專利名稱：基于視頻圖像分析的交通路口監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的路口信號(hào)燈控制和路口交通監(jiān)控的方法和系統(tǒng)，尤其涉及一 種基于視頻圖像分析進(jìn)行各路段的車輛檢測(cè)，以及路口車流的分析及其信號(hào)燈控制的方法 和系統(tǒng)，屬于基于視頻識(shí)別技術(shù)的交通監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著汽車的普及，汽車的數(shù)量快速增加，交通擁擠和二氧化碳過(guò)量排放的 問(wèn)題日趨嚴(yán)重。而保證車輛通行的順暢是緩解這些問(wèn)題的有效方法之一。為此，路口信號(hào) 燈控制的智能化得到了廣泛地重視，作為信號(hào)燈控制的智能化核心之一的指定路段車輛有 無(wú)的檢測(cè)傳感技術(shù)被陸續(xù)開(kāi)發(fā)使用起來(lái)，具有代表性的有地感線圈和無(wú)線地磁感應(yīng)技術(shù)， 如申請(qǐng)?zhí)枮?00710303843.9的中國(guó)專利公開(kāi)了一種“采用地感線圈檢測(cè)路口擁堵?tīng)顟B(tài)的 簡(jiǎn)易方法及采用這種方法的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)”、申請(qǐng)?zhí)枮?00710303841. X的中國(guó)專利 公開(kāi)了一種“基于地感線圈的防擁堵交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)"。這些技術(shù)需要將傳感器埋入 各車道路面以下，由于磨損和電源損耗，平均5到7年需要停路施工，維護(hù)費(fèi)用較高，而且道 路變更時(shí)都要重新埋入地感線圈，更改不夠方便靈活、不直觀。因此現(xiàn)在迫切需要一種更有 效的車輛狀況傳感技術(shù)，以減少維護(hù)成本，提高使用的靈活性和可視性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種交通路口監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地檢測(cè)路口 各方向的車輛情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制信號(hào)燈的切換，提高路口信號(hào)燈控制的智能化程度和保 證車輛的通行順暢。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于視頻圖像分析的交通路口監(jiān)控技 術(shù)和系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)、計(jì)算機(jī)處理器、輸出控制接口、信號(hào)燈機(jī)和信息發(fā)布 終端設(shè)備，其特征在于該系統(tǒng)首先由各路攝像機(jī)和客戶端分析軟件利用視頻圖像分析技 術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)指定范圍內(nèi)各方向的車輛和車流量，然后通過(guò)服務(wù)器端的綜合分析計(jì)算出最佳 的信號(hào)燈控制參數(shù)，用于信號(hào)燈的自動(dòng)切換，并能將異常情況的道路圖像發(fā)布給各目的地， 具體是通過(guò)以下技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)(1)客戶端分析處理系統(tǒng)檢測(cè)指定范圍內(nèi)各方向車輛的技術(shù)，包括以下過(guò)程① 通過(guò)用一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)成像設(shè)備，對(duì)各交通路口的各通行方向的各條道路指定觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行 觀測(cè)，由計(jì)算機(jī)圖形界面指定攝像機(jī)觀測(cè)區(qū)域；②根據(jù)攝像機(jī)獲取的圖像，自動(dòng)建立路面的 圖像模型并自動(dòng)更新；③用當(dāng)前輸入的視頻圖像與路面的圖像模型進(jìn)行比較，抽取出不屬 于路面的前景像素及區(qū)域；④通過(guò)分析前景像素，計(jì)算出觀測(cè)區(qū)域內(nèi)車輛的有無(wú)和多少；(2)客戶端分析處理系統(tǒng)檢測(cè)指定區(qū)域內(nèi)車流量的技術(shù)，包括以下過(guò)程①通過(guò) 用一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)成像設(shè)備，對(duì)各交通路口的各通行方向的各條道路指定觀測(cè)區(qū)域和方向進(jìn) 行觀測(cè)，由計(jì)算機(jī)圖形界面指定觀測(cè)區(qū)域和車輛的運(yùn)動(dòng)方向；②建立路面的圖像模型并自 動(dòng)更新；③用當(dāng)前輸入的視頻圖像與路面的圖像模型進(jìn)行比較，抽取出不屬于路面的前景
