CN102930722B - 车流量视频检测装置及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车流量视频检测装置，包括：前端摄像采样设备、车流量检测服务器；该车流量检测服务器设有车流量检测模块及与该车流量检测模块连接的存储模块与输出模块，该车流量检测模块与前端摄像采样设备通讯连接。本发明基于背景差分法，采用最简单的两条平行的检测线（进入线与出去线）来检测车辆相关信息，与其它视频检测方法相比，本方法只处理2条检测线占用的线性区域，车流量检测服务器的运算量很小，处理简单。因此具有简单、高效、实时性好等特点，而且检测区的绘制简单，仅需绘制2条平行线，对于一般的操作人员来说都是相对容易的事情，易于产品的实际操作、施工及维护。

Description

车流量视频检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及车流量检测技术领域，具体的说是一种车流量视频检测装置及其检测方法。
背景技术
随着城市规划的日益科学及车辆的增多，车流量数据对于城市道路的规划建设、车辆控制、交通管理等方面具有广泛应用，是一项非常重要的参考数据。
目前，车流量的检测技术主要有：地感线圈，视频图像检测、微波雷达检测、红外检测、超声波检测等。较其它方法而言，视频图像检测技术，具有安装维修灵活、成本低、应用范围广、可拓展性强和交通管理信息全面等优点，已经在国内外的交通监控系统中得到应用。视频图像检测技术中，几种常见的检测方法有：灰度比较法、背景差分法、帧差法、边缘检测法。
上述的几种车辆视频检测方法在实际应用时，通常需要设定一个视频检测区域，在该区域中绘制一个或多个矩形检测区(也称检测器)，当车辆经过检测器时，通过相应的检测模块计算出车辆的速度，长度等参数。这种检测方法需要对大片区域的图像进行数据处理，计算复杂，服务器的运算量较大；尤其处理高清视频，对服务器的硬件要求较高。而且，这些检测方法所要建立的检测器操作复杂，对于操作员的要求较高，设置检测器不准确的话，测量准确率就会受到影响。这给系统的布置和维护带来较大困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车流量视频检测装置。本发明的另一目的在于提供一种车流量视频检测方法。为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种车流量视频检测装置，包括：前端摄像采样设备、车流量检测服务器；该车流量检测服务器设有车流量检测模块及与该车流量检测模块连接的存储模块与输出模块，该车流量检测模块与前端摄像采样设备通讯连接。
作为本发明的优选技术方案：所述前端摄像采样设备包括模拟摄像头及与该模拟摄像头连接的视频服务器，该视频服务器与车流量检测模块通讯连接。
作为本发明的优选技术方案：所述前端摄像采样设备为IP摄像头，该IP摄像头与车流量检测模块通讯连接。
作为本发明的优选技术方案：所述前端摄像采样设备包括模拟摄像头及与该模拟摄像头连接的视频采集卡，该视频采集卡与车流量检测模块通讯连接。
一种车流量视频检测方法，包括以下步骤：
a、信息采集：前端摄像采样设备采集监控区域内的图像信息，传输至车流量检测服务器；
b、数据读入：车流量检测模块读入i帧的图像数据；
c、截取图像数据：在图像中截取车道的进入线与出去线上所对应的图像数据；
d、背景差分：将图像序列中的当前帧和背景图像比较，判定是否有物体位于进入线或出去线上；
e、二值化：将图像上的像素点的灰度值设置为0或1，所有灰度值大于或等于阈值的图像判定为物体，其灰度值表示为1；反之，灰度值表示为0，判定为背景物体；
f、腐蚀膨胀；腐蚀：弱化、消除干扰，二值化后的图像，还可能存在局部个别不是物体的1值像素点，即噪声点。腐蚀的作用就是弱化或直接消除这些干扰噪声，使之变为0值背景像素点。
