安全OR成像效果，交通补光的天平如何平衡？

开车最怕什么？

开车最怕什么？不同的驾驶习惯会有不同的回答，但不同的答案中，99%都会和安全有关，交通事故，车辆故障，恶劣天气等等。影响行车安全的因素有成百上千，我们今天就说一条，是什么呢？卡口的光污染！

卡口的补光设备光污染，不是新出的一个问题，百度搜索了一下，全国各地都有类似的投诉、建议，据杭州市12345市长热线电话统计，2016年收到涉及视频监控补光灯的投诉共66次，主要以灯光太刺眼、影响行车安全与周边环境为主。南宁交警7月接到一起投诉，称北大龙腾路口新建的监控设备太亮眼，两三百米外的房间都受其影响。

不到一年的新手司机，对卡口的光污染，就一个感受，太刺眼，在行经有常亮补光设备的卡口前，通常有一种不真实的感觉，不知道光幕后面是什么，像个黑洞，甚至看不清标线，只有背伸直头抬高俯视看路，缓慢前进。

与卡口光污染有关的交通事故也有，但并没有具体的统计数据，也许是因为速度降下来了，事故也就少了，但卡口的光污染，始终是一个有待解决的，影响交通安全的因素。

我们来看下，补光灯有哪些类型。行标《交通技术监控成像补光装置通用技术条件》将光源种类分成脉冲补光、频闪补光和持续点亮三大类，常亮式应是投诉最多的一类。为什么呢？

根据研究，在黑暗的环境下，人眼瞳孔通常处于最大开放状态，当受到单次脉冲光源照射时，由于只是瞬时发光，瞳孔来不及做出反应，这样光源发光停止后，瞳孔仍然基本维持原有孔径，因此并不影响继续观察黑暗环境。但是如果换成对人眼来说持续发光的光源，包括频闪灯和常亮灯，瞳孔有足够的时间引起收缩反应以适应新的光照条件，当光源关闭重新进入黑暗环境后，瞳孔恢复原有孔径需要一段时间，此时瞳孔孔径偏小，眼底感光区进光量不足，不能立即适应黑暗的环境，会导致短时间的致盲。国内一些高速公路，通常处于无照明状态，如果设置哪怕完全符合行标要求的不超过50Lux的常亮补光，光源的可视角度较大，导致驾驶人能维持几秒钟的连续观察，都会导致离开照明范围的瞬间，进入致盲状态。

您明白了吧？这就是为啥我们会感觉短暂失明的原因。

因此，专家建议，频闪或者常亮照明的平均照度应当以道路照明的四倍为上限，对于高速公路或者照度低的道路而言，应采用低能量的脉冲补光结合低功率的频闪或常亮光源，应当绝对避免设置高亮度的面向驾驶人的频闪或常亮照明，如应设置，必须有过渡照明。我们在深圳的高速公路路段上，就比较少遇到“太刺眼”的补光情况，因为高速公路沿线的路灯照明条件都比较好，要知道，在高速行驶的情况下，两三秒的“失明”，很容易造成车毁人亡的惨剧。

不能降低的成像效果

但对于应用单位而言，如果补光条件不够，成像效果就可能不好，成像效果不好，前端智能化也就无从谈起，能够结构化处理的，怕也只有车牌、车标等较为有限的信息，车内人员特征、驾驶行为、车辆特征等信息就无法获取，甚至可能连车牌信息都获取不全面。这样的结果，对于应用单位来说，显然无法接受。对于卡口、缉查布控系统而言，一个环节的缺失，有可能对涉案车辆的追踪就断了线索。而城市交通卡口，其设置环境非常多元化，不少在市际、县际等交接处，在城市道路上，光照条件不好的路段，也有不少，如何获得更好的成像效果？就只能从补光设备上想办法。这是一个矛盾，如何在减轻光污染和成像效果中寻求平衡？

