[发明专利]一种基于虚拟线圈的高速公路视频测速方法及系统

权利要求书

1.一种基于虚拟线圈的高速公路视频测速方法，包括：虚拟线圈触发检测步骤，将测速摄像机所拍摄的视频画面中的至少两个预定区域设定为虚拟线圈，并且检测由特定目标车辆形成的画面是否经过所述虚拟线圈；测速步骤，根据特定目标车辆依次触发各个所述虚拟线圈的时间差进行车辆测速；其特征在于，所述虚拟线圈触发检测步骤具体包括：

关键区域稳定边缘特征提取步骤，用于提取无车辆状态下视频画面的虚拟线圈区域内空间分布和时域稳定性符合条件的稳定边缘信息，形成包含所述稳定边缘的虚拟线圈区域模板；

边缘特征变化检测步骤，用于针对实时拍摄视频画面的虚拟线圈区域提取实时边缘信息，并且对所述稳定边缘信息和实时边缘信息进行匹配运算，判断二者的相似度是否低于最低相似阈值；在低于所述最低相似阈值的情况下确定虚拟线圈被触发。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟线圈的高速公路视频测速方法，其特征在于，所述关键区域稳定边缘特征提取步骤包括以下子步骤：

边缘提取步骤，用于针对虚拟线圈区域执行高斯平滑滤波，然后利用Cann_y算子进行边缘检测算法，获得在虚拟线圈区域中所存在边缘信息的二值化图像表示；

关键区域识别步骤，计算所述虚拟线圈区域中所存在边缘在图像的特定轴向上的游程长度，比较所述游程长度是否大于游程阈值，将游程长度大于游程阈值的边缘作为候选边缘；并且对间隔特定时长的至少两帧视频画面的候选边缘执行差分运算，获得边缘差分图像；在候选边缘中排除边缘差分图像中的非零值区域，获得稳定边缘特征；

边缘特征生成步骤，获得并保存所述稳定边缘特征，从而形成具有稳定边缘特征的虚拟线圈区域模板。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟线圈的高速公路视频测速方法，其特征在于，所述边缘提取步骤包括以下子步骤：步骤1，利用Canny边缘检测器对滤波图像进行第一次边缘提取；步骤2，对滤波图像进行顶帽变换后，用Canny边缘检测器进行第二次边缘提取；步骤3，对顶帽变换后的图像进行对数变换后，用Canny边缘检测器进行第三次边缘提取；步骤4，将三次边缘提取的结果图像叠加；步骤5，对叠加后的图像进行骨架化处理，得到边缘信息。

4.根据权利要求2所述的基于虚拟线圈的高速公路视频测速方法，其特征在于，所述关键区域识别步骤中，针对虚拟线圈区域中所存在边缘，分别计算各边缘在图像的X轴和Y轴方向上所具有的不间断像素的数目N_x和N_y，进而为N_x和N_y分配不同的权重，从而通过加权计算各边缘在所述特定轴向上的游程长度H＝α1·N_x+α2·N_y，其中α1和α2表示权重系数。

5.根据权利要求2所述的基于虚拟线圈的高速公路视频测速方法，其特征在于，所述关键区域识别步骤中，对所述候选边缘首先执行扩张算法将边缘扩张为具有更大的线条宽度的边缘区，再执行所述差分运算。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟线圈的高速公路视频测速方法，其特征在于，在所述边缘特征变化检测步骤中，对所述稳定边缘信息和实时边缘信息执行Hausdorff距离计算，并且判断Hausdorff距离是否低于最低相似阈值。

7.根据权利要求6所述的基于虚拟线圈的高速公路视频测速方法，其特征在于，所述Hausdorff距离计算包括：将构成虚拟线圈区域模板中的稳定边缘信息的像素点作为一个点集P1，而将形成所述实时边缘信息的像素点作为另一个点集P2，计算点集P1与点集P2之间的Hausdorff距离H(P1,P2)＝max{h(P1,P2),h(P2,P1)}，其中h(P1,P2)表示点集P1中的像素点到点集P2的欧氏距离的最大值，其中a和b分别是属于点集P1与点集P2的像素点，D(a,b)表示a和b之间的欧氏距离；h(P2,P1)表示点集P2中的像素点到点集P1的欧氏距离的最大值，其中a和b分别是属于点集P2与点集P1的像素点，D(a,b)表示a和b之间的欧氏距离。