本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種夜間卡口車輛識(shí)別抓拍方法。

背景技術(shù)：

高速公路或者城市車道的卡口通常都設(shè)置專門的卡口監(jiān)控探頭對(duì)超速行駛或者變道違章車輛進(jìn)行檢測(cè)和抓拍，可以說(shuō)是目前交通監(jiān)管系統(tǒng)的重要組成部分。然而在實(shí)際使用中上述卡口視頻監(jiān)控設(shè)備存在如下問題：白天由于照明度高，易于進(jìn)行車輛的識(shí)別和抓拍，而夜晚光線暗，車輛輪廓信息識(shí)別不如白天清晰，再加上車燈光強(qiáng)度變化大，造成檢測(cè)視頻中的噪聲大，使得適用于白天的車輛識(shí)別抓拍方法不能適用于夜晚的車輛檢測(cè)。

尤其是一些偏僻的路段缺乏路燈或其他照明燈，環(huán)境光線較暗，大大增加了檢測(cè)的困難性。一種常見處理方式是無(wú)論車道上有無(wú)車輛，卡口監(jiān)控探頭都設(shè)定以極短的間隔不停閃爍(閃光燈)對(duì)監(jiān)控的路段實(shí)施抓拍。這樣做雖然能抓拍到一些經(jīng)過路段的車輛，但長(zhǎng)久運(yùn)用下來(lái)，實(shí)際上漏拍的情況仍舊較多，而且因長(zhǎng)期抓拍對(duì)探頭設(shè)備的損耗較大，導(dǎo)致它們的壽命都很短。

當(dāng)然現(xiàn)有技術(shù)中公知的一種檢測(cè)方法是通過識(shí)別車輛尾燈信息來(lái)識(shí)別車道車輛，通過抓拍連續(xù)的視頻幀，獲取其中尾燈的光亮信息，以此來(lái)判別車道有無(wú)車輛，再實(shí)施抓拍。然而這種方法也存在弊端，例如一些車輛尾燈因損壞沒有亮起，或者尾燈光亮較暗，與環(huán)境光線差別不大，則很難準(zhǔn)確可靠的判別出車輛信息，其誤判率很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：提供一種夜間卡口車輛識(shí)別抓拍方法，該方法能夠更好的在夜間利用卡口監(jiān)控探頭對(duì)卡口監(jiān)控范圍內(nèi)的車輛進(jìn)行清晰、準(zhǔn)確的識(shí)別和抓拍，大大降低誤判和漏拍率，更好的保護(hù)和延長(zhǎng)探頭設(shè)備壽命。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種夜間卡口車輛識(shí)別抓拍方法，其特征在于包括下述步驟：

1)在卡口監(jiān)控探頭所監(jiān)測(cè)的車道上設(shè)置夜光區(qū)域；

2)設(shè)置卡口監(jiān)控探頭的視頻檢測(cè)區(qū)域：沿車道行進(jìn)方向設(shè)置位于夜光區(qū)域上游的一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域，再在所述夜光區(qū)域上設(shè)置二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域；

3)預(yù)先記錄夜間各時(shí)段內(nèi)二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域在無(wú)遮擋時(shí)原始的區(qū)域亮度信息，并建立原始亮度信息表；

4)獲取連續(xù)的視頻幀；

5)實(shí)時(shí)檢測(cè)一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的車輛尾燈亮度，若檢測(cè)有尾燈，則判別有車輛經(jīng)過一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域，立即進(jìn)行抓拍；若檢測(cè)無(wú)尾燈，則進(jìn)行下面的步驟6)；

6)檢測(cè)并獲取二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域的區(qū)域亮度信息，并與步驟3)中建立的二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域原始亮度信息表中對(duì)應(yīng)時(shí)段的亮度信息進(jìn)行比對(duì)，若存在偏暗區(qū)域則判定有車輛經(jīng)過二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域，立即進(jìn)行抓拍，若無(wú)偏暗區(qū)域，則判定無(wú)車輛通過，重復(fù)步驟5)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述步驟2)中的一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域和二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域均是指卡口監(jiān)控探頭拍攝的定角度視頻圖像上人為圈定的虛擬區(qū)域。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述步驟3)中的夜間時(shí)段是指從晚上某個(gè)時(shí)刻到第二天凌晨某個(gè)時(shí)刻的連續(xù)時(shí)間段內(nèi)人為劃分的若干等間隔的時(shí)間區(qū)段，單位為小時(shí)。例如我們規(guī)定從晚上18:00至凌晨4:00的10個(gè)小時(shí)，均分為10個(gè)夜間時(shí)段，那么每個(gè)單位小時(shí)的夜間時(shí)段中，夜光區(qū)域的亮度是有差別的。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述步驟4)獲取連續(xù)的視頻幀，包括由卡口監(jiān)控探頭獲取連續(xù)的視頻流，經(jīng)光端機(jī)、交換機(jī)傳輸至監(jiān)控中心的中央處理器，由中央處理器進(jìn)行視頻處理。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述步驟6)中的偏暗區(qū)域是指夜光區(qū)域經(jīng)由車輛遮擋而在視頻圖像上形成的亮度偏暗的區(qū)域。