另外，现在不少城市开始上人脸卡口，如果卡口补光设备过亮，来往行人都会手遮光线，违法人员可以提前掩饰，人脸卡口也就无法获得真正有用的信息。

对于交通卡口的光污染问题，业内不是没有企业想办法解决，典型的就是红外补光的应用，如黑光概念。所谓黑光，简单理解就是用分光棱镜将入射光分成可见光和红外两部分，红外部分进入黑白传感器，收集红外亮度信息，可见光部分进入彩色传感器，收集颜色和可见光亮度信息，然后将两者合成为一张图像。红外部分可以用红外闪光灯补光，因此可以大大减轻光污染。但现阶段，颜色的呈现仍然必须依赖可见光，为获得信息更为详实的图像，就必须对此做些改进。因此，红外爆闪+暖光LED补光相结合就成为当下的主流。

但根据苏州科达科技股份有限公司（以下简称苏州科达）的测试，这种方式仍然有几个问题。

一是机动车前档风玻璃贴膜对红外光透光率较差，部分车辆会因为贴膜导致无法抓拍到清晰的人脸照片（见下图）。

同一地点，右车采用高红外阻隔的前挡风玻璃贴膜，导致无法看清驾驶人脸部

二是车内人员如穿戴特殊红外反光材料做成的衣服、饰品，会引起抓拍照片的色彩还原失真，导致抓拍照片失去举证的合法性（见下图）。

同一车内的同一驾驶员，在红外光表现下，黑色衣服变成了白色

第三，为了获得色彩还原效果，导致对频闪补光灯的依赖仍然较高，灯的亮度在夜间仍然较强，光污染问题仍然较为明显（见下图）。

那么卡口监控设备的光污染就无解了吗?显然不是，业内仍然有很多企业在致力于减轻光污染，苏州科达就是其中一家。根据苏州科达的建议，减轻光污染，可以从以下几点入手：

1.规范安装方式，要求灯具安装位置必须避开驾驶人视野敏感区，同时必须保证主光束正对被摄对象，绝对禁止大功率灯具平射的安装方式；

2.必须限制脉冲灯具总能量输出，为成像效果好，无节制的增加总能量是光污染形成的重要因素；

3.规范现场频闪或常亮灯具照度，应当限制其不超过道路照明的四倍。如果必须超过，应该要求增加过渡照明；

4.脉冲模式的灯具宜增加频闪或常亮提示性照明，弱化工作瞬间的刺激强度；

5.规范灯具的杂散光抑制，主光束以外的发光必须大幅度削减，目前国家标准未定义杂散光抑制参数，建议推动相关标准修订。

解决之道，AI超微光卡口

除此之外，长期致力于在细节上完善电警设备整体性能的苏州科达，日前推出了AI超微光卡口，采用独创的人工智能低照度增强算法，提升摄像机的夜间成像效果。夜间只需一个低照度的LED定向补光灯，在驾驶人及周围居民基本无感知的补光条件下，实现车内人脸的高清抓拍。

从上面的视频可以看到，采用AI超微光卡口后，驾驶人驾车正面经过卡口24米处时，实际上卡口已经开始工作，但驾驶人感知不明显。对应用方而言，即使在这样的补光条件下，仍然能够清晰呈现车内人脸与驾驶行为，且无偏色，实现全天候车辆、人员信息的精准采集。

科达是怎么做到的呢？据介绍，该算法对夜间低照情况下车辆卡口的图像抓拍问题进行了数学建模，设计了一个端到端的深度学习模型。在低照环境下，该模型跳过了传统意义的摄像机ISP成像方式，通过对大量抓拍图片的学习，直接对传感器输入数据进行图像恢复，大幅减少了卡口对补光灯的依赖，在提升图像亮度的同时，充分还原物体颜色与纹理等细节信息。该算法不仅大幅度提升了人眼对抓拍图像的主观体验，也为后续的诸多智能算法，如车辆特征分析、驾乘人员分析等，打下了坚实的基础。

对于具体技术细节，苏州科达表示现在还处于保密阶段，效果才是硬道理，技术是核心，欢迎全国各地的应用单位，包括交警、高速公路运营单位等，实地参观AI超微光卡口在苏州的试点，参观2019中国道路交通安全产品博览会的苏州科达展位。

最后，ITS114也热切的期望，有更多的企业，不仅能持续研发满足甲方需求的创新技术和产品，同时也兼具社会服务意识，让技术和产品，真正造福一方，服务社会！