一种基于视频的车辆超速监控方法及系统

摘要

本发明提供了一种基于视频的车辆超速监控方法及系统，该发明首先通过图像预处理来对原始采集图像进行标准化及增强，然后通过动态目标分割、动态目标跟踪及车速测量来得到动态目标的车速，并通过该车速判断动态目标是否超速，最后通过车牌定位和字符识别完成动态目标车牌的识别并将数据传送至监控中心。本发明实现了超速监控系统的全自动监控及网络化，架设方便，成本不高，具有较高的实用价值，且该系统通用性强、开放性强、扩展性强；此外，该系统无需埋设地感线圈，采用视频非接触检测超速状态，将车速测量和车牌识别集成在系统前端，通信带宽要求小。

主权项

1.一种基于视频的车辆超速监控方法，其步骤包括：（1）利用摄像头实时采集公路上的视频图像，并将图像数字化；（2）对上述数字化后的图像进行预处理，所述的预处理包括图像几何校正、图像增强和图像滤波；（3）根据预处理后的图像判定视场中是否存在车辆，并确定存在车辆的运动轨迹及行驶速度；在进行超速车辆检测时，采用基于帧间差分法，具体包括以下步骤：1)动态目标分割；超速车辆的检测是通过帧间差分目标检测方法来实现的，具体方法为：将灰度图像转化成黑白二值图像，对目标粗糙的边缘轮廓进行数学形态学滤波，提取检测出目标轮廓参数，得到进入视场的目标物大小参数，其中，图像的转化时通过下面的公式实现的：$M(x,y)=\left\{\begin{array}{c}1,|I_t(x,y)-I_{t-1}(x,y)|>T\\ 0,|I_t(x,y)-I_{t-1}(x,y)|\le T\end{array}\right.,$其中，I_t-1(x,y)为t-1时刻的图象像素（x,y）灰度；I_t(x,y)为t时刻的图象像素（x,y）灰度；T为设定门限，其取值范围为8-16；2)动态目标跟踪及行驶速度测量；在一帧图像的活动目标窗口中选择一组具有不变性质的特征点，与下一帧图像中的同类特征点作匹配，从而求得视差，动态目标的跟踪是通过特征点匹配的方法来实现的；所述特征点提取的步骤包括：a.计算像元的有利值M：$M=\min \left\{\begin{array}{c}\Sigma {(g_{i,j}-g_{i,j+1})}^2\\ \Sigma {(g_{i,j}-g_{i+1,j})}^2\\ \Sigma {(g_{i,j}-g_{i+1,j+1})}^2\\ \Sigma {(g_{i,j}-g_{i+1,j-1})}^2\end{array}\right.$式中，i=n-2,…,n+2;j=m-2,…,m+2;m,n为窗口中心像元的行、列序列，g_i,j为(i,j)处图像的灰度值；b.确定备选特征点，若像元的有利值M大于经验阈值，则该像元为备选特征点；否则，该像元不是特征点；c.用抑制局部非最大M值的方法确定特征点，具体方法为：检验窗口内每个备选特征点的M值，取M值最大的像元作为特征点；（4）对步骤(3)中出现车辆的车牌进行识别；（5）根据车辆的行驶速度判断车辆是否超速，如果是则将该车辆的车牌号、车辆的行驶速度、车辆的视频图像传送至监控中心。