數(shù)字圖像處理和模式識別在交通檢測中的應(yīng)用.doc
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數(shù)字圖像處理和模式識別在交通檢測中的應(yīng)用,目 錄前言11交通檢測系統(tǒng)概述21.1 交通檢測系統(tǒng)常用方法31.2 視頻車輛檢測系統(tǒng)42 windows位圖和調(diào)色板52.1位圖和調(diào)色板的概念62.2 bmp文件格式63圖象的平滑(去噪聲)、銳化83.1平滑83.1.1中值濾波103.2銳化114圖象的檢測及模板匹配114.1投影法114.2差影法114.3模板匹配...
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目 錄
前言 1
1交通檢測系統(tǒng)概述 2
1.1 交通檢測系統(tǒng)常用方法 3
1.2 視頻車輛檢測系統(tǒng) 4
2 WINDOWS位圖和調(diào)色板 5
2.1位圖和調(diào)色板的概念 6
2.2 BMP文件格式 6
3圖象的平滑(去噪聲)、銳化 8
3.1平滑 8
3.1.1中值濾波 10
3.2銳化 11
4圖象的檢測及模板匹配 11
4.1投影法 11
4.2差影法 11
4.3模板匹配…………………………………………………………………………………………..12
5程序設(shè)計……………………………………………………………………………………………..13
結(jié)論與展望 17
參考文獻 18
致謝 18
數(shù)字圖像處理和模式識別在交通檢測中的應(yīng)用
前言
數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計算機圖像處理,它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機對其進行處理的過程。數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀50年代,當時的電子計算機已經(jīng)發(fā)展到一定水平,人們開始利用計算機來處理圖形和圖像信息。數(shù)字圖像處理作為一門學科大約形成于20世紀60年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量,它以人為對象,以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中,輸入的是質(zhì)量低的圖像,輸出的是改善質(zhì)量后的圖像,常用的圖像處理方法有圖像增強、復(fù)原、編碼、壓縮等。首次獲得實際成功應(yīng)用的是美國噴氣推進實驗室(JPL)。他們對航天探測器徘徊者7號在1964年發(fā)回的幾千張月球照片使用了圖像處理技術(shù),如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進行處理,并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響,由計算機成功地繪制出月球表面地圖,獲得了巨大的成功。隨后又對探測飛船發(fā)回的近十萬張照片進行更為復(fù)雜的圖像處理,以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖,獲得了非凡的成果,為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅實的基礎(chǔ),也推動了數(shù)字圖像處理這門學科的誕生。在以后的宇航空間技術(shù),如對火星、土星等星球的探測研究中,數(shù)字圖像處理技術(shù)都發(fā)揮了巨大的作用。數(shù)字圖像處理取得的另一個巨大成就是在醫(yī)學上獲得的成果。1972年英國EMI公司工程師Housfield發(fā)明了用于頭顱診斷的X射線計算機斷層攝影裝置,也就是我們通常所說的CT(Computer Topography)。CT的基本方法是根據(jù)人的頭部截面的投影,經(jīng)計算機處理來重建截面圖像,稱為圖像重建。1975年EMI公司又成功研制出全身用的CT裝置,獲得了人體各個部位鮮明清晰的斷層圖像。1979年,這項無損傷診斷技術(shù)獲得了諾貝爾獎,說明它對人類做出了劃時代的貢獻。 與此同時,圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就,屬于這些領(lǐng)域的有航空航天、生物醫(yī)學工程、工業(yè)檢測、機器人視覺、公安司法、軍事制導(dǎo)、文化藝術(shù)等,使圖像處理成
為一門引人注目、前景遠大的新型學科。 隨著圖像處理技術(shù)的深入發(fā)展,從70年代中期開始,隨著計算機技術(shù)和人工智能、思維科學研究的迅速發(fā)展,數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展。人們已開始研究如何用計算機系統(tǒng)解釋圖像,實現(xiàn)類似人 類視覺系統(tǒng)理解外部世界,這被稱為圖像理解或計算機視覺。很多國家,特別是發(fā)達國家投入更多的人力、物力到這項研究,取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺計算理論,這個理論成為計算機視覺領(lǐng)域其后十多年的主導(dǎo)思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進展,但它本身是一個比較難的研究領(lǐng)域,存在不少困難,因人類本身對自己的視覺過程還了解甚少,因此計算機視覺是一個有待人們進一步探索的新領(lǐng)域
