基于视频的车辆检测与流量统计方法研究

中国海洋大学硕士学位论文基于视频的车辆检测与流量统计方法研究姓名：张美莲申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：秦勃20090601基于视频的车辆检测与流量统计方法研究作者：张美莲学位授予单位：中国海洋大学相似文献(10条)1.学位论文何增镇网络数字视频技术在城市交通监控上的应用2003智能交通系统(ITS)是本世纪交通运输发展的方向.城市智能交通系统包括多个子系统,其中城市交通监控子系统是最关键的子系统之一.但是,目前的城市交通视频监控系统主要是使用模拟监控系统.随着技术的发展,数字视频压缩编码技术和网络传输技术已经成熟,数字化、网络化的城市交通视频监控系统将会逐渐发展起来.目前监控系统中可能用到的各种视频压缩编码技术都有其优势和适合的工作环境,特别是MPEG-l压缩理论和技术更是如此.在分析和比较的基础上,选择MPEG-1压缩标准作为所研究的数字监控系统中的视频压缩标准.数字视频网络传输涉及到网络传输介质、网络传输方式、TCP/IP协议、IP广播和多播、HTTP协议等相关技术和知识.在该文所做的研究中,根据城市交通监控系统的特点选择了合适的网络传输模型,即主要用基于IP组播的用户数据报协议(UDP)来发送数字视频数据;并针对前面阐述的TCP协议、UDP协议以及IP组播等视频传输技术,通过Windows编程来具体实现.设计一个科学的监控模型是实施视频监控系统的一个关键步骤.在这一方面,该研究综合考虑基于局域网和广域网的远程监控模型、基于WEB的网络数字视频监控模型这两个模型的优点,将这两个模型有机地结合起来,提出一个更优秀的监控模型,即基于TCP/IP和局域网传输的数字视频监控模型.经过对此监控模型测试,确定以此为基础,来设计一个城市交通网络数字视频监控系统.最后,进行具体化设计,即在城市智能交通系统的体系框架内,结合Autoscope车辆视频检测系统,设计一套适合我国大、中等城市的城市交通网络数字视频解决方案.2.期刊论文佟守愚.程三伟.李江.付萍.TongShouyu.ChengSanwei.LiJiang.FuPing基于视频技术的交通违章处理系统的设计与实现-计算机测量与控制2005,13(10)针对交通场景中经常出现的车辆违章行为,如闯红灯、违章停车、超速、强行右转弯等,开发研制了基于计算机视觉和图像识别技术的视频交通违章处理系统;该系统在完成初始设定之后,便可以自动地、实时地检测出车辆的违章行为并提供车辆违章的相关信息;文中详细介绍了系统硬件和软件的设计方案以及系统功能的实现机理;利用VC++6.0开发平台,研发了具有从交通场景的视频数据采集、违章行为识别、违章车辆全景图像存储,直至对违章车辆的数据库管理等多个功能的交通违章处理系统;经测试,系统运行稳定、可靠.3.学位论文何铁军数字视频技术在智能运输系统中的应用研究2004随着网络技术和视频压缩技术的发展，将视频压缩成数字流并通过网络传输是目前交通监控领域中的一个趋势。但目前市场上的数字化视频传输产品功能单一、延时较大、视频质量达不到要求。针对这一市场需求，开展了本文的研究，主要内容如下：1.实现了MPEG-2网络编解码器。文中首先以MCF5307CPU为核心，实现一个ucLinux系统的嵌入式CPU平台，并以此为基础，配以不同的接口芯片实现了MPEG-2编解码器。论文研究并给出了详细的电路设计和在ucLinux环境下驱动程序的设计方法。2.在分析了MPEG-2数据流格式的基础上，就网络传输引起的抖动以及数字视频固有的延时作了详尽的分析，并提出了相应的解决方法，使得系统图像播放流畅，延时极小。3.针对编解码器的幅频特性不能满足相关标准要求的情况，提出了分别基于频域和空域的两种高频补偿算法，并给出了基于空域补偿的具体实现，使得视频编解码器的所有性能指标都达到了相关标准规定的要求。4.网络传输的不确定性可能会造成视频数据流的丢失，错误掩盖是解决这一问题的一种有效方法。