CN108960028B - 基于图像分析的拥堵程度判断系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于图像分析的拥堵程度判断系统，包括：电子地图分析设备，用于获取电子地图的实时信息，从所述实时信息中提取出广告播放设备当前位置附近的各个道路的拥堵程度等级；拥堵判断设备，用于接收各个道路的拥堵程度等级，将所述各个道路按照相对于所述广告播放设备的每一个方向进行区间划分，基于每一个方向内的各个道路的拥堵程度等级确定每一个方向的拥堵程度等级；旋转拍摄设备，用于朝向各个方向的拥堵程度等级中拥堵程度等级最低的方向进行现场图像拍摄。通过本发明，在定制的图像识别机制的基础上，获取拥堵程度等级最低的方向以停止对该方向的广告播放。
Description
技术领域
本发明涉及图像分析领域，尤其涉及一种基于图像分析的拥堵程度判断系统。
背景技术
图像分析(image analysis)和图像处理(image processing)关系密切，两者有一定程度的交叉，但是又有所不同。图像处理侧重于信号处理方面的研究，比如图像对比度的调节、图像编码、去噪以及各种滤波的研究。但是图像分析更侧重点在于研究图像的内容，包括但不局限于使用图像处理的各种技术，它更倾向于对图像内容的分析、解释和识别。因而，图像分析和计算机科学领域中的模式识别、计算机视觉关系更密切一些。
图像分析一般利用数学模型并结合图像处理的技术来分析底层特征和上层结构，从而提取具有一定智能性的信息。
发明内容
本发明提供了一种基于图像分析的拥堵程度判断系统，搭建了各个方向的拥堵程度等级测量机制和基于各个方向的拥堵程度等级进行各个方向的定制广告测量的广告模式切换机制，从而提高了户外广告的智能化水准。
为此，本发明至少具有以下四个重要发明点：
(1)通过对每一行的像素点的像素值的变化度的分析，将变化剧烈的多个行作为对象所在行以用于后续的对象检测，从而减少了对象检测的图像范围；
(2)基于电子地图的道路拥堵程度的分析结果，确定每一个方向内的拥堵程度等级，方向的拥堵程度等级越高，所述方向内的旋转速率越慢，以保持更多车辆对广告播放设备的内容的关注；
(3)采用高精度的图像识别机制对拥堵程度等级最低的方向内的车辆数目进行检测，以确定是否需要停止对该方向的广告播放；
(4)建立了基于与直方图分布范围幅度对应的不同小波处理维数的小波滤波机制，使得小波滤波操作与图像数据的分布情况相适应。
根据本发明的一方面，提供了一种基于图像分析的拥堵程度判断系统，所述系统包括：
电子地图分析设备，用于获取电子地图的实时信息，从所述实时信息中提取出广告播放设备当前位置附近的各个道路的拥堵程度等级，并输出各个道路的拥堵程度等级；
拥堵判断设备，与所述电子地图分析设备连接，用于接收各个道路的拥堵程度等级，将所述各个道路按照相对于所述广告播放设备的每一个方向进行区间划分，基于每一个方向内的各个道路的拥堵程度等级确定每一个方向的拥堵程度等级，并输出各个方向的拥堵程度等级；
旋转拍摄设备，设置在所述广告播放设备附近，用于接收各个方向的拥堵程度等级，朝向各个方向的拥堵程度等级中拥堵程度等级最低的方向进行现场图像拍摄，以获得现场高清图像；
分布范围解析设备，与所述旋转拍摄设备连接，用于接收所述现场高清图像，对所述现场高清图像执行直方图分布范围解析，以获得直方图分布范围，并将所述直方图分布范围的幅度作为图像分布幅度输出；
SD存储芯片，用于保存范围维数索引表，所述范围维数索引表保存了以不同直方图分布范围幅度为索引对应的不同小波处理维数，其中，直方图分布范围幅度越大，对应的不同小波处理维数越大；
维数选择设备，分别与所述SD存储芯片和所述分布范围解析设备连接，用于接收所述图像分布幅度和所述范围维数索引表，在所述范围维数索引表中搜索与所述图像分布幅度对应的小波处理维数，并采用对应的小波处理维数对所述现场高清图像执行小波滤波处理，以获得滤波处理图像。
具体实施方式
下面将对本发明的基于图像分析的拥堵程度判断系统的实施方案进行详细说明。
户外广告业务近几年在中国市场发展很快。这种“快”不仅体现在行业规模短时间之内的不断扩大上，还体现在新兴户外媒体形式的“快速”推出及被市场认可、接受。而与“快”相伴相生的就是“高”，户外广告业的高利润、投资的高回报、整体行业的高增长。
一方面，传统大众媒介成本不断增高却面临着效果有所下降的趋势，而相比于传统的大众媒体广告，户外广告以较低的成本和较好的传播效果日益赢得了广告客户和广告公司的青睐；
