道路監控系統一直是安防業界數一數二的火熱話題,隨著智慧化整合浪潮不斷崛起,世界各地的道路監控可預見將會逐步由類比走向數位化。雖然道路監控和車牌辨識系統有相當程度的成熟,在此領域耕耘的廠商也不少,然而要成為其中的佼佼者,達到卓越的畫面質量,整合各方系統以建構完整的道路監控解決方案,仍舊在挑戰各家廠商的智慧與技術。究竟道路監控有何特色,作為智慧安全城市不可缺少的一環,安防廠商該如何掌握道路監控的關鍵和訣竅,仍然將會是未來幾年安防業界不退燒的議題。
道路監控與車牌辨識系統面臨的挑戰
道路監控與車牌辨識系統需要注意哪些問題?本文通過案場的外在挑戰和人為挑戰來解說。
案場外在挑戰——光線、氣候
道路監控案場特性有別于一般室內案場甚至是室外案場,由于必須提供二十四小時道路不間斷的監控畫面;攝像機必須克服強烈的光線變化,從白天的艷陽高照到夜晚的超低照度案場,皆能維持清晰的畫面方能讓系統辨識各式車牌,達到道路安全控管之目的。故攝像機須搭載優異的感光技術原件或是遠距離紅外燈(IR LED),以彌補夜間案場的自然光源的不足,并克服噪點(noise)顆粒粗大等問題。除了日夜切換以外,特定環境條件也會有光線對比過大的可能,造成主體過暗而難以辨別的問題,例如在隧道口,或是夜間車燈照射導致車體無法看清等。攝像機若未搭載優異的硬件寬動態技術(WDR),或是強光抑制技術(High Light Suppression),則較難取得清晰的畫面。另外,像是不可預測的天氣變化因素如:強風、大雨、下雪或是濃霧等等,皆會影響攝像機的運作。因此如何讓攝像機的硬件規格不斷加強或是通過各式認證標準,以因應變化多端的場域,使其可完成全天候完整監控,各家安控廠商的硬件條件勢必將繼續推升。
案場人為挑戰——車速、車牌
此外,道路監控同時也面臨另一不可控制的因素——行駛車輛的速度不一。即使在一般道路上,依據不同駕駛的駕駛習慣,時速差距往往可以達到30公里,甚至40公里;而當車速過快時,往往也會產生拖影的問題。因此攝像機的快門速度(shutter speed)和幀率(frame rate)必須趕上車輛的快速移動,才能掌握車輛的細節以及車牌號碼,再讓辨識系統進行辨認。除了車速難以掌控以外,車牌的不統一性也是令各家監控廠商頭痛的問題。不論是英文字母的字數不同,或是各式排列不一的組合方式,皆增加了辨識系統的負擔;更甚者,許多駕駛未能維持車牌的干凈度,時常會有污漬遮蔽號碼或是破損的問題,辨識難度不言可喻。故在各種嚴苛條件的綜合下,道路監控與車牌辨識相對門坎比一般案場來得具挑戰性。
道路監控產品選型注意事項
消費者在琳瑯滿目的道路監控攝像機和系統中,如何才能選擇出最合適的產品,挑選時又須注意哪些細節和問題,以下為消費者歸納出幾項重點。
為消費者建立正確觀念
選擇合適的道路監控系統,需從建立正確的使用觀念做起。使用者必須清楚在該案場建置道路監控系統的目的為何,舉例來說:此道路主要車輛為大貨車或是小客車?如果車輛是以大貨車為主,則攝像機架設的高度和對焦方向必須高過于一般小客車,才能準確辨識出車牌號碼;若是以小客車為主則架設條件相反。再舉一例來說,監控目的是要針對車輛超速照相或是交通意外事故的掌控?如果是針對車輛超速照相,攝像機的鏡頭便不以廣角為主,監控車道的范圍可能縮小至一、兩線道,甚至只以內線道為主,方能確保在高速行駛的狀態下,攝像機可以提供清晰的畫面使系統辨識出車牌號碼;若監控目的是為了掌控交通意外事故的處理進度和災情,其攝像機鏡頭便須采用廣角鏡頭,才能取得更多現場事故細節,有利于相關單位進行后續事宜,像是事故封鎖范圍或是車道調撥等規化。雖然道路監控系統技術日益成熟,但仍沒有一套滿分的系統可以包山包海滿足所有不同需求,故在架設監控系統前,使用者與系統整合商需有明確的溝通并了解業主的需求;因應不同的需求,系統整合商再針對案場做客制化的攝像機架設與參數設定,如此方能提供最佳的安防品質,達到監控目的。
