【正文】 供依據(jù)，因此它也是一個(gè)交通信息的管理系統(tǒng)。[8]在檢測線上應(yīng)用圖像幀差的方法來檢測車輛:每個(gè)車道上設(shè)置平行于道路的一條檢測線，每條檢測線為 3 個(gè)像素寬，根據(jù)車輛沿車道線的長度方向移動狀況，分割出運(yùn)動車輛，通過跟蹤這些分割出來的運(yùn)動車輛，得到車輛計(jì)數(shù)、求解車輛速度。 本論文研究內(nèi)容和方法 研究內(nèi)容在對視頻圖像進(jìn)行分析研究中，車輛的實(shí)時(shí)檢測與分割是最基礎(chǔ)的部分，其他的功能都是建立在車輛檢測與分割算法的基礎(chǔ)上的。第 3 章主要介紹算法研究同時(shí)還介紹了設(shè)計(jì)中運(yùn)用到的相關(guān)技術(shù)知識。具體流程工作圖如圖 21 所示: 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁開始打開讀取視頻文件圖像銳化圖像數(shù)字化在視頻文件第一幀設(shè)置虛擬線并置閾值及播放速度圖像分割車流量統(tǒng)計(jì)導(dǎo)出車輛信息背景更新結(jié)束圖 21 系統(tǒng)工作流程圖 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境本設(shè)計(jì)主要使用了三種開發(fā)工具:Visual Studio 2022, 以及 WinAVI Video Converter 視頻格式轉(zhuǎn)換工具。Visual Studio 2022 為開發(fā)人員提供了在最新平臺上加速創(chuàng)建緊密聯(lián)系的應(yīng)用程序的新工具，這些平臺包括 Web、Windows Vista、Office 202SQL Server 2022和 Windows Server 2022。官方下載地址：2. 按照默認(rèn)選項(xiàng)安裝 OpenCV，在安裝過程中，選擇需要修改系統(tǒng)環(huán)境變量。 算法綜述算法的基本原理是通過設(shè)置虛擬線，檢測虛擬線灰度的變化 [5]來檢測出是否有車輛經(jīng)過。量化的結(jié)果是圖像能夠容納的顏色總數(shù),它反映了采樣的質(zhì)量。 將 模 擬 圖 像 信 號 轉(zhuǎn) 變 為 計(jì) 算 機(jī) 處 理 的 信 號 的 過 程 稱 為 數(shù) 字 化 。一 個(gè) 像 素 通 常 被 視 為 圖 像 的 最 小 的 完 整 采 樣 。輪廓線以外的部分將變得較暗,而輪廓線以內(nèi)變得比較明亮。 提 取 的 特 征 可 以 包 括 很 多 方 面 ,如 頻 域 特 征 、 灰 度 或 顏 色 特 征 、 邊 界 特征 、 區(qū) 域 特 征 、 紋 理 特 征 、 形 狀 特 征 、 拓 撲 特 征 和 關(guān) 系 結(jié) 構(gòu) 等 。例如：一副 640480 分辨率的圖像，表示這幅圖像是由 640480＝307200 個(gè)像素點(diǎn)組成。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁第 3章 基于視頻車流量的算法研究視頻交通車流量檢測技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中占有很重要的地位,是智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 WinAVI Video Converter介紹WinAVI Video Converter 是 一 款 影 片 格 式 轉(zhuǎn) 換 軟 體 ， 從 此 ， 使 用 者 再 也 不 會因 各 種 影 片 格 式 的 限 制 ， 導(dǎo) 致 放 映 和 傳 輸 等 困 難 ； 它 支 持 幾 乎 所 有 的 視 訊 格 式 的轉(zhuǎn) 換 ， 包 括AVI， MPEG1/2/4， VCD/SVCD/DVD， DivX， XVid， ASF， WMV， RM， QuickTime MOV， Flash SWF， 并 支 持 燒 錄 VCD/SVCD/DVD。開發(fā)人員能夠利用這些豐富的客戶端和服務(wù)器端框架輕松構(gòu)建以客戶為中心的Web 應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序可以集成任何后端數(shù)據(jù)提供程序、在任何當(dāng)前瀏覽器內(nèi)運(yùn)行并完成訪問 應(yīng)用程序服務(wù)和 Microsoft 平臺。 把視頻中人們關(guān)注的感興趣的部分分離出來。首先我們在視頻的第一幀上設(shè)置一條虛擬線，設(shè)定好變化量后開始計(jì)算車流量，按任意鍵結(jié)束統(tǒng)計(jì)時(shí)顯示從開始到結(jié)束的這段時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的車流量。此方法應(yīng)用在“用低價(jià)圖像處理進(jìn)行交通分析”系統(tǒng)中，車輛計(jì)數(shù)器精度為 95%，車輛平均速度檢測誤差為 5%至 10%。