1高速公路常用的車流檢測方法主要有以下幾種?。?br> 1 空氣管道檢測
空氣管道檢測是接觸式的檢測方法,在高速公路主線的被檢測點拉一條空心的塑料管道并作固定,一端為封閉,另一端聯(lián)接計數(shù)器,當車輛經(jīng)過塑料管道時,車輪壓到空氣管道,管內(nèi)空氣被擠壓而觸動計數(shù)進行計算車流量的方法。該方法的優(yōu)點是:方便,簡單,流動性強,成本較低。缺點:塑料管道使用壽命短,更換周期頻繁,當更換塑料管道時需封閉車道,增加了人員不安全的因素和塞車的可能性。當長車經(jīng)過時由于車軸的距離大,有可能被計算成兩輛車,造成數(shù)據(jù)的誤差率大。此方法在早期的車流量檢測較多見,現(xiàn)在的高速公路車流檢測已不用這種方法。
2 檢測環(huán)檢測
檢測環(huán)檢測車流量也屬接觸式檢測方法,在高速公路建設(shè)期間應(yīng)確定主線被檢測的站點,鋪筑路面和安裝線圈檢測棒同時進行。當車輛經(jīng)過路面的檢測棒時,車輪壓到環(huán)形線圈使電感發(fā)生變化而產(chǎn)生檢測信號,從而進行計算數(shù)據(jù)的檢測方法。該方法的優(yōu)點:線圈檢測技術(shù)的發(fā)展已篅@墑歟諭饃Ъ乙步隙?,价敢c嘍院俠?,被高速公嘛堛泛采用,特冰槣\鞘械纜飯步瘓糜謐ヅ奈フ魯盜疽渤S謎庵址椒āN蟛盥氏嘍鑰掌艿蘭觳餳跎?。蠕^悖焊患觳獍羰北匭敕獗粘檔潰諑訪媯斐晌こ殺靖吆腿菀茲擔哺と嗽貝床話踩囊蛩兀ぷ饕翟諑飛轄?,受天气因速懓响较大,哉幵L媧籩行奘蓖嵬詼霞觳獍?,给略L嫻鬧仄毯痛籩行拊黽恿死?,道|返睦┙ê透牡酪彩芮V啤D殼按蠖嗍咚俟肥怯謎庵旨觳夥椒ā�
3 視頻檢測
視頻檢測車流量屬非接觸式的檢測方法,也稱為圖片處理或人工視覺,是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識別的技術(shù),在路上安裝攝像機,通過視頻攝像機和計算機模仿人眼的功能為實際應(yīng)用提供工作平臺,是目前高速公路車流檢測較先進的技術(shù),它通過軟件在顯示器視頻圖像的車道上設(shè)置虛擬車道檢測器,每個虛擬車輛檢測器代表一個區(qū)域,當車輛通過任何一個虛擬檢測器時,就會產(chǎn)生一個檢測信號,再經(jīng)過軟件數(shù)字化處理和計算得到所需的交通數(shù)據(jù),如車型、車流量、車速、車頭距離、占有率、車輛排隊長度等。該系統(tǒng)的優(yōu)點:由于是在顯示器視頻圖像的車道設(shè)置虛擬檢測器,因而在維護時無須封閉車道,無須開挖路面,也不會因道路重鋪或拓寬車道而影響車流量的檢測。檢測點的變化只在監(jiān)視器的圖像上設(shè)定虛擬檢測器的位置就可完成,不因道路的維修而中斷交通檢測。缺點:當大霧天氣攝像機無法完全捕捉車輛信號時會影響數(shù)據(jù)的精確率,但這種天氣很少見。
前言 1
1交通檢測系統(tǒng)概述 2
1.1 交通檢測系統(tǒng)常用方法 3
1.2 視頻車輛檢測系統(tǒng) 4
2 WINDOWS位圖和調(diào)色板 5
2.1位圖和調(diào)色板的概念 6
2.2 BMP文件格式 6
3圖象的平滑(去噪聲)、銳化 8
3.1平滑 8
3.1.1中值濾波 10
3.2銳化 11
4圖象的檢測及模板匹配 11
4.1投影法 11
4.2差影法 11
4.3模板匹配…………………………………………………………………………………………..12
5程序設(shè)計……………………………………………………………………………………………..13
結(jié)論與展望 17
參考文獻 18
致謝 18
數(shù)字圖像處理和模式識別在交通檢測中的應(yīng)用
前言
數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計算機圖像處理,它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機對其進行處理的過程。數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀50年代,當時的電子計算機已經(jīng)發(fā)展到一定水平,人們開始利用計算機來處理圖形和圖像信息。數(shù)字圖像處理作為一門學科大約形成于20世紀60年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量,它以人為對象,以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中,輸入的是質(zhì)量低的圖像,輸出的是改善質(zhì)量后的圖像,常用的圖像處理方法有圖像增強、復(fù)原、編碼、壓縮等。首次獲得實際成功應(yīng)用的是美國噴氣推進實驗室(JPL)。他們對航天探測器徘徊者7號在1964年發(fā)回的幾千張月球照片使用了圖像處理技術(shù),如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進行處理,并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響,由計算機成功地繪制出月球表面地圖,獲得了巨大的成功。