视频流中车辆识别(源码)
摘要：本文研究了一套基于视频流的车辆车型识别系统。本系统从视频、图像中分割出目标车辆并提取出车辆轮廓特征，其中用到了背景差分法；选取小汽车、商务车、suv和面包车4种车型侧面轮廓作为系统标准样本，分别通过模板匹配法和Hu矩算法对车辆车型进行识别。试验结果表明：Hu矩算法可准确识别小汽车、suv和面包车三种车型，仅商务车型会出现误差；9*9模板匹配法可准确识别四种车型，相比Hu矩算法具有较高的准确率。本文设计的车型识别系统结构简单、有效且具有较好的实时性，在高速公路收费站、自动收费停车场等场合具有较大的实用价值。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1 综述 2
1.1 国外研究状况 2
1.2国内研究状况 3
2 系统结构和流程 3
2.1 总体结构 3
2.2 系统类及描述 4
2.3 目标车辆的分割 6
2.3.1 背景差分法 6
2.3.2 图像二值化 7
2.3.3 开运算 8
2.3.4 去除噪声 9
2.3.5图像填充 9
2.4 车辆特征提取 10
2.5车型分类识别 11
2.5.1车型的分类标准 11
2.5.2车型分类识别技术 11
2.5.3轮廓匹配法 13
2.5.4 模板匹配法 14
3 程序开发环境和配置 16
3.1 开发环境 16
3.2 程序界面 16
4 实验过程及结果 17
5 总结和展望 19
致谢 19
参考文献 20
视频流中车辆识别
引言
随着人民物质生活水平的提高和现代科技的发展，汽车已经成为人们生活不可或缺的代步交通工具. 在汽车发展快速的国家和地区，60%以上的游客运输，50%以上的货物运输都是由汽车来完成来的。然而，随着汽车保有量的不断增长，一些交通问题愈来愈突出，如交通事故、交通堵塞、环境污染等，已然成为全球性的社会环境公
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
害问题。 近年来，美国、日本和欧洲等国家不断致力于交通问题的研究，投入大量时间精力研究智能交通系统（ITS），以期解决汽车大量增加带来的交通问题.随着中国汽车生产量和保有量增加，交通问题越来越突出，ITS作为解决这一问题显著效果也受到我国科研人员和交通部门的高度重视。
总体来说，ITS系统大概由如下六部分组成[14]：
1、交通管理系统ATMS。它对道路中的交通事故、交通境况、气象状况等采取实时监视和统制措施，并根据采集的信息，控制交通。如：信号灯和路口拍照等，是一种主动控制的综合型交通管理系统。
2、交通信息系统ATIS。它包含车载移动电话接收信息系统、路由引导系统、无线数据交通信息通道及选择最佳路径的电子地图几部分，基于完善的信息网络基础，参与者通过安装在车辆、交通道路、停车场以及气象中心上的设备，例如传输设备和传感器，可向控制部门（交通信息中心）发送各处交通及路况信息，系统得到并处理过这些信息之后，及时向参与者回馈各项实时信息，如：气象信息、交通信息、停车场信息及其他相关的信息。
3、先进的公共交通系统APTS。主要用于公共车辆的交通，包含乘客量检测、公共车辆定位、自动调度、行驶信息指导、公交收费、旅客服务和视野支持等系统。目的为为乘客提供方便的服务，提高公共交通的效率，为城市提供更加经济的、大运量的公交系统。
4、先进的车辆控制系统AVCS。它针对于车辆本身而设计，包含车辆辅助安全驾驶和自动驾驶两部分系统。
5、先进的电子收费系统AETCS。该系统包含不停车自动收费系统、电子自动收费设备、停车引导和收费系统。实现通过电子标签或电子卡由计算机软件来进出停车场收费，完成自动化的交通费用收取，来减少车辆停车带来的延误，提升运营效率。
6、紧急事件管理与救援系统EAMSS，在ITS系统中这是一个特殊的组成部分，它的基础是交通信息、系统交通管理系统和相关救援规构，通过交通信息系统和交通管理系统将交通监控部分、救援机构和交通参与者以及灾害处置部分等连成一个整体，为道路使用者提供更全面的服务支持。
