本發(fā)明涉及車廂管理領域，尤其涉及一種實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)。

背景技術：

早在20世紀初前期，當時火車“最高速率”超過時速200公里者寥寥無幾。直到1964年日本的新干線系統(tǒng)開通，是史上第一個實現(xiàn)“營運速率”高于時速200公里的高速鐵路系統(tǒng)。

世界上首條出現(xiàn)的高速鐵路是日本的新干線，于1964年正式營運。日系新干線列車由川崎重工建造，行駛在東京－名古屋－京都－大阪的東海道新干線，營運速度每小時271公里，營運最高時速300公里。

由于火車以及高鐵車廂內的人員成分復雜，流動性速度快，采用人工方式對火車以及高鐵車廂內的人員進行鑒定和管理是很難實現(xiàn)的，因此，現(xiàn)有技術中通常采用在車廂內設置攝像頭的方式進行人員監(jiān)控，然而，這樣帶來一個問題，車廂內人員高度不同，所帶物件長短和高矮不同，導致對攝像頭的視角造成影響，存在一些死角，如果這時增加攝像頭的數(shù)量并一直保持打開狀態(tài)，又會造成在車廂內人員少時的功耗上的浪費。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)，能夠對車廂內的實時乘客圖像數(shù)據進行有效修正，保證乘客信息提取的精度，同時建立攝像頭自適應的開關機制，即基于各個高大乘客在車廂內的位置確定每一個高清攝像頭附近高大乘客的數(shù)量，當數(shù)量大于等于預設數(shù)量閾值時，開啟該位置處對應的高清攝像頭，相反，則關閉該位置處對應的高清攝像頭，從而在克服了高大乘客對攝像頭視角造成的影響的同時，避免了電子設備在功耗上的浪費。

根據本發(fā)明的一方面，提供了一種實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：靜態(tài)存儲設備和計時設備，所述靜態(tài)存儲設備用于預先存儲所述第一權重系數(shù)、所述第二權重系數(shù)和所述第三權重系數(shù)；所述計時設備用于確定并輸出當前時刻。

更具體地，在所述實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)中，還包括：實時亮度檢測設備，包括光量測量儀和亮度輸出接口，所述光量測量儀用于實時檢測當前光線強度，所述亮度輸出接口與所述光量測量儀連接，用于實時輸出所述當前光線強度。

更具體地，在所述實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)中，還包括：參考值確定設備，與所述計時設備，用于獲取所述當前時刻，與所述實時亮度檢測設備連接，用于以所述當前時刻為軸線，獲取所述當前光線強度的最大值、均值和方差，并基于所述當前光線強度的最大值、均值和方差獲取以所述當前時刻為變化量的參考值確定函數(shù)。

更具體地，在所述實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)中，還包括：

并行采集設備，設置在車廂頂部，包括數(shù)據檢測設備、數(shù)據分析設備、數(shù)據輸出接口以及預設數(shù)量、并行設置的多個ccd光電轉換器，所述多個ccd光電轉換器面向車廂內部進行圖像數(shù)據采集，每一個ccd光電轉換器輸出一個初始目標圖像；所述數(shù)據檢測設備分別與所述多個ccd光電轉換器連接，用于接收對應的多個初始目標圖像，分別提取出各個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍；所述數(shù)據分析設備分別與所述靜態(tài)存儲設備和所述數(shù)據檢測設備連接，用于基于每一個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍確定每一個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)，其中，基于每一個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍確定每一個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)包括：將每一個初始目標圖像的對比度與第一權重系數(shù)相乘以獲得第一乘積，將每一個初始目標圖像的信噪比與第二權重系數(shù)相乘以獲得第二乘積，將每一個初始目標圖像的動態(tài)范圍與第三權重系數(shù)相乘以獲得第三乘積，將所述第一乘積、所述第二乘積以及所述第三乘積相加以獲得所述信號質量權衡指數(shù)；所述數(shù)據輸出接口與所述數(shù)據分析設備連接，用于將各個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)進行比較，將信號質量權衡指數(shù)最高的初始目標圖像作為最終目標圖像輸出；其中，對于每一個初始目標圖像，其對比度越高，信號質量權衡指數(shù)越大，其信噪比越高，信號質量權衡指數(shù)越大，其動態(tài)范圍越大，信號質量權衡指數(shù)越大；