4像素及區(qū)域；④通過(guò)圖像的幀間移動(dòng)分析各個(gè)前景像素的光流，抽取屬于指定方向的車輛 前景像素；⑤通過(guò)分析前景像素，計(jì)算出沿指定方向行駛車輛的有無(wú)和多少；(3)服務(wù)器端綜合分析系統(tǒng)分析各交通路口車輛狀況的技術(shù)基于上述檢測(cè)指定 范圍內(nèi)各方向車輛和車流量的技術(shù)，得到紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛數(shù) 量和綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向路段上車輛通行密度，以此檢測(cè)分析交通路口的車輛總體狀 況；(4)服務(wù)器車輛信息綜合分析系統(tǒng)對(duì)信號(hào)燈控制的技術(shù)基于上述檢測(cè)分析的交 通路口的車輛總體狀況，對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行控制，可分以下幾種情況①如果綠燈所對(duì)應(yīng)的各 通行方向路段上車輛通行密度(GD)都為零，而且紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停 泊車輛數(shù)量(RS)不為零，則立即進(jìn)行信號(hào)燈的切換；②如果綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向路 段上車輛通行密度(GD)都不為零，而且紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛數(shù) 量(RS)都為零，保持當(dāng)前的信號(hào)燈狀態(tài)不變；③如果紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的 停泊車輛數(shù)量(RS)超過(guò)設(shè)定閾值TR，而且綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向路段上車輛通行密度 (GD)小于設(shè)定閾值(TG)，且綠燈時(shí)間超過(guò)設(shè)定閾值(GT)，則立即進(jìn)行信號(hào)燈的切換；④其 他條件下，保持信號(hào)燈狀態(tài)不變。(5)交通路況信息發(fā)布的技術(shù)基于上述服務(wù)器端綜合分析系統(tǒng)分析各交通路口 車輛狀況的技術(shù)或其他的方法得到當(dāng)前交通路口的車輛總體狀況進(jìn)行判斷，如果紅燈所對(duì) 應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛數(shù)量(RS)超過(guò)設(shè)定閾值(TR)，而且紅燈時(shí)間超過(guò)設(shè) 定閾值(GT)，通過(guò)交通路口的通信設(shè)備，將當(dāng)前的路況以圖片或視頻方式發(fā)送出去。本發(fā)明基于視頻圖像分析自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)燈控制的系統(tǒng)，包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī) 組成的成像部分、客戶終端各方向車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、服務(wù)器端各方向車輛信息綜 合分析及決策部分、輸出控制部分和交通路況信息發(fā)布部分。本發(fā)明基于視頻圖像分析進(jìn)行路況信息發(fā)布的系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī)組 成的成像部分、客戶終端各方向車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、路況信息發(fā)布部分。本發(fā)明基于視頻圖像分析進(jìn)行交通路口監(jiān)控的系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī)組 成的成像部分、車牌或人臉識(shí)別或車輛反向識(shí)別或?qū)Ｐ械肋`章識(shí)別方法的客戶終端各方向 車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、信息發(fā)布部分。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是用于檢測(cè)路面的攝像機(jī)架設(shè)在路面上的空中， 不需要將傳感器埋入地下，避免了挖路施工，安裝和維護(hù)費(fèi)用較低；道路更改時(shí)，不需重新 安裝設(shè)備，通過(guò)軟件即可方便靈活的更改；通過(guò)視頻圖像分析技術(shù)對(duì)路面進(jìn)行檢測(cè)，觀察范 圍大，準(zhǔn)確率更高。本發(fā)明適用于各種交叉路口的信號(hào)燈控制及異常狀態(tài)的路口圖像發(fā)布。