專利名稱：基于jpeg圖像的運(yùn)動車輛檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動車輛檢測方法，特別是基于JPEG圖像的運(yùn)動車輛檢測方法， 用于圖像編碼和模式識別。屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，快速地處理并傳輸交通圖像，提取車輛信息對交通實(shí)時(shí) 監(jiān)控，交通誘導(dǎo)，交通事故報(bào)警等有重要意義。而車輛的檢測是車速，車流量等交通參數(shù)提 取和交通違章監(jiān)督的基礎(chǔ)。 現(xiàn)有的視頻車輛檢測主要針對兩種圖像輸入進(jìn)行的，即BMP圖像和JPEG圖像。且 現(xiàn)在大多數(shù)交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)中所處理的圖像均為BMP格式。BMP圖像采用位映射存儲格 式，除了圖像深度可選以外，不采用其它任何壓縮，所占空間很大。這對于交通視頻監(jiān)控等 戶外作業(yè)的系統(tǒng)來說，處理BMP圖像對系統(tǒng)的存儲空間和處理速度要求很高，并且給圖像 傳輸帶來了很大的負(fù)擔(dān)，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(tǒng)特性，去掉或減少那些對眼睛不敏感的數(shù)據(jù)，其壓縮比率很高，同時(shí)對圖像 質(zhì)量影響較小。用JPEG圖像進(jìn)行存儲和傳輸無疑可以大幅度降低數(shù)據(jù)量，提高工作效率。 然而根據(jù)《JPEG靜止圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)》可知，JPEG圖像的壓縮主要包括以下幾個(gè)步驟顏 色轉(zhuǎn)換，DCT(離散余弦變換)，量化，Z字形編碼，霍夫曼編碼。雖然經(jīng)過此方法編碼后，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(jīng)過 編碼后，無論圖像的大小，碼字的長度，還是每塊中碼字的值都發(fā)生了變化。這對現(xiàn)有的圖 像處理算法來說是不能進(jìn)行直接處理的。專利200610117273. X，專利200410059169. O，所 采集的為BMP圖像，并對此圖像的進(jìn)行處理，獲取交通參數(shù)，同時(shí)為滿足傳輸需要，對BMP圖 像進(jìn)行壓縮之后進(jìn)行傳輸。這樣顯然加重了系統(tǒng)的存儲壓力。隨著CMOS技術(shù)的發(fā)展，不少 交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集的交通圖像為JPEG格式，由于該圖像格式不便于直接處理，通常需 要對JPEG圖像用現(xiàn)成軟件進(jìn)行全部或局部解壓縮處理，然后再進(jìn)行運(yùn)動檢測和交通參數(shù) 的提取，最后將原始JPEG圖像和提取的交通參數(shù)一起進(jìn)行傳輸。JPEG圖像的解壓縮過程尤 其是其中的反余弦變換是非常耗時(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)解壓縮時(shí)間長的不足，本發(fā)明提供一種基于JPEG圖像的運(yùn)動 車輛檢測方法，采用FPGA硬件局部解壓縮，提取序列圖像中的運(yùn)動區(qū)域，可以大幅度降低 處理時(shí)間和硬件數(shù)據(jù)存儲壓力。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種基于JPEG圖像的運(yùn)動車輛檢測 方法，其特點(diǎn)是選定符合JPEG編碼的檢測區(qū)域，對相鄰兩幀的序列JPEG圖像檢測區(qū)域進(jìn) 行分析，對于第一幀，F(xiàn)PGA首先按照霍夫曼編碼長短進(jìn)行源符號出現(xiàn)幾率自動分類，再將最 大長度編碼按大小排序，然后通過組合和Z字形解壓縮進(jìn)行反編碼，反編碼后的檢測區(qū)域 的對應(yīng)值放在指定的第一個(gè)存貯區(qū)域；對于第二幀圖像，按照同樣的方式進(jìn)行霍夫曼反編
3碼和Z字形解壓縮，檢測區(qū)域?qū)?yīng)值放在指定的第二個(gè)區(qū)域存貯；求第一存貯區(qū)與第二存 貯區(qū)差值，通過兩個(gè)存貯區(qū)的差值總和與設(shè)定的閾值相比較，進(jìn)行對運(yùn)動車輛的檢測。
