本文將從監(jiān)控?cái)z像頭的自身特點(diǎn)及其歷史進(jìn)程來(lái)分析這一“瓶頸”是如何突破的亦蟋。

    一护丢、智能化攝像機(jī)才能滿足當(dāng)前交通監(jiān)控需求

    首先需要厘清交通監(jiān)控的具體特點(diǎn)，交通監(jiān)控主要是由交通信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)和電子警察處罰系統(tǒng)兩部分組成纲盟。主要有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

    1砂沛、路況實(shí)時(shí)監(jiān)視：交通路口的攝像機(jī)將所監(jiān)控區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像傳回交通指揮中心，使交通指揮人員實(shí)時(shí)掌握各路段人車流量曙求、信號(hào)燈是否正常工作碍庵、是否有違章行為和交通事故發(fā)生等情況。

    2悟狱、實(shí)時(shí)錄像：視頻監(jiān)控的圖像會(huì)保存到交通指揮中心的錄像服務(wù)器上静浴，作為處理交通事故、違規(guī)行為挤渐，甚至是治安犯罪等各種突發(fā)狀況的取證依據(jù)苹享。

    為了達(dá)到拍攝的畫面清晰，夜間也能看清車牌等硬性需求浴麻，就需要攝像頭具備多種功能和良好的性能得问。

    首先，攝像機(jī)要具備在各種惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期地穩(wěn)定工作软免，保證圖像質(zhì)量不惡化宫纬，故障率低的性能焚挠。如果一個(gè)交通監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”不好或經(jīng)常出毛病，即使系統(tǒng)其它部分再完美漓骚，整個(gè)系統(tǒng)的缺陷也是一目了然的挖毅。

    其次，攝像機(jī)要高度適應(yīng)光線的變化夷硅。白天與晚上的光度差相當(dāng)大芒浪，以及烈日天與陰雨天的差別;

    第三，攝像機(jī)要能敏感的抓拍氢滋、連拍到高速前進(jìn)的車輛谦牛。

    為了滿足當(dāng)前高質(zhì)量的交通監(jiān)控需求，交通監(jiān)控?cái)z像機(jī)已經(jīng)由傳統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化价忙、高清化住建、智能化及物聯(lián)網(wǎng)化推進(jìn)。

    二皮围、攝像機(jī)的進(jìn)步推動(dòng)交通監(jiān)控的智能化進(jìn)程

    1868年末逆辐，世界上第一個(gè)交通信號(hào)燈在英國(guó)倫敦出現(xiàn)，這是一種燒煤氣的玻璃信號(hào)燈捏裂。然而好景不長(zhǎng)唧尊，僅僅運(yùn)行23天的第一盞交通信號(hào)燈便突然爆炸損毀，并將一名警員炸死吩屹。使得英國(guó)政府立即停止了這種信號(hào)燈的使用跪另。

    但這個(gè)僅有23天生命的信號(hào)燈卻點(diǎn)燃了整個(gè)歐洲乃至整個(gè)世界開發(fā)交通信號(hào)燈的激情，隨后的一百多年煤搜，出現(xiàn)了各式各樣的交通信號(hào)燈免绿。

    早期，車輛及行人通過(guò)各種有交通信號(hào)燈的路口時(shí)擦盾，主要由交通警察指揮調(diào)度嘲驾。但是隨著車輛的增多以及城市道路的發(fā)展，有限的交通警察已經(jīng)不能滿足交通信號(hào)燈路口的指揮及違章監(jiān)控需求迹卢，交通監(jiān)控?cái)z像頭應(yīng)運(yùn)而生辽故。

    1991年世界上第一支監(jiān)控?cái)z像頭“CoffeeCam”出現(xiàn)在英國(guó)劍橋大學(xué)的泰賈屋咖啡店。從此之后腐碱，監(jiān)控?cái)z像頭逐漸被應(yīng)用在電子眼榕暇、天網(wǎng)監(jiān)控、違停抓拍喻杈、流量監(jiān)測(cè)等交通監(jiān)控領(lǐng)域彤枢。

    我國(guó)的交通監(jiān)控主要經(jīng)歷了六個(gè)階段，而這六個(gè)階段可以說(shuō)是由攝像頭的性能變革引起的。

    我國(guó)交通監(jiān)控的智能化變革

    第一個(gè)階段(21世紀(jì)之前)：數(shù)碼相機(jī)+地感線圈

    由于早期攝像頭非常落后须彼，交通監(jiān)控最開始是以“數(shù)碼相機(jī)+地感線圈”為實(shí)現(xiàn)方式乒萝，雖然能抓拍違法車輛，但是此種方式主要采用民用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行抓拍司箫，穩(wěn)定性較差想预。