车型识别是智能交通系统范畴的一个基础组成部分，是道路交通视频监控系统的一个非常重要的研究领域。它是基于数字信号处理、计算机视觉、模式识别等计算机技术，取样于高速拍照或视频监控等，达到对不同车型的识别和分类目的。识别的结果可在交通监控系统上应用，如车速检测与超速处罚、移动车辆稽查、车流检测与统计。车型识别也是交通自动收费系统的核心组成部分之一，通过在特定地点和指定时间对车辆进行分类和识别，当作交通管理、调度、统计、收费的依据。这种技术可以有效完成规划路网、高效收费、管理通流等及其他智能化应用，可以有效地缓解道路拥堵问题，以提高路网通流效率。
1 综述
现今为止对车型识别技术国内国外的研究方向主要有以下几种：
1 广义识别。识别出车辆属于哪个类型，如大卡车、中型车、小型车、公共汽车和其他车辆等。其主要应用范围集中在道路收费站、停车场收费点等对车辆类型要求不高的场合。
2 狭义识别。识别出车辆属于某一种特定车型。一般只需识别出该车辆是属于具体的哪种系统，如“雪佛兰、奥迪、尼桑”等。汽车的识别和定位是该方向上的一个需要着重研究的问题[59]，在车型识别问题上通常使用识别汽车的车标的方法。
3 测量目标车辆参数。通过光电感应器、线圈、均衡器和汽车传感器等测量并传输车辆的长度、宽度、轮胎之间的距离、底盘高度和车身重量等各种物理参数，通过模式识别的方法进行分类。这种技术可以通过参数模型确定来进行车型识别，比较容易，算法相对简单；但是采集数据需要很多外部设备辅助测量，增加开支，并且系统不稳定性很大，故障率会增高。
1.1 国外研究状况
国外对智能交通系统的研究起步很早，已经形成了日本、美国、欧盟三个最大的研究开发基地[10]。美国已经在该领域创建了一套相对完善的系统，如公交汽车出行信息、车队管理、交通需求管理电子缴费技术等体系及技术规范标准。欧盟组成了一个欧洲道路运输信息技术实施组织（ERTICO），对ITS进行研究和开发。之后欧盟对Telematic进行应用开发，建设专用交通无线数据通信网，在其国家范围内可实现在交通、导航和电子收费方面的智能化。
国外科研人员进行了许多对基于视频图像的车辆类型识别研究，Collins等[11]创建的运动目标跟踪、运动目标检测和识别系统，可以对车辆的类型和颜色进行分类识别；Tan和Baker[12]创建的车辆识别和定位方法，在一个小窗口内，根据图像梯度进行，可以得到车辆的形状；Fung等通过使用高精度物理设备检测汽车运动来估量车辆形状，通过估量所得的特征点取得车型轮廓，用于车型识别。
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摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1 综述 2
1.1 国外研究状况 2
1.2国内研究状况 3
2 系统结构和流程 3
2.1 总体结构 3
2.2 系统类及描述 4
2.3 目标车辆的分割 6
2.3.1 背景差分法 6
2.3.2 图像二值化 7
2.3.3 开运算 8
2.3.4 去除噪声 9
2.3.5图像填充 9
2.4 车辆特征提取 10
2.5车型分类识别 11
2.5.1车型的分类标准 11
2.5.2车型分类识别技术 11
2.5.3轮廓匹配法 13
2.5.4 模板匹配法 14
3 程序开发环境和配置 16
3.1 开发环境 16
3.2 程序界面 16
4 实验过程及结果 17
5 总结和展望 19
致谢 19
参考文献 20
视频流中车辆识别
引言
随着人民物质生活水平的提高和现代科技的发展，汽车已经成为人们生活不可或缺的代步交通工具. 在汽车发展快速的国家和地区，60%以上的游客运输，50%以上的货物运输都是由汽车来完成来的。然而，随着汽车保有量的不断增长，一些交通问题愈来愈突出，如交通事故、交通堵塞、环境污染等，已然成为全球性的社会环境公
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害问题。 近年来，美国、日本和欧洲等国家不断致力于交通问题的研究，投入大量时间精力研究智能交通系统（ITS），以期解决汽车大量增加带来的交通问题.随着中国汽车生产量和保有量增加，交通问题越来越突出，ITS作为解决这一问题显著效果也受到我国科研人员和交通部门的高度重视。
总体来说，ITS系统大概由如下六部分组成[14]：