另一方面，由于户外广告开发和经营的丰厚的利润潜力使得户外广告成为广告公司的热门的经营项目，专业运营户外广告的广告公司迅即出现并迅猛地进行资本运作，依托其强大的资金支持及社会关系背景不断开发新的户外广告形式。
现有技术中，户外广告的广告模式过于固化，智能化水平低下，缺乏一种技术方案，使得户外广告平台能够根据具体所在环境进行自适应的广告模式切换。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于图像分析的拥堵程度判断系统，能够基于附近测量的参数进行广告模式的自适应切换。
根据本发明实施方案示出的基于图像分析的拥堵程度判断系统包括：
电子地图分析设备，用于获取电子地图的实时信息，从所述实时信息中提取出广告播放设备当前位置附近的各个道路的拥堵程度等级，并输出各个道路的拥堵程度等级；
拥堵判断设备，与所述电子地图分析设备连接，用于接收各个道路的拥堵程度等级，将所述各个道路按照相对于所述广告播放设备的每一个方向进行区间划分，基于每一个方向内的各个道路的拥堵程度等级确定每一个方向的拥堵程度等级，并输出各个方向的拥堵程度等级；
旋转拍摄设备，设置在所述广告播放设备附近，用于接收各个方向的拥堵程度等级，朝向各个方向的拥堵程度等级中拥堵程度等级最低的方向进行现场图像拍摄，以获得现场高清图像。
接着，继续对本发明的基于图像分析的拥堵程度判断系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述基于图像分析的拥堵程度判断系统中，还包括：
分布范围解析设备，与所述旋转拍摄设备连接，用于接收所述现场高清图像，对所述现场高清图像执行直方图分布范围解析，以获得直方图分布范围，并将所述直方图分布范围的幅度作为图像分布幅度输出；
SD存储芯片，用于保存范围维数索引表，所述范围维数索引表保存了以不同直方图分布范围幅度为索引对应的不同小波处理维数，其中，直方图分布范围幅度越大，对应的不同小波处理维数越大。
在所述基于图像分析的拥堵程度判断系统中，还包括：
维数选择设备，分别与所述SD存储芯片和所述分布范围解析设备连接，用于接收所述图像分布幅度和所述范围维数索引表，在所述范围维数索引表中搜索与所述图像分布幅度对应的小波处理维数，并采用对应的小波处理维数对所述现场高清图像执行小波滤波处理，以获得滤波处理图像；
成分获取设备，与所述维数选择设备连接，用于接收所述滤波处理图像，从所述滤波处理图像中获取每一个像素点的色调成分值、亮度成分值和饱和度成分值，将每一个像素点的色调成分值、亮度成分值和饱和度成分值相乘后获得的数值进行开立方运算，以获得每一个像素点的成分表示数值；
向量测量设备，与所述成分获取设备连接，用于接收各个像素点的成分表示数值，并按照每一个像素点的归属行对各个像素点的进行分类，以获得每一行的多个像素点，还用于将每一行的多个像素点的成分表示数值组成一维向量；
向量处理设备，与所述冗余度分析设备连接，用于接收各行的各个一维向量，并对每一个行的一维向量进行变化度分析，以获得所述行的对应的变化度，输出各行的各个变化度；
车牌数量评估设备，与所述向量处理设备连接，用于接收各行的各个变化度，并对各行的各个变化度进行从小到大的数值排序，并将排序靠前的预设数量的多个行作为对象行，将多个对象行形成的图像区域进行图像形态学处理后获得对象子图像，基于预设车牌图像特征对所述对象子图像进行对象检测，以确定所述对象子图像中的车牌数量，并将车牌数量与预设最低数量进行比较，当小于所述预设最低数量时，发出低价值信号，否则，发出高价值信号；
云台设备，设置在所述广告播放设备的下方，分别于所述车牌数量评估设备和所述旋转拍摄设备连接，用于带动所述广告播放设备进行旋转，还用于在接收到所述低价值信号时，将各个方向的拥堵程度等级中拥堵程度等级最低的方向作为旋转禁区。
在所述基于图像分析的拥堵程度判断系统中：
所述云台设备还用于在接收到所述高价值信号时，继续维持到各个方向的拥堵程度等级中拥堵程度等级最低的方向的旋转。
在所述基于图像分析的拥堵程度判断系统中：
在所述拥堵判断设备中，将所述各个道路按照相对于所述广告播放设备的每一个方向进行区间划分包括：确定每一个道路在相对于所述广告播放设备的各个方向内的面积，将各个方向内的面积进行比较，将面积最大的对应的方向作为所述道路的归属方向。
在所述基于图像分析的拥堵程度判断系统中：
