基于视频图像处理的车辆检测与跟踪算法研究

发布时间：2017-08-20 20:09

  本文关键词：基于视频图像处理的车辆检测与跟踪算法研究

  更多相关文章： 视频图像处理 背景图像更新 阴影消除 车辆跟踪 车速估计

【摘要】：智能交通系统(Intelligent Transportation Systems)简称ITS,是当前计算机视觉领域研究和关注的重点。在ITS中,车辆检测和车辆跟踪是智能交通系统的基础。随着计算机科学技术的发展与进步,出现了很多与车辆检测和跟踪相关的算法。本文针对车辆检测与跟踪算法中存在的缺点和不足进行比较分析,在以下三个方面做出研究:(1)针对车辆检测过程中存在的背景更新问题,本文基于背景差分算法提出一种固定窗口的背景图像更新算法用于运动车辆的检测。该方法首先为每一个像素点建立固定窗口来减小背景更新的计算量;其次,通过控制窗口长度来满足算法的实时更新问题;最后将当前帧图像与获取的背景图像采用背景差分算法进行车辆检测,经实验数据验证,采用该方法能够检测到较为完整的运动车辆。(2)针对运动车辆区域内的阴影消除问题,本文基于灰度图像,提出一种基于改进的自动标记与OSTU双阈值灰度增强算法相结合的车辆阴影去除方法。该方法首先通过像素点压缩和释放的方式对自动标记算法进行改进;其次,对OSTU双阈值图像分割后的分割区域进行不同程度的灰度增强;最后,使用背景差分算法进行阴影消除,最终获得不含阴影的车辆。该方法与常用的几种阴影消除算法相比,阴影消除效果较好。(3)针对车辆跟踪与车速估计问题,本文提出一种基于质心特征提取的车辆跟踪算法。算法以链码差为前提进行遮挡车辆的分离,对于后续获得的前景掩码,文中选择采用质心特征提取实现运动目标跟踪,随后将文献中已有的两种车速估计算法应用于后续的车速计算中进行车速估计。
【关键词】：视频图像处理 背景图像更新 阴影消除 车辆跟踪 车速估计
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 主要研究内容与章节安排11-13
• 1.3.1 研究内容11-12
• 1.3.2 章节安排12-13
• 2 视频图像处理相关技术13-19
• 2.1 图像灰度化13-14
• 2.2 图像噪声处理14-16
• 2.2.1 均值滤波去噪15
• 2.2.2 中值滤波去噪15-16
• 2.3 图像二值化处理16-17
• 2.4 数学形态学处理17-18
• 2.5 本章小结18-19
• 3 交通视频中的运动车辆检测19-39
• 3.1 光流法19-20
• 3.2 帧间差分算法20-21
• 3.3 VIBE算法21-23
• 3.4 背景差分算法23-38
• 3.4.1 背景差分算法基本原理23-24
• 3.4.2 基于背景差分算法的背景更新方法24-32
• 3.4.3 基于固定窗口背景更新的背景差分方法32-36
• 3.4.4 实验结果与分析36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 运动车辆区域内的阴影消除39-53
• 4.1 阴影的形成和基本特征39-40
• 4.1.1 阴影的形成39-40
• 4.1.2 阴影的基本特征40
• 4.2 阴影消除算法概述40-43
• 4.2.1 基于纹理特征的阴影消除40-41
• 4.2.2 基于边缘特征的阴影消除41
• 4.2.3 基于颜色特征的阴影消除41-43
• 4.3 本文提出的车辆阴影消除算法43-52
• 4.3.1 算法的基本思想43-44
• 4.3.2 改进目标标记算法44-46
• 4.3.3 OSTU双阈值灰度增强算法46-47
• 4.3.4 改进目标标记和OSTU双阈值图像增强相结合车辆阴影消除新算法47-48
• 4.3.5 实验结果与分析48-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 检测出的运动车辆跟踪53-61
• 5.1 目标跟踪算法概述53-54
• 5.2 基于目标质心特征提取的车辆跟踪54-59
• 5.2.1 车辆遮挡的分类55
• 5.2.2 基于链码差的车辆分离55-57
• 5.2.3 基于目标质心特征提取的车辆跟踪57-59
• 5.3 车速估计59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 6 总结与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 作者简历67-69
• 学位论文数据集69

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1 张文溥;;视频车辆检测技术及发展趋势[J];中国人民公安大学学报(自然科学版);2010年01期

2 于宝明;;一种智能物联网交通管理系统中静止车辆检测新方法[J];信息化研究;2011年05期

3 刘珠妹;刘亚岚;谭衢霖;任玉环;;高分辨率卫星影像车辆检测研究进展[J];遥感技术与应用;2012年01期

4 钱志明;杨家宽;段连鑫;;基于视频的车辆检测与跟踪研究进展[J];中南大学学报(自然科学版);2013年S2期

5 文学志;赵宏;王楠;袁淮;;基于知识和外观方法相结合的后方车辆检测[J];东北大学学报(自然科学版);2007年03期

6 张晖;董育宁;;基于视频的车辆检测算法综述[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2007年03期