1、交通管理系统ATMS。它对道路中的交通事故、交通境况、气象状况等采取实时监视和统制措施，并根据采集的信息，控制交通。如：信号灯和路口拍照等，是一种主动控制的综合型交通管理系统。
2、交通信息系统ATIS。它包含车载移动电话接收信息系统、路由引导系统、无线数据交通信息通道及选择最佳路径的电子地图几部分，基于完善的信息网络基础，参与者通过安装在车辆、交通道路、停车场以及气象中心上的设备，例如传输设备和传感器，可向控制部门（交通信息中心）发送各处交通及路况信息，系统得到并处理过这些信息之后，及时向参与者回馈各项实时信息，如：气象信息、交通信息、停车场信息及其他相关的信息。
3、先进的公共交通系统APTS。主要用于公共车辆的交通，包含乘客量检测、公共车辆定位、自动调度、行驶信息指导、公交收费、旅客服务和视野支持等系统。目的为为乘客提供方便的服务，提高公共交通的效率，为城市提供更加经济的、大运量的公交系统。
4、先进的车辆控制系统AVCS。它针对于车辆本身而设计，包含车辆辅助安全驾驶和自动驾驶两部分系统。
5、先进的电子收费系统AETCS。该系统包含不停车自动收费系统、电子自动收费设备、停车引导和收费系统。实现通过电子标签或电子卡由计算机软件来进出停车场收费，完成自动化的交通费用收取，来减少车辆停车带来的延误，提升运营效率。
6、紧急事件管理与救援系统EAMSS，在ITS系统中这是一个特殊的组成部分，它的基础是交通信息、系统交通管理系统和相关救援规构，通过交通信息系统和交通管理系统将交通监控部分、救援机构和交通参与者以及灾害处置部分等连成一个整体，为道路使用者提供更全面的服务支持。
车型识别是智能交通系统范畴的一个基础组成部分，是道路交通视频监控系统的一个非常重要的研究领域。它是基于数字信号处理、计算机视觉、模式识别等计算机技术，取样于高速拍照或视频监控等，达到对不同车型的识别和分类目的。识别的结果可在交通监控系统上应用，如车速检测与超速处罚、移动车辆稽查、车流检测与统计。车型识别也是交通自动收费系统的核心组成部分之一，通过在特定地点和指定时间对车辆进行分类和识别，当作交通管理、调度、统计、收费的依据。这种技术可以有效完成规划路网、高效收费、管理通流等及其他智能化应用，可以有效地缓解道路拥堵问题，以提高路网通流效率。
1 综述
现今为止对车型识别技术国内国外的研究方向主要有以下几种：
1 广义识别。识别出车辆属于哪个类型，如大卡车、中型车、小型车、公共汽车和其他车辆等。其主要应用范围集中在道路收费站、停车场收费点等对车辆类型要求不高的场合。
2 狭义识别。识别出车辆属于某一种特定车型。一般只需识别出该车辆是属于具体的哪种系统，如“雪佛兰、奥迪、尼桑”等。汽车的识别和定位是该方向上的一个需要着重研究的问题[59]，在车型识别问题上通常使用识别汽车的车标的方法。
3 测量目标车辆参数。通过光电感应器、线圈、均衡器和汽车传感器等测量并传输车辆的长度、宽度、轮胎之间的距离、底盘高度和车身重量等各种物理参数，通过模式识别的方法进行分类。这种技术可以通过参数模型确定来进行车型识别，比较容易，算法相对简单；但是采集数据需要很多外部设备辅助测量，增加开支，并且系统不稳定性很大，故障率会增高。
1.1 国外研究状况
国外对智能交通系统的研究起步很早，已经形成了日本、美国、欧盟三个最大的研究开发基地[10]。美国已经在该领域创建了一套相对完善的系统，如公交汽车出行信息、车队管理、交通需求管理电子缴费技术等体系及技术规范标准。欧盟组成了一个欧洲道路运输信息技术实施组织（ERTICO），对ITS进行研究和开发。之后欧盟对Telematic进行应用开发，建设专用交通无线数据通信网，在其国家范围内可实现在交通、导航和电子收费方面的智能化。
国外科研人员进行了许多对基于视频图像的车辆类型识别研究，Collins等[11]创建的运动目标跟踪、运动目标检测和识别系统，可以对车辆的类型和颜色进行分类识别；Tan和Baker[12]创建的车辆识别和定位方法，在一个小窗口内，根据图像梯度进行，可以得到车辆的形状；Fung等通过使用高精度物理设备检测汽车运动来估量车辆形状，通过估量所得的特征点取得车型轮廓，用于车型识别。
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