AI视频在智慧交通的应用与探索

□ 文/楼淇 刘婷

作者单位：杭州海康威视系统技术有限公司

1956年夏天，约翰·麦卡锡等人在美国的达特茅斯学院开会研讨“如何用机器模拟人的智能”。会上提出了“人工智能”这一概念，标志着人工智能学科的诞生。当然人工智能相关研究并不是从1956年才开始，只是人工智能的概念是当时提出的。

那么，什么是AI？在学术界的定义为：研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。AI的研究内容就是为了让机器或者计算机会听、会看、会说、会想、会决策，跟人一样。人工智能的概念提出到今天63年过去了，63年发展让AI在多重领域得到了广泛的应用。农业、制造业、医疗、城市、交通等产业，在AI的助力下，从传统产业向智能产业变迁，不断进行产业升级。在新的技术领域，国家也有了相应的战略目标：2017年7月20日，国务院正式印发《新一代人工智能发展规划》，将人工智能上升至我国国家战略规划。那么AI是如何实现的呢？

笔者认为，AI在视觉感知中起到了至关重要的作用。传感的方式有很多，大多可以以仿生作为类比，人类有80%的信息是通过眼睛获取的，大多数动态不可用单一变量描述的事物，都需要通过视觉传感的方式的去获取。视频有着不可替代的实时性、直观性。海康威视一方面进行算法的变革，从传统算法到深度学习算法，赋予算法自学习能力，碰撞出更多优秀的算法，帮助我们从视频、图片中获取更多的数据信息。另外结合云边计算，改变数据传统的中心数据处理模式，进行数据分层处理，前端与中心相辅相成。一方面降低了中心整体处理压力，提升数据处理能力，另一方面能够保证数据处理的及时性，即刻在前端给出反馈，提升整体系统效率。

而在智能交通领域中，AI视频的能力尤为突出。在整个交通中，可以将AI的感知对象分为人、车、路、货、环境、场等六大项。

人员感知，主要为人员的外形特征；

车辆感知，除了车辆的外形特征外，还有车辆的行驶特征、违法特征、高级辅助驾驶等；

道路感知，成为“智慧的路”，包括对公路、高速公路、铁路、水路等信息的感知。

货物感知，感知货物的属性，是否为枪支、刀具、危险品，集装箱的箱体箱号等；

环境感知，感知道路环境，路面的积水、拥堵、事故等；

大型场所类感知，如客运站、公交场站、火车站、地铁站、物流站、服务区等全面感知。

在具体的场景中，除了AI的感知能力外，还需要设备本身的技术，提升整体的感知效果。而海康威视作为视频起家的大数据公司，也适配了相应的技术。

透雾技术：近年来，大雾天气频发，给视频监控带来的挑战不言而喻。大雾天气下图像色彩黯淡、对比度较低，一些重要目标的细节更是淹没在雾气中难以被察觉。因此，去除视频中的雾气，改善成像质量，是提升户外视频监控应用价值的一项重要技术。海康威视现在有两种透雾技术。一种是“算法透雾，算法透雾是在摄像机中集成透雾算法，能够保留图像的原有色彩。另外一种是“光学+算法透雾”的超级透雾，通过镜头与算法集合，提升透雾效果。

热成像技术：将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。弥补视线遮挡的区域，做到更全面的感知。

黑光技术：采用双sensor架构，一路sensor主要感知色彩信息，另一路sensor主要感知亮度细节，色彩信息和亮度细节互不干扰。在光照条件极差的情况下，利用该技术可依然有强感知能力。

在交通领域内，AI也有了很多场景化应用，如综合执法、公共交通、交通枢纽等，而在这些具体的场景中，随着AI技术不断的突破，产生了许多智能化应用：非法营运车辆管控，车辆行车过程中的高级辅助驾驶，枢纽站的人证票通道、包裹安检等，加快了产业的升级变迁。

