[發明專利]路口信號燈控制方法及其系統

有效

• 申請號: 201610370729.7
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN107452212B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 楊高林
• 申請（專利權）人: 深圳市奧芭特科技有限公司
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種路口信號燈控制方法，其特征在于，包括：預處理步驟、數量估算步驟和時間預測步驟；其中，

所述預處理步驟，用于根據設備應用條件對視頻偵測內容背景建立及預處理；

所述數量估算步驟，用于利用圖像處理技術和分類器實現對當前圖像中行人數量有效估計；

所述時間預測步驟，用于由行人數量及行人過街時間動態設置適合的綠燈時間長度；

其中，所述預處理步驟進一步包括：圖像采集、圖像灰度化、圖像去噪、背景差分、圖像二值化和形態學處理；所述預處理步驟：首先對獲取的所有行人圖像進行一系列圖像預處理，得到最終的行人前景后獲取其像素數，設定閾值，把圖像分為低密度行人圖像和中高密度行人圖像，對兩類行人采用不同的方法進行估計；對于低密度行人，采用基于前景像素和線性回歸的行人密度估計方法；對于中高密度行人，采用基于紋理特征分析和支持向量機的行人密度估計方法；

所述預處理步驟基于前景像素和線性回歸的低密度行人估計方法，

所述圖像二值化，通過背景差分法獲得前景圖像，通過設定閾值獲得二值圖像；

上式中，D(x，y)是二值圖像，ΔT是分割閾值，d(x，y)是(x，y)處像素的灰度值；利用設定的閾值ΔT，將灰度圖像分為行人前景目標與背景兩部分；所述圖像二值化方法為以下三種方法中的任意一種：

(a)整體閾值二值化法

根據灰度圖像的直方圖來確定閾值：設灰度值的取值是0～255之間的某個整數，f＝0為黑色，f＝255為白色；設n表示圖像的像素總數；n_k表示一幅圖像中第k個灰度級的像素總數；r_k是第k個灰度級，k＝0，1，2…；p(r_k)是灰度值為k時的概率，則有：

灰度直方圖中的前景和背景都會形成高峰，雙峰間的最低谷處作為圖像進行二值化的閾值ΔT；

(b)局部閾值二值化法

把圖像分割成若干子圖像，由每幅子圖像來確定對應的閾值；

(c)動態閾值二值化法

通過像素的灰度值以及像素坐標位置來選取動態閾值；

所述圖像去噪，采用3x3的窗口進行中值濾波去噪；

所述數量估算步驟，進一步包括：經過圖像處理后，獲取每一幅圖像的像素數，以做最小二乘線性擬合獲得低密度時的行人密度估計結果；

所述最小二乘線性擬合為：

假設在二維坐標圖上，己知數據點(x_k，y_k)，多項式擬合函數的表達式為

把數據值與通過擬合函數表達式計算出的ax_k+b之間的誤差稱為殘差，即：

|e_k|的值表示的是點(x_k，y_k)偏離直線的程度，如果(x_k，y_k)剛好在直線上，那么|e_k|＝0，但|e_k|往往不為零；要得到最好的擬合效果，就要讓|e_k|在某種意義上取得最小值，使用下述的3種方法中的任意一種確定擬合函數式中的參數a和b:

(1)尋求參數a和b，使得:

(2)尋求參數a和b，使得:

(3)尋求參數a和b，使得:

對于前兩種方法，因為函數S₁(a，b)及S_∞(a，b)關于參數都是不可微的，所以不能根據一般多元函數取極值時的充分條件求解，求解時會遇到非常大的困難；第(3)種方法也叫做最小二乘擬合法，目標是尋求使得均方差達到最小的參數a和b，這時得到的擬合結果y＝ax+b即為最小二乘擬合直線；由S₂(a，b)的表達式可知其必定有最小值點，這個最小值就是S₂(a，b)的駐點；這時就可利用多元函數取極值時的充分條件，令S₂(a，b)的偏導數等于零，有:

也即求解以下方程組

化簡可得：

在一定條件下，該方程組的解是唯一的，求解可得：

得到最小二乘直線擬合的兩個參數a和b。