基于图像处理的彩色投影平台的制作方法

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于图像处理的彩色投影平台。

背景技术：

按车厢的型号不同也各不相同，而铁路目前应用最广的有几种车厢的定员。一列旅客列车有几节车厢不一定，他由多个因素来决定，主要受通过车站的线路长度制约，不能太长，不然要压道岔，一般为15－20节。

客运车车厢高2.8米，宽度为3.3米。车厢长度一般25b、22b型的车体全长是24.4米，换长为2.2，而25g、25k、25t等新型空调车体的全长一般都是26.6米。换长为2.4。整列火车长度400-600米。

现有技术中，在各个车厢内的人员流动是盲目的，很容易造成某一个区域人员过多扎堆，而其他区域却空无一人的情况发生，这导致车厢空间未实现充分的利用，对大多数乘客带来了不适。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于图像处理的彩色投影平台，采用多个高精度图像采集设备和图像处理设备对车厢内每一个区域的乘客数量进行准确识别，在上述数据的基础上，确定每一个区域的拥堵程度，更关键的是，引用了彩色投影仪，以面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，其中，当预设区域为拥堵区域时，投影颜色为红色，当预设区域为正常区域时，投影颜色为黄色，当预设区域为空闲区域时，投影颜色为绿色；所述彩色投影仪的投影内容还包括从拥堵区域指向空闲区域的各个箭头。

根据本发明的一方面，提供了一种基于图像处理的彩色投影平台，所述平台包括：计时设备，用于确定并输出当前时刻；实时亮度检测设备，包括光量测量仪和亮度输出接口，所述光量测量仪用于实时检测当前光线强度，所述亮度输出接口与所述光量测量仪连接，用于实时输出所述当前光线强度。

更具体地，在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：参考值确定设备，与所述计时设备连接，用于获取所述当前时刻，与所述实时亮度检测设备连接，用于以所述当前时刻为轴线，获取所述当前光线强度的最大值、均值和方差，并基于所述当前光线强度的最大值、均值和方差获取以所述当前时刻为变化量的参考值确定函数；鱼眼摄像设备，用于对车厢内部环境进行实时图像采集，以获得高清环境图像。

更具体地，在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：空间转换设备，与鱼眼摄像设备连接，用于接收高清环境图像，对所述高清环境图像执行rgb颜色空间到yuv颜色空间的信号转换，以获得所述高清环境图像的y分量、u分量和v分量；亮度调节设备，分别与所述计时设备、所述参考值确定设备和所述空间转换设备连接，用于基于所述计时设备输出的当前时刻确定所述参考值确定函数的函数值，并采用确定的所述参考值确定函数的函数值对所述v分量进行校正。

更具体地，在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：转换输出设备，与所述亮度调节设备连接，用于基于u分量、v分量以及校正后的v分量执行yuv颜色空间到rgb颜色空间的信号转换，并将信号转换后获得的图像进行伽马修正以获得并输出转换环境图像。

更具体地，在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：梯度提取设备，与转换输出设备连接，用于接收转换环境图像，对于转换环境图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后取绝对值以获得第一绝对值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后取绝对值以获得第二绝对值，将第一绝对值与第二绝对值相加后获得的和作为梯度，其中，转换环境图像的最后一行的每一个像素的梯度直接取用上一行的同列像素的梯度，转换环境图像的最后一列的每一个像素的梯度直接取用上一列的同行像素的梯度；梯度处理设备，与所述梯度提取设备连接，用于对于转换环境图像中的每一个像素的像素值，将其梯度与预设梯度阈值进行比较，对于梯度大于等于预设梯度阈值的各个像素，对其像素值进行锐化处理以获得处理后的像素值，对梯度小于预设梯度阈值的各个像素，直接将其像素值作为处理后的像素值，转换环境图像中的所有像素的处理后的像素值形成转换环境图像对应的梯度处理图像；其中，根据锐化等级确定预设梯度阈值，锐化等级越高，预设梯度阈值越小；