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖；圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)和分析流程示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的基于視頻圖像分析的交通路口監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò) 攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)、計(jì)算機(jī)處理器、輸出控制接口、信號(hào)燈控制設(shè)備和信息發(fā)布終端設(shè)備，系統(tǒng)分析處理流程如圖2所示，首先由各路攝像機(jī)和客戶端分析處理軟件實(shí)時(shí)地檢測(cè)指定范 圍內(nèi)各方向的車輛和車流量，然后通過(guò)服務(wù)器端的綜合分析，根據(jù)當(dāng)前的信號(hào)燈狀態(tài)控制 信號(hào)燈的切換，同時(shí)，根據(jù)預(yù)制的程序在發(fā)生異常時(shí)，通過(guò)信息發(fā)布通道將當(dāng)前的路口交通 信息和視頻發(fā)布出去，具體是通過(guò)以下技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)1、客戶端分析處理系統(tǒng)檢測(cè)指定范圍內(nèi)各方向車輛的技術(shù)，包括以下過(guò)程①通 過(guò)用一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)成像設(shè)備，對(duì)各交通路口的各通行方向的各條道路指定觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行觀 測(cè)，由計(jì)算機(jī)圖形界面指定攝像機(jī)觀測(cè)區(qū)域；②根據(jù)攝像機(jī)獲取的圖像，自動(dòng)建立路面的圖 像模型并自動(dòng)更新；③用當(dāng)前輸入的視頻圖像與路面的圖像模型進(jìn)行比較，抽取出不屬于 路面的前景像素及區(qū)域；④通過(guò)分析前景像素，計(jì)算出觀測(cè)區(qū)域內(nèi)車輛的有無(wú)和多少。本發(fā)明的上述技術(shù)在參數(shù)設(shè)置時(shí)，由計(jì)算機(jī)圖形界面指定觀測(cè)區(qū)域和相關(guān)參數(shù)， 在運(yùn)行時(shí)，分析軟件根據(jù)高斯混合模型(GMMs)形成的模型，高斯模型就是用高斯概率密度 函數(shù)(正態(tài)分布曲線)精確地量化事物，將一個(gè)事物分解為若干的基于高斯概率密度函數(shù) (正態(tài)分布曲線)形成的模型。對(duì)圖像背景建立高斯模型的原理及過(guò)程圖像灰度直方圖反 映的是圖像中某個(gè)灰度值出現(xiàn)的頻次，也可以以為是圖像灰度概率密度的估計(jì)。如果圖像 所包含的目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域相比差異較大，且背景區(qū)域和目標(biāo)區(qū)域在灰度上有一定的差 異，那么該圖像的灰度直方圖呈現(xiàn)雙峰-谷形狀，其中一個(gè)峰對(duì)應(yīng)于目標(biāo)，另一個(gè)峰對(duì)應(yīng)于 背景的中心灰度。對(duì)于復(fù)雜的圖像，一般是多峰的。通過(guò)將直方圖的多峰特性看作是多個(gè)高 斯分布的疊加，可以解決圖像的分割問(wèn)題。在智能監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)是中心 內(nèi)容，而在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)提取中，背景目標(biāo)對(duì)于目標(biāo)的識(shí)別和跟蹤至關(guān)重要，而建模正是背 景目標(biāo)提取的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，我們首先要提起背景和前景的概念，前景是指在假設(shè)背景為 靜止的情況下，任何有意義的運(yùn)動(dòng)物體即為前景。建模的基本思想是從當(dāng)前幀中提取前景， 其目的是使背景更接近當(dāng)前視頻幀的背景，即利用當(dāng)前幀和視頻序列中的當(dāng)前背景幀進(jìn)行 加權(quán)平均來(lái)更新背景，但是由于光照突變以及其他外界環(huán)境的影響，一般的建模后的背景 并非十分干凈清晰，而高斯混合模型則是建模最為成功的方法之一，自動(dòng)建立指定范圍內(nèi) 路面的圖像模型并自動(dòng)更新。用當(dāng)前輸入的視頻圖像與路面的圖像模型進(jìn)行比較，抽取出 不屬于路面的像素(前景像素)及區(qū)域。