br>[0088] (4)用σ 2表示目标和背景这两个类的之间的类间方差，那么可得：
[0089] 〇 2 = P a (gA_g〇) 2+Pb (gB-g〇)2
[0090] 上述公式中，8&与gB*别表示A和B区域的平均灰度值；g。表示灰度图像全局的 灰度平均值；σ 2表示A、B两个区域的类间方差。
[0091 ] 最佳阀值t*使用下面的式子得到：t *= Argmax { σ 2⑴}，0彡t彡L-I
[0092] 通过上述步骤，可以得到能够用于对背景和考试标识物进行区分的区分阈值。
[0093] 而从二值化图像中提取考试标识物的方法则典型的采用帧差法。其基本原理即将 前后两帧图像对应像素点的灰度值相减，在环境亮度变化不大的情况下，如果对应像素点 的差值很小。则可以认为此处是背景像素；如果图像中某区域的灰度变化很大，则可以认为 这是由图像中的运动物体引起的，将这些区域表记下来，利用这些标记的像素区域，就可以 求出相对运动目标在图像中的位置。由于相邻两帧的时间间隔极小，因此用前一帧图像作 为目前帧的背景模型具有较好的实时性。
[0094] 在本实施例中，由于采集到的二值化图像中前后两帧对应的像素点灰度值不同， 前后两帧相减，若是差值很小，可以认为该点无运动物体通过；反过来说，若是灰度变化 很大，则认为有物体经过。第k帧和第k+Ι帧图像fk(x, y)，fk+1 (X，y)之间的变化用一个二 值差分图像D (x，y)表示如下：
[0096] 上述公式中0代表对应于前后未变化的图像区域，1对应前后变化的图像区域。
[0097] 通过上述步骤，可以完成从图像信息中提取出考试标识物的流程。值得注意的是， 在提取出考试标识物后，需要通过平面几何运算的方式确定当前考试车辆与考试标识物之 间的距离。从图3代表的C⑶单目测距模型的侧视图可以得知：
[0098] CC0= f, Z OC1C= Θ , OC = h
[0099] 在 AC0CPr0中，
[0101] 其中P QC。可取正值和负值，又有：
[0104] 在上式中，P' 〇C。= y(C〇)_y(P'。）= [v0_v(P'。)] Xdy = [v0_v(P。)] Xdy
[0105] 在 A0CP，中，又存在 OP' = OCXtan Z OCP'。
[0106] 则可以推导出，
[0108] 其中，V。为光心纵向图像坐标，V (P。）为特征点纵向图像坐标，dy为单位像元的纵 向长度，Yw(P)即为前方目标物与车辆之间的纵向车距。
[0109] 根据上述提取运算，可以确定提取出的考试标识物当前车辆之间的距离，以便于 后续步骤中根据该距离判定考试车辆是否存在考试违规的现象。
[0110] 本发明提供一种基于CCD单目测距的驾驶考试系统，包括图像获取模块、图像处 理模块、违规判定模块以及考试评定模块，通过获取考试车辆周围的图像信息，对所述图像 信息进行预处理，提取所述预处理结果中的考试标识物，确定所述当前考试车辆与所述考 试标识物之间的距离，根据该距离与预设阈值的大小关系，生成违规与否的信息，并且根据 该信息进行考试结果。相对于现有技术，能够准确的确定考试是否通过，弥补了现有技术中 根据GPS无法获取考试车辆信息，导致无法确定考试结果的缺陷。该系统的方法流程图如 图4所示。
[0111] 需要说明的是：上述实施例提供的一种基于CCD单目测距的驾驶考试系统进行车 辆驾驶考试的实施例，仅作为该驾驶考试系统中在实际应用中的说明，还可以根据实际需 要而将上述该驾驶考试系统在其他应用场景中使用，其具体实现过程类似于上述实施例， 这里不再赘述。
[0112] 上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先 后顺序。
[0113] 以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于C⑶单目测距的驾驶考试系统，其特征在于，所述基于C⑶单目测距的驾驶 考试系统，包括： 图像获取模块，用于获取当前考试车辆周围的图像信息； 图像处理模块，用于从所述图像获取模块获取所述图像信息，对所述图像信息进行预 处理，提取所述预处理结果中的考试标识物，确定所述当前考试车辆与所述考试标识物之 间的距离； 违规判定模块，用于从所述图像处理模块获取所述当前考试车辆与所述考试标识物之 间的距离，当所述距离小于预设阈值时，生成代表违规的第一信息，当所述距离不小于所述 预设阈值时，生成代表没有违规的第二信息； 考试评定模块，用于从所述违规判定模块获取所述第一信息或所述第二信息，并生成 考试结果。2. 根据权利要求1所述的基于CCD单目测距的驾驶考试系统，其特征在于，所述图像获 取模块，包括： 图像拍摄子模块，所述图像拍摄子模块设置在当前考试车辆的前部、后部以及左右两 侦牝或者安装在所述当前考试车辆的左前端、右前端、左后端、右后端，用于拍摄所述当前考 试车辆周围的图像信息； 第一传输子模块，用于以无线方式将所述图像信息进行传输。3. 根据权利要求1所述的基于CCD单目测距的驾驶考试系统，其特征在于，所述图像处 理模块，包括： 第二传输子模块，用于以无线方式从所述图像获取模块获取所述图像信息； 预处理子模块，用于对所述图像信息依次进行灰度处理、滤波去噪处理以及图像分割 处理，提取考试标识物； 目标计算子模块，用于确定所述当前考试车辆与所述考试标识物之间的距离； 所述第二传输子模块，还用于将所述当前考试车辆与所述考试标识物之间的距离以所 述无线方式进行传输。4. 根据权利要求3所述的基于CCD单目测距的驾驶考试系统，其特征在于，所述滤波去 噪处理，包括： 根据确定所述图像信息中每一帧图像的像素值X; 获取所述每一帧图像中与每个像素距离最近的八个像素的像素平均值文： 当所述像素值X与所述平均值文的差值的绝对值大于0. 5Y时，保持所述像素值X不 变，当所述像素值X与所述平均值文的差值的绝对值不大于0. 5Y时，将所述像素值X替换 为所述平均值: 其中，所述Y为预设的灰度变化区间中的任意取值。5. 根据权利要求3所述的基于CCD单目测距的驾驶考试系统，其特征在于，所述图像分 割处理，提取考试标识物，确定所述当前考试车辆与所述考试标识物之间的距离，包括： 确定区分阈值； 根据所述区分阈值对所述图像信息进行背景-考试标识物区分，获取包含考试标识物 的二值化图像； 从所述二值化图像中提取所述考试标识物，确定所述当前考试车辆与所述考试标识物 之间的距离。
【专利摘要】本发明公开了一种基于CCD单目测距的驾驶考试系统，属于图像处理领域。所述发明包括图像获取模块、图像处理模块、违规判定模块以及考试评定模块。本发明通过获取考试车辆周围的图像信息，对所述图像信息进行预处理，提取所述预处理结果中的考试标识物，确定所述当前考试车辆与所述考试标识物之间的距离，根据该距离与预设阈值的大小关系，生成违规与否的信息，并且根据该信息进行考试结果。相对于现有技术，能够准确的确定考试是否通过，弥补了现有技术中根据GPS无法获取考试车辆信息，导致无法确定考试结果的缺陷。
【IPC分类】G06T7/00, G09B19/14, G06K9/00
【公开号】CN105118054
【申请号】CN201510482019
【发明人】魏朗, 朱谱, 武文科, 刘永涛
【申请人】长安大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月3日