本發(fā)明的有益效果是首先，只對JPEG圖像進(jìn)行霍夫曼反編碼和Z字形解壓縮，得 到與原圖像相對應(yīng)的壓縮域圖像，該圖像可以從一定程度上反應(yīng)原圖像信息，使得現(xiàn)有圖 像處理方法(如圖像差分運(yùn)算，前景檢測，運(yùn)動檢測等)得以應(yīng)用，簡化了 JPEG圖像復(fù)雜的 解壓縮過程，大大降低了解壓縮時(shí)間。實(shí)例中在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，對兩幅308*308的灰度 圖像進(jìn)行了處理。對JPEG圖像進(jìn)行解壓縮，然后進(jìn)行運(yùn)動檢測需要1. 985143秒，而運(yùn)用本 發(fā)明只需要0. 441066秒，節(jié)約了近78%的解壓縮時(shí)間。其次，只在壓縮域的檢測區(qū)域內(nèi)進(jìn) 行差值運(yùn)算，檢測運(yùn)動物體，去除了非檢測區(qū)域數(shù)據(jù)，降低了 FPGA的數(shù)據(jù)存放量和運(yùn)算量， 提高了檢測時(shí)間。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于對圖像處理實(shí)時(shí)性，圖像存儲空間，傳輸速度要求 較高的系統(tǒng)中，如交叉路口的車流量統(tǒng)計(jì)，高速公路等路段的車輛超速監(jiān)測等。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明基于JPEG圖像的運(yùn)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(fā)明方法檢測區(qū)域示意圖(點(diǎn)劃線區(qū)域)。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下結(jié)合圖1 3對本發(fā)明作詳細(xì)說明
針對同一個(gè)交通場景下獲取的圖像序列中的兩幀JPEG圖像。實(shí)施步驟如下
1. FPGA讀入圖像序列中的連續(xù)兩幀圖像； 2.分別對兩幀圖像進(jìn)行如下操作FPGA首先按照霍夫曼編碼長短進(jìn)行源符號出 現(xiàn)幾率自動分類，再將最大長度編碼按大小排序，然后通過組合和Z字形解壓縮進(jìn)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(yīng)，可 以從一定程度上反應(yīng)原圖像信息，但其很多像素值為O，所以數(shù)據(jù)量和所占存儲空間較小；
3.由于交通視頻監(jiān)控中，攝像機(jī)固定不動(忽略外部因素造成的輕微抖動)，因此 可以根據(jù)具體交通應(yīng)用場景設(shè)置檢測區(qū)域。分別提取兩幀壓縮域圖像中的檢測區(qū)域，形成 新的像素矩陣，并將其存儲在指定的第一存儲區(qū)域，后一幀檢測區(qū)域像素矩陣存儲在第二 存儲區(qū)域； 4.求兩存儲區(qū)域內(nèi)兩圖像矩陣對應(yīng)像素值差值的絕對值。如果差值之和大于某設(shè) 定閾值，則認(rèn)為有運(yùn)動車輛存在，提取運(yùn)動車輛；反之，認(rèn)為不存在運(yùn)動車輛，繼續(xù)檢測后續(xù) 圖像。
權(quán)利要求
一種基于JPEG圖像的運(yùn)動車輛檢測方法，其特征在于包括下述步驟選定符合JPEG編碼的檢測區(qū)域，對相鄰兩幀的序列JPEG圖像檢測區(qū)域進(jìn)行分析，對于第一幀，F(xiàn)PGA首先按照霍夫曼編碼長短進(jìn)行源符號出現(xiàn)幾率自動分類，再將最大長度編碼按大小排序，然后通過組合和Z字形解壓縮進(jìn)行反編碼，反編碼后的檢測區(qū)域的對應(yīng)值放在指定的第一個(gè)存貯區(qū)域；對于第二幀圖像，按照同樣的方式進(jìn)行霍夫曼反編碼和Z字形解壓縮，檢測區(qū)域?qū)?yīng)值放在指定的第二個(gè)區(qū)域存貯；求第一存貯區(qū)與第二存貯區(qū)差值，通過兩個(gè)存貯區(qū)的差值總和與設(shè)定的閾值相比較，進(jìn)行對運(yùn)動車輛的檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于JPEG圖像的運(yùn)動車輛檢測方法，屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，用于對運(yùn)動車輛進(jìn)行檢測。本發(fā)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(jìn)行源符號出現(xiàn)幾率進(jìn)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(jìn)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(yīng)；再根據(jù)具體所設(shè)置檢測區(qū)域分別提取兩幀壓縮域圖像中的檢測區(qū)域，形成兩個(gè)新的像素矩陣，并分別存儲在指定的兩個(gè)存儲區(qū)域，比較兩存儲區(qū)域內(nèi)兩圖像矩陣對應(yīng)像素值，通過其差值總和與設(shè)定的閾值比較，進(jìn)行對運(yùn)動車輛的檢測。在相同條件下，對兩幅308*308的JPEG圖像進(jìn)行解壓縮的時(shí)間由現(xiàn)有技術(shù)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(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者史忠科, 宋蕾 申請人:西北工業(yè)大學(xué)