譬如，對(duì)某一圖像位置(x，y)，當(dāng)前輸入的彩色3 通道視頻圖像的信號(hào)為(II，12，13) (x，y)，同時(shí)當(dāng)前路面的圖像模型的該位置的像素信息 為(Bl，B2, B3) (x，y)；由下式，可以技術(shù)出輸入圖像和路面的圖像模型在該位置的像素的 差值D(x, y) = Il-Bl | + | I2-B2| + | I3-B3根據(jù)預(yù)先參數(shù)設(shè)定的閾值T1，如果D (x，y) > T1，則輸入圖像的該像素就不屬于路 面的像素，是前景像素。否則輸入圖像的該像素就屬于路面的像素。然后，通過(guò)累計(jì)在指定 范圍內(nèi)當(dāng)前輸入圖像的前景像素，計(jì)算出車輛的有無(wú)和多少。例如根據(jù)統(tǒng)計(jì)在指定范圍內(nèi) 的像素，可以預(yù)先得到指定范圍的面積SB，在指定范圍內(nèi)當(dāng)前輸入圖像的前景像素的和累 計(jì)為SI ；根據(jù)預(yù)先參數(shù)設(shè)定的閾值T2，由下式，可以計(jì)算出輸入圖像前景像素的占空比P =SI/SB，如果P > T2，則輸入圖像在該區(qū)域有車輛；否則就沒(méi)有車輛。2、客戶端分析處理系統(tǒng)檢測(cè)指定區(qū)域內(nèi)車流量的技術(shù)，包括以下過(guò)程①通過(guò)用 一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)成像設(shè)備，對(duì)各交通路口的各通行方向的各條道路指定觀測(cè)區(qū)域和方向進(jìn)行 觀測(cè)，由計(jì)算機(jī)圖形界面指定觀測(cè)區(qū)域和車輛的運(yùn)動(dòng)方向；②建立路面的圖像模型并自動(dòng)
6更新；③用當(dāng)前輸入的視頻圖像與路面的圖像模型進(jìn)行比較，抽取出不屬于路面的前景像 素及區(qū)域；④通過(guò)圖像的幀間移動(dòng)分析各個(gè)前景像素的光流，抽取屬于指定方向的車輛前 景像素；⑤通過(guò)分析前景像素，計(jì)算出沿指定方向行駛車輛的有無(wú)和多少；本發(fā)明中的上述技術(shù)在參數(shù)設(shè)置時(shí)，由計(jì)算機(jī)圖形界面指定觀測(cè)區(qū)域，車輛在圖 像上的運(yùn)動(dòng)方向Mb以及相關(guān)參數(shù)，在運(yùn)行時(shí)，分析軟件根據(jù)高斯混合模型(GMMs)自動(dòng)建立 指定范圍內(nèi)路面的圖像模型并自動(dòng)更新。用當(dāng)前輸入的視頻圖像與路面的圖像模型進(jìn)行比 較，抽取出不屬于路面的像素(前景像素)及區(qū)域。譬如，對(duì)某一圖像位置(x，y)，當(dāng)前輸 入的灰色單通道視頻圖像的信號(hào)為I(x，y)，同時(shí)當(dāng)前路面的圖像模型的該位置的像素信息 為B(x，y)；由下式，可以計(jì)算出輸入圖像和路面的圖像模型在該位置的像素的差值D(x，y) = |l_B根據(jù)預(yù)先參數(shù)設(shè)定的閾值T1，如果D(x，y) > T1，則該輸入圖像的像素就不屬于 路面的像素，是前景像素，否則該輸入圖像的像素就屬于路面的像素，通過(guò)光流法分析各個(gè) 前景像素的幀間移動(dòng)方向M(x，y)，光流法在模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)以及其他圖像處理應(yīng)用 中廣泛使用，它與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)以及運(yùn)動(dòng)估計(jì)緊密相關(guān)。在一個(gè)圖像平面上，物體的運(yùn)動(dòng)往往是 通過(guò)圖像序列中不同點(diǎn)的灰度分布的變化體現(xiàn)的，空間中的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)轉(zhuǎn)移到圖像上就表示為 光流場(chǎng)，光流場(chǎng)反映了圖像上每一點(diǎn)的灰度的變化趨勢(shì)。通過(guò)3x3像素領(lǐng)域搜索，將相連的 前景像素抽取出來(lái)組成前景塊G，并根據(jù)各前景像素的光流，計(jì)算出該前景塊G的移動(dòng)方向 Mg。下式可以計(jì)算出輸入圖像的某前景塊G的運(yùn)動(dòng)方向和指定車輛的在圖像上的運(yùn)動(dòng)方向 Mb的差值Dg = | Mg-Mb根據(jù)預(yù)先參數(shù)設(shè)定的閾值T3，如果Dg > T3，則該前景塊G的像素就屬于指定方向 的車輛前景像素。否則就不屬于指定方向的車輛前景像素，然后通過(guò)累計(jì)在指定范圍內(nèi)當(dāng) 前輸入圖像屬于指定方向的車輛前景像素，計(jì)算出指定方向上行駛車輛的有無(wú)和多少。譬 如，根據(jù)統(tǒng)計(jì)在指定范圍內(nèi)的像素，可以預(yù)先得到指定范圍的面積SB，累計(jì)在指定范圍內(nèi) 當(dāng)前輸入圖像屬于指定方向的車輛前景像素的和為SI ；根據(jù)預(yù)先參數(shù)設(shè)定的閾值T4，由下 式，可以技術(shù)出輸入圖像前景像素的占空比P = SI/SB如果P > T4，則，輸入圖像在該區(qū)域有指定方向上行駛的車輛；否則就沒(méi)有車輛。