锁范围或是车道调拨等规化。虽然道路监控系统技术日益成熟，但仍没有一套满分的系统可以包山包海满足所有不同需求，故在架设监控系统前，使用者与系统整合商需有明确的沟通并了解业主的需求；因应不同的需求，系统整合商再针对案场做客制化的摄像机架设与参数设定，如此方能提供*的安防品质，达到监控目的。
　　
　　优化监控系统稳定度
　　
　　鉴于道路监控案场的*性，使用者对于摄像机和监控系统的首要要求便是高稳定度。所谓高稳定度即是指，在既定的车速范围内，摄像机即使面对诸多不利的外在条件，仍必须提供相当程度的清晰影像品质，使辨识系统可达到一定的准确率。例如在白天且*无云的情况下，车牌辨识度应达到95%以上；若是遇上阴天或是傍晚，甚至是夜晚，搭配摄像机红外灯的应用，辨识度也应维持在90%左右。唯有优化监控系统的稳定度，才能确保道路监控的完整性。许多世界安控大厂陆续发表针对道路监控应用的摄像机，其中像是某大厂推出星光级辅助卡口摄像机，即采用了工业级或军工级电子元器件，来提升系统的可靠性和稳定性，同时也延长了摄像机的寿命。该厂商不只在电子元器件上下足了功夫，还为摄像机内建ISP图像算法，搭配CMOS*的图像传感器，使画面的色彩还原度提升，图像也更透彻。再配合常亮补光灯的情况下，图像中的物体和各项特征都可以呈现，大幅提高了安防品质和监控效果。
　　
　　提升监控系统整合度
　　
　　一套完整的道路监控系统是由许多元素组合而成，包括zui前端搜集高清影像的摄像机，到后端进行车牌辨识的比对辨识系统，甚至结合其他技术如GIS统或是POS系统等，方可成就一套完整的监控系统。不但能掌握即时的交通资讯动态，更能为意外事故提供更多资讯，协助案件得以更有效率地追查和处理。当监控系统的整合度有*，各家系统互相无法兼容，即使是技术的摄像机，仍会造成购买者在使用上遇到许多麻烦，更让搜查工作无法顺利完成，将大幅降低交通安全监控的效能。故各大安控厂商对于整合能力的提升愈发重视，期望能在安全监控的每个环节皆能衔接。日前某世界安控大厂便推出一代实时交通监控车牌辨识网络摄像机，同步整合世界软件大厂VIT公司所研发的Overseer车牌辨识软件，以提供准确的车牌辨识资讯。目前在安防产业，也制定了相关的标准协议，以帮助厂商进行大型整合管理平台的建置，并达到标准化。像是实体安全协定互通联盟、PSIA(Physical Security Interoperability Alliance)或网路协定开放标准(ONVIF，Open Network Video Interface Forum)或HDCCTV等标准互换协定，以部分符合或全部符合的软件管理平台，整合城市道路监控、邻里、甚至是高速公路或快速道路监控于同一管理操作平台。
　　
　　加强多元案场适应性
　　
　　道路监控多元案场的不确定性，往往左右了辨识率的高低。为了适应各式条件，安防业者除了不断精进算法外，在参数上的调整更需要透过专业知识涵养和丰富的经验累积，才能提供使用者zui合适的场景设定。因此在监控系统选择上必须检视摄像机的环境适应性，除了原厂预设的参数调整，摄像机是否具备学习能力，可依据实际案场的环境变化，随之调整其自身参数以因应特殊场域需求。例如某间世界安控大厂便开发了业界的智能技术i-Mode，透过专业技术人员在各式案场*行实地考察，搜集环境变数再依据各案场特性来做参数调整，储存成多种模式设定，像是电梯模式、室内模式、车牌辨识模式等，其摄像机内建的多样模式，几乎可以涵盖90%以上的案场。因此使用者可以轻松地按照自己案场的需求，选择合适的摄像机模式。更令人惊艳的是，该公司摄像机还有一项“Smart Auto”的技术，Smart Auto具备机器学习能力，可以针对不同类型的环境变化进行参数自动调整达到zui合适的设置，以满足特定案场的条件。因此在多元环境适应性的评选上，此类摄像机可被列为首要考量。