膨胀：增强目标，避免腐蚀处理将有用的物体像素信息去掉，将1值物体像素点附近的0值背景像素点膨胀为1值物体像素点。
g、压线检测：在车道的进入线与出去线上，如有物体压线记作“1”，无物体压线记作“0”；
h、判断压线物体是否车辆；i、记录车辆、车速、长度数据信息，发送至存储模块与输出模块。作为本发明的优选技术方案：所述前端摄像采样设备包括模拟摄像头及与该模拟摄像头连接的视频服务器，该视频服务器与车流量检测模块通讯连接。
作为本发明的优选技术方案：所述前端摄像采样设备为IP摄像头，该IP摄像头与车流量检测模块通讯连接。
作为本发明的优选技术方案：所述前端摄像采样设备包括模拟摄像头及与该模拟摄像头连接的视频采集卡，该视频采集卡与车流量检测模块通讯连接。本发明基于背景差分法，采用最简单的两条平行的检测线(进入线与出去线)来检测车辆相关信息，与其它视频检测方法相比，本方法只处理2条检测线占用的线性区域，车流量检测服务器的运算量很小，处理简单。因此具有简单、高效、实时性好的特点，而且检测区的绘制简单，仅需绘制2条平行线，对于一般的操作人员来说都是相对容易的事情，易于产品的实际施工和维护。
附图说明
图1为本发明第一实施例的结构示意图。
图2为本发明第二实施例的结构示意图。
图3为本发明第三实施例的结构示意图。
图4为本发明的步骤流程图。
图5为本发明中车道上进入线与出去线的示意图。
图6为本发明中车辆进入车道时连续三帧图像的示意图。
图7为图6所对应的数据记录示意图。
具体实施方式
实施例一
请参阅图1，本车流量视频检测装置包括前端摄像采样设备和车流量检测服务器200。所述前端摄像采样设备包括模拟摄像头101及与该模拟摄像头101连接的视频服务器102，该视频服务器102用于将模拟摄像头101采集的模拟信号转换成数字信号再传输至车流量检测服务器200。所述车流量检测服务器200设有车流量检测模块201及与该车流量检测模块201连接的存储模块202与输出模块203。该车流量检测模块201用于处理视频服务器102输出的数字信号，并输出处理结果；该存储模块202用于对车流量检测模块201输出的处理结果进行本地存储；该输出模块203用于连接外部的服务器，以便于检测装置进行扩展。
实施例二、三
请参阅图2与图3，所述车流量视频检测装置的原理与上述第一实施例相同，不同之处在于：
第二实施所采用的前端摄像采样设备为IP摄像头103，该IP摄像头103输出的为数字信号，可将采集的视频信息直接发送至车流量检测服务器200供车流量检测模块201使用。
第三实施所采用的前端摄像采样设备包括模拟摄像头101及与该模拟摄像头101连接的视频采集卡104。在实际实施过程中，该视频采集卡104可集成于车流量检测服务器200，用于将将模拟摄像头101采集的模拟信号转换成数字信号再传输至车流量检测服务器200供车流量检测模块201使用。
请参阅图5，使用上述车流量视频检测装置的检测方法，包括以下步骤：
信息采集：前端摄像采样设备采集监控区域内的图像信息，传输至车流量检测服务器。
数据读入：车流量检测服务器的车流量检测模块读入i帧的图像数据。
截取图像数据：在图像中截取车道的进入线与出去线上所对应的图像数据。仅截取车道的进入线与出去线上所对应的图像数据，可大大减小车流量检测服务器的运算量。
背景差分：将图像序列中的当前帧和背景图像比较，判定是否有物体位于进入线或出去线上。
二值化：将图像上的像素点的灰度值设置为0或1，所有灰度值大于或等于阈值的图像判定为物体，其灰度值表示为1；反之，灰度值表示为0，判定为背景物体。其中，阈值的设定可根据设备的应用场景自行设定，也可根据采用计算公式计算得出，例如，图像像素的平均值E，像素之间的差平方P，像素之间的均方根值Q等各种局部特征，设定一个参数方程进行阈值的计算，例如：阈值T＝a*E+b*P+c*Q，其中a,b,c是自由参数。在本实施例中，该阈值设定为20，即灰度值大于或等于阈值20的图像判定为物体，其灰度值表示为1；反之，灰度值表示为0，判定为背景物体。