    其次，由于數(shù)碼相機(jī)更新?lián)Q代快绕众，同型號(hào)的數(shù)碼相機(jī)在一兩年后難以找到瞪卜，給后續(xù)維修更換造成麻煩；且數(shù)碼相機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)抓拍姆已，系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)卡口功能畴文。

    另外，此種方式采用地感線圈進(jìn)行觸發(fā)急响，需要在前端鋪設(shè)地感線圈删猿，而地感線圈是需要在車道上切割環(huán)行線槽，然后埋設(shè)感應(yīng)線圈嘱悄。車輛通過(guò)時(shí)感應(yīng)線圈會(huì)發(fā)射信號(hào)給相應(yīng)設(shè)備隅本，檢測(cè)算是比較準(zhǔn)確。但是需要在地下埋設(shè)感應(yīng)線圈兼呵，加大了施工難度的同時(shí)兔辅，也提高了工程的成本。而且麻煩的是當(dāng)路面變更渠化時(shí)還需要重埋線圈击喂。

    此外幢妄，高緯度開凍期和低緯度夏季路面，以及路面質(zhì)量不好的地方對(duì)線圈的維護(hù)工作都是巨大的茫负，并且一段時(shí)間以后還需要重新更換線圈，施工維護(hù)成本相當(dāng)高乎赴。

    第二個(gè)階段(2001年——2005年)：標(biāo)清攝像機(jī)+數(shù)碼相機(jī)

    這個(gè)階段以“標(biāo)清攝像機(jī)+數(shù)碼相機(jī)”為實(shí)現(xiàn)方式忍法。2000年以后，市面上出現(xiàn)了標(biāo)清攝像機(jī)榕吼，使得直接通過(guò)分析視頻的方式來(lái)檢測(cè)闖紅燈饿序、違停等違法行為成為了可能。此種實(shí)現(xiàn)方式避免了地感線圈存在的缺點(diǎn)羹蚣，但依然采用民用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行抓拍原探，存在穩(wěn)定性差、更新?lián)Q代快忘当、維修困難等問題芯妇。此外，受技術(shù)所限圈蛹，早期數(shù)碼相機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)抓拍肃刁，對(duì)闖紅燈等違法行為的單一抓拍模式會(huì)有一定的疏漏茎陪。

    第三個(gè)階段(2006年——2007年)：標(biāo)清攝像機(jī)+標(biāo)清攝像機(jī)

    此階段，交通監(jiān)控的方式由“標(biāo)清攝像機(jī)+數(shù)碼相機(jī)”過(guò)渡為“標(biāo)清攝像機(jī)+標(biāo)清攝像機(jī)”模式孙泵。由于工業(yè)級(jí)標(biāo)清攝像機(jī)直接取代了民用數(shù)碼相機(jī)烫王，從而避免了采用民用數(shù)碼相機(jī)時(shí)的缺點(diǎn)，性能相對(duì)穩(wěn)定崇审。

    但由于標(biāo)清攝像機(jī)的像素低靠鸦，圖片分辨率最大為768×576，盡管可以滿足車輛檢測(cè)的基本管理需求任汪，但也還是無(wú)法同時(shí)看到車牌和紅燈信號(hào)苔巍，對(duì)于公安部門稽查肇事逃逸車輛、套牌車輛催舅、黑名單車輛等的司機(jī)面部特征來(lái)講就更顯得捉襟見肘了疏唾。并且施工量也較大，一個(gè)車道需要一臺(tái)攝像機(jī)來(lái)做特寫函似。

    第四個(gè)階段(2008年——2009年)：高清CMOS攝像機(jī)+地感線圈

    這一階段的電子警察系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：高清CMOS攝像機(jī)+地感線圈槐脏、標(biāo)清攝像機(jī)+高清CMOS攝像機(jī)。由于采用工業(yè)級(jí)高清CMOS攝像機(jī)撇寞，所以攝像機(jī)的性能比較穩(wěn)定顿天。同時(shí)攝像機(jī)可連續(xù)抓拍，以實(shí)現(xiàn)卡口監(jiān)測(cè)等功能蔑担。但由于高清CMOS攝像機(jī)存在成像效果粗糙(對(duì)光線變化不敏感牌废，抓拍圖片有時(shí)看不清紅綠燈，影響事后處罰)啤握、幀率低(普遍為2~3幀/秒鸟缕，無(wú)法實(shí)現(xiàn)視頻分析車輛行為和錄像的功能)等缺點(diǎn)，也還是達(dá)不到最理想的效果排抬。

