強(qiáng) 陳泉林 林康紅 奉 玲

     來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：針對基于視覺的交通監(jiān)視系統(tǒng)中路況圖像背景去除存在的種種問題，提出了一種基于邊緣的背景去除算法。該算法簡單且容易理解。實(shí)踐證明，用該算法能夠有效地除背景信息。

     關(guān)鍵詞：交通監(jiān)視

     背景去除 邊緣提取

     智能交通監(jiān)視系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)（its）的重要組成部分，該系統(tǒng)通過傳感器實(shí)時(shí)估計(jì)交通參量。一種方法是使用磁環(huán)路檢測器來計(jì)算汽車流量，此法自身的缺隱是很明顯的。

     （1）

     能夠監(jiān)測的交通參量有限，僅限于汽車流量及速度的監(jiān)測；

     （2）

     監(jiān)視范圍較窄，只能監(jiān)視一個(gè)車道情況；

     （3）

     不便于安裝，一般需對路面挖掘以埋入檢測器。

     另一種方法是通過處理采集到的交通路況圖像序列，實(shí)現(xiàn)車輛目標(biāo)的的檢測、識別及跟蹤，實(shí)時(shí)提供交通流量、速度及密度等信息。其于視覺的此種方法無上述的限制。用一個(gè)安裝在路桿或橋頭攝像頭限參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，因此有著無可比擬的優(yōu)勢。

     一個(gè)典型的基于視覺的監(jiān)視系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

     基于視覺的實(shí)用的交通監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求：

     （1） 安裝和校準(zhǔn)容易。

     （2）

     境適應(yīng)能力強(qiáng)。系統(tǒng)能在各種光照條件下工作，如強(qiáng)烈日光下存在較重的陰影、

     夜晚低亮度的照明以及夜晚汽車前燈的強(qiáng)光。

     （3）

     能準(zhǔn)確地估計(jì)車輛速度及尺寸。

     （4）

     能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行處理，并且整個(gè)系統(tǒng)有低廉的成本。

     1 背景去除算法分析

     背景的去除在整個(gè)處理中占用很重要的地址，它直接關(guān)系到后續(xù)工作的難易程度。由于背景圖像是靜止的，用實(shí)時(shí)路況圖像與背景圖像相減即可濾掉背景而只保留車輛及其陰影信息。但仍存在以下問題：

     （1）由于路面光照情況時(shí)刻在變動(dòng)，背景圖像也在跟著變化，因此作差所用的背景圖像也必須實(shí)時(shí)進(jìn)行更新。

     （2）攝像頭安裝在路桿上，當(dāng)路上有汽車開過時(shí)會(huì)產(chǎn)生輕微抖動(dòng)，得到的實(shí)時(shí)路況圖像也不可避免存在“抖動(dòng)”，其與背景圖像的差值并不能完全濾掉背景信息，如圖2所示。

     為了較全面地解決這些問題[1]，將實(shí)際情況分成以下三類分別處理：

     （1） 背景緩慢變化。

     （2）

     背景劇烈變化。如：晚上路燈打開時(shí)。

     （3）

     背景經(jīng)常性變化。如：當(dāng)重型汽車經(jīng)過時(shí)使背景圖像隨著攝像頭抖動(dòng)而抖動(dòng)。

     仔細(xì)分析背景更新算法[1]，發(fā)現(xiàn)存在如下幾個(gè)問題：

     （1）

     景更新時(shí)采用某一時(shí)段多幀圖像加權(quán)和，其主要目的是減少噪聲的影響，但如此得到背景與實(shí)時(shí)背景有一定并異，因此濾除不停。

     （2）