差分检测到的车辆目标D_ Cars，对连着计算重叠区域，计算重叠区域的积分图信息，比较相同区域与背景积分图的差 值，作为候选区域的分数值，排除分数较小候选目标，精确获得车辆目标；
[0050] 具体方法为：
[0051] Rect [i] = overlap (M_Cars, D_Cars)，计算两种检测方法的重叠区域，得到第i个 候选区域Rect [i];
[0052] SRect[i] = abs (I ，其中 SRect[i]为弟 i 个区域的分值，I n_Rect[i]为弟 i 个区域的第η帧（当前帧）积分图，Ib>t[1]为第i个区域的背景积分图；
[0053] 本检测方法的优点在于结合了级联分类器和多帧差分方法，能够更充分的利用车 辆的边缘信息，更精确快速地定位到车辆目标；
[0054] f、判断上一帧处理完之后，是否依然存在跟踪目标，存在跟踪目标则进入步骤g， 否则跳转到步骤i ;
[0055] g、使用中值流和模板匹配相结合的方法对跟踪列表中的目标进行跟踪，更新目标 位置和目标轨迹信息；
[0056] 具体而言，本步骤包括以下子步骤：
[0057] gl、提取感兴趣区域中的N个特征点构成特征点集Points [N];
[0058] g2、对特征点集Points [N]进行一次前向光流跟踪，得到点集LKPoints [N];
[0059] g3、对g2获得的前向光流点集LKPoints[N]进行一次反向光流跟踪，得到点集 LKBackPoints[N]；
[0060] g4、对特征点集Points [N]和反向光流特征点集LKBackPoints [N]进行匹配，
[0061] MaX (abs (LKBackPoints [i]· x-Points [i]· X)，abs (LKBackPoints[i]·y-Points[i].y)) < 1，满足条件即匹配准确，排除跟踪错误点，得到匹配正确点集 Points[M]和 LKBackPoints[M];
[0062] g5、判断匹配正确点集的数量GoodPoint是否大于匹配正确数量阈值PointTh，大 于正确数量阈值则进入g6,否则进入步骤g7 ;
[0063] g6、对匹配正确的前向光流点集LKBackPoints [Μ]和初始获得的特征点集 Points [Μ]求取位移，求取方法为：
[0065] 得到位移矢量（dx, dy);
[0066] g7、对原始点集区域Rect[i]在当前帧图像中进行模板匹配，获得最佳匹配位置， 若匹配失败，删除跟踪目标；
[0067] g8、根据步骤g7获得的最佳匹配位置，计算目标的位移矢量；
[0068] g9、根据步骤g6或者g8得到的位移矢量对当前跟踪目标进行位移更新，得到目标 在当前帧的位置；
[0069] glO、重复步骤gl~g9对跟踪列表中所有目标进行跟踪，得到所有目标在当前帧 的位置信息，并更新所有目标的轨迹信息；
[0070] 本步骤的优点是使用了前向和反向进行光流跟踪，并且对跟踪的特征点进行精确 匹配，排除误差点，更重要地是结合了感兴趣区域进行匹配，弥补特征点匹配数量较少时目 标的漂移，因此该步骤对车辆目标的运动跟踪非常准确；
[0071] h、对新增加目标在跟踪列表中进行查找，是否为新目标，若是新目标则进入步骤 i，否则进入步骤j ;
[0072] i、把当前帧检测到的目标加入到跟踪列表当中，准备下一帧对其进行跟踪；
[0073] j、更新当前所跟踪的目标的轨迹信息和当前的跟踪列表信息；
[0074] k、对目标进行违章分析和抓拍；
[0075] 具体而言，本步骤包括以下子步骤：
[0076] kl、判断车辆目标是否出现压线、越线、逆行和违法停车等违章行为，若是则进入 步骤k2,否则进入步骤1 ;
[0077] k2、球机进行云台控制，抓拍图像，叠加违章信息，组包发送到平台；
[0078] 具体方法为：接收到违章抓拍指令，球机ARM控制中心根据目标位置进行云台控 制，对违章目标进行近距离违章抓拍，并把违章时间、地点和违章类型叠加打包发送到平 台；
[0079] 1、将当前帧灰度图1存入到跟踪缓存，并对非车辆区域进行背景积分图更新I b = IbX a +A1X (l-α )，为下一帧检测和跟踪做准备；
[0080] 重复步骤a~步骤1的操作。
[0081] 请再参阅图1并结合参阅图3所示，本发明提供一种基于视频检测的违章车辆检 测装置的应用方法，该方法包括：
[0082] 在智能违章停车检测系统301、异常车辆事件检测系统302、占用专用车道检测系 统303、交通流信息检测系统304中使用，实现上述系统前端数据采集功能、违章车辆检测 功能和违章信息上传功能。
[0083] 本发明提供了一种基于多帧差分和Adaboost级联分类器结合的目标检测方法和 一种基于特征点和感兴趣区域匹配的目标跟踪方法，通过这两种方法可以在智能违章车辆 检测球机中实现车辆目标的提取和跟踪，然后根据目标轨迹，实现车辆的违章抓拍功能，即 实现了具有实用价值的智能违章车辆检测应用方法及装置。
【主权项】