3、服務(wù)器端綜合分析系統(tǒng)分析各交通路口車輛狀況的技術(shù)基于上述檢測(cè)指定 范圍內(nèi)各方向車輛和車流量的技術(shù)，得到紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛數(shù) 量和綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向路段上車輛通行密度，以此檢測(cè)分析交通路口的車輛總體狀 況；4、服務(wù)器車輛信息綜合分析系統(tǒng)對(duì)信號(hào)燈控制的技術(shù)基于第3條所述的方法得 到各交通路口的車輛總體狀況，對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行控制，可分以下幾種情況①如果綠燈所對(duì)應(yīng) 的各通行方向路段上車輛通行密度(GD)都為零，而且紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前 的停泊車輛數(shù)量(RS)不為零，則立即進(jìn)行信號(hào)燈的切換；②如果綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向 路段上車輛通行密度(GD)都不為零，而且紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛 數(shù)量(RS)都為零，保持當(dāng)前的信號(hào)燈狀態(tài)不變；③如果紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前 的停泊車輛數(shù)量(RS)超過(guò)設(shè)定閾值TR，而且綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向路段上車輛通行密度(GD)小于設(shè)定閾值(TG)，且綠燈時(shí)間超過(guò)設(shè)定閾值(GT)，則立即進(jìn)行信號(hào)燈的切換；④ 其他條件下，保持信號(hào)燈狀態(tài)不變。5、交通路況信息發(fā)布的技術(shù)基于上述服務(wù)器端綜合分析系統(tǒng)分析各交通路口車 輛狀況的技術(shù)或其他的方法得到當(dāng)前交通路口的車輛總體狀況進(jìn)行判斷，如果紅燈所對(duì)應(yīng) 的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛數(shù)量(RS)超過(guò)設(shè)定閾值(TR)，而且紅燈時(shí)間超過(guò)設(shè)定 閾值(GT)，通過(guò)交通路口的通信設(shè)備，將當(dāng)前的路況以圖片或視頻方式發(fā)送出去。本發(fā)明基于視頻圖像分析自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)燈控制的系統(tǒng)，包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī) 組成的成像部分、客戶終端各方向車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、服務(wù)器端各方向車輛信息綜 合分析及決策部分、輸出控制部分和交通路況信息發(fā)布部分，成像部分將圖像傳送到客戶 終端各方向車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分，經(jīng)過(guò)客戶終端分析處理的結(jié)果再傳送到服務(wù)器端， 對(duì)各方向車輛信息綜合分析及決策，然后再通過(guò)輸出控制部分對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行控制，還要通 過(guò)交通路況信息發(fā)布部分對(duì)路況信息進(jìn)行發(fā)布。基于視頻圖像分析進(jìn)行路況信息發(fā)布的系 統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī)組成的成像部分、客戶終端各方向車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、 路況信息發(fā)布部分。本發(fā)明基于視頻圖像分析進(jìn)行路況信息發(fā)布的系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī)組 成的成像部分、客戶終端各方向車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、路況信息發(fā)布部分，成像部分將 圖像傳送到客戶終端分析處理后，由路況信息發(fā)布部分發(fā)布出去。本發(fā)明基于視頻圖像分析進(jìn)行交通路口監(jiān)控的系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī)組 成的成像部分、車牌或人臉識(shí)別或車輛反向識(shí)別或?qū)Ｐ械肋`章識(shí)別方法的客戶終端各方向 車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、信息發(fā)布部分，成像部分將圖像傳送到客戶終端分析處理后，由 路況信息發(fā)布部分發(fā)布出去。