    第五個(gè)階段(2010年——2015年)：高清CCD攝像機(jī)

    隨著大幀率高清CCD攝像機(jī)的普及懂从、視頻分析算法的不斷優(yōu)化，此階段的交通監(jiān)控主要以“高清工業(yè)級(jí)CCD攝像機(jī)”為實(shí)現(xiàn)方式蹲蒲。只能抓拍單一車道車牌部分圖像番甩，而無(wú)法兼顧壓線車輛和駕駛員面部特征的標(biāo)清設(shè)備將逐漸淡出歷史舞臺(tái)，取而代之的是高清設(shè)備牲羊。

    第六個(gè)階段(2016年——至今):智能攝像機(jī)監(jiān)控

    此階段磅芬，主要得益于近幾年物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)蛮血、智能分析技術(shù)以及數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展着癞。

    物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指當(dāng)前城市道路監(jiān)控已不再僅僅局限于視頻監(jiān)控，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠快速將路況信息和道路擁堵狀況發(fā)布到情報(bào)板上晚饰，便于司機(jī)選擇有利路線倾伶。

    不僅如此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使城市道路監(jiān)控系統(tǒng)還能同路測(cè)的各種物聯(lián)網(wǎng)傳感器相連窃橄，或者車輛本身的傳感器相連感戴，例如氣象站、停車場(chǎng)赵腰、公交站臺(tái)信息顯示屏都癣、車輛的GPS模塊等，可以將雨雪濕滑等各種道路狀態(tài)立體的顯示在城市道路監(jiān)控系統(tǒng)敦间，從而便于交管部門進(jìn)行快速響應(yīng)瓶逃，降低各種極端天氣條件造成的損失。

    計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行處理廓块、分析和理解厢绝，在不需要人為干預(yù)的情況下，通過(guò)對(duì)序列圖像自動(dòng)分析带猴，對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景中的變化進(jìn)行定位昔汉、識(shí)別和跟蹤，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷目標(biāo)的行為拴清。

    據(jù)了解靶病，當(dāng)前我國(guó)智能攝像機(jī)監(jiān)控可以有效完成車輛減超速、車輛逆行口予、交通堵塞娄周、道路煙霧和火災(zāi)等事件的自動(dòng)監(jiān)控，并且就車流量沪停、車速煤辨、車型、突發(fā)事件緊急程度進(jìn)行預(yù)測(cè)分析盒止，為道路安全運(yùn)行與危險(xiǎn)情況營(yíng)救提供必要的數(shù)據(jù)支持侥锨。

    智能視頻分析與行為識(shí)別技術(shù)是基于視頻圖像的特征學(xué)習(xí)、目標(biāo)對(duì)象檢測(cè)與行為識(shí)別耘泰、長(zhǎng)距離軌跡跟蹤等算法和技術(shù)，對(duì)被監(jiān)測(cè)車輛的視頻流進(jìn)行分析剑碌，以提取及識(shí)別出目標(biāo)對(duì)象的違章行為嘀醋；同時(shí)智能化的視頻分析技術(shù)可提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率。

    4G移動(dòng)通信技術(shù)視頻監(jiān)控終端將抓拍的視頻圖像通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行查看和存儲(chǔ)孟溯，4G技術(shù)的應(yīng)用降低了有線通信網(wǎng)絡(luò)部署的成本和復(fù)雜度讲侵，系統(tǒng)建設(shè)周期不再受場(chǎng)地和施工布線的限制，從而節(jié)省了大量的人工和資金投入。

    總結(jié)：攝像頭的智能化進(jìn)程不僅解決了交通監(jiān)控的氣候耸壮、光線粤街、時(shí)長(zhǎng)、準(zhǔn)確度等苛刻需求笑驶，也催生出了包括天眼系統(tǒng)职颜、家庭安防在內(nèi)的千億級(jí)智能安防市場(chǎng)，除了傳統(tǒng)安防領(lǐng)域的玩家嫌变，互聯(lián)網(wǎng)巨頭也已競(jìng)相入局吨艇。