顏色切換設備，與并行采集設備連接，用于接收最終目標圖像，對所述最終目標圖像執(zhí)行rgb顏色空間到y(tǒng)uv顏色空間的信號轉換，以獲得所述最終目標圖像的y分量、u分量和v分量；

第一修正設備，分別與所述計時設備、所述參考值確定設備和所述顏色切換設備連接，用于基于所述計時設備輸出的當前時刻確定所述參考值確定函數(shù)的函數(shù)值，并采用確定的所述參考值確定函數(shù)的函數(shù)值對所述v分量進行校正；

第二修正設備，與所述第一修正設備連接，用于基于u分量、v分量以及校正后的v分量執(zhí)行yuv顏色空間到rgb顏色空間的信號轉換，并將信號轉換后獲得的圖像進行伽馬修正以獲得并輸出亮度修正圖像；

乘客信息提取設備，與第二修正設備連接，對亮度修正圖像進行各個目標的類型識別以確定高度值超過預設高度閾值的高大乘客，輸出亮度修正圖像中的高大乘客數(shù)量，并針對亮度修正圖像中的每一個高大乘客，基于其在亮度修正圖像中景深確定其在車廂內的位置；

多個高清攝像頭，均勻設置在并行采集設備所屬車廂的頂部的不同位置，每一個高清攝像頭都面向車廂進行拍攝，默認狀態(tài)下，每一個高清攝像頭都為關閉狀態(tài)；

攝像頭控制設備，與乘客信息提取設備連接，用于基于各個高大乘客在車廂內的位置確定每一個高清攝像頭附近高大乘客的數(shù)量，當數(shù)量大于等于預設數(shù)量閾值時，開啟對應的高清攝像頭，否則，關閉對應的高清攝像頭。

更具體地，在所述實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)中：采用mc9s12芯片的存儲單元、計時單元和控制單元分別實現(xiàn)所述靜態(tài)存儲設備、所述計時設備和所述攝像頭控制設備

附圖說明

以下將結合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中：

圖1為根據本發(fā)明實施方案示出的實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)的結構方框圖。

圖2為根據本發(fā)明實施方案示出的實時乘客圖像數(shù)據修正方法的步驟流程圖。

附圖標記：1靜態(tài)存儲設備；2計時設備；3實時亮度檢測設備；4參考值確定設備；s101使用靜態(tài)存儲設備，用于預先存儲所述第一權重系數(shù)、所述第二權重系數(shù)和所述第三權重系數(shù)；s102使用計時設備，用于確定并輸出當前時刻；s103使用實時亮度檢測設備，包括光量測量儀和亮度輸出接口，所述光量測量儀用于實時檢測當前光線強度，所述亮度輸出接口與所述光量測量儀連接，用于實時輸出所述當前光線強度；s104使用參考值確定設備，與所述計時設備，用于獲取所述當前時刻，與所述實時亮度檢測設備連接，用于以所述當前時刻為軸線，獲取所述當前光線強度的最大值、均值和方差，并基于所述當前光線強度的最大值、均值和方差獲取以所述當前時刻為變化量的參考值確定函數(shù)

具體實施方式

下面將參照附圖對本發(fā)明的實時乘客圖像數(shù)據修正方法的實施方案進行詳細說明。

1959年4月5日，世界上第一條真正意義上的高速鐵路東海道新干線在日本破土動工，經過5年建設，于1964年3月全線完成鋪軌，同年7月竣工，1964年10月1日正式通車。東海道新干線從東京起始，途經名古屋，京都等地終至(新)大阪，全長515.4公里，運營速度高達210公里/小時，它的建成通車標志著世界高速鐵路新紀元的到來。隨后法國、意大利、德國紛紛修建高速鐵路。1972年繼東海道新干線之后，日本又修建了山陽、東北和上越新干線；法國修建了東南tgv線、大西洋tgv線；意大利修建了羅馬至佛羅倫薩。以日本為首的第一代高速鐵路的建成，大力推動了沿線地區(qū)經濟的均衡發(fā)展，促進了房地產、工業(yè)機械、鋼鐵等相關產業(yè)的發(fā)展，降低了交通運輸對環(huán)境的影響程度，鐵路市場份額大幅度回升，企業(yè)經濟效益明顯好轉。

法國、德國、意大利、西班牙、比利時、荷蘭、瑞典、英國等歐洲大部分發(fā)達國家，大規(guī)模修建該國或跨國界高速鐵路，逐步形成了歐洲高速鐵路網絡。這次高速鐵路的建設高潮，不僅僅是鐵路提高內部企業(yè)效益的需要，更多的是國家能源、環(huán)境、交通政策的需要。

