【正文】 摘 要 智能交通系統(tǒng) (ITS)是目前世界交通運輸領(lǐng)域正在研究和廣泛關(guān)注的課題。 近年來，智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用給交通運輸業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益，對于道路設(shè) 計、流量監(jiān)控和高速公路管理起到了越來越重要的作用。論文所研究的視頻車輛 檢測技術(shù)在 ITS 中占有很重要的地位，與傳統(tǒng)的車輛檢測方法相比，視頻車輛檢測技術(shù)不僅具有安裝維護便捷且費用較低、可監(jiān)視范圍廣等諸多優(yōu)點，同時可對道路現(xiàn)場圖像進行智能化分析和處理。 本文利用 OpenCV 中對運動物體檢測的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)庫，建立了一個視頻車輛分析系統(tǒng)，用于道路上車輛 的檢測。檢測過程是首先對視頻圖像進行預(yù)處理，比如二值化、去噪等；然后進行背景的提取及更新，由于背景差分法是通過當前幀和背景幀相減來提取運動目標，所以實時的背景更新尤為重要，本文采用多幀求平均的方法來更新背景，避免了光照條件和氣候環(huán)境等帶來的不利影響；最后利用背景差分法檢測出運動車輛。經(jīng)過實驗驗證，該方法可以較準確地檢測出車輛目標，檢測的成功率可達到 90%以上。 關(guān)鍵字： 視頻處理 車輛檢測 OpenCV ABSTRACT Intelligent Transportation Systems (ITS) is the subject of study and attention in the world39。s transportation recent years, the application of intelligent transportation systems has brought enormous economic benefits to the transportation industry,and it has played an increasingly important role in the road located design, traffic monitoring and highway video vehicle detection technology in this thesis study plays an important role in with the traditional method of vehicle detection, video vehicle detection technology has easy installation and maintenance,low cost, wide range that can be monitored and many other advantages , while it can do intelligently analysis and processing to the image of the road scene. This thesis sets up a video vehicle analysis system for detecting vehicles on the road by the moving object detection data structure and function library in OpenCV. Detection processes include:First,video image preprocesses,such as binary,removing noise。Next,background extraction and update, as background subtraction is based on that subtract the current frame from background frame to extract moving target,realtime background update is particularly important, we use multiframe averaging method to update the background,which avoids the the adverse impact of light conditions and climatic and environmental。Finally, the detection of moving vehicles by background results show that this method can accurately detect the vehicle target, the success rate of detecting is up to 90%. Key words: Video Processing Vehicle Detection OpenCV 目 錄 第一章 緒論 ? ??????????????????????????? 1 課題背景和研究意義 ? ?????????????????????? 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ? ???????????????????????? 1 OpenCV 概述 ? ???????????????????????? 2 本文研究內(nèi)容 ? ????????????????????????? 4 本文章節(jié)概括 ? ????????????????????????? 5 本章小結(jié) ? ??????????????????????????? 5 第二章 基于視頻的車輛檢測技術(shù)概述 ? ???????????????? 6 引言 ? ????????????????????????????? 6 視頻車輛檢測技術(shù)實例發(fā)展歷程?????????????????? 6 視頻車輛檢測技術(shù)未來趨勢 ? ??????????? ???????? 7 本章小結(jié) ? ??????????????????????????? 7 第三章 車輛檢測算法設(shè)計 ? ????????????????????? 9 引言 ? ????????????????????????????? 