優化監控系統穩定度
鑒于道路監控案場的獨特性,使用者對于攝像機和監控系統的首要要求便是高穩定度。所謂高穩定度即是指,在既定的車速范圍內,攝像機即使面對諸多不利的外在條件,仍必須提供相當程度的清晰影像品質,使辨識系統可達到一定的準確率。例如在白天且萬里無云的情況下,車牌辨識度應達到95%以上;若是遇上陰天或是傍晚,甚至是夜晚,搭配攝像機紅外燈的應用,辨識度也應維持在90%左右。唯有優化監控系統的穩定度,才能確保道路監控的完整性。許多世界安控大廠陸續發表針對道路監控應用的攝像機,其中像是某大廠推出星光級輔助卡口攝像機,即采用了工業級或軍工級電子元器件,來提升系統的可靠性和穩定性,同時也延長了攝像機的壽命。該廠商不只在電子元器件上下足了功夫,還為攝像機內建ISP圖像算法,搭配CMOS頂級的圖像傳感器,使畫面的色彩還原度提升,圖像也更透徹。再配合常亮補光燈的情況下,圖像中的物體和各項特征都可以完美呈現,大幅提高了安防品質和監控效果。
提升監控系統整合度
一套完整的道路監控系統是由許多元素組合而成,包括最前端搜集高清影像的攝像機,到后端進行車牌辨識的比對辨識系統,甚至結合其他技術如GIS統或是POS系統等,方可成就一套完整的監控系統。不但能掌握即時的交通資訊動態,更能為意外事故提供更多資訊,協助案件得以更有效率地追查和處理。當監控系統的整合度有限時,各家系統互相無法兼容,即使是技術最先進的攝像機,仍會造成購買者在使用上遇到許多麻煩,更讓搜查工作無法順利完成,將大幅降低交通安全監控的效能。故各大安控廠商對于整合能力的提升愈發重視,期望能在安全監控的每個環節皆能完美銜接。日前某世界安控大廠便推出最新一代實時交通監控車牌辨識網絡攝像機,同步整合世界知名軟件大廠VIT公司所研發的Overseer車牌辨識軟件,以提供準確的車牌辨識資訊。目前在安防產業,也制定了相關的標準協議,以幫助廠商進行大型整合管理平臺的建置,并達到標準化。像是實體安全協定互通聯盟、PSIA(Physical Security Interoperability Alliance)或網路協定開放標準(ONVIF,Open Network Video Interface Forum)或 HD CCTV等標準互換協定,以部分符合或全部符合的軟件管理平臺,整合城市道路監控、鄰里、甚至是高速公路或快速道路監控于同一管理操作平臺。
加強多元案場適應性
道路監控多元案場的不確定性,往往左右了辨識率的高低。為了適應各式條件,安防業者除了不斷精進算法外,在參數上的調整更需要透過專業知識涵養和豐富的經驗累積,才能提供使用者最合適的場景設定。因此在監控系統選擇上必須檢視攝像機的環境適應性,除了原廠預設的參數調整,攝像機是否具備學習能力,可依據實際案場的環境變化,隨之調整其自身參數以因應特殊場域需求。例如某間世界安控大廠便開發了業界領先的智能技術i-Mode,透過專業技術人員在各式案場先進行實地考察,搜集環境變數再依據各案場特性來做參數調整,儲存成多種模式設定,像是電梯模式、室內模式、車牌辨識模式等,其攝像機內建的多樣模式,幾乎可以涵蓋90%以上的案場。因此使用者可以輕松地按照自己案場的需求,選擇合適的攝像機模式。更令人驚艷的是,該公司攝像機還有一項“Smart Auto”的技術,Smart Auto具備機器學習能力,可以針對不同類型的環境變化進行參數自動調整達到最合適的設置,以滿足特定案場的條件。因此在多元環境適應性的評選上,此類攝像機可被列為首要考量。
