夜间交通监控中车辆检测技术

在基于视觉的交通监控系统中,道路上的车辆检测是首要步骤。目前,基于运动的方法是实现这一目标的常用手段。背景建模是其中一种方法,它将移动的车辆视为前景,而场景中的静止部分,如道路,则被视为背景。然而,在夜间或光线暗淡的环境中,从背景建模技术中提取的前景不仅包含车辆,还包含了高光部分。

如上所述,高效的车辆检测在许多交通监控项目中至关重要。尽管已经有许多研究致力于白天的车辆检测,但夜间监控视频在检测车辆时面临许多挑战,其中一个主要原因就是车辆前灯在道路上形成的高光。这种高光干扰了车辆的检测,可能导致对车辆尺寸的高估或错误的车辆跟踪。

方法论

为了解决上述问题,探讨了两种主要方法,以帮助在夜间高效检测车辆:

1. 边缘阈值 - 观察下面的图像,它显示了帧的边界边缘图(在前景掩模上应用Sobel滤波器后)。可以清楚地看到,车辆具有锐利的边缘。这个因素在项目中被利用,包含内部边缘像素(>阈值)的前景块被分类为车辆。

2. 亮度因素 - 在包含这三个对象的帧中:车辆、高光和暗背景(因为使用了夜间视频),一个非常有用的差别是亮度水平的差异。由于高光比车辆更亮,因此应用了最佳阈值来区分高亮度块和低亮度块。

进一步改进

除了上述方法外,还引入了以下因素来解决夜间车辆检测中的其他问题:

1. 大小限制:车辆和高光之间的一个主要区别是它们所占据的块数/大小。车辆在每个方向上占据许多连续块(可以被视为矩形),而高光占据的块数较少。应用了2-3个连续块占用的阈值,以去除高光块。

2. 孤立高光:有时,路灯的高光也会干扰车辆检测。这种占据前景块较小面积的灯光被称为孤立高光。应用了面积限制(前景块中的前景像素少于5%)来去除这种孤立高光。

3. HSV颜色因素:有时,由于车辆内部亮度较低的区域或边缘像素较少,车辆可能没有被完全检测到。当车辆逐帧移动时,车辆的色调保持不变,这个属性可以被利用来检测整个或大部分车辆。尝试了HSV颜色的三个参数,以找到适合更好检测的合适组合。

结果

1. 在第一组结果中,让看看该方法如何在夜间的视频画面中工作。应用边缘总和阈值和最佳亮度因素:在下面的两张图像中,可以看到高边缘总和值根据应用的阈值被检测到。边缘总和阈值=35,来源:个人项目。边缘总和阈值=45,来源:个人项目。在第一张图像中,道路上的高光也被检测到,连同汽车一起,而在第二张图像中,几乎整辆汽车都被检测到,道路上的高光也减少了。

2. 在第二组结果中,展示了HSV因素的使用:在没有任何色调限制之前,来源:个人项目。应用红色色调限制后,来源:个人项目。可以看到,在第二张图像中,在应用红色色调限制后,公交车的大部分被检测到。

沪ICP备2024098111号-1
上海秋旦网络科技中心:上海市奉贤区金大公路8218号1幢 联系电话:17898875485