權(quán)利要求
1.基于視頻圖像分析的交通路口監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)、計(jì)算機(jī) 處理器、輸出控制接口、信號(hào)燈機(jī)和信息發(fā)布終端設(shè)備，其特征在于該系統(tǒng)首先由各路攝 像機(jī)和客戶端分析軟件利用視頻圖像分析技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)指定范圍內(nèi)各方向的車輛和車流 量，然后通過(guò)服務(wù)器端的綜合分析計(jì)算出最佳的信號(hào)燈控制參數(shù)，用于信號(hào)燈的自動(dòng)切換， 并能將異常情況的道路圖像發(fā)布給各目的地，具體是通過(guò)以下技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)(1)客戶端分析處理系統(tǒng)檢測(cè)指定范圍內(nèi)各方向車輛的技術(shù)，包括以下過(guò)程①通過(guò) 用一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)成像設(shè)備，對(duì)各交通路口的各通行方向的各條道路指定觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行觀 測(cè)，由計(jì)算機(jī)圖形界面指定攝像機(jī)觀測(cè)區(qū)域；②根據(jù)攝像機(jī)獲取的圖像，自動(dòng)建立路面的圖 像模型并自動(dòng)更新；③用當(dāng)前輸入的視頻圖像與路面的圖像模型進(jìn)行比較，抽取出不屬于 路面的前景像素及區(qū)域；④通過(guò)分析前景像素，計(jì)算出觀測(cè)區(qū)域內(nèi)車輛的有無(wú)和多少；(2)客戶端分析處理系統(tǒng)檢測(cè)指定區(qū)域內(nèi)車流量的技術(shù)，包括以下過(guò)程①通過(guò)用一 個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)成像設(shè)備，對(duì)各交通路口的各通行方向的各條道路指定觀測(cè)區(qū)域和方向進(jìn)行觀 測(cè)，由計(jì)算機(jī)圖形界面指定觀測(cè)區(qū)域和車輛的運(yùn)動(dòng)方向；②建立路面的圖像模型并自動(dòng)更 新；③用當(dāng)前輸入的視頻圖像與路面的圖像模型進(jìn)行比較，抽取出不屬于路面的前景像素 及區(qū)域；④通過(guò)圖像的幀間移動(dòng)分析各個(gè)前景像素的光流，抽取屬于指定方向的車輛前景 像素；⑤通過(guò)分析前景像素，計(jì)算出沿指定方向行駛車輛的有無(wú)和多少；(3)服務(wù)器端綜合分析系統(tǒng)分析各交通路口車輛狀況的技術(shù)基于上述檢測(cè)指定范圍 內(nèi)各方向車輛和車流量的技術(shù)，得到紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛數(shù)量和 綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向路段上車輛通行密度，以此檢測(cè)分析交通路口的車輛總體狀況；(4)服務(wù)器車輛信息綜合分析系統(tǒng)對(duì)信號(hào)燈控制的技術(shù)基于上述檢測(cè)分析的交通路 口的車輛總體狀況，對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行控制，可分以下幾種情況①如果綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方 向路段上車輛通行密度(GD)都為零，而且紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛 數(shù)量(RS)不為零，則立即進(jìn)行信號(hào)燈的切換；②如果綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向路段上車輛 通行密度(GD)都不為零，而且紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛數(shù)量(RS)都 為零，保持當(dāng)前的信號(hào)燈狀態(tài)不變；③如果紅燈所對(duì)應(yīng)的通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛 數(shù)量(RS)超過(guò)設(shè)定閾值TR，而且綠燈所對(duì)應(yīng)的各通行方向路段上車輛通行密度(⑶)小于 設(shè)定閾值(TG)，且綠燈時(shí)間超過(guò)設(shè)定閾值(GT)，則立即進(jìn)行信號(hào)燈的切換；④其他條件下， 保持信號(hào)燈狀態(tài)不變。