视频交通流检测与车辆识别系统的设计

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1、...视频交通流检测及车辆识别系统的设计摘要本文论述了视频交通流检测和车辆识别系统的设计思想，以及实现时使用的基本算法。并提出了提高检测实时性的具体措施。在道路交通管理中，为了获得车辆的运动数据，早期经常采用的是感应线圈等硬件测量的方法。而如果采用摄像头拍摄的道路视频，再用计算机软件处理的方法，则可以极大的增加方便性和灵活性。本文运动目标检测与跟踪研究如何让计算机从视频图像序列中获得物体运动数据。运动目标检测与跟踪分为背景提取、运动点团提取、运动点团位置提取、运动物体跟踪这几个步骤，本文对每一个步骤的各种算法

2、做了实验分析比较研究，并提出了改进算法。在背景提取步骤提出了改进的基于均值的背景提取算法以及减少图像像素的兴趣区提取算法。在运动点团提取的阴影处理步骤提出了改进的基于RGB空间的阴影处理算法。在运动点团位置提取步骤提出了改进的线段编码算法。在运动物体跟踪步骤提出了基于预测的运动跟踪算法。实验与分析说明本文提出的算法优于原算法。本文还通过实验分析比较了基于灰度图像序列的运动目标检测与跟踪、基于边缘图像序列的运动目标检测与跟踪，它们都没有基于彩色图像序列的运动目标检测与跟踪效果好。最后，本文得到了一整套运动目标检

3、测与跟踪的方法，它们的健壮性和实时性都符合实际运用的要求。关键词：背景提取、阴影处理、运动目标检测、运动跟踪、彩色图像1引言随着我国经济建设的蓬勃发展，城市的人口和机动车拥有量也在急剧增长，交通流量日益加大，交通拥挤堵塞现象日趋严重,......交通事故时有发生。交通问题已经成为城市管理工作中的重大社会问题，阻碍和制约着城市经济建设的发展。因此，深入研究解决城市交通问题有着极为重要的现实意义。要解决城市交通问题，就必须准确掌握交通信息。目前国内常见的交通流检测方法有人工监测、地埋感应线圈、超声波探测器、视频监

4、测4类。其中，视频监测方法比其他方法更具优越性。视频交通流检测及车辆识别系统是一种利用图象处理技术实现对交通目标检测和识别的计算机处理系统。通过对道路交通状况信息与交通目标的各种行为（如违章超速，停车，超车等等）的实时检测，实现自动统计交通路段上行驶的机动车的数量、计算行驶车辆的速度以及识别划分行驶车辆的类别等各种有关交通参数，达到监测道路交通状况信息的作用。同时，将检测和识别到的交通信息存储起来,为分析和交通管理提供依据，因此它也是一个交通信息的管理系统。2视频交通流检测和车辆识别系统概述视频交通流量检测及

5、车辆识别系统是一个集图象处理系统和信息管理系统为一体的综合系统。计算机图象处理主要由图象输入,图象存储和刷新显示,图象输出和计算机接口等几大部分组成,这些部分的总体构成方案及各部分的性能优差直接影响处理系统的质量。图象处理的目标是代替人去处理和理解图象,因此实时性,灵活性,精确性是对系统的主要要求。2.1系统构成通过摄象机将道路交通流图像捕捉下来，再将这些捕捉到的序列图像送入计算机进行图象处理、图象分析和图象理解，从而得到交通流数据和交通状况等交通信息，这是系统的基本工作流程。......图1系统构成图2.2

6、系统工作原理(1)通过系统初始化，对系统中的参数进行设定，如每秒采集图象的帧数，图象二值化的门限值（阈值）等等。由图像采集系统将摄像机摄取的路段上行驶车辆的视频图象按序列连续捕捉下来并数字化，存入内存或帧缓存中。(2)将这些采集到的序列数字图像进行预处理（滤波除噪,图象锐化,对比度增强）。(3)对预处理后的图像进行图象分割，并对分割后的目标图象进行特征提取（图象描述）。(4)用提取的特征进行分类识别。通过相应的算法进行计算，得到车辆的计数、车辆速度,并将获得的数据存入数据库。(5)将图象分割和特征提取得到的特

7、征与模型库里建立好的车辆模型进行模式匹配，识别出车辆的类型，将识别出的结果存入数据库。(6)对数据库里的数据进行统计分析输出有关报表或图片。......在道路视频图像序列中获得车辆的速度，可以使用简单的方法，就是在图像中的道路位置设置虚拟检测线，模拟感应线圈，根据虚拟检测线上的像素颜色的变化得到经过虚拟检测线的车辆的速度，同时也可以对经过虚拟检测线的车辆计数[3]。这种方法有很大的局限性。首先，它需要人工标定虚拟检测线，摄像头一旦换位置，就需要重新设定一次虚拟检测线，很不方便；其次，它只能检测通过虚拟检测线的

8、车辆，而对图像其他区域的车辆一无所知，图像的大量信息丢失掉了。因此，本文不采取虚拟检测线的方法，而以运动物体（车辆）为目标，跟踪每个运动物体在视频图像序列中的位置，进而得到每个物体的运动速度和运动物体总数。运动目标检测与跟踪的流程有三个层次，如图一[4]。每个层次再细分，可以得到图二的几个步骤。图像像素层运动点团层运动物体层图一运动目标检测与跟踪的层次......视频图像序列边缘检测背景提取运动点团