[发明专利]一种车载终端实时路况预警系统

权利要求书

1.一种车载终端实时路况预警系统，其特征是，包括摄像头、图像处理模块、解压模块、云计算平台和终端设备，所述摄像头用于抓拍当前的路况图像；所述图像处理模块用于对路况图像进行压缩、存储，并通过无线网络将压缩处理后的路况图像传输至解压模块进行解压操作；所述云计算平台用于对解压得到的路况图像进行分析处理，得到当前的路况数据；所述终端设备用于根据云计算平台提供的路况数据为用户提供当前的路况信息，方便用户根据路况信息规划出行路线；

所述图像处理模块包括接收器、中央处理单元、存储单元和无线通信单元，所述接收器用于接收来自摄像头抓拍的路况图像；所述中央处理单元一方面用于对路况图像进行去噪处理，去除路况图像中的随机噪声，得到去噪后的路况图像，另一方面用于对去噪后的路况图像进行压缩；所述存储单元用于存储压缩后的路况图像；所述无线通信单元用于将压缩后的路况图像传输到解压模块；

终端设备还与车上的预警系统相连，当发生交通堵塞时，会发出预警，提醒用户调整路线，重新规划路径；

所述中央处理单元用于去除路况图像中的随机噪声，并对去噪后的路况图像进行分块预处理，得到图像块，之后对图像块进行稀疏变换，得到一系列的路况子图像块，具体为：

1)对采集的路况图像进行前期预处理，去除路况图像中的干扰因素，得到一个新的路况图像，其中路况图像大小为N×N，采用的是离散余弦变换(DCT)方法进行前期预处理；

2)以新的路况图像中像素点x_a为中心设定一个大小为R×R的正方形区域作为检索范围，利用选择函数对检索范围内像素点x_b进行预选择，当F(N_a，N_b)大于选定的阈值τ(x_a)，则像素点x_b为像素点x_a的相似像素点，遍历检索范围所有像素点，获取像素点x_a的相似集合U_a，其选择函数为：

其中，N_a、N_b分别为以像素点x_a和x_b为中心，大小为M×M的图像块；μ_a、σ_a分别为N_a的灰度值的均值和标准差，μ_b、σ_b为N_b的灰度值的均值和标准差，α、β和γ是调节因子，且满足α+β+γ＝1，C₁、C₂和C₃为修正因子，其主要是为了保证选择函数有意义，σ_Fa和σ_Fb分别为N_a和N_b的频域系数的灰度值的标准差，σ_Fab为像素块N_a和像素块N_b的频域系数的协方差；

3)计算相似集合U_a内所有像素点x_b的权值大小，之后对检索范围内所有像素点进行加权平均，得到待估计像素点x_a的去噪估计值，其权值计算公式为：

像素点x_a的去噪估计值的计算公式为：

其中，为像素块N_a和像素块N_b的高斯加权欧式距离，κ为路况图像的高斯核的标准差，h为滤波系数，Ω为以像素点x_a为中心的检索范围，w(x_a，x_b)为权值，由以x_a和x_b为中心，大小为M×M的图像块N_a和N_b之间的相似度决定，且0≤w(x_a，x_b)≤1；y(x_a)为像素点x_a的去噪估计值，y(x_b)为检索范围像素点x_b的去噪估计值；

4)遍历所有新的路况图像中的像素点，得出新的路况图像中所有像素点的去噪估计值，用计算得到的去噪估计值代替新的路况图像中对应像素点的灰度值，从而得到二次去噪后的待处理的路况图像X；

5)对待处理的路况图像进行等大分割，得到一组子图像块其中，x_j表示第j个子图像块的列向量形式，N为路况图像的大小，S为子图像块的大小，之后采用非下采样contourlet变换对子图像块进行稀疏变换，得到一系列的路况子图像块