一、前言

　　在我國，公安機關交通管理部門作為交通安全的管理和執法的主體，承擔著交通指揮、道路管理、車輛、駕駛員和行人管理，維護交通秩序，保障交通安全和暢通，維護社會治安等任務。

　　近年來，隨著我國經濟的快速發展，城市面貌日新月異，道路基礎設施建設突飛猛進，機動車保有量日益劇增，交通安全管理面臨著前所未有的新機遇和新挑戰，傳統的交通管理模式和手段已不能更好地適應時代發展的要求。那么走科技強警之路，將科學技術應用到交通管理的各項業務當中、不斷提升交通管理工作的現代化水平成為必然。

　　視頻監控系統可以幫助交警部門動態監控以及準確記錄道路車輛及人員信息，提高道路安全管理水平，提升打擊違法犯罪的戰斗力，并為快速偵破案件提供科學、有效的依據。

　　下面我們先來回顧一下視頻監控技術的發展歷程及最新潮流，并就視頻監控新技術在交警行業中的應用展開分析。

　　二、視頻監控技術的發展歷程

　　20世紀80年代，安全技術防范在我國民用領域率先興起，視頻監控成為當時最主要的技術防范手段之一。當時的視頻監控技術比較簡單，都是直接采用視頻同軸電纜將視頻圖像從前端監控點傳回監控中心，并逐一顯示在監視器上。隨著監控點的增多問題隨之顯現出來:視頻顯示設備和錄像設備的大幅增多，增加了建設成本，加大了管理難度。

　　為了方便管理，提高監控效率，人們引入了視頻矩陣技術，即將視頻圖像從任意一個輸入通道切換到任意一個輸出通道。視頻矩陣的出現，解決了大量視頻圖像的切換顯示和分配共享等問題。視頻采集(攝像機)、視頻傳輸(視頻同軸電纜)、視頻管理(矩陣)、視頻顯示(監視器)和視頻錄像(錄像機)就構成了一個基本的視頻監控系統。

　　到了90年代，隨著對視頻監控系統要求的提高以及視頻監控應用在諸多領域的普及，視頻監控技術也有了飛速發展，不僅實現了遠距離監控，還實現了視頻聯網監控。光端機的出現解決了視頻圖像遠距離傳輸的問題。

　　視頻聯網監控是遠距離大范圍監控發展到一定階段的產物，視頻聯網監控使人們對遠距離大范圍監控以及視頻資源共享的迫切需求得到了滿足。初期矩陣之間的聯網是通過RS232/422低速數據的通訊來完成的，其缺陷是:RS232/422數據的傳輸速率低、節點不能任意編號、不支持遠程管理使聯網規模受到限制;后期開發的IP聯網控制功能，即聯網控制數據則走IP通道，視頻圖像數據走光纖通道，彌補了RS232/422聯網的缺陷，增強了視頻聯網的擴容能力。

　　無論是RS232/422方式的矩陣聯網，還是IP方式的矩陣聯網，其核心都是基于模擬矩陣+光端機的視頻聯網監控系統。模擬矩陣歷經10多年的發展完善，以其成熟的技術、穩定的表現、簡易的操作占據市場主流近10年，但是模擬視頻技術的發展已接近極限，基于模擬視頻的技術瓶頸，隨著監控范圍和系統規模的不斷擴大，問題和局限也就越來越多的暴露出來。

　　視頻信號在多級傳輸中，需要經過多次的A/D、D/A轉換，每次轉換都會導致視頻信號一定程度的損耗，系統規模越大，傳輸層次越多，傳輸距離越長，視頻損耗就越嚴重，導致圖像質量無法保證。

　　視頻監控系統中需要加入多種的大量的中間接入設備，如光端機、矩陣、視分器等等，且其中大部分設備不具備網管功能，無法實時偵測設備運行狀態，設備故障也不能自動查找。

　　所以基于模擬矩陣的視頻聯網監控系統在面對大容量、大規模、多層次的聯網監控需求時顯得力不從心，限于模擬視頻的技術瓶頸，無法解決根本問題，這使得人們不得不去開發新型的聯網監控技術。

　　隨著數字技術與網絡技術的發展，視頻監控技術也進入了全數字化與網絡化階段，這使得傳統監控系統中視頻圖像的傳輸與管理實現了統一。

　　數字化視頻最初是從硬盤錄像機開始的，視頻壓縮技術是硬盤錄像機最核心的技術。目前在視頻監控領域，主流的壓縮標準采用H.264，資料顯示H.264視頻壓縮標準以其高效率的編碼效率和傳輸性能，在視頻監控領域得到了廣泛應用。

　　隨著網絡技術在我國的普及，人們又提出了網絡虛擬矩陣的全數字化矩陣概念。網絡虛擬矩陣是以IP網絡為媒質，基于TCP/IP協議，采用網絡視頻編解碼器、網絡交換機、路由器、網絡視頻存儲設備、網絡視頻管理平臺所構建的基于IP網絡的全數字網絡監控平臺。全數字網絡監控系統的顯著優勢在于充分發揮了數字技術和網絡技術的特性，在很多方面解決了模擬矩陣技術無法解決的難題，例如:視頻的無損交換、復制與存儲;遠距離監控與任意擴展;支持任意網絡拓撲結構。全數字化的網絡監控還簡化了管理層次，全網視頻統一管理與后臺的靈活應用等顯著優勢使得全數字的網絡監控平臺在2000年以后逐步成為安防監控的主流。