實地測試比較
其實不論費了多少筆墨唇舌來吹捧產品,能夠實地現場測試才是最實在的,畢竟買家和賣方認定的“優良監控質量”標準不盡相同,時常會因為認知上的落差而造成糾紛或是客訴。因此雙方同時在案場進行測試,是對雙方較有保障的做法,亦可避免不必要的紛擾,架設期間如若遇到問題,也可以立即向廠商反應。俗話說:眼見為憑,使用者也不希望看了不實的宣傳影片,在未經確認后就進行購買而成了冤大頭。好的產品經得起現場驗證的挑戰,與其憑空想象、臆測安裝完畢后可能達成的效果,若不如直接依據現場特性,模擬實際架設情形,進行長時間測試。如以一個變化較多的案場為例,建議架設時程可以拉到一至兩個星期;過短的架設時程可能無法搜集足夠的參考變數,在樣本過少的情形下,將不利廠商協助調整最佳的攝影模式。當廠商進行場地的實際勘查,對攝像機的架設位置、角度、配制,甚至是否需要光源輔助等問題會有更好的掌握度;也正因為實地測試,更能凸顯攝像機的真實品質以及驗收廠商的問題解決能力和服務態度。
像是某世界知名安控大廠便為臺灣一直轄市,量身打造了一套完整的道路監控系靳。該城市為了更積極強化道路安全與預防危機,采用了此大廠4,000只網路攝像機。其完美的日夜高清影像畫質,不但具備成本效益,專業人員更提供完善的維修服務;在進行案場實測時,優異的傳感器原件和增強型寬動態技術,讓攝像機即使在深夜或是強烈背光下,皆能傳送Full HD的出色影像,明顯勝過其他競品且大放異彩。
監督現場施工品質
安控系統的現場施工往往是被使用者忽略的重要環節,但施工現場品質的好壞卻是左右監控系統準確度的關鍵。廠商在現場施工前,須先評估架設環境的限制和條件,提出完整的建置方案,再配合施工團隊確認安裝細節。不同的攝像機有不同的特性,許多設備在安裝時必須特別小心,團隊在不了解產品特性的形況下,如果過度晃動或是碰撞皆可能影響到攝像機原本的對焦,導致后續在實際操作上無法維持良好的監控質量。在許多案場奔波的老工班們也表示,好的廠商會在施工過程中提供許多寶貴的建議;在案場安裝攝像機時,如果遇到不熟悉的新手工班,往往無法迅速掌握安裝訣竅,最常見的問題便是遇上攝像機無法正確對焦,再者就是攝像機安裝位置不妥當,導致畫面擷取不完整或是相關配件未能順利組裝完成而使攝像機整體效能下降,讓業主傷透腦筋。因此,系統廠商與業主一同監督現場施工有其必要性,否則選購了最好的攝像機卻因現場施工出了差錯而不能發揮最大的效用來保護案場安全,豈非功虧一簣!故確保良好的施工品質,是保障完善的安全監控系統的開始。
結語
隨著智慧化整合的話題熱議不斷,日新月異的科技也支撐著安防業持續成長且越發成熟,世界各地的道路監控系統勢必也要從類比走向數位化監控。現階段而言,市場對于道路監控的需求仍在成長,隨著機車、汽車數量的持續快速增長,交通事故與道路堵塞的問題也迅速增長,完善的智能交通系統在交通案件的破案率和提高交通瓶頸的解決率上,扮演著不可或缺的角色,不論是私人機構或是公家單位也越來越重視相關議題。雖然有許多廠商皆想加入道路監控市場,讓此塊領域看似競爭激烈,但道路監控的技術門坎有一定的難度,若沒有充足的技術基底以及專業人員做后盾,相信會很快速地被競爭對手淘汰。因此,各家安控廠商若想在道路監控市場占有一席之地,除了上述的系統穩定性、整合度和多元案場適應性外,如何讓智慧影像分析系統和其他智慧技術如GIS技術、POS系統等結合,強化道路監控各項功能,提供更全面性的數位化道路安全網,廠商們需再增加其產品力道,不但讓路人更加安心,更可協助有限的道路警力,在關鍵時刻提供更多援助。