本文针对高速公路监控图像的特点，利用B帧在前后两基准帧中的相关性，得出缺失部分的运动矢量值，再根据前一帧图像内容进行掩盖，取得较为满意的实用效果。5.从MPEG-2压缩数据中直接获取交通流量数据。文中利用MPEG-2的数据流中的灰度、色度的DCT系数，宏块的运动矢量，检测车辆的存在和运动速度。与传统的视频车辆检测器相比，有着精度较高，抗干扰能力强的特点。基于上述研究成果开发研制的视频编解码器，其技术性能符合相关标准的要求。作为国内第一个通过交通部交通工程检测中心检测的产品，该编解码器已在多条高速公路中得到应用，并产生了较好的社会和经济效益4.学位论文丁昌华基于视频技术的车辆跟踪方法研究2006基于视频技术的车辆监测技术由于其维护方便、易于实施的特点，近年来广受关注。车辆跟踪技术是实现视频车辆监测的关键技术之一，如何实现基于视频技术的车辆跟踪，以及车辆跟踪的算法研究是国内外研究的重点和难点。本文将车辆跟踪系统分为车辆检测和车辆跟踪两个主要的技术模块，并对各模块的主要技术方法进行了介绍。在车辆检测模块，通过对几种常用的检测方法进行分析比较，确定采用基于背景差分的检测线法进行车辆检测，重点研究了该算法中背景的提取和更新、阈值的选取方法等关键技术，并编写计算机程序实现了这种算法，对实地采集的序列图像进行了验证。在车辆跟踪模块，重点研究了运动估计算法中基于光流方程的方法和三步块匹配算法，并编写计算机程序对算法进行了验证和比较，确定采用三步块匹配算法进行车辆运动估计。结合前面对车辆检测算法和运动估计算法的研究，提出了一种基于运动估计的车辆跟踪方法，根据检测线上的背景差进行车辆检测，运用三步块匹配算法，对进入场景的车辆进行运动估计，通过对块的标号和更新实现车辆的跟踪。最后编写计算机程序，实现了车辆跟踪算法，并对实地采集的视频录像进行车辆跟踪算法的验证。实验结果表明，该算法能够有效地实现车辆的跟踪。5.期刊论文樊兆宾.史忠科.杨珺.FANZhao-bin.SHIZhong-ke.YANGJun基于视频的车辆检测系统设计-计算机工程2008,34(6)设计一种基于视频技术的嵌入式车辆检测系统.该系统采用DSP+FPGA硬件结构,通过FPGA进行图像采集控制,DSP进行图像处理,实现对运动车辆的检测.程序设计采用选择性背景更新法提取背景,并对运动目标的连通域检测算法进行改进.该系统应用于城市交通信号机的交通信息采集,在功能、可维护性等方面优于感应线圈等传统的检测方式.6.学位论文李莉基于视频技术的运动车辆监测系统2005本文介绍了监测系统的工作原理和系统结构组成，结合系统的实际工作任务分析了系统中各个组成部分的功能；给出了系统硬件的整体结构设计，介绍了各硬件部分的工作原理、使用要求、应用环境等。对于系统核心部分——图像信息处理模块，引入了MHI图像的概念，并在此基础上，给出了软件部分的流程设计和实现方案。分析了常用的运动物体检测方法的原理和特点，根据本系统的实际特点采用了差分法作为系统运动检测方法，建立了系统中运动车辆检测部分运动车辆数学模型；研究了差分法检测出的运动物体图像的二值化和基于形态学的滤波，为后续图像处理工作做了预处理。在运动检测工作完成的基础上，根据软件整体结构的设计，采用了基于概率密度估计的分割算法——meanshift分割算法、基于跑长码的目标标记法完成了对运动车辆的恢复和定位跟踪工作；文章还探讨了基于canny算法的边缘检测方法来完成运动梯度的计算，测试效果良好。7.学位论文林向炜基于视频检测的交通信息采集系统2006为了解决地面交通快速发展所引发的各种问题，智能交通系统(ITS：IntelligentTransportationSystem)的研究被提到了重要位置。车辆的视频检测、跟踪与交通事件检测系统作为ITS的重要组成部分，成为许多国家的研究热点。本文针对ITS领域中的关键技术，研究了基于视频检测的交通信息采集系统中的相关问题。