專利名稱：一種車輛視頻分析方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通領(lǐng)域，尤其涉及一種車輛視頻分析方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著車輛與道路通車?yán)锍痰脑黾?，車輛運(yùn)行速度的提高，交通事故量不斷增加，影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民群眾的正常生活。導(dǎo)致交通事故量增加的主要因素之一是車輛在行駛過(guò)程中人為和非人為產(chǎn)生的各種違規(guī)違章事件?，F(xiàn)有的道路交通安全設(shè)施建設(shè)中，采用了幾種公知的技術(shù)工具，可以監(jiān)控和記錄上述事件的違規(guī)違章過(guò)程，并能對(duì)當(dāng)事車輛和人員按章處罰。例如，電子警察可以記錄車輛闖紅燈過(guò)程；固定或移動(dòng)式測(cè)速取證設(shè)備可以記錄車輛超速過(guò)程道路通用和專用監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄車輛占道、壓線、強(qiáng)搶超匯、超限超載、行駛過(guò)程中散落物過(guò)程；攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)可以拍攝記錄非法停車現(xiàn)場(chǎng)。但是，在現(xiàn)有的智能交通領(lǐng)域中，復(fù)雜場(chǎng)景下的目標(biāo)提取一直是個(gè)難題，目前，還不能提取出完整的目標(biāo)區(qū)域和去除陰影后的車輛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種車輛視頻分析方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)提取一個(gè)去除陰影后完整的目標(biāo)區(qū)域。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。—種車輛視頻分析方法，包括步驟目標(biāo)區(qū)域的提取在HSV空間的V通道內(nèi)，將當(dāng)前幀與背景圖的比值圖歸一化并向 0 255映射，通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)和高斯擬合得到比值圖的均值u和方差δ，將比值圖中比值在u士K δ以外的部分作為目標(biāo)區(qū)域，其中K為跟圖像噪聲相關(guān)的系數(shù)；陰影的去除將陰影分成四個(gè)方向；對(duì)于左右陰影的去除是根據(jù)在同一連通域內(nèi)，陰影和車身的寬度差距進(jìn)行打斷和分割；對(duì)于前后陰影的去除是在同一連通域內(nèi)每行的梯度之和與整個(gè)連通域的梯度行均值比較進(jìn)行分割。優(yōu)選的，左右陰影的去除具體包括步驟進(jìn)行連續(xù)像素標(biāo)記，并進(jìn)行打斷處理；分別對(duì)打斷前后陰影進(jìn)行連通域標(biāo)記；得出打斷前每個(gè)連通域內(nèi)的最大連續(xù)長(zhǎng)度maX_rand ；去除打斷后該連通域中長(zhǎng)度小于maxjand —半的連通域。優(yōu)選的，左右陰影的去除還包括比較相鄰兩個(gè)標(biāo)記長(zhǎng)度，去除相差超過(guò)1. 25倍的小的標(biāo)記。優(yōu)選的，前后陰影的去除具體包括步驟計(jì)算V通道差分圖Dif的梯度圖；結(jié)合目標(biāo)區(qū)域計(jì)算純背景區(qū)域?qū)?yīng)的梯度均值，并對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行連通域標(biāo)記；
計(jì)算每個(gè)連通域梯度的補(bǔ)償圖G，對(duì)每個(gè)連通域腐蝕去除陰影邊界；在每個(gè)連通域內(nèi)計(jì)算差分圖Dif每行的梯度之和Vl與梯度補(bǔ)償圖G每行的梯度之和v2 ；計(jì)算得到整個(gè)連通域的vl_v2的均值v，將vl > 1. 5v對(duì)應(yīng)的行作為該連通域中的陰影分割行。一種車輛視頻分析系統(tǒng)，包括目標(biāo)區(qū)域提取單元用于在HSV空間的V通道內(nèi)，將當(dāng)前幀與背景圖的比值圖歸一化并向0 255映射，通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)和高斯擬合得到比值圖的均值u和方差δ，將比值圖中比值在u士K δ以外的部分作為目標(biāo)區(qū)域，其中K為跟圖像噪聲相關(guān)的系數(shù)；陰影去除單元用于將陰影分成四個(gè)方向；對(duì)于左右陰影的去除是根據(jù)在同一連通域內(nèi)，陰影和車身的寬度差距進(jìn)行打斷和分割；對(duì)于前后陰影的去除是在同一連通域內(nèi)每行的梯度之和與整個(gè)連通域的梯度行均值比較進(jìn)行分割。本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明視頻分析方法可以提取出比較完整的車身區(qū)域，為后續(xù)視頻分析如車輛壓線、變道、闖紅燈等功能的實(shí)現(xiàn)掃除了障礙，避免了這些功能的誤判。


