[發明專利]基于圖像多特征融合的公路能見度檢測方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202010974664.3
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112052822B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 要義勇;朱繼東;趙麗萍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06V10/44;G06V10/50;G06V10/764;G06V10/80;G06K9/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種基于圖像多特征融合的公路能見度檢測方法、系統及裝置，基于圖像多特征融合的公路團霧能見度等級評價方法，獲取公路實時監控畫面的圖像特征，并構建基于支持向量機的團霧能見度等級分類方法，對公路能見度進行實時評價；本發明不需要進行繁瑣的相機標定、提前設置目標物等操作，也不需要昂貴的能見度檢測儀器，比如透射式或者散射式的能見度儀；通多公路能見度實時檢測，可以有效地指導公路的交通，保障公路交通安全及人民生命財產安全。

【技術領域】

本發明屬于圖像處理技術領域，涉及一種基于圖像多特征融合的公路能見度檢測方法、系統及裝置。

【背景技術】

近年來，高速公路的發展尤為顯著，大幅度提高了公路通行能力和運輸效率，促進了經濟社會持續健康發展。但隨之而來的是交通事故不斷增多，據統計，因團霧造成的交通事故占事故總數的1/4以上，霧天高速公路的事故發生率是平常的10倍。

團霧是受局部地區微氣候環境影響出現的一種局部范圍的大氣狀況，團霧的特點為：突發性較強，覆蓋范圍在一公里到五公里之間，覆蓋范圍內能見度較低。因團霧突發難以預測，氣象部門難以給出準確的預警判斷，常常會因此釀成重大交通事故。

目前，傳統的能見度檢測方法中儀器的安裝不便且價格昂貴。另外，現有的基于圖像的數字測量法多數都要預先設置目標物并進行攝像機標定，但是由于不同攝像機硬件型號與實際應用的不同場景，該類方法顯得極為繁瑣，操作復雜。

【發明內容】

本發明的目的在于解決現有技術中能見度檢測方法使用的設備安裝不便且價格昂貴，檢測方法繁瑣的問題，提供一種基于圖像多特征融合的公路能見度檢測方法、系統及裝置。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種基于圖像多特征融合的公路能見度檢測方法，包括以下步驟：

S1，從公路實時監控視頻中按預設時間間隔截取監控畫面，得到多幅截取圖像；

S2，對各截取圖像進行預處理；

S3，提取經步驟S2處理后的截取圖像的三種特征，所述三種特征包括圖像暗像素直方圖分布中心特征、圖像平均梯度特征和圖像相關性特征；

S4，根據步驟S3提取的所述三種特征，構建能見度等級評價模型。

上述方法的進一步改進在于：

步驟S3中，

提取圖像暗像素直方圖分布中心特征具體為：通過下式計算像素點x處的暗像素值J_dark(x)：

其中，y∈Ω(x)為以像素點x為中心的鄰域，c∈(R,G,B)為RGB三通道，J^c(y)為RGB三通道中任一通道的像素值；

根據各像素點處的J_dark(x)，得到圖像暗像素直方圖；

通過下式計算圖像零階矩m₀₀、圖像暗像素直方圖y方向分布區域總和m₀₁、圖像暗像素直方圖x方向分布區域總和m₁₀：

其中，x為像素值，y為分布頻率，I(x,y)為分布密度；

通過下式計算得到圖像暗像素直方圖分布中心C：

步驟S3中，

提取圖像平均梯度特征具體為：

通過下式計算圖像點(i,j)處的梯度值：