基於jpeg圖像的運動車輛檢測方法
2023-07-20 02:35:01 1
專利名稱：基於jpeg圖像的運動車輛檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種運動車輛檢測方法，特別是基於JPEG圖像的運動車輛檢測方法， 用於圖像編碼和模式識別。屬於數字圖像處理技術領域。
背景技術：
在交通視頻監控系統中，快速地處理並傳輸交通圖像，提取車輛信息對交通實時 監控，交通誘導，交通事故報警等有重要意義。而車輛的檢測是車速，車流量等交通參數提 取和交通違章監督的基礎。 現有的視頻車輛檢測主要針對兩種圖像輸入進行的，即BMP圖像和JPEG圖像。且 現在大多數交通視頻監控系統中所處理的圖像均為BMP格式。BMP圖像採用位映射存儲格 式，除了圖像深度可選以外，不採用其它任何壓縮，所佔空間很大。這對於交通視頻監控等 戶外作業的系統來說，處理BMP圖像對系統的存儲空間和處理速度要求很高，並且給圖像 傳輸帶來了很大的負擔，因此，這種圖像格式很少被用來傳輸。壓縮圖像，如JPEG圖像，利 用人的視覺系統特性，去掉或減少那些對眼睛不敏感的數據，其壓縮比率很高，同時對圖像 質量影響較小。用JPEG圖像進行存儲和傳輸無疑可以大幅度降低數據量，提高工作效率。 然而根據《JPEG靜止圖像壓縮編碼標準》可知，JPEG圖像的壓縮主要包括以下幾個步驟顏 色轉換，DCT(離散餘弦變換)，量化，Z字形編碼，霍夫曼編碼。雖然經過此方法編碼後，平 均碼字最短，效率最高，但是碼字長短不一。這就使得即便變化不大的兩幀相鄰圖像，經過 編碼後，無論圖像的大小，碼字的長度，還是每塊中碼字的值都發生了變化。這對現有的圖 像處理算法來說是不能進行直接處理的。專利200610117273. X，專利200410059169. O，所 採集的為BMP圖像，並對此圖像的進行處理，獲取交通參數，同時為滿足傳輸需要，對BMP圖 像進行壓縮之後進行傳輸。這樣顯然加重了系統的存儲壓力。隨著CMOS技術的發展，不少 交通視頻監控系統採集的交通圖像為JPEG格式，由於該圖像格式不便於直接處理，通常需 要對JPEG圖像用現成軟體進行全部或局部解壓縮處理，然後再進行運動檢測和交通參數 的提取，最後將原始JPEG圖像和提取的交通參數一起進行傳輸。JPEG圖像的解壓縮過程尤 其是其中的反餘弦變換是非常耗時的。
發明內容
為了克服現有技術解壓縮時間長的不足，本發明提供一種基於JPEG圖像的運動 車輛檢測方法，採用FPGA硬體局部解壓縮，提取序列圖像中的運動區域，可以大幅度降低 處理時間和硬體數據存儲壓力。 本發明解決其技術問題所採用的技術方案一種基於JPEG圖像的運動車輛檢測 方法，其特點是選定符合JPEG編碼的檢測區域，對相鄰兩幀的序列JPEG圖像檢測區域進 行分析，對於第一幀，FPGA首先按照霍夫曼編碼長短進行源符號出現機率自動分類，再將最 大長度編碼按大小排序，然後通過組合和Z字形解壓縮進行反編碼，反編碼後的檢測區域 的對應值放在指定的第一個存貯區域；對於第二幀圖像，按照同樣的方式進行霍夫曼反編
3碼和Z字形解壓縮，檢測區域對應值放在指定的第二個區域存貯；求第一存貯區與第二存 貯區差值，通過兩個存貯區的差值總和與設定的閾值相比較，進行對運動車輛的檢測。
