基于視頻圖像處理交通流檢測(cè)方法

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1、基于視頻圖像處理交通流檢測(cè)方法　　【摘要】隨著我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，給人們生活帶來(lái)了巨大便捷的同時(shí)，由于汽車(chē)數(shù)量的增多，造成了交通的日益惡化，交通堵塞現(xiàn)象十分嚴(yán)重。而且，交通事故的數(shù)量也在急劇增加，使得人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全受到了嚴(yán)重的損害。為了有效緩解這種局面，最早使用的修路的方式，但這種方式只是初步緩解道路運(yùn)行中的問(wèn)題，交通擁堵問(wèn)題沒(méi)有有效得到解決。最好的解決辦法就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)手段，把車(chē)輛、道路和使用者這三者有機(jī)結(jié)合在一起，不但能夠有效緩解交通堵塞問(wèn)題，還能夠?qū)κ鹿实膽?yīng)急處理、環(huán)境保護(hù)和

2、能源節(jié)約等方面產(chǎn)生積極的作用。本文重點(diǎn)對(duì)視頻圖像處理的交通流檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)闡述，希望能夠提供一定的借鑒和參考?！娟P(guān)鍵詞】視頻圖像處理；交通流；檢測(cè)；發(fā)展趨勢(shì)中圖分類(lèi)號(hào)：TN941.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：一、前言在我國(guó)的視頻交通檢測(cè)技術(shù)的起步是比較晚的，在近幾年的發(fā)展十分迅速，已經(jīng)研制出了一些比較先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通圖像的連續(xù)處理。但還是存在一些問(wèn)題，視頻交通檢測(cè)系統(tǒng)還處于不斷完善之中。二、視頻交通流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)方法71、虛擬環(huán)檢測(cè)算法虛擬環(huán)（VirtualLoop）是指在圖像中人工

3、或者自動(dòng)設(shè)定的一系列區(qū)域。該區(qū)域可以是局部的，也可以覆蓋整個(gè)圖像。交通信息采集時(shí)，利用車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)特性，檢測(cè)車(chē)輛進(jìn)入和離開(kāi)檢測(cè)范圍（虛擬環(huán)）事件的發(fā)生和發(fā)生時(shí)間，并結(jié)合其他先驗(yàn)信息，通過(guò)虛擬環(huán)的車(chē)輛進(jìn)行計(jì)數(shù)（交通流量）、計(jì)算車(chē)輛行使速度、檢測(cè)車(chē)輛的長(zhǎng)度和寬度（車(chē)型分類(lèi)）和車(chē)輛之間的距離（交通密度）獲得所需的交通實(shí)時(shí)信息。目前許多知名的視頻檢測(cè)設(shè)備公司的產(chǎn)品，都是采用虛擬環(huán)檢測(cè)思想實(shí)現(xiàn)的，例如美國(guó)PeakTraffic公司的VideoTack交通視頻檢測(cè)器、美國(guó)ISS公司的AutoscopeSolo

4、Pro交通視頻檢測(cè)器以及比利時(shí)TraficonNV公司的Traficon交通視頻檢測(cè)設(shè)備?？梢钥吹剑谲?chē)道的虛擬環(huán)檢測(cè)法進(jìn)行交通信息采集，速度快，準(zhǔn)確度高，以進(jìn)行多車(chē)道同步檢測(cè)，適合于實(shí)時(shí)檢測(cè)，也不易產(chǎn)生車(chē)輛遮擋現(xiàn)象。另外，虛擬檢測(cè)環(huán)在道路上所設(shè)置的數(shù)目和位置很容易在控制端（如交通監(jiān)控中心）通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)置和改變，使交通系統(tǒng)的智能控制更為方便。2、算法實(shí)現(xiàn)7在實(shí)際應(yīng)用中，主要是兩種設(shè)置虛擬環(huán)的方法，一種是一個(gè)車(chē)道放置一個(gè)虛擬環(huán)，環(huán)的邊界的檢測(cè)線(xiàn)就是檢測(cè)區(qū)域；另一種就是把檢測(cè)區(qū)化成很多估值運(yùn)動(dòng)塊