圖1是本發(fā)明目標(biāo)區(qū)域提取流程圖；圖2是本發(fā)明陰影去除流程圖。圖3是本發(fā)明系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明核心思想首先進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域的提??；具體為在HSV空間的V通道內(nèi)，通過(guò)將當(dāng)前幀與背景圖的比值圖歸一化并向ο 255映射，再通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)和高斯擬合得到比值圖的均值u和方差δ，將比值圖中比值在u 士 Κδ以外的部分作為目標(biāo)區(qū)域，其中K為跟圖像噪聲相關(guān)的系數(shù)。然后進(jìn)行陰影的去除將陰影分成四個(gè)方向，針對(duì)不同的陰影方向，作不同處理； 左右陰影的去除是根據(jù)在同一連通域內(nèi)，陰影和車身的寬度差距進(jìn)行打斷和分割；前后陰影的去除是在同一連通域內(nèi)每行的梯度之和與整個(gè)連通域的梯度行均值比較進(jìn)行分割。實(shí)施例請(qǐng)參閱圖1所示，目標(biāo)區(qū)域提取，包括步驟101 在HSV空間V通道內(nèi)，將當(dāng)前幀與背景圖的比值歸一化并向0 255映射；其中，歸一化即是將一組數(shù)據(jù)向(0，1)區(qū)間映射；步驟102 進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)和高斯擬合得到比值圖的均值u和方差δ ；其中，高斯擬合即是先用局部高斯函數(shù)對(duì)極值周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)分別進(jìn)行擬合，然后將擬合得到的相鄰局部函數(shù)拼接起來(lái)，構(gòu)成全局?jǐn)M合函數(shù)。
步驟103:去除比值中比值在u士K δ以內(nèi)的點(diǎn)將比值在u士K δ以外的部分作為目標(biāo)區(qū)域；其中K為跟圖像噪聲相關(guān)的系數(shù)。請(qǐng)參閱圖2所示，陰影的去除，包括步驟201 將陰影分成前后左右四個(gè)方向，判斷陰影方向是否為前后方向陰影，如果是，進(jìn)入步驟202 ；否則，進(jìn)入步驟207 ；步驟202 計(jì)算V通道差分圖Dif的梯度圖；步驟203 結(jié)合目標(biāo)區(qū)域計(jì)算純背景區(qū)域?qū)?yīng)的梯度均值，并對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行連通域標(biāo)記；步驟204 計(jì)算每個(gè)連通域梯度的補(bǔ)償圖G，對(duì)每個(gè)連通域腐蝕去除陰影邊界；步驟205 在每個(gè)連通域內(nèi)計(jì)算差分圖Dif每行的梯度之和vl與梯度補(bǔ)償圖G每行的梯度之和v2;步驟206 計(jì)算得到整個(gè)連通域的vl_v2的均值V，將vl > 1. 5v對(duì)應(yīng)的行作為該連通域中的陰影分割行；步驟207 對(duì)于左右方向陰影，進(jìn)行連續(xù)像素標(biāo)記，并進(jìn)行打斷處理；比較相鄰兩個(gè)標(biāo)記長(zhǎng)度，去除相差超過(guò)1. 25倍的小的標(biāo)記；步驟208 分別對(duì)打斷前后陰影進(jìn)行連通域標(biāo)記；步驟209 得出打斷前每個(gè)連通域內(nèi)的最大連續(xù)長(zhǎng)度maX_rand ；步驟210 去除打斷后該連通域中長(zhǎng)度小于maX_rand —半的連通域。請(qǐng)參閱圖3所示，包括目標(biāo)區(qū)域提取單元用于在HSV空間的V通道內(nèi)，將當(dāng)前幀與背景圖的比值圖歸一化并向0 255映射，通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)和高斯擬合得到比值圖的均值u和方差δ，將比值圖中比值在u 士 Κδ以外的部分作為目標(biāo)區(qū)域，其中K為跟圖像噪聲相關(guān)的系數(shù)；陰影去除單元用于將陰影分成四個(gè)方向；對(duì)于左右陰影的去除是根據(jù)在同一連通域內(nèi)，陰影和車身的寬度差距進(jìn)行打斷和分割；對(duì)于前后陰影的去除是在同一連通域內(nèi)每行的梯度之和與整個(gè)連通域的梯度行均值比較進(jìn)行分割。