　　
　　实地测试比较
　　
　　其实不论费了多少笔墨唇舌来吹捧产品，能够实地现场测试才是zui实在的，毕竟买家和卖方认定的“优良监控质量”标准不尽相同，时常会因为认知上的落差而造成纠纷或是客诉。因此双方同时在案场进行测试，是对双方较有保障的做法，亦可避免不必要的纷扰，架设期间如若遇到问题，也可以立即向厂商反应。俗话说：眼见为凭，使用者也不希望看了不实的宣传影片，在未经确认后就进行购买而成了冤大头。好的产品经得起现场验证的挑战，与其凭空想象、臆测安装完毕后可能达成的效果，若不如直接依据现场特性，模拟实际架设情形，进行长时间测试。如以一个变化较多的案场为例，建议架设时程可以拉到一至两个星期；过短的架设时程可能无法搜集足够的参考变数，在样本过少的情形下，将不利厂商协助调整*的摄影模式。当厂商进行场地的实际勘查，对摄像机的架设位置、角度、配制，甚至是否需要光源辅助等问题会有更好的掌握度；也正因为实地测试，更能凸显摄像机的真实品质以及验收厂商的问题解决能力和服务态度。
　　
　　像是某世界安控大厂便为中国台湾一直辖市，量身打造了一套完整的道路监控系靳。该城市为了更积*化道路安全与预防危机，采用了此大厂4，000只网路摄像机。其的日夜高清影像画质，不但具备成本效益，专业人员更提供完善的维修服务；在进行案场实测时，优异的传感器原件和增强型宽动态技术，让摄像机即使在深夜或是强烈背光下，皆能传送Full HD的出色影像，明显胜过其他竞品且大放异彩。
　　
　　监督现场施工品质
　　
　　安控系统的现场施工往往是被使用者忽略的重要环节，但施工现场品质的好坏却是左右监控系统准确度的关键。厂商在现场施工前，须先评估架设环境的限制和条件，提出完整的建置方案，再配合施工团队确认安装细节。不同的摄像机有不同的特性，许多设备在安装时必须特别小心，团队在不了解产品特性的形况下，如果过度晃动或是碰撞皆可能影响到摄像机原本的对焦，导致后续在实际操作上无法维持良好的监控质量。在许多案场奔波的老工班们也表示，好的厂商会在施工过程中提供许多宝贵的建议；在案场安装摄像机时，如果遇到不熟悉的新手工班，往往无法迅速掌握安装诀窍，zui常见的问题便是遇上摄像机无法正确对焦，再者就是摄像机安装位置不妥当，导致画面撷取不完整或是相关配件未能顺利组装完成而使摄像机整体效能下降，让业主伤透脑筋。因此，系统厂商与业主一同监督现场施工有其必要性，否则选购了的摄像机却因现场施工出了差错而不能发挥zui大的效用来保护案场安全，岂非功亏一篑！故确保良好的施工品质，是保障完善的安全监控系统的开始。
　　
　　结语
　　
　　随着智慧化整合的话题热议不断，日新月异的科技也支撑着安防业持续成长且越发成熟，世界各地的道路监控系统势必也要从类比走向数位化监控。现阶段而言，市场对于道路监控的需求仍在成长，随着机车、汽车数量的持续快速增长，交通事故与道路堵塞的问题也迅速增长，完善的智能交通系统在交通案件的破案率和提高交通瓶颈的解决率上，扮演着*的角色，不论是私人机构或是公家单位也越来越重视相关议题。虽然有许多厂商皆想加入道路监控市场，让此块领域看似竞争激烈，但道路监控的技术门坎有一定的难度，若没有充足的技术基底以及专业人员做后盾，相信会很快速地被竞争对手淘汰。因此，各家安控厂商若想在道路监控市场占有一席之地，除了上述的系统稳定性、整合度和多元案场适应性外，如何让智慧影像分析系统和其他智慧技术如GIS技术、POS系统等结合，强化道路监控各项功能，提供更全面性的数位化道路安全网，厂商们需再增加其产品力道，不但让路人更加安心，更可协助有限的道路警力，在关键时刻提供更多援助。