7 李玉萍;;基于视觉的车辆检测技术现状[J];国外电子测量技术;2007年10期

8 郑宏;胡学敏;;高分辨率卫星影像车辆检测的抗体网络[J];遥感学报;2009年05期

9 戴红霞;江乐;赵力;;时空结合的多背景车辆检测方法的研究[J];电视技术;2009年11期

10 朱娟;陈杰;;基于混合差分的车辆检测方法[J];计算机工程与设计;2011年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 钱志明;杨家宽;段连鑫;;基于视频的车辆检测与跟踪研究进展[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集（第五分册）[C];2013年

2 闻育;潘霓;;基于磁偏角的车辆检测的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

3 杨阿丽;刘峡壁;魏雪;万玉钗;;用于交通治安卡口的全天候视频车辆检测方法[A];全国第22届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2011)暨全国第3届安全关键技术与应用（SCA·2011）学术会议论文摘要集[C];2011年

4 杨淼;;基于卡尔曼滤波的电子警察系统车辆检测算法[A];2011年全国电子信息技术与应用学术会议论文集[C];2011年

5 蒋大林;马军强;;基于视频的车辆检测与跟踪方法综述[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集（2）[C];2008年

6 邹月娴;王一言;关佩;杨华;陈维荣;;复杂视频背景中的运动车辆检测技术[A];第四届和谐人机环境联合学术会议论文集[C];2008年

7 李舜酩;缪小冬;;视觉车辆检测方法的研究进展及展望[A];2009全国虚拟仪器大会论文集（二）[C];2009年

8 王忠耀;任青春;王少华;郭春生;;基于红外视频的车载行人车辆检测系统[A];浙江省电子学会2013学术年会论文集[C];2013年

9 孙明;孙红;;智能交通系统中车辆的图像检测方法研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年

10 吴嵘;何培宇;徐自励;段文锋;刘珂含;;一种去背景的车辆检测与跟踪快速算法[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 何雪峰;宿州简政放权助推县域经济[N];安徽日报;2009年

2 记者 贾瑞芳;检车进企业 温暖送到家[N];河北经济日报;2009年

3 郑利平;湖州车辆检测科研项目通过鉴定[N];中国交通报;2004年

4 张广明;运用高新技术审验运输车辆[N];巴彦淖尔日报(汉);2007年

5 张奇 李小洁;车辆检测，，为何招来怨声一片[N];检察日报;2002年

6 本报记者 侯莎莎;车辆年检强制免费换牌钉[N];北京日报;2012年

7 奚荣武　顾刚;昆山：1100万元加强卡口监控[N];人民公安报;2009年

8 见习记者 黄鹏飞;检测要细之又细，事故要坚决压降[N];法治快报;2006年

9 记者 杨耀青;车辆检测更加公正透明[N];西安日报;2011年

10 张贵峰;车检改革应将交通部门纳入其中[N];法制日报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 李博;基于层次性与或图模型的车辆检测与解析[D];北京理工大学;2015年

2 刘培勋;车辆主动安全中关于车辆检测与跟踪算法的若干研究[D];吉林大学;2015年

3 张伟;基于视觉的运动车辆检测与跟踪[D];上海交通大学;2007年

4 徐琨;交通视频监控中的车辆检测与跟踪方法研究[D];长安大学;2009年

5 王曾敏;小波图像融合算法及其在视频车辆检测系统中的应用研究[D];天津大学;2009年

6 许洁琼;基于视频图像处理的车辆检测与跟踪方法研究[D];中国海洋大学;2012年

7 严捷丰;交通视频监控中的车辆检测与分割方法研究[D];中国科学技术大学;2008年

8 李卫江;基于线阵CCD成像交通信息采集和检测技术的研究[D];长安大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 何志强;基于地磁的无线车辆检测系统研究[D];华南理工大学;2015年

2 王齐;车辆检测与样本采集系统的研究与设计[D];延边大学;2015年

3 马蓓蓓;基于HOG特征的车辆检测技术研究[D];华南理工大学;2015年

4 张双;基于嵌入式技术的物流跟踪及车辆检测系统设计[D];昆明理工大学;2015年

5 郭敏;基于高速公路大货车违法占道监测系统的车辆检测与跟踪研究[D];西南交通大学;2015年

6 冯乐;基于AMR传感器的车辆信息采集系统[D];天津理工大学;2015年

7 张骁;基于3D空间多部件模型的车辆检测方法研究[D];长安大学;2015年

8 赵倩倩;基于目标特征点跟踪与聚类的车辆检测算法研究[D];长安大学;2015年

9 田苏慧敏;基于视频图像处理的车辆检测与车流量统计平台的设计实现[D];宁夏大学;2015年

10 王成坤;混合交通流两轮车辆的视频检测研究[D];江西理工大学;2014年

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