淺析智能視頻分析技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用

■ 謝玨琪

視頻監(jiān)控技術(shù)在交通領(lǐng)域一直發(fā)揮巨大作用，智能視頻分析技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用更是如同一扇可以透視世界萬(wàn)物的窗口。

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化的加快，生活水平的提高，汽車數(shù)量開(kāi)始激增，以致諸多交通安全與管理問(wèn)題頻出。在這日益強(qiáng)烈的需求下，如何應(yīng)用現(xiàn)代高新技術(shù)，將車輛和道路聯(lián)系起來(lái)系統(tǒng)地解決交通問(wèn)題，成為智能交通的核心思想。智能交通通過(guò)將先進(jìn)的智能監(jiān)控技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和系統(tǒng)綜合技術(shù)有效地集成應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，從而使得交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)生了根本性的變化：運(yùn)行功能智能化、效率最大化，進(jìn)而使之成為世界同行業(yè)研究開(kāi)發(fā)與技術(shù)應(yīng)用的熱點(diǎn)。視頻監(jiān)控技術(shù)在交通領(lǐng)域一直發(fā)揮巨大作用，本文主要從智能化的視頻監(jiān)控技術(shù)分析應(yīng)用效果。

從2007年開(kāi)始爆發(fā)的安防行業(yè)化應(yīng)用開(kāi)始，視頻監(jiān)控已經(jīng)成為智能交通一個(gè)技術(shù)發(fā)展指標(biāo)之一。從現(xiàn)階段智能交通進(jìn)程來(lái)看，其應(yīng)用的視頻監(jiān)控技術(shù)出現(xiàn)三大特點(diǎn)：高清化、智能化和平臺(tái)化。高清化是整個(gè)安防行業(yè)應(yīng)用趨勢(shì)，在智能交通領(lǐng)域體現(xiàn)尤為明顯，在車水馬龍的鬧市區(qū)如何看清一個(gè)人的面部特征、看清楚車輛的牌照、甚至車輛細(xì)節(jié)等是很重要的。在城市道路交叉口、道路區(qū)間、在高樓大廈的大廳內(nèi)，擁擠喧鬧的出入口、停車庫(kù)的出入口、高速公路等場(chǎng)合，高清視頻監(jiān)控大大提升智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值；平臺(tái)化是指建設(shè)智能交通的監(jiān)控綜合管理平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)化使得智能交通實(shí)現(xiàn)真正的信息化、智能化、全局化，主要發(fā)揮面向事件的協(xié)同指揮調(diào)度、面向網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程指揮調(diào)度和面向資源的綜合指揮調(diào)度，與此同時(shí)，這個(gè)智能交通的綜合管理平臺(tái)功能還體現(xiàn)在交通道路的管理、公安隊(duì)伍的管理和社會(huì)的信息服務(wù)三方面。至于智能化，是本文介紹的重點(diǎn)。

智能視頻分析技術(shù)指使用計(jì)算機(jī)從視頻中通過(guò)計(jì)算算法軟件進(jìn)行運(yùn)算和分析，提取視頻中的有用信息，完成這一信息提取和理解的一項(xiàng)技術(shù)，說(shuō)得通俗一些，就是計(jì)算機(jī)對(duì)視頻的“內(nèi)容”的提取和理解，這一過(guò)程最為關(guān)鍵的技術(shù)是采用計(jì)算機(jī)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行分析，以提取視頻場(chǎng)景中發(fā)生的一些特定的事件或監(jiān)控目標(biāo)的特定行為。從定義中不難發(fā)現(xiàn)，結(jié)合到交通領(lǐng)域，智能視頻分析技術(shù)可以明確地區(qū)分車或其它物體，并過(guò)濾掉樹(shù)葉、光影、雨雪等自然干擾和光線變化影響，一旦監(jiān)控畫(huà)面中“關(guān)鍵目標(biāo)”出現(xiàn)，例如機(jī)動(dòng)車車體、車牌、車頭燈特征信息，系統(tǒng)能夠以最快、最佳的方式提供有用的分析信息，如車牌號(hào)碼的內(nèi)容、車輛的行駛方向、車身顏色、車輛速度、車標(biāo)等信息，交管中心平臺(tái)就可以通過(guò)對(duì)這數(shù)據(jù)來(lái)作出相應(yīng)的應(yīng)用管理，如大屏幕發(fā)布、違規(guī)車輛處理、交通信號(hào)燈設(shè)施遠(yuǎn)程控制等管理機(jī)制。

