一种交通事故检测预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种交通事故检测预警方法及系统，其中方法包括如下步骤：S1、获取连续N帧视频帧，将该视频帧转换格式后进行处理，获得背景帧；S2、利用视频帧、从该视频帧获得的背景帧进行进行差分运算后，采用二值化方法检测出该视频帧中的运动目标；S3、剔除S2中检测出的运动目标中的虚假目标后输出图像；S4、标记并统计S3中输出图像中的运动目标的个数，并对运动目标进行碰撞检测。本发明专利技术实现了高速公路交通的智能化，对于现有的高速公路视频监测录像，加之视频图像处理技术，对高速公路进行实时事故监测预警。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种交通事故检测预警方法及系统，其中方法包括如下步骤：S1、获取连续N帧视频帧，将该视频帧转换格式后进行处理，获得背景帧；S2、利用视频帧、从该视频帧获得的背景帧进行进行差分运算后，采用二值化方法检测出该视频帧中的运动目标；S3、剔除S2中检测出的运动目标中的虚假目标后输出图像；S4、标记并统计S3中输出图像中的运动目标的个数，并对运动目标进行碰撞检测。本专利技术实现了高速公路交通的智能化，对于现有的高速公路视频监测录像，加之视频图像处理技术，对高速公路进行实时事故监测预警。【专利说明】一种交通事故检测预警方法及系统
本专利技术涉及交通视频检测预警领域，更具体地，涉及一种交通事故检测预警方法。
技术介绍
如今交通监控视频没有最大化地利用，并没有涉及到及时处理预警方面，只是在 事故发生后，调出视频进行观察取证，或者是人工的进行事故监测。智能交通通过对视频数 据中包含的视觉内容信息进行自动分析以及特征的提取，促使可以直接利用计算机视频技 术搜索相应的信息。计算机视频技术包括图像处理、计算机视觉、模式识别等技术。高速公 路事故较一般道路交通事故更为严重，且距离医院较远，特别是许多事故者没有能力进行 报警求救，会导致更多伤者救治不及时而死亡。高速公路实时事故监控技术的发展具有重 大意义，将会一定程度上降低交通事件引起的生产力损失、财产损失和人身伤害。
技术实现思路
为解决现有技术中交通事故多发、不能预警的技术缺陷，本专利技术提供了一种交通 事故检测预警方法，通不过高速公路上摄像头对运动车辆的运动，分析其是否会发生碰撞， 并对运动车辆作出指导，及时预防交通事故的发生。 本专利技术提供一种交通事故检测预警方法，包括如下步骤：S1、获取连续N帧视频 帧，将该视频帧转换格式后获得背景帧；本专利技术获取连续视频帧的目的是完成背景建模，通 过对连续视频的处理，快速准确的在实时视频监控找出运动目标，既能够减小背景物体产 生的影响，又不影响检测效果，提高运动目标检测的准确度。通过获取背景帧解决视频检测 过程存在的运动物体对背景初始化的影响。根据常识可知，同一像素点在时间轴上的上的 灰度值几乎都是在莫伊相同的灰度值附近，只有当该点出现移动目标时该店灰度值才会出 现较大的起伏，因此为了去除运动目标对初始建立的背景帧的影响，我们通过一组连续的 视频帧来进行处理。 S2、利用视频帧、从该视频帧中获得的背景帧进行差分运算后，采用二值化方法检 测出该视频帧中的运动目标。 S3、对检测出运动目标的视频帧进行处理，剔除虚假目标后输出图像； S4、标记S3中输出图像中的运动目标的个数，并对其进行碰撞检测。 优选的是，S1中N的值为不小于8或不大于15中的任意一个整数值，根据实验可 知将将N设为不小于8或不大于15中的任意一个整数值后建立的背景帧噪声的影响率最 低、准确率高、处理速度快。根据实验可知，随之帧数的增加，背景帧建立的准确率提高，但 处理速度降低；而随着帧数的减小，虽然建立背景帧的处理速率增大，但准确率降低，同时 噪声影响率也增大。因此将N取值为不小于8且不大于15的整数中的任意一个值处理得 到的背景帧效果最好，包含的运动目标最少，同时处理速率高。其中，影响率α =含噪声像 素点个数/总像素点；准确率β =1-含目标的像素区域点/总像素点。处理速率是在图像 分辨率为320*240的avi视频上测得的。 对S1中获取的视频帧转换成YUV格式。背景帧建立的过程中应该考虑到背景帧 中会包含的目标，将N取值为8、9、10、11、12、13、14或15建立的背景帧中所包含的运动目 标最少甚至没有，且建立的背景帧图片清晰度最高。 