例如:[7]等提出處理樣本點(diǎn)的方法來檢測車輛 :在車道中取特定的樣本點(diǎn)，在樣本點(diǎn)上求取圖像幀差，通過樣本點(diǎn)的狀態(tài)來檢測車輛是否出現(xiàn)。視頻交通流檢測系統(tǒng)是一種利用圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對交通目標(biāo)檢測的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。 3. 由計(jì)算機(jī)視覺得到的交通信息便于聯(lián)網(wǎng)工作,有利于實(shí)現(xiàn)道路交通網(wǎng)的監(jiān)視和控制。從而建立起一種在大范圍內(nèi)全方位發(fā)揮作用的,實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。經(jīng)過多年的不斷發(fā)展,成果的基礎(chǔ)上,采用設(shè)置虛擬線的方法來實(shí)現(xiàn)車流量統(tǒng)計(jì)的算法。交通流參數(shù)包括車流量、車速、車道占有率等，參數(shù)檢測的方式也有多種，但基于圖像處理的視頻車輛檢測技術(shù)以其檢測區(qū)域大、系統(tǒng)設(shè)置靈活等突出的優(yōu)點(diǎn)，成為智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在這種復(fù)雜的背景下,怎樣高效的對交通進(jìn)行管理,就顯的十分重要,由此智能交通就成為研究的熱點(diǎn)問題 [6], 使用科學(xué)的方法對現(xiàn)有的道路進(jìn)行管理，可以最大限度的挖掘道路的承載能力，在相當(dāng)大的程度上改善交通環(huán)境。目前基于視頻的檢測法是最有前途的一種方法,它是通過圖像數(shù)字的方法獲得交通流量信息,主要有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 能夠提供高質(zhì)量的圖像信息,能高效、準(zhǔn)確、安全可靠地完成道路交通的監(jiān)視和控制工作。工程中普遍使用的虛擬線圈的方法，也因?yàn)樘崛〉能囕v運(yùn)動狀態(tài)信息太少而解決不了人車分類等關(guān)鍵問題。視頻檢測技術(shù)就是一種結(jié)合視頻圖像和電腦模式識別技術(shù)而應(yīng)用于交通領(lǐng)域的新興技術(shù)。占有周期和占有率同樣可根據(jù)排隊(duì)長度表達(dá)式的值計(jì)算出來。 研究方法本設(shè)計(jì)通過對前人研究的學(xué)習(xí)和借鑒,采用通過視頻中灰度的變化來檢測車流量,從而達(dá)到車流量的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)。 圖像銳化就是補(bǔ)償圖像的輪廓,增強(qiáng)圖像的邊緣及灰度跳變的部分,使圖像變得清晰。Visual Studio 2022 提供了高級開發(fā)工具、調(diào)試功能、數(shù)據(jù)庫功能和創(chuàng)新功能，幫助在各種平臺上快速創(chuàng)建當(dāng)前最先進(jìn)的應(yīng)用程序。OpenCV 能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：1. 對圖像數(shù)據(jù)的操作，包括分配、釋放、復(fù)制、設(shè)置和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；2. 圖像和視頻的輸入輸出，指文件和攝像頭座位輸入，圖像和視頻文件作為輸出；3. 具有對矩陣和向量的操作以及線性代數(shù)的算法程序，包括矩陣積、解方程、特征值以及奇異值等；5. 具有基本的數(shù)字圖像處理能力，如可進(jìn)行濾波、邊緣檢測、采樣與差值、色彩轉(zhuǎn)換、形態(tài)操作、直方圖和圖像金字塔等操作；6. 可對各種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，包括連接部件分析、輪廓處理、距離變換、各種距地計(jì)算、模版匹配、Hough 變換、多邊形逼近、直線你和、橢圓擬合和 Delaunay 三角劃分等；7. 對攝像頭的定標(biāo)，包括發(fā)現(xiàn)與跟蹤定標(biāo)模式、定標(biāo)、基本矩陣估計(jì)、齊次矩陣故居和立體對應(yīng)；8. 對運(yùn)動的分析，如對光流、運(yùn)動分割和跟蹤的分析；9. 對目標(biāo)的識別，可采用特征法和隱馬爾可夫模型；10. 具有基本的功能，包括圖像與視頻顯示、鍵盤和鼠標(biāo)事件處理及滾動條等。VC 中就可以調(diào)用 OpenCV 中的庫函數(shù)了。圖像數(shù)字化是計(jì)算機(jī)圖像處理之前的基本步驟，目的是把真實(shí)的圖像轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠接受的存儲格式。 