優(yōu)選的，本發(fā)明中所述夜光區(qū)域的寬度與車道寬度相同。

更進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域圈定的輪廓與夜光區(qū)域在卡口監(jiān)控探頭拍攝的定角度視頻圖像上的輪廓相同。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域和二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域間隔至少4m。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述步驟5)中的抓拍區(qū)域包含一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域外的車道下游位置；所述步驟6)中的抓拍區(qū)域包含二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域外的車道下游位置。即在實(shí)施時(shí)卡口監(jiān)控探頭的抓拍不局限于圈定的視頻檢測(cè)區(qū)域，目的以盡可能多的獲取所監(jiān)測(cè)車輛的圖像信息，確保抓拍信息清晰準(zhǔn)確。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1.本發(fā)明方法能夠很好的利用卡口監(jiān)控探頭對(duì)夜間經(jīng)過的車輛進(jìn)行清晰、準(zhǔn)確地識(shí)別和抓拍，尤其是能夠在漆黑的路段識(shí)別出無(wú)法檢測(cè)尾燈亮度的車輛，彌補(bǔ)了常規(guī)技術(shù)針對(duì)這一塊的盲區(qū)和缺陷，大大降低了誤判和漏拍率，可以為監(jiān)控中心及時(shí)提供清晰準(zhǔn)確的車輛照片，進(jìn)一步完善整個(gè)道路交通監(jiān)管系統(tǒng)。

2.本發(fā)明方法是對(duì)已知的車道卡口車輛抓拍方法的進(jìn)一步完善，其是根據(jù)實(shí)際的車輛信息檢測(cè)反饋后再對(duì)車輛進(jìn)行抓拍的，尤其是在探頭使用率較高的夜間或照明度較低的環(huán)境中能夠進(jìn)一步降低監(jiān)控探頭的抓拍損耗，延長(zhǎng)其使用壽命。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明方法的檢測(cè)流程圖；

圖2為卡口車輛監(jiān)控抓拍示意圖；

圖3為圖2中二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域中偏暗區(qū)域示意圖。

1、卡口監(jiān)控探頭；2、車道；3、夜光區(qū)域；4、一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域；5、二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域；6、車輛；7、偏暗區(qū)域；8、明亮區(qū)域。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：為了能夠更好的利用卡口監(jiān)控探頭對(duì)夜間所監(jiān)測(cè)車道上的車輛進(jìn)行清晰、準(zhǔn)確的識(shí)別和抓拍，本發(fā)明提供一種夜間卡口車輛識(shí)別抓拍方法。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：如圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的夜間路邊停車位車輛越線停車檢測(cè)流程圖，包括步驟如下：

1.設(shè)置夜光區(qū)域。

在卡口監(jiān)控探頭1所監(jiān)測(cè)的車道2表面涂覆夜光涂層設(shè)置出夜光區(qū)域3，見圖2所示，本實(shí)施例中該夜光區(qū)域3的長(zhǎng)度為6m，寬度與車道2寬度相同；

2.設(shè)置視頻檢測(cè)區(qū)域。

沿車道2的行進(jìn)方向設(shè)置位于夜光區(qū)域3上游的一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4，再在所述夜光區(qū)域3上設(shè)置二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5。本實(shí)施例中設(shè)定所述二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5圈定的輪廓與夜光區(qū)域3在卡口監(jiān)控探頭1拍攝的定角度視頻圖像上的輪廓相同，即二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5與夜光區(qū)域3重合，同樣，而一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4又與二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5輪廓相同，見圖2所示。

需要說(shuō)明，所述一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4和二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5均是指卡口監(jiān)控探頭1拍攝的定角度視頻圖像上人為圈定的虛擬區(qū)域(圖2中虛線區(qū)域)。并且為了便于說(shuō)明，如圖2～3中的示例圖都是理想狀態(tài)下的俯視攝取角度，即卡口監(jiān)控探頭1從車道2的正上方垂直攝取的畫面。但是在實(shí)際路口，卡口監(jiān)控探頭1的拍攝角度通常是30度向下的斜角，故其攝取的視頻圖像上的一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4和二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5的輪廓線與圖2～3中略不同。

同時(shí)，本實(shí)施例將所述一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4和二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5的實(shí)際間隔設(shè)定為5m。

3.記錄二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5夜間各時(shí)段的原始亮度信息表。

由于二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5即夜光區(qū)域3，其在夜間無(wú)遮擋的情況下能夠在視頻圖像中形成較亮的區(qū)域。假設(shè)夜間時(shí)長(zhǎng)為晚上18:00至凌晨4:00的10個(gè)小時(shí)，均分為10個(gè)夜間時(shí)段，那么每個(gè)單位小時(shí)的夜間時(shí)段中，夜光區(qū)域3的亮度是有差別的。我們截取并記錄每個(gè)時(shí)段攝錄的視頻幀上夜光區(qū)域3(也即二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5)圖像的灰度值：

k＝0.30r+0.59g+0.11b

式中k代表像素的灰度值，r代表紅色分量值，g代表綠色分量值，b代表藍(lán)色分量值。設(shè)置合適閾值th，大于此閾值的像素顏色分量保持不變，小于此閾值的像素顏色分量取為0。