9 車輛檢測算法流程圖 ? ?????????????????????? 9 圖像預(yù)處理 ? ????????????????????????? 10 設(shè)定感興趣區(qū)域 ? ???????????????????? 10 高斯低通濾波處理 ? ????? ?????????????? 10 二值化閾值分割 ? ???????????????????? 10 背景初始化與更新 ? ?????????????????????? 11 提取前景運動目標 ? ?????????????????????? 11 本章小結(jié) ? ?????????????????????????? 12 第四章 實驗結(jié)果與分析 ? ????????????????????? 13 引言 ? ???????????????????????????? 13 實驗配置 ? ???? ?????????????????????? 13 實驗結(jié)果與分析 ? ??????????????????????? 13 本章小結(jié) ? ?????????????????????????? 16 第五章 總結(jié)與展望 ? ??????????????????????? 17 本文總結(jié) ? ?????????????????????????? 17 工作展望 ? ?????????????????????????? 17 謝辭 ? ?????????????????????????????? 19 參考文獻 ? ? ??????????????????????????? 20 附錄 ?????????????????????????????? 21 大連交通大學 2020 屆本科生畢業(yè)論文 1 第一章 緒論 課題背景和研究意義 隨著當今經(jīng)濟的高速發(fā)展，機動車的保有量迅速增加，導致交通狀況的不斷惡化?，F(xiàn)在無論哪個國家都毫無例外的受到不同程度的交通問題的困擾，在中國，這種情況尤為突出并嚴重影響了人類生活的質(zhì)量，給環(huán)境、經(jīng)濟和社會帶來了嚴重的后果。為從根本上解決交通擁擠堵塞的問題，人們開始運用各種新技術(shù)，如信息技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等，將人、車、路緊密聯(lián) 系起來，不僅有效地解決了交通阻塞問題，而且對交通事故的應(yīng)急處理、環(huán)境的保護、能源的節(jié)約都有了顯著的效果。 基于視頻的運動車輛檢測是自動交通事件檢測系統(tǒng)的首要步驟及重要組成部分，它為后續(xù)的車輛檢測，車輛跟蹤與統(tǒng)計提供保證。對交通安全和交通控制具有非常重要的理論意義和實用價值，是基于視頻智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 視頻檢測技術(shù)在傳統(tǒng)的電視監(jiān)視系統(tǒng)基礎(chǔ)上將計算機視覺引入到交通信息 檢測之中，通過計算機從數(shù)字圖像中提取出高級交通信息，同時又像其它車輛檢 測器一樣能向交通監(jiān)控中心提供圖像和交通參數(shù)如車速、車 流量等。已有的成 熟的商用視頻車輛檢測系統(tǒng)主要有 Autoscope， Traficon 以及 Peek 等。 視頻序列圖像運動目標分析的基本內(nèi)容是利用成像系統(tǒng)或現(xiàn)有文件，從連續(xù) 的視頻序列圖像中提取出運動目標，同時對提取出的運動目標進行識別和跟蹤， 并對其行為進行理解和描述。視頻圖像的運動分析以數(shù)字圖像處理為基礎(chǔ)，內(nèi)容 涉及數(shù)字圖像處理、模式識別、計算機視覺、人工智能等諸多領(lǐng)域和學科。目前， 開發(fā)視頻序列圖像運動目標分析系統(tǒng)不但在實時性、魯棒性上有很高的要求，也 逐步重視其通用性和可移植性，這些都給視頻運動 分析帶來了挑戰(zhàn)。 它相對傳統(tǒng)車輛檢測技術(shù)具有如下優(yōu)點：安裝維護方便，攝像頭架設(shè)在路邊，安裝維護不需要封閉道路，挖掘路面，不會影響正常交通；一個普通的 CCD 攝像頭就可以檢測幾百米內(nèi)的多車道交通信息，迄今為止還沒有一種傳感裝置能夠像基于計算機視覺處理那樣提供如此直觀、詳細的交通信息參數(shù) (如精確的車輛行駛路線、車型、車輛尺寸以及車輛顏色等等 )；可以對交通現(xiàn)場錄像，供以后查詢；同時視覺系統(tǒng)也是一個被動的感知系統(tǒng)，它對于周圍的環(huán)境幾乎沒有影響，即使相同的視覺系統(tǒng)之間也不會發(fā)生干擾。 基于上述的優(yōu)越性， 基于視頻圖像的車輛檢測技術(shù)對于智能交通系統(tǒng)的發(fā) 展有巨大的推動作用，對于日常生活和國家的經(jīng)濟發(fā)展都有很大的實際意義。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著計算機視覺技術(shù)的蓬勃發(fā)展，作為其中的一個重要分支 運動物體的檢大連交通大學 2020 屆本科生畢業(yè)論文 2 測與跟蹤技術(shù)也吸引了國內(nèi)外專家學者的強烈興趣。其原理是對視場內(nèi)的運動目標進行實時的圖像采集，并在此基礎(chǔ)上運用圖像處理的相關(guān)技術(shù)對觀測對象進行行為分析，自動得到觀測結(jié)果。車輛視頻檢測作為其中的一個重要運用，吸引了很多著名公司和研究機構(gòu)參與其中。 國外的視頻檢測技術(shù)研究開始的較早，經(jīng)過十幾年 的發(fā)展，技術(shù)己經(jīng)相當成 熟，視頻檢測與線圈檢測技術(shù)相比具有的優(yōu)越性和高性價比己得到業(yè)內(nèi)人士的公 認，代表了未來車輛檢測領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用方向。美國 ISS 公司的 AUTOSCOPE， 是一個較為成功的商業(yè)系統(tǒng)，具有實時檢測交通參數(shù)的能力，是國際上交通信息 采集中最具競爭力的視頻檢測系統(tǒng)之一。另外國外還有一些公司在這方面也從事 了應(yīng)用研究和開發(fā)工作，也推出了各自成熟的系統(tǒng)級產(chǎn)品。比如 ITERIS 公司Vantage 系列視頻檢測處理單元的最新視頻檢測器產(chǎn)品： Vantage Edge2，比利時Tmficon 公司推出的 Monitor 系列等。