专利名称：基于jpeg图像的运动车辆检测方法
技术领域：
本发明涉及一种运动车辆检测方法，特别是基于JPEG图像的运动车辆检测方法， 用于图像编码和模式识别。属于数字图像处理技术领域。
背景技术：
在交通视频监控系统中，快速地处理并传输交通图像，提取车辆信息对交通实时 监控，交通诱导，交通事故报警等有重要意义。而车辆的检测是车速，车流量等交通参数提 取和交通违章监督的基础。 现有的视频车辆检测主要针对两种图像输入进行的，即BMP图像和JPEG图像。且 现在大多数交通视频监控系统中所处理的图像均为BMP格式。BMP图像采用位映射存储格 式，除了图像深度可选以外，不采用其它任何压縮，所占空间很大。这对于交通视频监控等 户外作业的系统来说，处理BMP图像对系统的存储空间和处理速度要求很高，并且给图像 传输带来了很大的负担，因此，这种图像格式很少被用来传输。压縮图像，如JPEG图像，利 用人的视觉系统特性，去掉或减少那些对眼睛不敏感的数据，其压縮比率很高，同时对图像 质量影响较小。用JPEG图像进行存储和传输无疑可以大幅度降低数据量，提高工作效率。 然而根据《JPEG静止图像压縮编码标准》可知，JPEG图像的压縮主要包括以下几个步骤颜 色转换，DCT(离散余弦变换)，量化，Z字形编码，霍夫曼编码。虽然经过此方法编码后，平 均码字最短，效率最高，但是码字长短不一。这就使得即便变化不大的两帧相邻图像，经过 编码后，无论图像的大小，码字的长度，还是每块中码字的值都发生了变化。这对现有的图 像处理算法来说是不能进行直接处理的。专利200610117273. X，专利200410059169. O，所 采集的为BMP图像，并对此图像的进行处理，获取交通参数，同时为满足传输需要，对BMP图 像进行压縮之后进行传输。这样显然加重了系统的存储压力。随着CMOS技术的发展，不少 交通视频监控系统采集的交通图像为JPEG格式，由于该图像格式不便于直接处理，通常需 要对JPEG图像用现成软件进行全部或局部解压縮处理，然后再进行运动检测和交通参数 的提取，最后将原始JPEG图像和提取的交通参数一起进行传输。JPEG图像的解压縮过程尤 其是其中的反余弦变换是非常耗时的。
发明内容
为了克服现有技术解压縮时间长的不足，本发明提供一种基于JPEG图像的运动 车辆检测方法，采用FPGA硬件局部解压縮，提取序列图像中的运动区域，可以大幅度降低 处理时间和硬件数据存储压力。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案一种基于JPEG图像的运动车辆检测 方法，其特点是选定符合JPEG编码的检测区域，对相邻两帧的序列JPEG图像检测区域进 行分析，对于第一帧，FPGA首先按照霍夫曼编码长短进行源符号出现几率自动分类，再将最 大长度编码按大小排序，然后通过组合和Z字形解压縮进行反编码，反编码后的检测区域 的对应值放在指定的第一个存贮区域；对于第二帧图像，按照同样的方式进行霍夫曼反编
3码和Z字形解压縮，检测区域对应值放在指定的第二个区域存贮；求第一存贮区与第二存 贮区差值，通过两个存贮区的差值总和与设定的阈值相比较，进行对运动车辆的检测。
本发明的有益效果是首先，只对JPEG图像进行霍夫曼反编码和Z字形解压縮，得 到与原图像相对应的压縮域图像，该图像可以从一定程度上反应原图像信息，使得现有图 像处理方法(如图像差分运算，前景检测，运动检测等)得以应用，简化了 JPEG图像复杂的 解压縮过程，大大降低了解压縮时间。实例中在相同的实验条件下，对两幅308*308的灰度 图像进行了处理。对JPEG图像进行解压縮，然后进行运动检测需要1. 985143秒，而运用本 发明只需要0. 441066秒，节约了近78%的解压縮时间。其次，只在压縮域的检测区域内进 行差值运算，检测运动物体，去除了非检测区域数据，降低了 FPGA的数据存放量和运算量， 提高了检测时间。本发明可以广泛应用于对图像处理实时性，图像存储空间，传输速度要求 较高的系统中，如交叉路口的车流量统计，高速公路等路段的车辆超速监测等。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作详细说明。
图1是本发明基于JPEG图像的运动车辆检测方法流程图；
图2是图1中JPEG图像部分解压縮流程图；
图3是本发明方法检测区域示意图(点划线区域)。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明的技术方案，以下结合图1 3对本发明作详细说明
针对同一个交通场景下获取的图像序列中的两帧JPEG图像。实施步骤如下
1. FPGA读入图像序列中的连续两帧图像； 2.分别对两帧图像进行如下操作FPGA首先按照霍夫曼编码长短进行源符号出 现几率自动分类，再将最大长度编码按大小排序，然后通过组合和Z字形解压縮进行反编 码；得到两帧图像的压縮域图像，压縮域图像的像素与完全解压縮图像像素位置相对应，可 以从一定程度上反应原图像信息，但其很多像素值为O，所以数据量和所占存储空间较小；
3.由于交通视频监控中，摄像机固定不动(忽略外部因素造成的轻微抖动)，因此 可以根据具体交通应用场景设置检测区域。分别提取两帧压縮域图像中的检测区域，形成 新的像素矩阵，并将其存储在指定的第一存储区域，后一帧检测区域像素矩阵存储在第二 存储区域； 4.求两存储区域内两图像矩阵对应像素值差值的绝对值。如果差值之和大于某设 定阈值，则认为有运动车辆存在，提取运动车辆；反之，认为不存在运动车辆，继续检测后续 图像。
权利要求
一种基于JPEG图像的运动车辆检测方法，其特征在于包括下述步骤选定符合JPEG编码的检测区域，对相邻两帧的序列JPEG图像检测区域进行分析，对于第一帧，FPGA首先按照霍夫曼编码长短进行源符号出现几率自动分类，再将最大长度编码按大小排序，然后通过组合和Z字形解压缩进行反编码，反编码后的检测区域的对应值放在指定的第一个存贮区域；对于第二帧图像，按照同样的方式进行霍夫曼反编码和Z字形解压缩，检测区域对应值放在指定的第二个区域存贮；求第一存贮区与第二存贮区差值，通过两个存贮区的差值总和与设定的阈值相比较，进行对运动车辆的检测。
全文摘要
本发明公开了一种基于JPEG图像的运动车辆检测方法，属于数字图像处理技术领域，用于对运动车辆进行检测。本发明对序列图像中的相邻两帧JPEG图像，分别按照各自霍夫曼编码长短进行源符号出现几率进行分类，将最大长度编码按大小排序，通过组合和Z字形解压缩进行反编码，得到两帧图像的压缩域图像，压缩域图像的像素与完全解压缩图像像素位置相对应；再根据具体所设置检测区域分别提取两帧压缩域图像中的检测区域，形成两个新的像素矩阵，并分别存储在指定的两个存储区域，比较两存储区域内两图像矩阵对应像素值，通过其差值总和与设定的阈值比较，进行对运动车辆的检测。在相同条件下，对两幅308*308的JPEG图像进行解压缩的时间由现有技术的1.985143秒降低到0.441066秒。
文档编号H04N1/41GK101790022SQ200910219168
公开日2010年7月28日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者史忠科, 宋蕾 申请人:西北工业大学