[發明專利]一種基于視頻的客車與貨車分類方法

有效

• 申請號: 201310326455.8
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103413439A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 宋煥生;閆國偉;劉冬妹;李倩麗;田佳霖;張茜婷;王璇
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G08G1/017
• 分類號: G08G1/017;G07B15/06;G06K9/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本發明屬于視頻檢測與信息處理技術領域，具體涉及一種基于視頻的貨車與客車的分類方法。

背景技術

在我國的高速公路收費系統中，對貨車和客車的收費標準體系是不同的，其中，貨車的收費主要依據其載貨重量，而客車的收費則主要依據車型的種類或核定乘客數量。因此，在收費系統中，必須首先區分貨車及客車。

目前，我國的高速公路收費方式主要有半自動收費和ETC（不停車收費）兩種。在半自動收費方式中，主要靠人工區分貨車和客車；而在ETC中，為了區分貨車與客車，一般采用設置專門的客車和貨車通道，以實現貨車與客車區別收費的目的。

無論是半自動收費還是ETC，如果能夠實現貨車和客車的自動識別，將會大大提高收費效率和管理水平。例如，某些流量小的收費車道可以實現無人值守的自助式收費，貨車與客車也可以不必單獨設置專門的收費通道，這樣不但節省人力物力，充分利用道路資源，而且便于統一管理，使得收費系統更加完善和高效。由此可見，研究客車與貨車的自動識別技術，對于提高高速公路收費系統的自動化水平具有十分重要的現實意義。

目前的車輛分類技術主要有壓力傳感器分類技術，激光檢測分類技術，紅外檢測分類技術，電磁感應線圈分類技術，無線通訊分類技術等，這些方法的系統與特定分類標準密切相關，因而系統可移植性差；采用壓力傳感器或電磁感應線圈的系統還需要重新鋪設路面，安裝不便、缺乏靈活性。這些系統還有一個共同的缺點，就是由于設備工作環境惡劣、使用壽命有限，基于無線通訊技術的車輛識別系統需要所有車輛安裝脈沖發射器，投資非常大。

發明內容

針對高速公路收費系統的現狀，本發明的目的在于，提出一種基于視頻的客車與貨車分類的方法，該方法可以對視頻范圍內的大中型貨車和客車實現實時、可靠的分類。

為了實現上述技術任務，本發明采用的技術方案是：

一種基于視頻的客車與貨車分類方法，該方法利用計算機對攝像機采集的視頻圖像序列進行處理實現客車與貨車的分類，所述的計算機上連接有紅外車輛分離器，紅外車輛分離器安裝在高速公路收費站通道入口處，在紅外車輛分離器靠近收費站方向的一側安裝有LED燈帶，豎直設置，在LED燈帶底部安裝有第一攝像機，LED燈帶中部的一側安裝有第二攝像機，第一攝像機和第二攝像機的鏡頭均平行于路面，且與道路方向垂直；所述的第一攝像機和第二攝像機分別通過一個圖像采集卡與計算機連接；該基于視頻的客車與貨車分類方法包括以下步驟：

步驟一，第一攝像機和第二攝像機捕捉視野范圍內的視頻信息，計算機通過圖像采集卡分別對第一攝像機和第二攝像機采集的視頻信息進行圖像采集，得到第一攝像機和第二攝像機采集的視頻圖像序列；

步驟二，紅外車輛分離器監控道路上是否有車輛經過，如果檢測到有車輛的車頭經過，則將該信息傳遞給計算機，記視頻幀數為N，視頻總數為M，M和N的初始值為0；執行步驟三；

步驟三，計算機利用基于特征角點的目標跟蹤算法對第一攝像機采集的視頻圖像序列進行處理：

（1）在第一攝像機采集到的視頻圖像序列中，選取視頻圖像序列當前幀圖像，采用Moravec算法提取目標角點，并以該角點為中心選取一個圖像塊作為模板；

（2）采用基于塊匹配法進行跟蹤，在當前幀的下一幀圖像中，將與上述模板對應位置同樣大小的塊的像素值與模板的像素值做差，若像素值差不為0的個數大于5，則執行步驟四，否則返回步驟三繼續執行；

步驟四，計算機對第二攝像機采集到的視頻圖像序列進行處理：

（1）目標區域的標定

在第二攝像機采集到的視頻圖像序列中，計算機選取當前幀圖像，將當前幀圖像以豎直方向劃分成三個大小相同的區域，選取中間的區域作為處理區域；

（2）采用背景差分法對處理區域進行目標的分割

對選取的處理區域的每個像素點采用全局閾值二值化方法進行處理，然后將處理后的區域劃分成多個大小相同的塊，再對每個塊進行基于塊的二值化處理；

（3）連通區域標記

采用八鄰域標記算法對經過二值化處理后的圖像塊進行連通區域標記，并進行連通域的去除及填充合并得到連通圖像；再對連通圖像進行形態學濾波中的閉運算處理，得到目標對象；

（4）帶狀目標的檢測

分析目標對象的幾何形狀特征，計算目標對象的高寬比值，根據比值，如果目標對象的高寬比值大于25，則確定該目標是帶狀目標；

（5）帶狀目標的跟蹤統計