智能視頻分析技術(shù)在智能交通最廣泛與成熟的應(yīng)用是在高速公路和電子警察場(chǎng)所，具體應(yīng)用的技術(shù)功能體現(xiàn)在：

車牌識(shí)別

車牌識(shí)別技術(shù)目前已經(jīng)是公路系統(tǒng)中的成熟技術(shù)，已經(jīng)基本取代了人工錄入車牌的原始方式，它現(xiàn)在是是智能交通最基本的組成構(gòu)件之一，目前應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，是高速公路收費(fèi)系統(tǒng)和高速公路車輛查詢跟蹤系統(tǒng)的重要組成部分，識(shí)別系統(tǒng)以圖像處理理論為基礎(chǔ)，利用相機(jī)采集包含車輛號(hào)牌的視頻圖像，通過(guò)圖像處理，對(duì)車牌進(jìn)行提取和識(shí)別，達(dá)到車牌的自動(dòng)識(shí)別。通過(guò)自動(dòng)識(shí)別出來(lái)的車輛號(hào)牌信息，將所識(shí)別出來(lái)的車輛號(hào)牌信息及傳給后端軟件，對(duì)車輛進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制。

事件檢測(cè)分析

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，需要對(duì)關(guān)鍵路段（如事故多發(fā)區(qū)等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，隨著監(jiān)控點(diǎn)的增加，人工查看錄像監(jiān)控已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有需求，如依賴回放檢索，會(huì)導(dǎo)致時(shí)間處理滯后。因而，需要通過(guò)智能監(jiān)控，對(duì)錄像自動(dòng)進(jìn)行分析，對(duì)特定類型的事件進(jìn)行提取，要求事件檢測(cè)分析系統(tǒng)在圖像所能監(jiān)控覆蓋范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行交通事件、事故的自動(dòng)檢測(cè)。所需要檢測(cè)的交通事件通常包含如下幾項(xiàng)：車輛停駛、車輛減速、車輛超速、車輛低速或停車、車輛逆行、車輛排隊(duì)長(zhǎng)度超過(guò)閾值、交通擁堵、行人、車龍、拋灑遺棄物、煙霧和火災(zāi)等。并且提供相應(yīng)的交通數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量：流量、速度、占有率、車頭間距、隊(duì)列長(zhǎng)度、車輛分型等。當(dāng)發(fā)生交通車輛事故時(shí)系統(tǒng)能夠快速自動(dòng)報(bào)警和錄像，為道路的交通安全管理和道路運(yùn)營(yíng)提供幫助。在隧道監(jiān)控中，事件檢測(cè)分析系統(tǒng)檢測(cè)到有煙霧超過(guò)警戒報(bào)警，系統(tǒng)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，指揮通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和消防系統(tǒng)立刻聯(lián)動(dòng)，對(duì)監(jiān)控信息自動(dòng)采集，通過(guò)智能視頻分析技術(shù)分析、判斷并輸出結(jié)果。

交通狀態(tài)檢測(cè)