(5)交通路況信息發(fā)布的技術(shù)基于上述服務(wù)器端綜合分析系統(tǒng)分析各交通路口車輛 狀況的技術(shù)或其他的方法得到當(dāng)前交通路口的車輛總體狀況進(jìn)行判斷，如果紅燈所對(duì)應(yīng)的 通行方向路段上當(dāng)前的停泊車輛數(shù)量(RS)超過(guò)設(shè)定閾值(TR)，而且紅燈時(shí)間超過(guò)設(shè)定閾 值(GT)，通過(guò)交通路口的通信設(shè)備，將當(dāng)前的路況以圖片或視頻方式發(fā)送出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻圖像分析的交通路口監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)，其特征還在 于基于視頻圖像分析自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)燈控制的系統(tǒng)，包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī)組成的成像 部分、客戶終端各方向車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、服務(wù)器端各方向車輛信息綜合分析及決 策部分、輸出控制部分和交通路況信息發(fā)布部分，成像部分將圖像傳送到客戶終端各方向 車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分，經(jīng)過(guò)客戶終端分析處理的結(jié)果再傳送到服務(wù)器端，對(duì)各方向車 輛信息綜合分析及決策，然后再通過(guò)輸出控制部分對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行控制，還要通過(guò)交通路況 信息發(fā)布部分對(duì)路況信息進(jìn)行發(fā)布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻圖像分析的交通路口監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)，其特征還 在于基于視頻圖像分析進(jìn)行路況信息發(fā)布的系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī)組成的成像部 分、客戶終端各方向車輛計(jì)算機(jī)分析處理部分、路況信息發(fā)布部分，成像部分將圖像傳送到 客戶終端分析處理后，由路況信息發(fā)布部分發(fā)布出去。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻圖像分析的交通路口監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)，其特征還 在于基于視頻圖像分析進(jìn)行交通路口監(jiān)控的系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)或單個(gè)攝像機(jī)組成的成像部 分、車牌或人臉識(shí)別或車輛反向識(shí)別或?qū)Ｐ械肋`章識(shí)別方法的客戶終端各方向車輛計(jì)算機(jī) 分析處理部分、信息發(fā)布部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于視頻圖像分析的交通路口監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)、計(jì)算機(jī)處理器、輸出控制接口、信號(hào)燈機(jī)和信息發(fā)布終端設(shè)備，該系統(tǒng)首先由各路攝像機(jī)和客戶端分析軟件利用視頻圖像分析技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)指定范圍內(nèi)各方向的車輛和車流量，然后通過(guò)服務(wù)器端的綜合分析計(jì)算出最佳的信號(hào)燈控制參數(shù)，用于信號(hào)燈的自動(dòng)切換，并能將異常情況的道路圖像發(fā)布給各目的地。其優(yōu)點(diǎn)是用于檢測(cè)路面的攝像機(jī)架設(shè)在路面上的空中，安裝和維護(hù)費(fèi)用較低；道路更改時(shí)，不需重新安裝設(shè)備，通過(guò)軟件即可方便靈活的更改；通過(guò)視頻圖像分析技術(shù)對(duì)路面進(jìn)行檢測(cè)，觀察范圍大，準(zhǔn)確率高。本發(fā)明適用于交叉路口的信號(hào)燈控制及異常狀態(tài)的路口圖像發(fā)布。
文檔編號(hào)H04N7/18GK102005120SQ201010553169
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者顧海松, 顧紅松 申請(qǐng)人:顧海松, 顧紅松