本發明的有益效果是首先，只對JPEG圖像進行霍夫曼反編碼和Z字形解壓縮，得 到與原圖像相對應的壓縮域圖像，該圖像可以從一定程度上反應原圖像信息，使得現有圖 像處理方法(如圖像差分運算，前景檢測，運動檢測等)得以應用，簡化了 JPEG圖像複雜的 解壓縮過程，大大降低了解壓縮時間。實例中在相同的實驗條件下，對兩幅308*308的灰度 圖像進行了處理。對JPEG圖像進行解壓縮，然後進行運動檢測需要1. 985143秒，而運用本 發明只需要0. 441066秒，節約了近78%的解壓縮時間。其次，只在壓縮域的檢測區域內進 行差值運算，檢測運動物體，去除了非檢測區域數據，降低了 FPGA的數據存放量和運算量， 提高了檢測時間。本發明可以廣泛應用於對圖像處理實時性，圖像存儲空間，傳輸速度要求 較高的系統中，如交叉路口的車流量統計，高速公路等路段的車輛超速監測等。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作詳細說明。
圖1是本發明基於JPEG圖像的運動車輛檢測方法流程圖；
圖2是圖1中JPEG圖像部分解壓縮流程圖；
圖3是本發明方法檢測區域示意圖(點劃線區域)。
具體實施例方式
為了更好地理解本發明的技術方案，以下結合圖1 3對本發明作詳細說明
針對同一個交通場景下獲取的圖像序列中的兩幀JPEG圖像。實施步驟如下
1. FPGA讀入圖像序列中的連續兩幀圖像； 2.分別對兩幀圖像進行如下操作FPGA首先按照霍夫曼編碼長短進行源符號出 現機率自動分類，再將最大長度編碼按大小排序，然後通過組合和Z字形解壓縮進行反編 碼；得到兩幀圖像的壓縮域圖像，壓縮域圖像的像素與完全解壓縮圖像像素位置相對應，可 以從一定程度上反應原圖像信息，但其很多像素值為O，所以數據量和所佔存儲空間較小；
3.由於交通視頻監控中，攝像機固定不動(忽略外部因素造成的輕微抖動)，因此 可以根據具體交通應用場景設置檢測區域。分別提取兩幀壓縮域圖像中的檢測區域，形成 新的像素矩陣，並將其存儲在指定的第一存儲區域，後一幀檢測區域像素矩陣存儲在第二 存儲區域； 4.求兩存儲區域內兩圖像矩陣對應像素值差值的絕對值。如果差值之和大於某設 定閾值，則認為有運動車輛存在，提取運動車輛；反之，認為不存在運動車輛，繼續檢測後續 圖像。
權利要求
一種基於JPEG圖像的運動車輛檢測方法，其特徵在於包括下述步驟選定符合JPEG編碼的檢測區域，對相鄰兩幀的序列JPEG圖像檢測區域進行分析，對於第一幀，FPGA首先按照霍夫曼編碼長短進行源符號出現機率自動分類，再將最大長度編碼按大小排序，然後通過組合和Z字形解壓縮進行反編碼，反編碼後的檢測區域的對應值放在指定的第一個存貯區域；對於第二幀圖像，按照同樣的方式進行霍夫曼反編碼和Z字形解壓縮，檢測區域對應值放在指定的第二個區域存貯；求第一存貯區與第二存貯區差值，通過兩個存貯區的差值總和與設定的閾值相比較，進行對運動車輛的檢測。
全文摘要
本發明公開了一種基於JPEG圖像的運動車輛檢測方法，屬於數字圖像處理技術領域，用於對運動車輛進行檢測。本發明對序列圖像中的相鄰兩幀JPEG圖像，分別按照各自霍夫曼編碼長短進行源符號出現機率進行分類，將最大長度編碼按大小排序，通過組合和Z字形解壓縮進行反編碼，得到兩幀圖像的壓縮域圖像，壓縮域圖像的像素與完全解壓縮圖像像素位置相對應；再根據具體所設置檢測區域分別提取兩幀壓縮域圖像中的檢測區域，形成兩個新的像素矩陣，並分別存儲在指定的兩個存儲區域，比較兩存儲區域內兩圖像矩陣對應像素值，通過其差值總和與設定的閾值比較，進行對運動車輛的檢測。在相同條件下，對兩幅308*308的JPEG圖像進行解壓縮的時間由現有技術的1.985143秒降低到0.441066秒。
文檔編號H04N1/41GK101790022SQ200910219168
公開日2010年7月28日 申請日期2009年11月26日 優先權日2009年11月26日
發明者史忠科, 宋蕾 申請人:西北工業大學