在亞洲(韓國、中國臺灣、中國)、北美洲(美國)、澳洲(澳大利亞)世界范圍內掀起了建設高速鐵路的熱潮。主要體現(xiàn)在：一是修建高速鐵路得到了各國政府的大力支持，一般都有了全國性的整體修建規(guī)劃，并按照規(guī)劃逐步實施；二是修建高速鐵路的企業(yè)經濟效益和社會效益，得到了更廣層面的共識，特別是修建高速鐵路能夠節(jié)約能源、減少土地使用面積、減少環(huán)境污染、交通安全等方面的社會效益顯著，以及能夠促進沿線地區(qū)經濟發(fā)展、加快產業(yè)結構的調整等等。

高速鐵路的發(fā)展也帶來了人員控制上的困難，為此，當前采用基于圖像數(shù)據處理的現(xiàn)場監(jiān)控方案對車廂內的人員進行監(jiān)控，當前這種監(jiān)控模式具有兩大不足需要克服，第一，當高大乘客過多時存在視野死角，第二，實時圖像數(shù)據的精度不足，需要進行修正。為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)及方法，具體方案如下。

圖1為根據本發(fā)明實施方案示出的實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)的結構方框圖，所述系統(tǒng)包括：靜態(tài)存儲設備和計時設備，所述靜態(tài)存儲設備用于預先存儲所述第一權重系數(shù)、所述第二權重系數(shù)和所述第三權重系數(shù)；所述計時設備用于確定并輸出當前時刻。

接著，繼續(xù)對本發(fā)明的實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)的具體結構進行進一步的說明。

所述系統(tǒng)中還可以包括：

實時亮度檢測設備，包括光量測量儀和亮度輸出接口，所述光量測量儀用于實時檢測當前光線強度，所述亮度輸出接口與所述光量測量儀連接，用于實時輸出所述當前光線強度。

所述系統(tǒng)中還可以包括：

參考值確定設備，與所述計時設備，用于獲取所述當前時刻，與所述實時亮度檢測設備連接，用于以所述當前時刻為軸線，獲取所述當前光線強度的最大值、均值和方差，并基于所述當前光線強度的最大值、均值和方差獲取以所述當前時刻為變化量的參考值確定函數(shù)。

所述系統(tǒng)中還可以包括：

并行采集設備，設置在車廂頂部，包括數(shù)據檢測設備、數(shù)據分析設備、數(shù)據輸出接口以及預設數(shù)量、并行設置的多個ccd光電轉換器，所述多個ccd光電轉換器面向車廂內部進行圖像數(shù)據采集，每一個ccd光電轉換器輸出一個初始目標圖像；所述數(shù)據檢測設備分別與所述多個ccd光電轉換器連接，用于接收對應的多個初始目標圖像，分別提取出各個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍；所述數(shù)據分析設備分別與所述靜態(tài)存儲設備和所述數(shù)據檢測設備連接，用于基于每一個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍確定每一個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)，其中，基于每一個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍確定每一個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)包括：將每一個初始目標圖像的對比度與第一權重系數(shù)相乘以獲得第一乘積，將每一個初始目標圖像的信噪比與第二權重系數(shù)相乘以獲得第二乘積，將每一個初始目標圖像的動態(tài)范圍與第三權重系數(shù)相乘以獲得第三乘積，將所述第一乘積、所述第二乘積以及所述第三乘積相加以獲得所述信號質量權衡指數(shù)；所述數(shù)據輸出接口與所述數(shù)據分析設備連接，用于將各個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)進行比較，將信號質量權衡指數(shù)最高的初始目標圖像作為最終目標圖像輸出；其中，對于每一個初始目標圖像，其對比度越高，信號質量權衡指數(shù)越大，其信噪比越高，信號質量權衡指數(shù)越大，其動態(tài)范圍越大，信號質量權衡指數(shù)越大；

顏色切換設備，與并行采集設備連接，用于接收最終目標圖像，對所述最終目標圖像執(zhí)行rgb顏色空間到y(tǒng)uv顏色空間的信號轉換，以獲得所述最終目標圖像的y分量、u分量和v分量；

第一修正設備，分別與所述計時設備、所述參考值確定設備和所述顏色切換設備連接，用于基于所述計時設備輸出的當前時刻確定所述參考值確定函數(shù)的函數(shù)值，并采用確定的所述參考值確定函數(shù)的函數(shù)值對所述v分量進行校正；