本文详细描述了基于视频技术的车辆检测与跟踪，分析并研究了车辆超速、超车等交通事件，提出相应的具体检测方法并给出实验结果。论文还就交通信息采集系统给出了具体应用实例——烟台道路中心监控系统，分析了该系统的物理结构与逻辑结构，并对其中主要功能做了具体介绍。本文分五个部分进行论述：1)概述了交通信息采集系统的应用背景与相关技术。对国内外智能交通的发展现状进行了比较。2)在车辆检测中，提出了一种基于像素亮度的非参数核密度估计法来构建背景模型，并运用实时更新与长期调整相结合的方法来进行背景更新，最后利用虚拟线圈实现触发检测。对车辆检测中因阴影所造成的误触发等情况提出了初步的解决办法。3)基于视频的车辆的跟踪算法。提出了一种基于区域匹配的目标跟踪算法，通过对区域初定位、膨胀腐蚀处理、获取外接矩形等一系列手段实现对目标的实时跟踪。4)对交通事件检测进的研究，分析比较了国内外交通事件检测技术的发展，并对车辆超速与超车事件提出了具体的检测方法。5)介绍了交通信息采集系统的成功案例——烟台道路中心监控系统。分析了该系统的物理结构与逻辑结构，并对其中主要功能做了具体介绍。本文研究的课题之一——“基于视频的车辆检测技术”是四川大学图形图像研究所承担的国家科技部技术创新基金项目——“高速移动车辆类型精确识别设备”，(项目号：03C26225100257)的核心技术部分。本课题以计算机视觉、模式识别和图像处理技术为基础，针对运动车辆类型识别系统中基于视频的运动车辆检测、车牌定位与识别、车标定位与识别、车身颜色识别、车辆外形和大小识别技术等问题展开研究，取得了较好的效果。大量实验表明，本文提出的技术是合理的，具有较大的理论意义和实用价值。8.学位论文郭倩车辆监控系统图像检测算法研究2008数字图像处理技术与监控系统的结合、应用是近年来的热点研究课题。特别是智能视频技术与交通监控系统的相结合，不仅使系统具备了数字视频的压缩、传输、存储和播放功能，更使系统具备了图像分析、智能监控的特色，从而能够方便的实现车辆的分割和检测、测量相关的交通参数，如车流量及运动方向统计等；根据相关的数学模型，还可实现车辆的运动检测，车辆的跟踪与车辆的识别。本课题源于基于视频的车辆智能检测系统项目的预研，旨在通过研究提出一种应用于运动车辆的监测的图像检测算法，适用于固定摄像头下的视频图像中运动目标识别和跟踪，使得视频图像分析能够适合集成到视频图像采集压缩前端模块中，运用改进的算法模型实现计算效率最大化以及目标判断准确性。视频图像分析中，背景提取的准确与否直接关系到分割质量。运动车辆检测通常是在户外，天气、光照等外界环境的改变对图像背景的灰度影响是背景提取中不得不考虑的环节。本文通过分别对基于静、动态背景的生成中的平均值法，多帧中值滤波算法和自适应滤波算法进行了大量理论研究和实验对比论证，提出了适用于该运动车辆检测系统的背景提取法，滤除因环境变化而产生的干扰噪声，并结合固定摄像头下运动车辆检测的各种图像特征，运用基于数学形态学分割算法实现了对运动车辆对象的提取。针对图像监控中非有效对象的运动产生的噪声干扰问题，根据车辆视频图像的运动连续特性，利用卡尔曼滤波器算法对运动目标跟踪和噪声的滤除。并通过改进的基于边缘增长的主动轮廓模型算法对运动目标轮廓进一步精确，提高分割质量，为多车型的识别做准备。综合这些运动图像检测算法，总结出了一种新型的优良的运动车辆目标跟踪监测方案，使其能够有效克服分割干扰，过分割以及运算量大等一般算法的缺陷。最后使用该方案对运动车辆视频图像进行了监测仿真验证。仿真结果表明，检测效果基本能够满足对运动目标检测的要求。9.会议论文Ansonlee.卢兴中STI车辆扫描系统在智能交通领域的应用2005随着中国公路建设的迅速发展和公路网络的不断扩大,车辆检测设备被越来越广泛的使用,作为智能交通系统的重要组成部分和基础单元,其性能的稳定可靠性、输出数据的精确性、接口兼容性都直接影响到上一层的数据结果甚至整个系统的性能.今天,越来越多新的传感技术如红外光电技术、微波技术、视频技术、超声波技术等被应用在