所述云台设备还基于各个方向的拥堵程度等级确定在各个方向内的旋转速率。
以及，在所述基于图像分析的拥堵程度判断系统中：
基于各个方向的拥堵程度等级确定在各个方向内的旋转速率包括：某一方向的拥堵程度等级越高，所述方向内的旋转速率越慢。
另外，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。
常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
采用本发明的基于图像分析的拥堵程度判断系统，针对现有技术中户外广告智能化低下的技术问题，基于电子地图的道路拥堵程度的分析结果，确定每一个方向内的拥堵程度等级，方向的拥堵程度等级越高，所述方向内的旋转速率越慢，以保持更多车辆对广告播放设备的内容的关注，更关键的是，还采用了针对性的图像处理机制以提高附近参数的检测精度，例如，建立了基于与直方图分布范围幅度对应的不同小波处理维数的小波滤波机制，使得小波滤波操作与图像数据的分布情况相适应，采用高精度的图像识别机制对拥堵程度等级最低的方向内的车辆数目进行检测，以确定是否需要停止对该方向的广告播放。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种基于图像分析的拥堵程度判断系统，其特征在于，所述系统包括：
电子地图分析设备，用于获取电子地图的实时信息，从所述实时信息中提取出广告播放设备当前位置附近的各个道路的拥堵程度等级，并输出各个道路的拥堵程度等级；
拥堵判断设备，与所述电子地图分析设备连接，用于接收各个道路的拥堵程度等级，将所述各个道路按照相对于所述广告播放设备的每一个方向进行区间划分，基于每一个方向内的各个道路的拥堵程度等级确定每一个方向的拥堵程度等级，并输出各个方向的拥堵程度等级；
旋转拍摄设备，设置在所述广告播放设备附近，用于接收各个方向的拥堵程度等级，朝向各个方向的拥堵程度等级中拥堵程度等级最低的方向进行现场图像拍摄，以获得现场高清图像；
分布范围解析设备，与所述旋转拍摄设备连接，用于接收所述现场高清图像，对所述现场高清图像执行直方图分布范围解析，以获得直方图分布范围，并将所述直方图分布范围的幅度作为图像分布幅度输出；
SD存储芯片，用于保存范围维数索引表，所述范围维数索引表保存了以不同直方图分布范围幅度为索引对应的不同小波处理维数，其中，直方图分布范围幅度越大，对应的不同小波处理维数越大；
维数选择设备，分别与所述SD存储芯片和所述分布范围解析设备连接，用于接收所述图像分布幅度和所述范围维数索引表，在所述范围维数索引表中搜索与所述图像分布幅度对应的小波处理维数，并采用对应的小波处理维数对所述现场高清图像执行小波滤波处理，以获得滤波处理图像；
成分获取设备，与所述维数选择设备连接，用于接收所述滤波处理图像，从所述滤波处理图像中获取每一个像素点的色调成分值、亮度成分值和饱和度成分值，将每一个像素点的色调成分值、亮度成分值和饱和度成分值相乘后获得的数值进行开立方运算，以获得每一个像素点的成分表示数值；
向量测量设备，与所述成分获取设备连接，用于接收各个像素点的成分表示数值，并按照每一个像素点的归属行对各个像素点的进行分类，以获得每一行的多个像素点，还用于将每一行的多个像素点的成分表示数值组成一维向量；
向量处理设备，与冗余度分析设备连接，用于接收各行的各个一维向量，并对每一个行的一维向量进行变化度分析，以获得所述行的对应的变化度，输出各行的各个变化度；
车牌数量评估设备，与所述向量处理设备连接，用于接收各行的各个变化度，并对各行的各个变化度进行从小到大的数值排序，并将排序靠前的预设数量的多个行作为对象行，将多个对象行形成的图像区域进行图像形态学处理后获得对象子图像，基于预设车牌图像特征对所述对象子图像进行对象检测，以确定所述对象子图像中的车牌数量，并将车牌数量与预设最低数量进行比较，当小于所述预设最低数量时，发出低价值信号，否则，发出高价值信号；
云台设备，设置在所述广告播放设备的下方，分别与所述车牌数量评估设备和所述旋转拍摄设备连接，用于带动所述广告播放设备进行旋转，还用于在接收到所述低价值信号时，将各个方向的拥堵程度等级中拥堵程度等级最低的方向作为旋转禁区。
2.如权利要求1所述的基于图像分析的拥堵程度判断系统，其特征在于：
所述云台设备还用于在接收到所述高价值信号时，继续维持到各个方向的拥堵程度等级中拥堵程度等级最低的方向的旋转。
3.如权利要求2所述的基于图像分析的拥堵程度判断系统，其特征在于：