更进一步的，将S1的具体操作包括S101、获取连续视频帧，并将该获取的视频帧 进行格式转换；S102、选取连续视频帧中同一位置处像素点的灰度值；S103、去除S102中获 取的灰度值中的最大值、最小值后，求得剩余灰度值的平均值，将该平均值作为背景帧中该 位置处的灰度值；S104、在步骤S101的基础上，重复步骤S102、S103计算得出背景帧所有位 置出像素点灰度值，得到背景帧。 更进一步地，步骤S1还包括S11更新背景帧，利用前一次得到的背景帧与最新得 到的视频帧进行加权求和来更新。通过步骤S1获得背景帧的方法简单可行，计算量小。但 是也存在较多问题，如当视频序列中存在运动目标时，容易将运动目标作为背景的一部分； 若背景图像中有物体移位会造成虚假前景(运动目标）以及阴影等问题。为了解决这些问 题，实现背景自动更新算法，在连续监控视频图像的一帧中，运动目标仅占整张帧图片的一 部分，由于目标是运动的，所以不会在连续视频帧中长时间的占据像素点的位置，也就意味 着，在整张帧图片中的任何一个像素点从概率上来说被观测是背景可能性很大，因此需要 实时对背景帧进行更新，以消除将运动目标误认为是背景的可能性。同时背景帧图片是不 可以始终不变的，因为从早到晚，光照的影响以及阴天和晴天的影响是不可避免的，这就要 求，建立的背景帧可以随时间和外界变化而变化，这也就需要背景能够自动更新。 进一步地，步骤S3剔除虚假目标利用的是膨胀算法或腐蚀算法。膨胀和腐蚀算 法都是通过相邻像素以及相邻像素之间的位置关系进行逻辑运算，从而得到相应的输出图 像。对图像进行腐蚀和膨胀运算可以对图像的结构和形状等信息进行分析处理，从而实现 图像的还原或者图像的增强等。本专利技术采取腐蚀和膨胀算法对目标检测后的二值化图像进 行处理主要是为了增强图像的可读性，实现不同目标分离，同一目标充实这一图像增强效 果。图像腐蚀主要是为了消除图像进行运动目标检测后的二值化图像的边界点与背景之间 的连接，可是目标向内部收缩，从而实现不同目标分离的效果以及非目标的杂点的效果，例 如，目标边缘上的单独或者仅两个或者很少的虚假目标点联合区，便可以通过腐蚀算法进 行去除。 进一步地，利用像素标记算法标记并统计S4中检测运动目标的个数，像素标记算 法对图像中的目标采用不同的数字进行区分，通过统计不同数字的个数确定运动目标的个 数。本专利技术中使用像素标记是在进行目标检测后的二值图像中，每一像素值要么是〇(黑 色，视为背景），要么是255 (白色，视为目标），利用多目标标记算法为像素进行标记，将图 像中的目标采用不同的数字进行区分，然后统计不同数字的个数来实现目标个数的确定。 具体的过程如下，以四连通为例。（1)、对图像进行从上到下，从左到右第一次扫描。对第 一列和第一行进行特殊处理，第一列第一行的第一个像素若为0则不对其进行编号，若为 255则对其进行编号为1。第一行的其他像素值为255的像素点都与其左边的像素进行对 t匕，若左边的像素点有编号则将其编号赋值给该像素点，若没有，则重新对该像素点进行编 号（编号自动增加一位）。第一列其他像素值为255的像素都与其上边的像素进行比对， 如果上边的像素点有编号则将编号赋值给此像素，若没有，则重新赋值一个编号（编号自 动增加一位）。对于其他的所有像素值为255的像素点而言，先与其左边的像素进行比对， 若左边的像素点有编号则直接将该编号赋值给该像素点，然后在与其上边的像素点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交通事故检测预警方法，其特征在于,包括如下步骤：S1、获取连续N帧道路视频帧，将该视频帧转换格式后进行处理，获得背景帧；S2、利用视频帧及背景帧进行差分运算后，采用二值化方法分辨出该视频帧中的运动目标；S3、剔除S2中检测出的运动目标中的虚假运动目标后输出图像；S4、标记并统计S3中输出图像中的运动目标的个数，并对运动目标进行碰撞检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵宗翰，
申请(专利权)人：昆明联诚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53