f、腐蚀膨胀；腐蚀：弱化、消除干扰，二值化后的图像，还可能存在局部个别不是物体的1值像素点，即噪声点。腐蚀的作用就是弱化或直接消除这些干扰噪声，使之变为0值背景像素点。
膨胀：增强目标，避免腐蚀处理将有用的物体像素信息去掉，将1值物体像素点附近的0值背景像素点膨胀为1值物体像素点。
g、压线检测：在车道的进入线与出去线上，如有物体压线记作“1”，无物体压线记作“0”。
h、判断压线物体是否车辆；取车辆的最小长度阈值，例如车辆最小长度阈值取5帧图像，在压线检测中连续5帧图像记作“1”，即判定压线物体为车辆，避免行人或其它因素干扰记录结果的准确性。
i、记录车辆、车速、长度数据信息，发送至存储模块与输出模块。
请参阅图6，车辆的车速、大小的计算原理如下：
沿车辆的行驶方向，车辆第一次压进入线时间T1和第一次压出去线时间T2，以及第一次离开出去线的时间T2’以及进入线和出去线之间的实际距离D是已知参数，则根据计算公式：车速V＝D/(T2-T1)；车长L＝V×(T2’-T2)车流量检测服务器自动计算得出。
实施例：
请参阅图7，以四车道的道路为例，截取的检测线(进入线或出去线)上的图像，通过背景差分、二值化处理，如当前帧图像的检测线上有车辆，则本车道状态记录为“1”，否则记录为“0”。
如第1帧图像，四条车道状态分别记录为“0”、“0”、“0”、“0”；
如第2帧图像，四条车道状态分别记录为“1”、“0”、“0”、“0”；
如第3帧图像，四条车道状态分别记录为“1”、“0”、“0”、“0”；
通过该数据记录，如连续记录“1”值的图像达到或超过车辆最小长度阈值，则可记录为车辆。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明权利要求书的范围所覆盖。

Claims (3)

1.一种车流量视频检测方法，其基于的检测装置包括：前端摄像采样设备、车流量检测服务器；所述前端摄像采样设备包括模拟摄像头及与该模拟摄像头连接的视频服务器，该视频服务器与车流量检测模块通讯连接；该车流量检测服务器设有车流量检测模块及与该车流量检测模块连接的存储模块与输出模块，该车流量检测模块与前端摄像采样设备通讯连接；其特征在于，检测方法包括以下步骤：
a、信息采集：前端摄像采样设备采集监控区域内的图像信息，传输至车流量检测服务器；所述前端摄像采样设备包括模拟摄像头及与该模拟摄像头连接的视频服务器，该视频服务器与车流量检测模块通讯连接；
b、数据读入：车流量检测模块读入i帧的图像数据；
c、截取图像数据：在图像中截取车道的进入线与出去线上所对应的图像数据；
d、背景差分：将图像序列中的当前帧和背景图像比较，判定是否有物体位于进入线或出去线上；
e、二值化：将图像上的像素点的灰度值设置为0或1，所有灰度值大于或等于阈值的图像判定为物体，其灰度值表示为1；反之，灰度值表示为0，判定为背景物体；
f、腐蚀膨胀；
g、压线检测：在车道的进入线与出去线上，如有物体压线记作“1”，无物体压线记作“0”；
h、判断压线物体是否车辆；
i、记录车辆、车速、长度数据信息，发送至存储模块与输出模块。
2.根据权利要求1所述的车流量视频检测方法，其特征在于：所述前端摄像采样设备为IP摄像头，该IP摄像头与车流量检测模块通讯连接。
3.根据权利要求1所述的车流量视频检测方法，其特征在于：所述前端摄像采样设备包括模拟摄像头及与该模拟摄像头连接的视频采集卡，该视频采集卡与车流量检测模块通讯连接。
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