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車輛視頻分析方法，其特征在于，包括步驟目標(biāo)區(qū)域的提取在HSV空間的V通道內(nèi)，將當(dāng)前幀與背景圖的比值圖歸一化并向0 255映射，通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)和高斯擬合得到比值圖的均值u和方差δ，將比值圖中比值在 u士K δ以外的部分作為目標(biāo)區(qū)域，其中K為跟圖像噪聲相關(guān)的系數(shù)；陰影的去除將陰影分成四個(gè)方向；對(duì)于左右陰影的去除是根據(jù)在同一連通域內(nèi)，陰影和車身的寬度差距進(jìn)行打斷和分割；對(duì)于前后陰影的去除是在同一連通域內(nèi)每行的梯度之和與整個(gè)連通域的梯度行均值比較進(jìn)行分割。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛視頻分析方法，其特征在于，左右陰影的去除具體包括步驟進(jìn)行連續(xù)像素標(biāo)記，并進(jìn)行打斷處理； 分別對(duì)打斷前后陰影進(jìn)行連通域標(biāo)記； 得出打斷前每個(gè)連通域內(nèi)的最大連續(xù)長(zhǎng)度maX_rand ； 去除打斷后該連通域中長(zhǎng)度小于maX_rand —半的連通域。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛視頻分析方法，其特征在于，左右陰影的去除還包括比較相鄰兩個(gè)標(biāo)記長(zhǎng)度，去除相差超過(guò)1. 25倍的小的標(biāo)記。
4.如權(quán)利要求1所述的車輛視頻分析方法，其特征在于，前后陰影的去除具體包括步驟計(jì)算V通道差分圖Dif的梯度圖；結(jié)合目標(biāo)區(qū)域計(jì)算純背景區(qū)域?qū)?yīng)的梯度均值，并對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行連通域標(biāo)記；計(jì)算每個(gè)連通域梯度的補(bǔ)償圖G，對(duì)每個(gè)連通域腐蝕去除陰影邊界；在每個(gè)連通域內(nèi)計(jì)算差分圖Dif每行的梯度之和Vl與梯度補(bǔ)償圖G每行的梯度之和v2 ；計(jì)算得到整個(gè)連通域的vl_v2的均值v，將vl > 1. 5v對(duì)應(yīng)的行作為該連通域中的陰影分割行。
5.一種車輛視頻分析系統(tǒng)，其特征在于，包括目標(biāo)區(qū)域提取單元用于在HSV空間的V通道內(nèi)，將當(dāng)前幀與背景圖的比值圖歸一化并向0 255映射，通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)和高斯擬合得到比值圖的均值u和方差δ，將比值圖中比值在u士K δ以外的部分作為目標(biāo)區(qū)域，其中K為跟圖像噪聲相關(guān)的系數(shù)；陰影去除單元用于將陰影分成四個(gè)方向；對(duì)于左右陰影的去除是根據(jù)在同一連通域內(nèi)，陰影和車身的寬度差距進(jìn)行打斷和分割；對(duì)于前后陰影的去除是在同一連通域內(nèi)每行的梯度之和與整個(gè)連通域的梯度行均值比較進(jìn)行分割。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種車輛視頻分析方法及系統(tǒng)，該方法包括步驟目標(biāo)區(qū)域的提取在HSV空間的V通道內(nèi)，將當(dāng)前幀與背景圖的比值圖歸一化并向0～255映射，通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)和高斯擬合得到比值圖的均值u和方差δ，將比值圖中比值在u±Kδ以外的部分作為目標(biāo)區(qū)域，其中K為跟圖像噪聲相關(guān)的系數(shù)；陰影的去除將陰影分成四個(gè)方向；對(duì)于左右陰影的去除是根據(jù)在同一連通域內(nèi)，陰影和車身的寬度差距進(jìn)行打斷和分割；對(duì)于前后陰影的去除是在同一連通域內(nèi)每行的梯度之和與整個(gè)連通域的梯度行均值比較進(jìn)行分割。本發(fā)明視頻分析方法可以提取出比較完整的車身區(qū)域，為后續(xù)視頻分析如車輛壓線、變道、闖紅燈等功能的實(shí)現(xiàn)掃除了障礙，避免了這些功能的誤判。
文檔編號(hào)G08G1/01GK102411714SQ201110223298
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者劉星, 張俊, 王偉, 鄧宏平 申請(qǐng)人:安徽超遠(yuǎn)信息技術(shù)有限公司