[发明专利]一种基于弹性松驰算法的车型识别系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理、模式识别技术领域，具体涉及一种对车辆目标图像的特征提取与形状识别。

背景技术

车辆检测是智能交通系统ITS(Intelligent Transportation Systems)中一个重要的组成部分。在智能交通系统中，车辆信息的计算和获取对车辆自动监控和全自动收费系统的建立起着关键的指导作用，而车型检测和车牌识别技术是实现公路交通自动化的前提和条件，因此，车辆图像检测技术的研究对提高公路交通的自动化程度，促进智能交通系统的发展具有重大的实际意义。

作为ITS的基本部分，车辆流量检测及其识别系统在ITS中占有很重要的地位。当前国内外常见的车辆流量检测方法有检测线圈、电视监控、微波检测、视频检测四类方法。其中基于图像处理的视频车辆检测方式近年来发展很快，由于它具有检测区域大、系统设置灵活等突出的优点，已成为智能交通系统领域的一个研究热点。

目前，国内外的视频交通流信息采集系统的研究开发工作都是以实现实时的交通流信息采集为目标，系统无一例外都比较庞大复杂，同时售价不菲。但是，由于视频检测技术本身发展程度的局限性，如仍无法解决夜晚低照度的正常工作问题，所以，视频交通流信息采集系统目前仍然难以作为主要交通检测设备占据市场。另一方面，对于某些灵活机动的应用，又没有适合的产品。比如，在进行随机的交通调查时，需要统计不同路段的交通数据，如果应用现有的视频检测系统，设备复杂、操作复杂同时价格昂贵，使得很少有人在交通调查中使用视频交通流信息采集设备。所以，目前视频检测技术的应用范围应该予以扩展。

此外，目前的视频交通流信息采集系统多需要用户进行视场的标定，这种操作对于用户尤其是非专业用户而言，过于复杂，将引入新的误差。还有，大多产品的处理算法用硬件实现，虽然这样会带来处理速度的提高，但是，系统的规模和价格都将随之增加。在计算机性能日益提高的今天，用软件实现视频图像的处理算法已经可以满足系统响应速度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为降低车型识别系统的成本，简化图像数据处理流程，提高车型识别的效率，实现全天候车型识别，本发明提供了一种用最小的系统规模实现车型识别的系统与方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：基于弹性松驰算法的车型识别系统，该系统包括摄像机、图像采集卡、图像处理和显示设备，其中：摄像机是视频输入设备，其输出的视频图像信号被图像采集卡接收；图像采集卡通过采样和量化进行二值化处理得到前景图像，其输出的前景图像送到图像处理设备；图像处理设备对前景图像采用弹性松驰算法进行分析处理得到车长和车高信息，并将处理结果送显示设备进行屏幕显示，或者将图像数据存入图像处理设的缓存等待处理。

本发明与现有技术相比，具有以下的主要优点：

在车型识别系统中，有很多利用正前方或者正上方来拍摄车道。为了更好的提取车型的特征，本发明中把摄像机安装在道路的侧面，通过侧面来拍摄车道上车辆。这种视频采集方式，具有以下几个优点：1)与安装在正前方相比，可以有效的避免车灯的干扰，根据实验结果，当车灯打开时，摄像机几乎拍摄不到任何有效的信息。2)与安装在正前方相比，侧面能够得到更多、更为有效的车型特征，如车长、车高、车辆轮距，而在正面只能够得到不是很准确的车宽、车高，而在车型识别中车长才是最主要的决定性要素。3)如果安装在正上方，它也无法完全避免车灯的影响，而且它只能得到变形的车长和车宽，要根据数学处理后才能得到车长、车宽信息，但是这样处理后误差明显增大，没有在侧面来的简单、精确。所以，本发明在进行车型识别时的视频图片都是基于侧面的拍摄结果。

本发明利用公路收费站现有的摄像机和视频采集卡实时读取视频流，对进入车辆检测区的车辆进行图像采集，通过对视频流图像的选取采集、背景建模、后期处理、识别等技术予以处理，从而达到统计车流量、车型分类的目的。

综上所述：本发明提供的基于弹性松驰算法的车型识别系统，具有简便、灵活、低廉、高效和实用性强的优势。本发明提供的是一种新的车型特征提取方法，该方法运用弹性松驰技术能够较好地解决车辆区域检测和分割过程中的背景变换问题，而且以简单实用的弹性松驰算法代替繁琐的分割算法，大大降低了系统的时间复杂度，提高了系统适用性和鲁棒性，可以广泛用于各种实时系统，并且能够对车型识别取得良好的效果。

附图说明

图1为本发明的车型识别系统结构图。

图2为本发明的车型识别系统流程图。

图3为本发明的弹性松弛算法示意图。

具体实施方式