1. 一种基于视频检测的违章车辆检测装置，包括设有光学镜头的智能违章车辆检测球 机，该智能违章车辆检测球机包括图像传感器、信号采集转换器、信号驱动器、可编程逻辑 处理器、录像编码器、存储器、中心处理器、图像处理器及智能云台PTZ控制，其特征在于： 光学镜头经图像传感器、信号采集转换器与可编程逻辑处理器信号相连；可编程逻辑处理 器经信号驱动器与图像传感器信号相连时经录像编码器与中心处理器信号相连，还经存储 器、图像处理器与中心处理器信号相连，中心处理器与智能云台PTZ控制器相连。2. 如权利要求1所述的违章车辆检测装置，其特征在于：图像传感器、信号采集转换 器、可编程逻辑处理器、信号驱动器和图像传感器共同构成图像采集回路。3. 如权利要求2所述的违章车辆检测装置，其特征在于：可编程逻辑处理器、录像编码 器和中心处理器共同构成图像视频编码存储系统。4. 如权利要求3所述的违章车辆检测装置，其特征在于：可编程逻辑处理器、存储器、 图像处理器、中心处理器和智能云台PTZ控制器共同构成图像智能分析系统。5. 如权利要求4所述的违章车辆检测装置，其特征在于：图像处理器为主频750Mhz的 TIC674x或TMS320DM81X处理器。6. -种实用如权利要求5所述的基于视频检测的违章车辆检测装置的方法，包括以违 章车辆检测装置为载体设置的智能违章停车检测系统、异常车辆事件检测系统、占用专用 车道检测系统、交通流信息检测系统，其特征在于：违章车辆检测方法包括： 步骤一，球机图像采集，包括从球机视频流中取一帧图像后，计算彩色图像的灰度图 像； 步骤二，利用多帧差分和AdaBoost级联分器模型检测车辆； 步骤三，结合AdaBoost检测到的车辆目标和多帧差分检测到的车辆目标，对两者计算 重叠区域，并对候选区域打分，精确获得车辆目标； 步骤四，判断上一帧处理完之后，是否存在跟踪目标：当存在跟踪目标时，使用中值流 和模板匹配相结合的方法对跟踪列表中的目标进行跟踪，更新目标位置和目标轨迹信息； 当不存在跟踪目标时，把当前帧检测到的目标加入到跟踪列表当中，准备下一帧对其进行 跟踪； 步骤五，在跟踪列表中进行查找是否有新增加目标：当查到新目标时，把当前帧检测到 的目标加入到跟踪列表当中，准备下一帧对其进行跟踪；当未查到新目标时，更新当前所跟 踪的目标的轨迹信息和当前的跟踪列表信息； 步骤六，对目标进行违章分析和抓拍后，将当前帧灰度图存入到跟踪缓存，并对非车辆 区域进行背景积分图更新，为下一帧检测和跟踪做准备。7. 如权利要求6所述的基于视频检测的违章车辆检测装置的方法，其特征在于：利用 多帧差分和AdaBoost级联分器模型检测车辆包括使用AdaBoost级联分类器检测车辆，导 入训练好的级联分类器模板，把灰度图放入级联分类器检测车辆目标，还包括多帧差分提 取运动目标，获得车辆目标位置信息，对当前帧灰度图像进行边缘化处理，并把当前帧与前 一帧的灰度图像进行差分处理，分别对所得到的图像进行二值化处理，然后在进行形态学 操作，求连通域得到候选目标位置。8. 如权利要求7所述的基于视频检测的违章车辆检测装置的方法，其特征在于：步骤 五还包括提取感兴趣区域中的特征点构成特征点集，对特征点集进行一次前向光流跟踪， 得到跟踪点集，对获得的前向光流点集进行一次反向光流跟踪，得到跟踪点集，对初始特征 点集和反向光流特征点集进行匹配，排除错误点，得到匹配正确点集，判断匹配正确点集的 数量是否大于匹配正确数量阈值，当大于正确数量阈值时，对匹配正确的前向光流点集和 初始获得的特征点集求取位移，得到一个位移矢量；否则，对原始点集区域在当前帧图像中 进行模板匹配，获得最佳匹配位置，若匹配失败，删除跟踪目标。9.如权利要求8所述的基于视频检测的违章车辆检测装置的方法，其特征在于：步骤 六还包括判断车辆目标是否出现压线、越线、逆行和违法停车违章行为，当存在违章行为 时，球机进行云台控制，抓拍图像，叠加违章信息，组包发送到平台；当不存在违章行为时， 将当前帧灰度图存入到跟踪缓存，并对非车辆区域进行背景积分图更新，为下一帧检测和 跟踪做准备。
【专利摘要】本发明提供了一种基于视频检测的违章车辆检测装置及其方法，该违章车辆检测装置包括设有光学镜头的智能违章车辆检测球机，该智能违章车辆检测球机包括图像传感器、信号采集转换器、信号驱动器、可编程逻辑处理器、录像编码器、存储器、中心处理器、图像处理器及智能云台PTZ控制，其中：光学镜头经图像传感器、信号采集转换器与可编程逻辑处理器信号相连；可编程逻辑处理器经信号驱动器与图像传感器信号相连时经录像编码器与中心处理器信号相连，还经存储器、图像处理器与中心处理器信号相连，中心处理器与智能云台PTZ控制器相连，藉由前述构造，解决了车辆违章监测的技术问题，达成了对运动目标快速、精确定位的良好效果。
【IPC分类】G08G1/01, H04N5/232
【公开号】CN105185118
【申请号】CN201510670812
【发明人】向奎, 薛杨柳, 张仁辉
【申请人】武汉烽火众智数字技术有限责任公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月13日