該功能是通過(guò)對(duì)道路沿線的監(jiān)控?cái)z像機(jī)所采集到的圖像進(jìn)行視頻分析，通過(guò)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的車輛數(shù)和速度，自動(dòng)識(shí)別出路段的交通狀態(tài)（交通狀態(tài)分為：暢通、擁擠、堵塞三種狀態(tài)）;當(dāng)檢測(cè)到道路交通發(fā)生擁擠或堵塞時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)語(yǔ)音播讀、文字信息提醒等方式進(jìn)行報(bào)警，提示交通管理員及時(shí)對(duì)交通擁堵事件進(jìn)行交通疏導(dǎo)處理，并可通過(guò)對(duì)交通擁堵數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，為交通管理提供決策依據(jù)，把過(guò)去的被動(dòng)式交通管理上升為主動(dòng)式的交通管理，從而保證道路交通的暢通運(yùn)行，提高交通管理水平提供有力的技術(shù)手段。同時(shí)，與交通誘導(dǎo)等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，在事件發(fā)生時(shí)，通過(guò)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)布交通信息，實(shí)現(xiàn)智能化的交通管理。

違章變線

在某些路段（如隧道內(nèi)），正在高速行駛的機(jī)動(dòng)車輛隨意變線是一種違章行為，容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。視頻分析技術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)車輛的行駛軌跡，并與車道線進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)違章變線行為。

違章或故障、事故停車

在車道上或禁止停車區(qū)域出現(xiàn)停車現(xiàn)象，不論是因車輛故障停車或違章停車，都或?qū)儆跇O為危險(xiǎn)的事件，或?qū)儆谝滓鸾煌ㄗ枞倪`章行為，需要及時(shí)進(jìn)行處理，而事故停車也需要管理部門(mén)及時(shí)知曉盡快處理以恢復(fù)交通，視頻分析技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)停車行為，提醒交通管理部門(mén)及時(shí)處理。

違章左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)

在某些道口，是不允許進(jìn)行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，否則不但容易引起交通阻塞，也容易引起交通事故導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)的損失，通過(guò)視頻分析技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)違章左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)行為，可以對(duì)這些違章行為進(jìn)行有效處罰，以提高交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的威懾力，從而減少違章行為的發(fā)生。

壓黃線行駛

在交通法規(guī)中，壓黃線行駛是一種嚴(yán)重的違章行為，應(yīng)該予以嚴(yán)肅處理。視頻分析技術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)車輛的行駛軌跡，并與黃色分隔線進(jìn)行比較，可以有效地發(fā)展違章壓黃線行駛的行為。

違章逆行

在交通法規(guī)中，逆行是一種很嚴(yán)重的違章行為，不但容易引起交通的混亂，也很容易引起交通事故的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)制止及時(shí)處理。視頻分析技術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)車輛的行駛方向，與正常行駛方向比對(duì)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)違章逆行行為并及時(shí)報(bào)警，提醒交通管理部門(mén)進(jìn)行處理。

遺灑物體

正在行駛過(guò)程中的車輛不慎遺灑物體，容易引起交通的阻塞，特別是在機(jī)動(dòng)車輛高速行駛狀態(tài)下（如高速公路，隧道內(nèi)），前車出現(xiàn)遺灑現(xiàn)象極易導(dǎo)致后車的嚴(yán)重交通事故，當(dāng)發(fā)現(xiàn)這種事件時(shí)，需要道路管理部門(mén)及時(shí)盡快地處理，以避免嚴(yán)重后果的發(fā)生。視頻分析技術(shù)通過(guò)對(duì)監(jiān)控視頻的分析，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)物品遺灑的事件，及時(shí)在情報(bào)板上公布提醒后車，并及時(shí)派出人員進(jìn)行處理。

行人橫穿公路

在非人行橫道線區(qū)域，行人橫穿公路是很危險(xiǎn)的行為，很容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，而且很容易出現(xiàn)人員的傷亡，應(yīng)當(dāng)及時(shí)制止。視頻分析技術(shù)通過(guò)分析行人的運(yùn)動(dòng)軌跡，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)違章橫穿公路的行為。

智能交通，智能先行。智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用在交通領(lǐng)域，這是時(shí)代需求與科技管理結(jié)合下的必然產(chǎn)物。