位置判断设备，与所述梯度处理设备连接，用于对梯度处理图像进行人体识别以获得梯度处理图像中的多个人体目标，还用于对每一个人体目标，基于其在梯度处理图像中的景深确定其在车厢内部的实时位置；区域辨识设备，与所述位置判断设备连接，基于各个人体目标在车厢内部的实时位置，确定车厢内各个预设区域内的人体数量，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值时，确定预设区域为拥堵区域，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值的一半且小于预设数量阈值时，确定预设区域为正常区域，当预设区域内的人体数量小于预设数量阈值的一半时，确定预设区域为空闲区域；彩色投影仪，设置在车厢顶部，与所述区域辨识设备连接，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，其中，当预设区域为拥堵区域时，投影颜色为红色，当预设区域为正常区域时，投影颜色为黄色，当预设区域为空闲区域时，投影颜色为绿色；所述彩色投影仪的投影内容还包括从拥堵区域指向空闲区域的各个箭头。

更具体地，在所述基于图像处理的彩色投影平台中：所述位置判断设备和所述区域辨识设备设置在车厢的控制室内，所述鱼眼摄像设备设置在车厢顶部。

更具体地，在所述基于图像处理的彩色投影平台中：车厢内各个预设区域的分布情况为：沿着车厢前进的方向，将车厢水平划分为各个预设区域，每一个预设区域的面积相同。

更具体地，在所述基于图像处理的彩色投影平台中：所述实时亮度检测设备和所述计时设备都设置在车厢内的侧壁上。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的彩色投影平台的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的彩色投影平台的实时亮度检测设备的结构方框图。

附图标记：1计时设备；2实时亮度检测设备；3参考值确定设备；4鱼眼摄像设备；5空间转换设备；6亮度调节设备；7转换输出设备；21光量测量仪；22亮度输出接口

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于图像处理的彩色投影平台的实施方案进行详细说明。

车厢是在工厂组装好的，每8节一个组合，这8节车厢都相连互通的。但有些车次为了提高运力，采取重连方式，即两个8节组合连接起来，这种组合中1-8车厢相通、9-16车厢相通，但1-8和9-16两组车厢之间是不相通的。如果是卧铺动车组，16节一个编组，1-8和9-16车厢之间是相通的。

每逢特定时间段，例如节假日，或者经过居住区过多的区域，车厢内的乘客会出现拥堵情况，而且，车厢内乘客的位置选择是盲目的，缺乏有效的指引方案。为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于图像处理的彩色投影平台，具体方案如下。

图1为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的彩色投影平台的结构方框图，所述平台包括：

计时设备，用于确定并输出当前时刻；

实时亮度检测设备，如图2所示，包括光量测量仪和亮度输出接口，所述光量测量仪用于实时检测当前光线强度，所述亮度输出接口与所述光量测量仪连接，用于实时输出所述当前光线强度。

接着，继续对本发明的基于图像处理的彩色投影平台的具体结构进行进一步的说明。

在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：

参考值确定设备，与所述计时设备连接，用于获取所述当前时刻，与所述实时亮度检测设备连接，用于以所述当前时刻为轴线，获取所述当前光线强度的最大值、均值和方差，并基于所述当前光线强度的最大值、均值和方差获取以所述当前时刻为变化量的参考值确定函数；

鱼眼摄像设备，用于对车厢内部环境进行实时图像采集，以获得高清环境图像。

在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：

空间转换设备，与鱼眼摄像设备连接，用于接收高清环境图像，对所述高清环境图像执行rgb颜色空间到yuv颜色空间的信号转换，以获得所述高清环境图像的y分量、u分量和v分量；

亮度调节设备，分别与所述计时设备、所述参考值确定设备和所述空间转换设备连接，用于基于所述计时设备输出的当前时刻确定所述参考值确定函数的函数值，并采用确定的所述参考值确定函数的函数值对所述v分量进行校正。

在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：

转换输出设备，与所述亮度调节设备连接，用于基于u分量、v分量以及校正后的v分量执行yuv颜色空间到rgb颜色空间的信号转换，并将信号转换后获得的图像进行伽马修正以获得并输出转换环境图像。

在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：

梯度提取设备，与转换输出设备连接，用于接收转换环境图像，对于转换环境图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后取绝对值以获得第一绝对值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后取绝对值以获得第二绝对值，将第一绝对值与第二绝对值相加后获得的和作为梯度，其中，转换环境图像的最后一行的每一个像素的梯度直接取用上一行的同列像素的梯度，转换环境图像的最后一列的每一个像素的梯度直接取用上一列的同行像素的梯度；

梯度处理设备，与所述梯度提取设备连接，用于对于转换环境图像中的每一个像素的像素值，将其梯度与预设梯度阈值进行比较，对于梯度大于等于预设梯度阈值的各个像素，对其像素值进行锐化处理以获得处理后的像素值，对梯度小于预设梯度阈值的各个像素，直接将其像素值作为处理后的像素值，转换环境图像中的所有像素的处理后的像素值形成转换环境图像对应的梯度处理图像；

其中，根据锐化等级确定预设梯度阈值，锐化等级越高，预设梯度阈值越小；

位置判断设备，与所述梯度处理设备连接，用于对梯度处理图像进行人体识别以获得梯度处理图像中的多个人体目标，还用于对每一个人体目标，基于其在梯度处理图像中的景深确定其在车厢内部的实时位置；

区域辨识设备，与所述位置判断设备连接，基于各个人体目标在车厢内部的实时位置，确定车厢内各个预设区域内的人体数量，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值时，确定预设区域为拥堵区域，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值的一半且小于预设数量阈值时，确定预设区域为正常区域，当预设区域内的人体数量小于预设数量阈值的一半时，确定预设区域为空闲区域；

彩色投影仪，设置在车厢顶部，与所述区域辨识设备连接，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影；

其中，当预设区域为拥堵区域时，投影颜色为红色，当预设区域为正常区域时，投影颜色为黄色，当预设区域为空闲区域时，投影颜色为绿色；所述彩色投影仪的投影内容还包括从拥堵区域指向空闲区域的各个箭头。

在所述基于图像处理的彩色投影平台中：

所述位置判断设备和所述区域辨识设备设置在车厢的控制室内，所述鱼眼摄像设备设置在车厢顶部。

在所述基于图像处理的彩色投影平台中：

车厢内各个预设区域的分布情况为：沿着车厢前进的方向，将车厢水平划分为各个预设区域，每一个预设区域的面积相同。

在所述基于图像处理的彩色投影平台中：

所述实时亮度检测设备和所述计时设备都设置在车厢内的侧壁上。

另外，在所述基于图像处理的彩色投影平台中，还包括：时分双工通信接口，与所述区域辨识设备连接，用于无线发送各个预设区域的拥堵情况。

时分双工是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收和传送信道。移动通信目前正向第三代发展，中国于1997年6月提交了第三代移动通信标准草案(td-scdma)，其tdd模式及智能天线新技术等特色受到高度评价并成三个主要候选标准之一。在第一代和第二代移动通信系统中fdd模式一统天下，tdd模式没有引起重视。但由于新业务的需要和新技术的发展，以及tdd模式的许多优势，tdd模式将日益受到重视。

时分双工的工作原理如下：tdd是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收与传送信道(或上下行链路)。tdd模式的移动通信系统中接收和传送是在同一频率信道即载波的不同时隙，用保证时间来分离接收与传送信道；而fdd模式的移动通信系统的接收和传送是在分离的两个对称频率信道上，用保证频段来分离接收与传送信道。

采用不同双工模式的移动通信系统特点与通信效益是不同的。tdd模式的移动通信系统中上下行信道用同样的频率，因而具有上下行信道的互惠性，这给tdd模式的移动通信系统带来许多优势。

在tdd模式中，上行链路和下行链路中信息的传输可以在同一载波频率上进行，即上行链路中信息的传输和下行链路中信息的传输是在同一载波上通过时分实现的。

采用本发明的基于图像处理的彩色投影平台，针对现有技术中车厢空间未实现完全利用的技术问题，通过引入计时设备、实时亮度检测设备、参考值确定设备、鱼眼摄像设备、空间转换设备、亮度调节设备、转换输出设备等电子设备获取车厢内各个区域的拥堵程度，通过投影仪对人流进行积极引导，从而完全利用了车厢内的各个区域的空间，保证了大多数乘客的利益。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。