在所述拥堵判断设备中，将所述各个道路按照相对于所述广告播放设备的每一个方向进行区间划分包括：确定每一个道路在相对于所述广告播放设备的各个方向内的面积，将各个方向内的面积进行比较，将面积最大的对应的方向作为所述道路的归属方向。
4.如权利要求3所述的基于图像分析的拥堵程度判断系统，其特征在于：
所述云台设备还基于各个方向的拥堵程度等级确定在各个方向内的旋转速率。
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190312 Address after: 401120 data of Xiantao street, Yubei District, Chongqing 19 Applicant after: Chongqing Wingshengda Technology Co.,Ltd. Address before: 224000 No. 8 Hope Road Middle Road, Ting Hu District, Yancheng City, Jiangsu Applicant before: Li Jinping |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Congestion degree judgment system based on image analysis Effective date of registration: 20220520 Granted publication date: 20190405 Pledgee: Chongqing Branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: Chongqing Wingshengda Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022500000028 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220701 Address after: 401123 building 17, No. 106, west section of Jinkai Avenue, Yubei District, Chongqing Patentee after: BOLAA NETWORK Co.,Ltd. Address before: 401120 data of Xiantao street, Yubei District, Chongqing 19 Patentee before: Chongqing Wingshengda Technology Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230614 Granted publication date: 20190405 Pledgee: Chongqing Branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: BOLAA NETWORK Co.,Ltd.|Chongqing Wingshengda Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022500000028 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Congestion Degree Determination System Based on Image Analysis Effective date of registration: 20230809 Granted publication date: 20190405 Pledgee: Chongqing Branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: BOLAA NETWORK Co.,Ltd.|Chongqing Wingshengda Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023500000055 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |