CN103956055A - 一种车辆图像抓拍装置及其抓拍控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆图像抓拍装置及其抓拍控制方法，属于智能交通监控技术领域，所要解决的技术问题是提供了一种使用简单、方便，整个系统准确率高，误触发率低，方便后续处理的车辆图像抓拍装置及其抓拍控制方法，包括用于运动车辆检测的视频采集单元、用于车辆图像抓拍的图像采集单元和数字信号处理及存储单元，所述数字信号处理及存储单元与视频采集单元、图像采集单元连接控制，数字信号处理及存储单元上连接有电源；本发明系统准确率高，误触发率低，为后续处理提供便利，广泛用于车牌图像的抓拍。

Description

一种车辆图像抓拍装置及其抓拍控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆图像抓拍装置及其抓拍控制方法，属于智能交通监控技术领域。

背景技术

随着智能交通系统的飞速发展，车辆检测及抓拍技术得到越来越广泛的应用。车辆检测的准确率以及抓拍的图像的质量对后续的图像处理，如车牌识别等处理有着很大影响。目前主要有外部触发和视频触发两种方法进行车辆检测，但外部触发方式需破坏地面进行线圈的安装，系统安装及维修成本较高，大大降低了系统的适用范围。视频触发装置采用虚拟线圈技术，安装方便，但环境适应能力较差，对外部光线和其他非车辆运动目标较为敏感，虚警率较高，往往造成误触发，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供了一种使用简单、方便，整个系统准确率高，误触发率低，方便后续处理的车辆图像抓拍装置及其抓拍控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种车辆图像抓拍装置，包括用于运动车辆检测的视频采集单元、用于车辆图像抓拍的图像采集单元和数字信号处理及存储单元，所述数字信号处理及存储单元与视频采集单元、图像采集单元连接控制，数字信号处理及存储单元上连接有电源。

优选地，视频采集单元为摄像机，图像采集单元或为摄像机，或为照相机。

优选地，还包括用于常亮补光的补光灯、用于抓拍补光的闪光灯和设置在路边的立柱，所述视频采集单元、补光灯、图像采集单元和闪光灯由上至下依次安装在立柱上，所述数字信号处理及存储单元内嵌在视频采集单元内部，所述闪光灯与数字信号处理及存储单元连接，补光灯与电源连接。

一种用于车辆图像抓拍的抓拍控制方法，按照以下步骤进行：

a、启动抓拍装置，补光灯常亮；

b、数字信号处理及存储单元提取多帧视频采集单元中的图像，并转换为灰度图像，存在缓存中，其中灰度图像的宽度和高度分别为W和H；

c、取第M帧图像，并将图像中每个像素点的灰度值累加后作平均，得到背景图像；

d、数字信号处理及存储单元每隔150-250ms提取视频采集单元中的一帧图像，并进行灰度转换，得到灰度图像；

e、将灰度图像与背景图像中每个像素点的灰度值相减后求绝对值，得到差图像；

f、统计差图像中像素点的灰度值大于20的个数N,①若N＞W*H/3，则转入步骤h；②若N≤W*H/3，则认为没有车辆进入，转入步骤g；

g、若步骤f中W*H/10≤N≤W*H/3或距上次步骤g执行时间小于5秒，则转入步骤d；若步骤f中N＜W*H/10，且距上次步骤g执行时间大于5秒，则将该帧图像替换片内缓存中存储的第一帧图像，转入步骤c，再第二次执行步骤g时替换第二帧图像，依次类推，直至替换掉缓存中第M帧图像后，重新替换第一帧图像；

h、数字信号处理及存储单元控制闪光灯闪光，同时获取图像采集单元中的图像，然后重新执行步骤d。

优选地，所述步骤c中采用的计算公式为                                                

其中为背景图像，表示背景图像中像素点坐标为处的灰度值，表示第k帧图像像素点坐标为处的灰度值。

本发明中视频采集单元、补光灯、图像采集单元和闪光灯依次安装在立柱上，视频采集单元水平倾角较大，且对准路面，视野范围较小且背景相对固定，能够有效降低其他运动物体造成的虚拟线圈的误触发率，且补光灯常亮，在出现阴影、外部光线变化突变等情况下不会造成误触发。

图像采集单元水平倾角较小，近乎水平，拍摄的车辆图片中车牌图像倾斜度较小，使后续的车牌定位、倾斜校正、车牌边框消除等处理难度降低，有效提高了整个系统的准确率，且闪光灯闪光与图像采集单元的图像获取同步进行，能够进一步提高图像质量，减少噪声等干扰，有利于后续处理。

附图说明

图1为本发明中一种车辆图像抓拍装置的结构示意图。

图2为本发明中车辆抓拍控制方法的工作流程图。

图中：1为视频采集单元，2为补光灯，3为图像采集单元，4为闪光灯，5为数字信号处理及存储单元，6为立柱，7为减速带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作的具体实施例作进一步说明。

如图1所示，本实施例的一种车辆图像抓拍装置，包括用于运动车辆检测的视频采集单元1、用于车辆图像抓拍的图像采集单元3和数字信号处理及存储单元5，所述数字信号处理及存储单元5与视频采集单元1、图像采集单元3连接控制，数字信号处理及存储单元5上连接有电源，其中视频采集单元1为摄像机，图像采集单元3或为摄像机，或为照相机。

具体地，还包括用于常亮补光的补光灯2、用于抓拍补光的闪光灯4和设置在路边的立柱6，所述视频采集单元1、补光灯2、图像采集单元3和闪光灯4由上至下依次安装在立柱6上，所述数字信号处理及存储单元5内嵌在视频采集单元1内部，所述闪光灯4与数字信号处理及存储单元5连接，补光灯2与电源连接，视频采集单元1、图像采集单元3的视频线输入到数字信号处理存储单元5中，闪光灯4的控制线由数字信号处理及存储单元5控制，其中视频采集单元1的安装高度约为1.5m，水平倾角约为40°；图像采集单元3的安装高度约为0.6m，水平倾角约为5°。常亮补光灯安装在视频采集单元1的下方，倾角为40°，以照射范围覆盖到视频采集单元1的视野范围为准。闪光灯4安装在图像采集单元3的下方，倾角为5°。立柱6前方设置减速带7，与减速带7的水平距离约为3m。

如图2所示，对车辆图像抓拍进行控制，具体的按照以下步骤进行：

a、启动抓拍装置，补光灯常亮；

b、数字信号处理及存储单元提取多帧视频采集单元中的图像，并转换为灰度图像，存在缓存中，其中灰度图像的宽度和高度分别为W和H，单位为像素点，k表示第k帧图像；

c、取第M帧图像，并将图像中每个像素点的灰度值累加后作平均，得到背景图像，采用的计算公式为

其中为背景图像，表示背景图像中像素点坐标为处的灰度值，表示第k帧图像像素点坐标为处的灰度值。

d、数字信号处理及存储单元每隔150-250ms提取视频采集单元中的一帧图像，并进行灰度转换，得到灰度图像；

e、将灰度图像与背景图像中每个像素点的灰度值相减后求绝对值，得到差图像；

f、统计差图像中像素点的灰度值大于20的个数N,①若N＞W*H/3，则转入步骤h；②若N≤W*H/3，则认为没有车辆进入，转入步骤g；

g、若步骤f中W*H/10≤N≤W*H/3或距上次步骤g执行时间小于5秒，则转入步骤d；若步骤f中N＜W*H/10，且距上次步骤g执行时间大于5秒，则将该帧图像替换片内缓存中存储的第一帧图像，转入步骤c，再第二次执行步骤g时替换第二帧图像，依次类推，直至替换掉缓存中第M帧图像后，重新替换第一帧图像；

h、数字信号处理及存储单元控制闪光灯闪光，同时获取图像采集单元中的图像，然后重新执行步骤d。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种车辆图像抓拍装置，其特征在于：包括用于运动车辆检测的视频采集单元1、用于车辆图像抓拍的图像采集单元3和数字信号处理及存储单元5，所述数字信号处理及存储单元5与视频采集单元1、图像采集单元3连接控制，数字信号处理及存储单元5上连接有电源。

2.根据权利要求1所述的一种车辆图像抓拍装置，其特征在于：视频采集单元1为摄像机，图像采集单元3或为摄像机，或为照相机。

3.根据权利要求2所述的一种车辆图像抓拍装置，其特征在于：还包括用于常亮补光的补光灯2、用于抓拍补光的闪光灯4和设置在路边的立柱6，所述视频采集单元1、补光灯2、图像采集单元3和闪光灯4由上至下依次安装在立柱6上，所述数字信号处理及存储单元5内嵌在视频采集单元1内部，所述闪光灯4与数字信号处理及存储单元5连接，补光灯2与电源连接。

4.一种用于车辆图像抓拍的抓拍控制方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

a、启动抓拍装置，补光灯常亮；

b、数字信号处理及存储单元提取多帧视频采集单元中的图像，并转换为灰度图像，存在缓存中，其中灰度图像的宽度和高度分别为W和H；

c、取第M帧图像，并将图像中每个像素点的灰度值累加后作平均，得到背景图像；

d、数字信号处理及存储单元每隔150-250ms提取视频采集单元中的一帧图像，并进行灰度转换，得到灰度图像；

e、将灰度图像与背景图像中每个像素点的灰度值相减后求绝对值，得到差图像；

f、统计差图像中像素点的灰度值大于20的个数N,①若N＞W*H/3，则转入步骤h；②若N≤W*H/3，则认为没有车辆进入，转入步骤g；

g、若步骤f中W*H/10≤N≤W*H/3或距上次步骤g执行时间小于5秒，则转入步骤d；若步骤f中N＜W*H/10，且距上次步骤g执行时间大于5秒，则将该帧图像替换片内缓存中存储的第一帧图像，转入步骤c，再第二次执行步骤g时替换第二帧图像，依次类推，直至替换掉缓存中第M帧图像后，重新替换第一帧图像；

h、数字信号处理及存储单元控制闪光灯闪光，同时获取图像采集单元中的图像，然后重新执行步骤d。

5.根据权利要求4所述的、一种用于车辆图像抓拍的抓拍控制方法，其特征在于：所述步骤c中采用的计算公式为                                                

其中为背景图像，表示背景图像中像素点坐标为处的灰度值，表示第k帧图像像素点坐标为处的灰度值。