隨后又對探測飛船發(fā)回的近十萬張照片進行更為復(fù)雜的圖像處理,以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖,獲得了非凡的成果,為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅實的基礎(chǔ),也推動了數(shù)字圖像處理這門學科的誕生。在以后的宇航空間技術(shù),如對火星、土星等星球的探測研究中,數(shù)字圖像處理技術(shù)都發(fā)揮了巨大的作用。數(shù)字圖像處理取得的另一個巨大成就是在醫(yī)學上獲得的成果。1972年英國EMI公司工程師Housfield發(fā)明了用于頭顱診斷的X射線計算機斷層攝影裝置,也就是我們通常所說的CT(Computer Topography)。CT的基本方法是根據(jù)人的頭部截面的投影,經(jīng)計算機處理來重建截面圖像,稱為圖像重建。1975年EMI公司又成功研制出全身用的CT裝置,獲得了人體各個部位鮮明清晰的斷層圖像。1979年,這項無損傷診斷技術(shù)獲得了諾貝爾獎,說明它對人類做出了劃時代的貢獻。 與此同時,圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就,屬于這些領(lǐng)域的有航空航天、生物醫(yī)學工程、工業(yè)檢測、機器人視覺、公安司法、軍事制導(dǎo)、文化藝術(shù)等,使圖像處理成
為一門引人注目、前景遠大的新型學科。 隨著圖像處理技術(shù)的深入發(fā)展,從70年代中期開始,隨著計算機技術(shù)和人工智能、思維科學研究的迅速發(fā)展,數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展。人們已開始研究如何用計算機系統(tǒng)解釋圖像,實現(xiàn)類似人 類視覺系統(tǒng)理解外部世界,這被稱為圖像理解或計算機視覺。很多國家,特別是發(fā)達國家投入更多的人力、物力到這項研究,取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺計算理論,這個理論成為計算機視覺領(lǐng)域其后十多年的主導(dǎo)思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進展,但它本身是一個比較難的研究領(lǐng)域,存在不少困難,因人類本身對自己的視覺過程還了解甚少,因此計算機視覺是一個有待人們進一步探索的新領(lǐng)域
1高速公路常用的車流檢測方法主要有以下幾種?。?br> 1 空氣管道檢測
空氣管道檢測是接觸式的檢測方法,在高速公路主線的被檢測點拉一條空心的塑料管道并作固定,一端為封閉,另一端聯(lián)接計數(shù)器,當車輛經(jīng)過塑料管道時,車輪壓到空氣管道,管內(nèi)空氣被擠壓而觸動計數(shù)進行計算車流量的方法。該方法的優(yōu)點是:方便,簡單,流動性強,成本較低。缺點:塑料管道使用壽命短,更換周期頻繁,當更換塑料管道時需封閉車道,增加了人員不安全的因素和塞車的可能性。當長車經(jīng)過時由于車軸的距離大,有可能被計算成兩輛車,造成數(shù)據(jù)的誤差率大。此方法在早期的車流量檢測較多見,現(xiàn)在的高速公路車流檢測已不用這種方法。
2 檢測環(huán)檢測
檢測環(huán)檢測車流量也屬接觸式檢測方法,在高速公路建設(shè)期間應(yīng)確定主線被檢測的站點,鋪筑路面和安裝線圈檢測棒同時進行。當車輛經(jīng)過路面的檢測棒時,車輪壓到環(huán)形線圈使電感發(fā)生變化而產(chǎn)生檢測信號,從而進行計算數(shù)據(jù)的檢測方法。該方法的優(yōu)點:線圈檢測技術(shù)的發(fā)展已篅@墑歟諭饃Ъ乙步隙?,价敢c嘍院俠?,被高速公嘛堛泛采用,特冰槣\鞘械纜飯步瘓糜謐ヅ奈フ魯盜疽渤S謎庵址椒āN蟛盥氏嘍鑰掌艿蘭觳餳跎?。蠕^悖焊患觳獍羰北匭敕獗粘檔潰諑訪媯斐晌こ殺靖吆腿菀茲擔哺と嗽貝床話踩囊蛩兀ぷ饕翟諑飛轄?,受天气因速懓响较大,哉幵L媧籩行奘蓖嵬詼霞觳獍?,给略L嫻鬧仄毯痛籩行拊黽恿死?,道|返睦┙ê透牡酪彩芮V啤D殼按蠖嗍咚俟肥怯謎庵旨觳夥椒ā�
3 視頻檢測
視頻檢測車流量屬非接觸式的檢測方法,也稱為圖片處理或人工視覺,是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識別的技術(shù),在路上安裝攝像機,通過視頻攝像機和計算機模仿人眼的功能為實際應(yīng)用提供工作平臺,是目前高速公路車流檢測較先進的技術(shù),它通過軟件在顯示器視頻圖像的車道上設(shè)置虛擬車道檢測器,每個虛擬車輛檢測器代表一個區(qū)域,當車輛通過任何一個虛擬檢測器時,就會產(chǎn)生一個檢測信號,再經(jīng)過軟件數(shù)字化處理和計算得到所需的交通數(shù)據(jù),如車型、車流量、車速、車頭距離、占有率、車輛排隊長度等。該系統(tǒng)的優(yōu)點:由于是在顯示器視頻圖像的車道設(shè)置虛擬檢測器,因而在維護時無須封閉車道,無須開挖路面,也不會因道路重鋪或拓寬車道而影響車流量的檢測。檢測點的變化只在監(jiān)視器的圖像上設(shè)定虛擬檢測器的位置就可完成,不因道路的維修而中斷交通檢測。缺點:當大霧天氣攝像機無法完全捕捉車輛信號時會影響數(shù)據(jù)的精確率,但這種天氣很少見。