交通综合执法

在交通工具飞速发展的今天，出行的方式也越来越多样化，市内的出租车、网约车、公交车、地铁，城际的高铁、大巴、飞机、轮渡等。而这些出行方式中，却夹杂着非法运营的情况。常见的不正规黑车运营，一方面扰乱了市场经济，另一方面，没有相关单位的监管，极易出现安全性事件。

在高铁站、机场等地，通过前端设备的车辆捕捉能力，结合黑光感知技术，在光照条件苛刻的情况下，也能实现私家车辆的细节特征分析，包括车牌、车身颜色、车标、车型等。

同时结合该私家车辆的运行轨迹，评估该车辆是否在一段时间内，多次出现在类似区域，并与后端库里的嫌疑车辆进行比对、碰撞，以此判断是否为黑车运营。针对于正在涉嫌事中的车辆，通知到相关执法人员，进行现场拦截调查，针对于事后的车辆，执法部门下发调查通知书，通知相关企业或个人到现场进行配合调查。

城市公共交通

对于城市营运车辆，比如两客一危车辆、货车、出租车、公交等，一旦发生道路运输事故，其造成的人财物损失巨大，社会影响恶劣。根据研究表明，80%的道路安全事故直接或间接是由驾驶员危险驾驶行为导致的。

面对日益复杂的车内环境和更严格的安全要求，原先对车辆定位视频监控已不能满足，监管监控的方式需要从被动向主动的、智能的监管方式转变，确保道路运输车辆安全营运、高效营运。

海康威视基于AI技术，可利用大量已标定的图像训练深度学习网路，来实现目标的检测和分类，并可从前端进行识别并实时预警，实现更加有效的管理辅助手段，比如危险驾驶行为分析、ADAS高级驾驶辅助、驾驶员身份核验等，保障运营生产安全。

对人：

驾驶员行为分析：通过前端实时分析司机行为，规范司机行为。

对车：

高级辅助驾驶：通过对车外的视频分析并结合车身状态，辅助司机驾驶，在大雾天气也可结合透雾技术，提升整体感知。

▲行人碰撞

▲车道偏离

▲前车碰撞

对环境：

道路环境检测：通过对车身运行的周围环境的检测，提取结构化数据，是实现车路协同的应用基础。

城市交通枢纽

城市交通枢纽是城市交通网络的交汇处，是为旅客与货物的通过、到发、换乘提供服务的场地，作为人群和货物的集散地，不仅要保障完成日益增加的人流和货物流转工作，同时还要保障运营安全，满足乘客对于交通服务水平和速度的要求，使得城市交通服务水平朝着提质增效、转型升级方向发展，提升信息化管理水平，达到人防、物防和技防充分融合的目的。

海康威视利用特有的视频集成技术和深厚的AI开发能力，致力于打造综合安防体系，实现，全方位保障整体安保能力，提升旅客出行体验。

对人：

人员密度、客流统计：结合热成像技术，提升感知能力，对区域内的人员密度以及区域的客流进行分析识别，可辅助站点进行动态区域防控和调度排班。

对货：

智能安检：通过深度学习算法，可智能识别刀具、枪支、水瓶等违禁品并通过声音、图像标记放大方式，提醒安检阅图员有可疑物品出现。

分拣机器人：通过智能识别包裹条码信息，并以最优路径将包裹送达对应的卸货口，实现更为高效、便捷的分拣需求。

AI在交通领域的应用已经越来越成熟、丰富。在我们日常的生活中，接触到的也越来越多。AI不在只是一个概念，一个词汇，已经在我们的生活中悄然落地，并迅速崛起。海康威视已经进入了AI与大数据结合的阶段。通过AI技术，补全AI视频数据的4V特征：海量的视频数据，以及视频数据中所包含的图片、声音、文字、时间、地点等等多维度信息，并进行视频图像数据的快速处理，促进数据的融合与应用，为用户提供更全面的服务。