第二修正設備，與所述第一修正設備連接，用于基于u分量、v分量以及校正后的v分量執(zhí)行yuv顏色空間到rgb顏色空間的信號轉換，并將信號轉換后獲得的圖像進行伽馬修正以獲得并輸出亮度修正圖像；

乘客信息提取設備，與第二修正設備連接，對亮度修正圖像進行各個目標的類型識別以確定高度值超過預設高度閾值的高大乘客，輸出亮度修正圖像中的高大乘客數(shù)量，并針對亮度修正圖像中的每一個高大乘客，基于其在亮度修正圖像中景深確定其在車廂內的位置；

多個高清攝像頭，均勻設置在并行采集設備所屬車廂的頂部的不同位置，每一個高清攝像頭都面向車廂進行拍攝，默認狀態(tài)下，每一個高清攝像頭都為關閉狀態(tài)；

攝像頭控制設備，與乘客信息提取設備連接，用于基于各個高大乘客在車廂內的位置確定每一個高清攝像頭附近高大乘客的數(shù)量，當數(shù)量大于等于預設數(shù)量閾值時，開啟對應的高清攝像頭，否則，關閉對應的高清攝像頭。

以及在所述系統(tǒng)中：

可以采用mc9s12芯片的存儲單元、計時單元和控制單元分別實現(xiàn)所述靜態(tài)存儲設備、所述計時設備和所述攝像頭控制設備

圖2為根據本發(fā)明實施方案示出的實時乘客圖像數(shù)據修正方法的步驟流程圖，所述方法包括：使用靜態(tài)存儲設備，用于預先存儲所述第一權重系數(shù)、所述第二權重系數(shù)和所述第三權重系數(shù)；使用計時設備，用于確定并輸出當前時刻。

接著，繼續(xù)對本發(fā)明的實時乘客圖像數(shù)據修正方法的具體步驟進行進一步的說明。

所述方法還可以包括：

使用實時亮度檢測設備，包括光量測量儀和亮度輸出接口，所述光量測量儀用于實時檢測當前光線強度，所述亮度輸出接口與所述光量測量儀連接，用于實時輸出所述當前光線強度。

所述方法還可以包括：

使用參考值確定設備，與所述計時設備，用于獲取所述當前時刻，與所述實時亮度檢測設備連接，用于以所述當前時刻為軸線，獲取所述當前光線強度的最大值、均值和方差，并基于所述當前光線強度的最大值、均值和方差獲取以所述當前時刻為變化量的參考值確定函數(shù)。

所述方法還可以包括：

使用并行采集設備，設置在車廂頂部，包括數(shù)據檢測設備、數(shù)據分析設備、數(shù)據輸出接口以及預設數(shù)量、并行設置的多個ccd光電轉換器，所述多個ccd光電轉換器面向車廂內部進行圖像數(shù)據采集，每一個ccd光電轉換器輸出一個初始目標圖像；所述數(shù)據檢測設備分別與所述多個ccd光電轉換器連接，用于接收對應的多個初始目標圖像，分別提取出各個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍；所述數(shù)據分析設備與所述數(shù)據檢測設備連接，用于基于每一個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍確定每一個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)，其中，基于每一個初始目標圖像的對比度、信噪比和動態(tài)范圍確定每一個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)包括：將每一個初始目標圖像的對比度與第一權重系數(shù)相乘以獲得第一乘積，將每一個初始目標圖像的信噪比與第二權重系數(shù)相乘以獲得第二乘積，將每一個初始目標圖像的動態(tài)范圍與第三權重系數(shù)相乘以獲得第三乘積，將所述第一乘積、所述第二乘積以及所述第三乘積相加以獲得所述信號質量權衡指數(shù)；所述數(shù)據輸出接口與所述數(shù)據分析設備連接，用于將各個初始目標圖像的信號質量權衡指數(shù)進行比較，將信號質量權衡指數(shù)最高的初始目標圖像作為最終目標圖像輸出；其中，對于每一個初始目標圖像，其對比度越高，信號質量權衡指數(shù)越大，其信噪比越高，信號質量權衡指數(shù)越大，其動態(tài)范圍越大，信號質量權衡指數(shù)越大；

使用顏色切換設備，與并行采集設備連接，用于接收最終目標圖像，對所述最終目標圖像執(zhí)行rgb顏色空間到y(tǒng)uv顏色空間的信號轉換，以獲得所述最終目標圖像的y分量、u分量和v分量；