一 般 來 講 ,對 圖 像 進(jìn) 行 處 理 的 主 要目 的 有 三 個(gè) 方 面 :1. 高 圖 像 的 視 覺 質(zhì) 量 ， 進(jìn) 行 圖 像 的 亮 度 、 彩 色 變 換 ,增 強(qiáng) 、 抑 制 某 些 成 分 ,對圖 像 進(jìn) 行 幾 何 變 換 等 ,以 改 善 圖 像 的 質(zhì) 量 。計(jì)算數(shù)字圖像函數(shù)的拉普拉斯算子是借助各種模板卷積實(shí)現(xiàn)的。圖像分割是圖像分析的第一步,是計(jì)算加視覺的基礎(chǔ),是圖像理解的重要組成部分,是圖像處理到圖像分析的關(guān)鍵步驟,同時(shí)是圖像處理中最古老和最困難的問題之一，至今已提出了上千種分割算法。模擬圖像 離散圖像傳感器采樣數(shù)字圖像A D 轉(zhuǎn)換圖像處理數(shù)字圖像打印驅(qū)動打印機(jī)顯卡驅(qū)動顯卡及顯示器圖 32 圖 象 的 數(shù) 字 化 模 型模擬圖像 離散圖像采樣數(shù)字圖像量化圖 33 圖像的數(shù)字化輸入模型進(jìn) 行 圖 像 處 理 時(shí) ， 對 所 獲 得 的 數(shù) 字 圖 像 進(jìn) 行 預(yù) 處 理 是 重 要 的 。 目前已有許多成熟的編碼算法應(yīng)用于圖像壓縮。由于車輛會導(dǎo)致在虛擬線處連續(xù)的變化，因此設(shè)置標(biāo)識符ID，初始值設(shè)為假。具體步驟為：生成批生成僅選擇所有的debug|win32 和 release|win32生成，如圖 23 所示：圖 23 錯(cuò)誤修改5. VC 的工程中加入庫文件和包含文件。 OpenC 介紹OpenCV 的全稱是：Open Source Computer Vision Library。V isual Studio 可 以 用 來 創(chuàng) 建 Windows 平 臺 下 的 Windows 應(yīng)用 程 序 和 網(wǎng) 絡(luò) 應(yīng) 用 程 序 ， 也 可 以 用 來 創(chuàng) 建 網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) 、 智 能 設(shè) 備 應(yīng) 用 程 序 和Office 插 件 。 總體設(shè)計(jì)使用 MFC 等界面庫編寫用戶操作界面，方便視頻的輸入、顯示、操作以及輸出, 用戶通過界面選擇視頻，通過界面在視頻的第一幀上操作，設(shè)定虛擬線，系統(tǒng)對虛擬線進(jìn)行初始化。但是提取車輛信息是最困難的。研究人員提出了減少燈光變化對運(yùn)動檢測的影響和確保運(yùn)動檢測可靠的圖像幀差方法。隨著中國智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，可以肯定的是基于計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理技術(shù)的道路視頻監(jiān)測系統(tǒng)將在 ITS 中扮演著越來越重要的角色。因?yàn)樾鑼鞲衅饔谰眯月袢氲叵?，其設(shè)立和維護(hù)都需挖掘路面，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且影響交通。ITS 的系統(tǒng)組成大致分為先進(jìn)的交通管理系統(tǒng) ATMS(Advaneed Taffie Management System)、先進(jìn)的交通信息系統(tǒng) ATIS(Advaneed Traffie Information System)、先進(jìn)的公共交通系統(tǒng) APTS(Advaneed Publie Traffie System)、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng) AVCS(Advaneed Vehiele Control System)、先進(jìn)的車輛收費(fèi)系統(tǒng) AETCS(Advaneed Eleetronie Toll Colleetion System)、緊急事件管理與救援系統(tǒng)EAMSS(Emergent Affair Management and Succor System)。 virtual loops update。西 南 交 通 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于視頻的車流量檢測算法研究年 級: 2022級 學(xué) 號: 20222225 姓 名: 安偉 專 業(yè): 自動化 指導(dǎo)老師: 侯進(jìn) 二零一零年六月西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 I 頁院 系 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 自動化 年 級 2022 級 姓 名 安偉 題 目 基于視頻的車流量檢測算法研究 指導(dǎo)教師評 語 指導(dǎo)教師 (簽章)評 閱 人評 語