[发明专利]一种基于视频图像的快速高效的车流量计算方法

说明书

一种基于视频图像的快速高效的车流量计算方法，涉及基于视频图像的目标检测、应用于交通场景下的视频监控数据的智能事件分析系统以及交通参数计算系统。本发明通过安装在道路上的摄像机或者图像采集卡设备收集到车辆视频图像并对其进行处理分析，它的方法步骤为：一、生成路面区域及摄像机位置；二、生成原始采样图；三、透视变换；四、轻型稀疏卷积神经网络算法模型训练；五、上下行统计；六、模型预测。同现有技术相比，本发明能实现多场景下、不同天气情况下、不同路面状态下的快速交通流量计算，具有检测精度高、实时性好、效率高的特点。

技术领域

本发明涉及基于视频图像的目标检测、应用于交通场景下的视频监控数据的智能事件分析系统以及交通参数计算系统，对交通场景下车流量计算特别是多路场景，根据目标通过虚拟拌线的实际情况进行采样分析，从而快速高效精确地完成车流量的计算。

背景技术

目前计算交通流量应用比较多的方案主要有地感线圈检测器、微波检测器和智能视频检测法等。地感线圈检测属于一种被动接触式的检测技术，该方案在交通流量计算、交通占有率等方面精度较高，同时受气候条件影响较小。但是此方案施工比较复杂，在安装过程中需要将线圈埋入道路下面，因此需要挖开道路中断交通，施工过程中不仅影响正常的交通，同时还损坏了道路，而且设备维护成功较高。微波检测器利用红外线、超声波或者微波等专用设备，通过发射电磁波并接收感应信息完成车辆检测。该方案对气候条件的变化不敏感，同时设备安装比较简单。但是该方案灵敏度不够高，也存在一定的误检率。

智能视频图像检测法属于一种非接触式检测技术,车辆视频图像是通过安装在道路上的摄像机或者图像采集卡等设备采集获取。当车辆在监控场景下通行时，通过对车辆目标进行检测和跟踪，当车辆目标跨过一定位置时，完成车流量个数的统计。视频图像检测法与其他方案相比，具有以下优点：

1.硬件安装、维护简单，不影响路面正常交通；

2.通过视频装置可以实时监控交通情况，实时直观掌握交通情况；

3.采集的车辆信息比较丰富，方便交通管理人员管理；

4.相邻监控点之间信号不会相互干扰；

5.可调整扩大监控范围。

车流量是指在一定的时间内，某条公路点上所通过的车辆数；车的数量是指在单张静态图片上车辆的个数；由于同一目标可能在连续的视频中持续一段时间，所以依靠累积单张检测结果无法获取车流量信息。目前基于图像处理的车流量检测方案中，主要的流程是车辆检测+目标跟踪。目前主要的车辆检测方法包括背景差分法、帧间差分法、Vibe算法等，主要的跟踪算法包括TLD跟踪、粒子滤波、KCF跟踪等。

基于视频图像的目标检测和跟踪的方法主要包括以下方法：

1.背景差分法是一种对静止场景进行运动分割的通用方法，它将当前获取的图像帧与背景图像做差分运算，得到目标运动区域的灰度图，对灰度图进行阈值化提取运动区域，而且为避免环境光照变化影响，背景图像根据当前获取图像帧进行更新。2.帧间差分法是将视频流中相邻两帧或相隔几帧图像的两幅图像像素值相减，并对相减后的图像进行阈值化来提取图像中的运动区域。

3.Vibe算法为所有像素点存储了一个样本集，样本集里面保存的采样值是该像素点过去的像素值与其邻居点的像素值。后面每一帧的新像素值和样本集里的样本历史值进行比较，判断是否属于背景点。