使用第一修正設備，分別與所述計時設備、所述參考值確定設備和所述顏色切換設備連接，用于基于所述計時設備輸出的當前時刻確定所述參考值確定函數(shù)的函數(shù)值，并采用確定的所述參考值確定函數(shù)的函數(shù)值對所述v分量進行校正；

使用第二修正設備，與所述第一修正設備連接，用于基于u分量、v分量以及校正后的v分量執(zhí)行yuv顏色空間到rgb顏色空間的信號轉換，并將信號轉換后獲得的圖像進行伽馬修正以獲得并輸出亮度修正圖像；

使用乘客信息提取設備，與第二修正設備連接，對亮度修正圖像進行各個目標的類型識別以確定高度值超過預設高度閾值的高大乘客，輸出亮度修正圖像中的高大乘客數(shù)量，并針對亮度修正圖像中的每一個高大乘客，基于其在亮度修正圖像中景深確定其在車廂內的位置；

使用多個高清攝像頭，均勻設置在并行采集設備所屬車廂的頂部的不同位置，每一個高清攝像頭都面向車廂進行拍攝，默認狀態(tài)下，每一個高清攝像頭都為關閉狀態(tài)；

使用攝像頭控制設備，與乘客信息提取設備連接，用于基于各個高大乘客在車廂內的位置確定每一個高清攝像頭附近高大乘客的數(shù)量，當數(shù)量大于等于預設數(shù)量閾值時，開啟對應的高清攝像頭，否則，關閉對應的高清攝像頭。

以及在所述方法中：

可以采用mc9s12芯片的存儲單元、計時單元和控制單元分別實現(xiàn)所述靜態(tài)存儲設備、所述計時設備和所述攝像頭控制設備。

另外，可采用cmos傳感單元替換ccd光電轉換器。cmos圖像傳感器是一種典型的固體成像傳感器，與ccd有著共同的歷史淵源。cmos圖像傳感器通常由像敏單元陣列、行驅動器、列驅動器、時序控制邏輯、ad轉換器、數(shù)據總線輸出接口、控制接口等幾部分組成,這幾部分通常都被集成在同一塊硅片上。其工作過程一般可分為復位、光電轉換、積分、讀出幾部分。

在cmos圖像傳感器芯片上還可以集成其他數(shù)字信號處理電路，如ad轉換器、自動曝光量控制、非均勻補償、白平衡處理、黑電平控制、伽瑪校正等，為了進行快速計算甚至可以將具有可編程功能的dsp器件與cmos器件集成在一起，從而組成單片數(shù)字相機及圖像處理系統(tǒng)。

1963年morrison發(fā)表了可計算傳感器，這是一種可以利用光導效應測定光斑位置的結構，成為cmos圖像傳感器發(fā)展的開端。1995年低噪聲的cmos有源像素傳感器單片數(shù)字相機獲得成功。

cmos圖像傳感器具有以下幾個優(yōu)點：1)、隨機窗口讀取能力。隨機窗口讀取操作是cmos圖像傳感器在功能上優(yōu)于ccd的一個方面，也稱之為感興趣區(qū)域選取。此外，cmos圖像傳感器的高集成特性使其很容易實現(xiàn)同時開多個跟蹤窗口的功能。2)、抗輻射能力。總的來說，cmos圖像傳感器潛在的抗輻射性能相對于ccd性能有重要增強。3)、系統(tǒng)復雜程度和可靠性。采用cmos圖像傳感器可以大大地簡化系統(tǒng)硬件結構。4)、非破壞性數(shù)據讀出方式。5)、優(yōu)化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元結構中集成了多個功能晶體管的原因，cmos圖像傳感器也存在著若干缺點，主要是噪聲和填充率兩個指標。鑒于cmos圖像傳感器相對優(yōu)越的性能，使得cmos圖像傳感器在各個領域得到了廣泛的應用。

采用本發(fā)明的實時乘客圖像數(shù)據修正系統(tǒng)及方法，針對現(xiàn)有技術中實時乘客圖像修正困難的技術問題，通過改造現(xiàn)有圖像獲取機制，對實時乘客圖像進行有效修正，同時建立攝像頭自適應開關控制機制，能夠基于每一個車廂位置內的高大乘客數(shù)量確定相應攝像頭的開關模式，從而保證對車廂內環(huán)境的監(jiān)控效果。

可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內。