[發明專利]一種基于道路監控視頻圖像的最遠可見點檢測方法

在審

• 申請號: 201811054764.3
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109285187A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 路小波;曹毅超
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/11
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本發明公開了一種基于道路監控視頻圖像的最遠可見點檢測方法，包括如下步驟：(1)安裝攝像機后，手工標示出待分析區域；(2)對待分析區域進行背景提取；(3)推導背景圖像中可視點的對比度閾值；(4)計算圖像對比度，與閾值對比，得到最遠可見點。本發明采用手工標示分析區域的方法，既避免了路標等干擾信息，提高了算法精度，又可以大大減少計算量，適合用于嵌入式平臺；對待分析區域采用背景提取的方法，可以充分利用道路監控視頻圖像，同時避免過往車輛引入的干擾；通過氣象學中能見度的相關定義，推導出簡便、易實現的最遠可見點的檢測方法。

技術領域

本發明涉及攝像機標定、計算機視覺和交通視頻檢測領域，尤其是一種基于道路監控視頻圖像的最遠可見點檢測方法。

背景技術

高速公路上的信息提示牌經常有能見度值信息，它指此位置具有正常視力的人在當時的天氣條件下還能夠看清楚目標輪廓的最大距離。處理監控攝像機拍攝的圖像來模擬人眼特征計算當前位置的能見度值并給予駕駛員提示對交通安全具有重大意義。監控攝像機分布密集，若每臺攝像機均提供能見度檢測功能，則交通管理部門可以對高速公路全線進行能見度監控，從而在低能見度時可以采取更加有效的交通管制措施。

本發明的最遠可見點檢測主要運用于白天場景，氣象學中白天能見度(Meteorological visibility by day)定義為：相對于霧、天空等散射光背景下觀測時，一個安置在地面附近的適當尺度的黑色目標物能被看到和辨認出的最大距離。氣象學上能見度測量儀的理論根據為Bougner-Lamber定律，通過測量白熾燈發出色溫2700K的平行光束的光通量在大氣中衰減到5％時的需要的距離作為能見度。1924年Koschmieder總結了Bougner-Lamber定律后提出了以天空為背景，被觀測的發光物體的觀測亮度與距離的關系，奠定了基于觀測亮度進行能見度測量的理論基礎。Duntley推導出大氣衰減定律，認為目標物的視亮度對比與目標物的固有亮度對比的比值與目標物離觀測點的距離呈指數關系。Jourlin和Pinoli結合Koschmieder定律，分析人眼對光線感知與圖像亮度之間的生物學聯系，推導出了基于圖像點的對數對比度模型，從而使基于圖像進行對比度計算得到能見度值提供理論依據。根據對數對比度模型，提出最大對比度模型，該模型分析圖像中像素點之間灰度對比度，根據對比度值得到圖像中可見最遠像素點，該方法運算量較大。Hautière等在使用的最大對比度模型，結合CIE的對比度定義進行了改進，減少了運算量。S.Bronte,L.M.Bergasa等提出了一種較為快速的計算方法，他們將白天天空與道路的連接點作為能見最遠點，并根據此點計算能見度，但是連接點處圖像信息復雜，容易受到障礙物影響，穩定性較差。陳釗正等在Hautière的對比度模型基礎上分析對比度和距離之間關系，在圖像中由近及遠選取虛擬目標物，擬合得到對比度和距離之間的關系曲線，在曲線中將對比度閾值0.05對應的距離作為能見度值，該方法容易受到噪聲影響，準確性一般。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于道路監控視頻圖像的最遠可見點檢測方法，能夠方便地用嵌入式系統實現，大大提高了計算的精度，降低了計算量。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于道路監控視頻圖像的最遠可見點檢測方法，包括如下步驟：

(1)安裝攝像機后，手工標示出待分析區域；

(2)對待分析區域進行背景提取；

(3)推導背景圖像中可視點的對比度閾值；

(4)計算圖像對比度，與閾值對比，得到最遠可見點。

優選的，步驟(1)中，手工標示出待分析區域具體包括如下步驟：

(11)首先標示待分析的路面區域；路面區域在道路監控視頻圖像為梯形，視頻圖像中手工標示出表征路面區域的四個點，分別為左側車道邊緣頂點A、底點D；右車道邊緣頂點B、底點C；