基于视频的车辆违章越线行为检测方法研究

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1、基于视频的车辆违章越线行为检测方法研究第3卷第3期2005年9月深圳信息职业技术学院学报J0uma1ofShenzhenlnstituteofV01・3No.3Ir怕珊ation洪琦1,沙新华2(1•深圳信息职业技术学院基础部，广东深圳518029；2・天津大学管理工程与科学系，天津300072)摘要：本文介绍了一种基于视频的车辆违章越线行为识别方法。该方法首先利用帧数统计判断当前图像的车道线边界状态，然后根据车道线的不同状态分别采用检测乍前部的均匀灰度区域和检测车头复杂边界信息的方法来实现车辆的越线检测。

2、实验结果表明该方法是有效的。关键词：视频；越线行为；车辆违章；检测方法中图分类号：U49文献标识码：A文章编号：1672—6332(2005)03—0012—05随着机动车辆不断增长，交通问题日益严重，交通事故频发，特别在一些路口和快速路上的违章变线行为酿成许多交通事故。在车辆快速路上行驶时，违章越线行为极易导致与相邻车道的车辆碰撞，由于车速较快，往往会具有很高的危险性。利用传统的人工方法对违章越线进行检测还是比较困难的，而且既耗人力又比较危险。由于技术的限制，现有的车辆监测技术，如线圈监测技术、超声波监测

3、技术、微波监测技术等，又不能承担此项监测任务，因此需要釆取其他的技术途径解决违章越1基本原理通过视频图像的实时处理技术获取所关心的目标状态以及状态的变化是当前图像处理领域的热门课题Z-O冃标在实时图像中的状态分成三类：一类是目标在特定坐标系内的空间几何位置；第二类是目标在特定坐标系内的几何方位；第三类是目标的时变特性，即目标随时间变化而产生的几何位置和几何方位变化。对于交通量监测而言，所关心的是在所观测区域内，车辆的空间几何位置随时间的变化，包括：通过某一特定监测断面的车辆数量、速度等。线监测问题。随着计算

4、机高性能处理器、大容量存储器及图像处理技术的快速发展，实时动态图像处理己经成为可能,因此图像监测方法是实现违章越线自动监测的现实的、也许是唯一的技术手段。对于违章越线检测而言，以往国内外所采用的方法是直接利用相邻若干帧图像中像素灰度级的变化，判断车辆的违章越线行为，这种方法易于受阴影等照度环境的影响。根据交通安全的需求，提出了基于图像处理的一种新的越线检测与识别方法。本文提出的方法是在检测图像灰度级变化的基础上，利用车道分割线视频监测方法使用摄像机监测所关心的监测断面，并对摄像机获得的实时图像序列进行处理，

5、将当前图像帧与前一图像帧或者背景图像帧进行比较，如果比较结果小于某一规定的阈值，则认为图像中有车辆运动，并根据变化点像素的位置确定车辆在相邻两个对比帧图像中的位置，由此确定车辆的存在以及相关的数量、速度、位置信息。这是越线监测方法的基础。为了减少图像处理的数据量、提高图像处理的实时性，在摄像机观测范围内划定指定的实时图像处理区域，这个区域被称为监测区域。如图1中方框所确定的区域。的几何特征，通过检测若干相邻图像帧中的车道分割线几何形状的变化，很好地实现了对越线的自动检测。［收稿日期］2005-04-01［作

6、者简介］洪琦(1966—)，女(汉)，哈尔滨人，讲师，E-mail：sxh@ship.gov.cn万方数据万方数据14深圳信息职业技术学院学报第3卷幅度有相应的降低。而当有车越线的时候，车辆车身的灰度均匀区域覆盖了车道线的边界，这时候经水平方向的边界检测算子处理后的图像,会出现大片的边界信息微弱或者无边界信息的区域。因此阴图3实际的车道线Fig.3Actuallo°ese弘lent影覆盖车道线和有车越线的现象是完全不同的，阴影对检测不会造成严重影响。如果在计算中采用相(1)如果车道线是图2所示状态，车道线边

7、界清晰而且车道线与背景路血的对比度高。这种情况下采用检测车辆车身部分的均匀区域的办法来判断车辆越线，这个车身部分的均匀区域主要指的是车辆前盖和车顶部分。因为我们设定的检测区域是如图1所示，是位于车道线上的一个狭长的检测区域。当没有车辆越线的时候，用水平方向的边界检测算对量来判别，则阴影对检测准确度的影响可以降到最低限度。在摄像机实际安装的时候，摄像机抖动是难以避免的。由于这种检测方法是通过探测检测区域内的均匀区域来判断有无车辆越线，摄像机的抖动只要不至于将车道线完全抖动到检测区域之外，就不会造成误判。2.4

8、图像二值化阈值的选取图像二值化处理过程的一个重耍步骤是确定二值化的阈值。在本处理过程中采用多正统机会度直方图方法确定。由于所确定的监测区域中白色的车道线和灰色的背景形成较人的灰度反差，在大多数情况下采用固定的二值化阈值就能满足要求。但是实际景物的空间照度是变化的，二值化的固定阈值在某些情况下可能失效，如强阴影、车道线磨损等，为此需要寻求某种方法能够在一定程度上使二值化阈值随着图像背景的变化而浮动。本文釆用的是直方