4.獲取連續(xù)的視頻幀。

即采用卡口監(jiān)控探頭1獲取所監(jiān)測(cè)車道2上的連續(xù)的視頻流，經(jīng)光端機(jī)、交換機(jī)傳輸至監(jiān)控中心的中央處理器，由中央處理器進(jìn)行視頻處理。這在前一步的原始亮度信息表的獲取過程中已經(jīng)運(yùn)用。

5.實(shí)時(shí)檢測(cè)一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4內(nèi)的車輛6尾燈亮度。

該步驟需要由卡口監(jiān)控探頭1實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)入一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4內(nèi)的車輛6任意尾燈亮度。因?yàn)檐嚨?在夜間處于照明度較低的環(huán)境時(shí)(或者一些路段干脆漆黑一片)，當(dāng)車輛6在車道2上行駛，其尾燈是車輛6最顯著的標(biāo)識(shí)。結(jié)合圖2所示，以尾燈代替車輛6實(shí)施判別檢測(cè)，尾燈在較暗的環(huán)境中發(fā)光，在視頻圖像中形成尾燈明亮區(qū)域8，同樣此步驟計(jì)算視頻幀中尾燈明亮區(qū)域8圖像的灰度值：

k＝0.30r+0.59g+0.11b

式中k代表像素的灰度值，r代表紅色分量值，g代表綠色分量值，b代表藍(lán)色分量值。設(shè)置合適閾值th，大于此閾值的像素顏色分量保持不變，小于此閾值的像素顏色分量取為0。在上述明亮區(qū)域8中選擇偏紅的區(qū)域，由于車輛6尾燈為紅色，計(jì)算每塊連通的尾燈明亮區(qū)域8的偏紅程度r_m：

$r_m=\frac{\underset{i}{\Σ}{r}_i}{\underset{i}{\Σ}(b_i+g_i)}$

式中i為較亮區(qū)域內(nèi)的像素，區(qū)域顏色越紅，此值越大。選擇合適的閾值rth，計(jì)算尾燈明亮區(qū)域8內(nèi)大于該閾值的偏紅區(qū)域保留作為車輛6的尾燈，小于該閾值的偏紅區(qū)域則去掉。

當(dāng)實(shí)際檢測(cè)到一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4中的確有(亮起的)尾燈，則判別有車輛6經(jīng)過一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4，立即進(jìn)行抓拍，抓拍區(qū)域包含一號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域4外的車道2下游位置，選擇清晰的車輛6照片上傳至監(jiān)控中心。

假如檢測(cè)無(wú)(亮起的)尾燈，則進(jìn)行下面的步驟6；

6.檢測(cè)二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5的亮度信息，并與原始亮度信息表進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)是否存在偏暗區(qū)域判定是否有車輛。

該步驟首先計(jì)算視頻圖像上二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5實(shí)時(shí)圖像的灰度值，計(jì)算過程參考步驟3，然后調(diào)取該時(shí)段對(duì)應(yīng)的原始亮度信息表中二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5的圖像灰度值，比較兩幅圖像的灰度值。如圖3所示，當(dāng)存在偏暗區(qū)域7時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算獲得的二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5的圖像灰度值將小于原始亮度信息表中記錄的圖像灰度值，此時(shí)則判定有車輛6經(jīng)過二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5，立即進(jìn)行抓拍，抓拍區(qū)域包含二號(hào)視頻檢測(cè)區(qū)域5外的車道2下游位置，選擇清晰的車輛6照片上傳至監(jiān)控中心。

若無(wú)偏暗區(qū)域7，則判定無(wú)車輛6通過，重復(fù)步驟5。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明方法能夠很好的利用卡口監(jiān)控探頭1對(duì)夜間經(jīng)過的車輛6進(jìn)行清晰、準(zhǔn)確地識(shí)別和抓拍，尤其是能夠在漆黑的路段識(shí)別出無(wú)法檢測(cè)尾燈亮度的車輛6，彌補(bǔ)了常規(guī)技術(shù)針對(duì)這一塊的盲區(qū)和缺陷，大大降低了誤判和漏拍率，可以為監(jiān)控中心及時(shí)提供清晰準(zhǔn)確的車輛照片，進(jìn)一步完善整個(gè)道路交通監(jiān)管系統(tǒng)。

并且本發(fā)明方法是對(duì)已知的車道卡口車輛抓拍方法的進(jìn)一步完善，其是根據(jù)實(shí)際的車輛信息檢測(cè)反饋后再對(duì)車輛6進(jìn)行抓拍的，尤其是在探頭使用率較高的夜間或照明度較低的環(huán)境中能夠進(jìn)一步降低卡口監(jiān)控探頭1的抓拍損耗，延長(zhǎng)其使用壽命。

當(dāng)然上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。