　　但是這種基于IP網絡的全數字網絡監控技術遠非完美:

　　首先，基于IP網絡的帶寬限制，我們必須將數字視頻進行壓縮處理，即以犧牲圖像質量(延時、誤碼、丟幀等)來完成視頻的數字化和網絡化。圖像質量下降，將導致無法為公安機關執法部門提供強有力的視頻圖像支持，不能滿足技防實戰的需求。

　　其次，IP網絡本身并不是為視頻、音頻這樣的實時大容量業務傳輸而設計的，網絡虛擬矩陣簡單的將視頻流打包成IP數據包通過普通的網絡設備(交換機、路由器等)進行數據交換，這導致了在實際應用中許多不盡人意的地方，包括圖像質量、實時性、準確性、控制失靈、延遲抖動等。

　　最后，網絡技術的復雜性加大了管理、使用和維護難度，IP網絡使得安防監控系統最關注的安全性無法得到保證。

　　所以，基于IP網絡的全數字化網絡監控方案雖然能夠支持任意網絡拓撲結構，實現全網視頻的統一管理與遠距離監控，滿足大規模監控和多層次管理需求，但基于IP網絡的特性，我們必須以犧牲視頻圖像的高質量、視頻監控的實時性和安全性為代價來完成視頻監控的數字化與網絡化。那么還有更好的視頻監控技術，既能夠保證視頻的高質量，無延時，又能夠具備數字化網絡系統特性嗎?

　　現在視頻監控行業有出現了一種將非壓縮視頻+光纖網絡和壓縮視頻+IP網絡相結合的技術手段，這種新技術是將模擬攝像機視頻進行數字化編碼，但不做壓縮，數字化后的視頻信號通過光纖網絡進行傳輸。根據高速非壓縮數字視頻的傳輸與交換原理，實現非壓縮視頻的采集、傳輸與交換。同時將非壓縮視頻傳輸管理與壓縮視頻應用(存儲、桌面瀏覽等)進行無縫結合，從而解決圖像質量與視頻資源的管理和應用兩者間的矛盾。

　　這種方式與IP網絡監控相同的是:全網圖像任意節點接入，任意節點輸出，實現了全網圖像的無損傳輸、無損交換和資源共享以及后臺應用。與IP網絡監控不相同的是:圖像未經壓縮保證了圖像的高質量、實時性和準確性，以及改善整個監控網絡的安全性。

　　三、高清視頻技術以及視頻智能分析技術介紹

　　前面我們回顧了視頻監控技術的發展歷程，現在我們了解一下視頻監控技術新的發展潮流：高清視頻技術與視頻智能分析技術。

　　怎么定義高清視頻呢?

　　近幾年“高清”的概念在視頻監控行業火熱以來，越多來越多的廠商開始推出“高清”化的產品。透過市場上品類繁多的“高清”背后，我們發現，有很多產品對“高清”的指標理解不一，表現效果也是千差萬別。那么，視頻監控行業“高清”的概念究竟是什么呢?

　　根據美國電影電視工程師協會(SMPTE)、國際電聯(ITU)和我國國家廣電的相關定義，真正的高清視頻格式目前主要有三種：720P(1280*720分辨率，16:9寬屏顯示，逐行掃描/60Hz);1080i(1920*1080分辨率，16:9寬屏顯示，隔行掃描/60Hz);1080P(1920*1080分辨率，16:9寬屏顯示，逐行掃描/60Hz)。其中，1080P是最高等級的高清視頻清晰度標準。

　　由于高清正在起步，難免會有概念誤導，因此需要在此澄清一下：1)將D1(720×576)宣傳成高清的誤導，事實上真正的高清目前只有720P、1080i、1080P三種或超過這三種分辨率的;2)將DVR以多路D1畫面合成高清視頻輸出的功能宣傳成高清的誤導，事實上真正的高清是從前端開始的，每一路圖像都達到高清分辨率，只有這樣才能保證視頻采集、編碼、傳輸、瀏覽、錄像、回放等全面高清;3)某些高清網絡攝像機以靜態像素來宣傳而不是以動態分辨率來宣傳的誤導，如500萬像素攝像機，實際上其動態分辨率只有100萬像素;4)對用戶而言，高清視頻監控只有在前端、平臺、存儲、瀏覽、顯示等各個環節針對高清開發設計才有意義，因此高清視頻監控必須依托完整的高清整體解決方案，而不僅僅是提供單純的高清攝像機。

　　細節決定成敗，“看得更清”是高清視頻監控的目標。不同的行業、不同的場合對圖像清晰度的要求不同，如在車水馬龍的鬧市區如何看清一個人的面部特征、看清楚車輛的牌照、甚至車輛細節等是很重要的;在城市道路交叉口、道路區間、在高樓大廈的大廳內，擁擠喧鬧的出入口、停車庫的出入口、高速公路、體育場館等場合，高清視頻監控大大提升系統的應用價值。下面是高清和標清兩幅圖片，我們可以很明顯的從分辨率、場景大小、明暗程度以及細節程度等幾個方面區分高清和標清的區別。