5、，相當(dāng)于在圖像中設(shè)置M個(gè)虛擬線(xiàn)圈（由NXN大小的方塊組成），并根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向的矢量對(duì)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行檢測(cè)。本文介紹的系統(tǒng)是使用單虛擬環(huán)檢測(cè)的方法。在攝像機(jī)傳輸圖像的時(shí)候，用戶(hù)能夠在視頻圖像的車(chē)道上面設(shè)置虛擬的檢測(cè)區(qū)，也就是虛擬環(huán)，再對(duì)虛擬區(qū)域之內(nèi)的圖像進(jìn)行檢測(cè)和處理，得出相應(yīng)的車(chē)道交通參數(shù)，這樣操作能夠減少DSP的運(yùn)算量，并得到想要的結(jié)果。使用虛擬環(huán)內(nèi)的交通流檢測(cè)方法要與邊緣檢測(cè)法共同進(jìn)行車(chē)輛檢測(cè)。這主要是考慮到了在交通流的視頻圖像中，車(chē)輛的相關(guān)邊緣化的信息是非常豐富的，而且視頻圖像的背景會(huì)在

6、一定時(shí)間之內(nèi)保持不變，更重要是，邊緣信息能夠防止天氣和環(huán)境光變化對(duì)行車(chē)的影響。因此，只要能夠獲取背景圖像的邊緣信息和當(dāng)前幀的邊緣信息，再把這兩幀邊緣信息進(jìn)行比對(duì)，如果差別大于之前設(shè)置的值則可以認(rèn)為是車(chē)輛通過(guò)了虛擬環(huán)，車(chē)流量數(shù)量增加。相反，車(chē)輛則沒(méi)有通過(guò)虛擬環(huán)，車(chē)流量的數(shù)值保持不變。除此之外，對(duì)于每隔一段時(shí)間還要對(duì)背景幀進(jìn)行更新，保證最新的背景幀的邊緣信息。通過(guò)上述過(guò)程描述，我們能夠知道，邊緣提取對(duì)于整個(gè)虛擬檢測(cè)具有十分重要的作用，能夠影響到整個(gè)運(yùn)算的效果和運(yùn)算速度，因此，要想獲得更快更簡(jiǎn)便的運(yùn)算

7、，就要保證邊緣檢測(cè)的速度和效果。7對(duì)于整個(gè)虛擬環(huán)檢測(cè)的具體操作方式是：當(dāng)用戶(hù)根據(jù)需要設(shè)定好了交通視頻圖中的虛擬環(huán)的相對(duì)位置之后，要先用中值平均法對(duì)一段時(shí)間之內(nèi)的視頻進(jìn)行處理，在得到了虛擬環(huán)區(qū)域背景幀進(jìn)行邊緣檢測(cè)之后，得到背景幀的邊緣信息，然后對(duì)當(dāng)前的幀進(jìn)行邊緣信息提取，得到每一個(gè)當(dāng)前幀的相關(guān)邊緣信息。這樣就能夠得到當(dāng)前幀的邊緣信息與背景幀的信息之差，當(dāng)此差值比事先設(shè)定的差值大，則車(chē)流量增加，如果不大，就保持不變。在整個(gè)系統(tǒng)之中，可以選擇人機(jī)互動(dòng)方式設(shè)置初始的變量，并靈活設(shè)置虛擬環(huán)的位置，在進(jìn)行檢

8、測(cè)的時(shí)候，只需要利用虛擬環(huán)的窗口，掃描若干條的像素?cái)?shù)據(jù)，并結(jié)合當(dāng)前幀和背景幀的邊緣信息的區(qū)別來(lái)判定交通流是否存在，這樣就能大大降低運(yùn)算的工作量和復(fù)雜程度，并保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。3、軟件單元車(chē)流量檢測(cè)算法軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是車(chē)流量監(jiān)測(cè)的核心之一，在建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)雜信號(hào)進(jìn)行處理、監(jiān)測(cè)并計(jì)數(shù)。其核心思想是利用DSP芯片對(duì)ADC采樣的信號(hào)進(jìn)行分析，再根據(jù)虛擬環(huán)采集的位置判斷車(chē)輛所屬車(chē)道，分別記錄車(chē)輛通過(guò)的次數(shù)，即可獲得車(chē)流量。系統(tǒng)在開(kāi)機(jī)后進(jìn)行系統(tǒng)初始化（包括設(shè)置DSP鎖相環(huán)、設(shè)置EMIF接口、設(shè)置