一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统，包括处理模块、遥测模块和监控中心，所述遥测模块将采集特征信息传输至所述处理模块。有益效果：本发明专利技术提出了MSRCR算法城市道路下穿立交监控图像的增强算法，通过对下穿立交入口段、中间段、出口段监控图像利用三种算法进行图像增强实验，经过处理后的图像清晰度得到提升，而且没有出现图像的偏色现象，很好地适应人眼视觉特性，图像整体的过渡效果也比较自然，图像纹理清晰，亮光区域得到明显改善，使得城市道路下穿立交监控图像视觉效果得到显著改善，此外该算法同样适用于雨天大雾等低清晰度图像的增强。

An automatic detection and warning system of water accumulation in Underpass interchange based on image processing

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统
本专利技术涉及下穿立交道路积水图像处理
，具体来说，涉及一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统。
技术介绍
在现代城市交通网络日趋密集的背景下，下穿立交作为城市立交的重要组成部分，下穿式立交道路因其占地面积小、造价经济越来越突显出它的优越性，在城市化建设中具有至关重要的意义，然而下穿式立交桥的排水功能与一般道路相比却有自身的缺点和局限性。尤其是在遇到极端恶劣的暴风雨天气，下穿式立交道路积水的几率增大，对行车安全和公民的生命财产安全造成巨大隐患。而目前受粉尘、低照度或点光源等因素的影响，城市道路下穿立交的监控图像常常表现出对比度低、背景噪声强和整体视觉效果不理想等问题，导致无法实时准确的获取到下穿立交中的具体情况，影响到视频监控的应用效果。因此，探究下穿立交的监控图像增强问题具有重大的社会意义。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本专利技术的目的是提出一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统，通过提出了MSRCR算法城市道路下穿立交监控图像的增强算法，通过对下穿立交入口段、中间段、出口段监控图像利用三种算法进行图像增强实验，经过处理后的图像清晰度得到提升，而且没有出现图像的偏色现象，很好地适应人眼视觉特性，图像整体的过渡效果也比较自然，图像纹理清晰，亮光区域得到明显改善，使得城市道路下穿立交监控图像视觉效果得到显著改善，此外该算法同样适用于雨天大雾等低清晰度图像的增强，实现为在下穿式立交发生积水时向驾驶员及行人声光报警，同时排水办、交管部门等通知各下穿式立交的水位信息，从而立即采取有效的排水及疏导措施，减少公民生命财产的损失，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统，包括处理模块、遥测模块和监控中心，所述遥测模块将采集特征信息传输至所述处理模块，所述处理模块将特征信息进行处理并将处理后的实时数据信息传输至所述监控中心，所述监控中心通过实时数据信息进行预警，所述处理模块对图像的处理包括以下步骤：S101、输入图像：预先获取所述遥测模块采集的当前区域的图像特征信息；S102、MSRCR算法图像处理：将步骤S101的所述图像特征信息进行MSRCR算法图像处理获取第一对数化参数；S103、单尺度Retinex算法处理：将步骤S101的所述图像特征信息进行单尺度Retinex算法处理，获取图像细节信息；S104、多尺度Retinex算法处理：将步骤S103所述的图像细节信息进行多尺度Retinex算法处理，获取图像平衡细节信息和全局信息，所述多尺度Retinex算法处理是指对R、G和B三个通道分别进行单尺度Retinex算法处理处理；S105、将步骤S104所述图像平衡细节信息和全局信息进行对数化处理，获取第二对数化参数；S106、对数域处理：将步骤S102所述第一对数化参数与步骤S105所述第二对数化参数进行叠加并进行色彩恢复处理，获取色彩恢复图像；S107、指数化处理：将步骤S106中所述色彩恢复图像进行指数化处理；S108、输出图像。其中，步骤S103单尺度Retinex算法处理，其算法如下：D(x,y)＝log[R(x,y)]＝log[Ii(x,y)]-log[L(x,y)]；D0(x,y)＝logIi(x,y)-log[F0(x,y)*Ii(x,y)]；其中，D(x,y)为对数域输出图像，Ii(x,y)为第i个通道的图像，其中；F0(x,y)为中心环绕函数，表示为：∫∫F0(x,y)dxdy＝1；其中，λ为一个常量矩阵，σ为高斯环绕尺度参数。其中，步骤S106对数域处理其算法如下：其中，Ci为第i个通道的色彩恢复因子，β为增益常数，α为受控制的非线性强度，M为图像的通道数；其中，Dop为数域的输出，N为尺度的数量，w为每个尺度的权重，Fn(x,y)为中心环绕函数，计算公式如下：进一步的，第i个通道的色彩恢复因子Ci计算中β＝46，α＝125，且数域的输出Dop计算中，w尺度的权重为1/N，N＝3，M＝3为图像分为R、G、B三个通道，中心环绕函数F0(x,y)中选用的尺度参数σ0＝250，中心环绕函数Fn(x,y)中n＝1、2、3，尺度参数σ1＝128，σ2＝256，σ3＝512。进一步的，所述遥测模块包括视频监控和电子标尺。进一步的，还包括在城市下穿道路或低洼路段入口位置建立声光报警器和电子显示设备。本专利技术的有益效果：1、本专利技术通过结合了SSR算法和MSRCR算法的优点，通过单尺度Retinex算法获取更丰富的细节信息，然后再经过多尺度Retinex算法来平衡细节信息和全局信息，以此达到在不影响全局信息量的同时，能够获取到更丰富的细节信息的目的。2、本专利技术简化了算法结合过程中的对数域与实数域的转化过程，避免了多次转化过程中对于动态范围以及对比度增强两个指标的影响，在一定程度上提高了图像增强的处理速度。3、本专利技术通过调节色彩恢复因子中受控制的非线性强度和增益参数来进行偏移校正，获取到R、G、B三个通道的合适比例，使增强后的图像获得更加丰富的色彩。4、本专利技术通过对下穿立交道路图像进行处理，不仅图像清晰度得到提升，而且没有出现图像的偏色现象，很好地适应人眼视觉特性，图像整体的过渡效果也比较自然，图像纹理清晰，亮光区域得到明显改善，使得城市道路下穿立交监控图像视觉效果得到显著改善，实现为在下穿式立交发生积水时向驾驶员及行人声光报警，同时排水办、交管部门等通知各下穿式立交的水位信息，从而立即采取有效的排水及疏导措施，减少公民生命财产的损失。综上所述，本专利技术提出了MSRCR算法城市道路下穿立交监控图像的增强算法，通过对下穿立交入口段、中间段、出口段监控图像利用三种算法进行图像增强实验，经过处理后的图像清晰度得到提升，而且没有出现图像的偏色现象，很好地适应人眼视觉特性，图像整体的过渡效果也比较自然，图像纹理清晰，亮光区域得到明显改善，使得城市道路下穿立交监控图像视觉效果得到显著改善，此外该算法同样适用于雨天大雾等低清晰度图像的增强，实现为在下穿式立交发生积水时向驾驶员及行人声光报警，同时排水办、交管部门等通知各下穿式立交的水位信息，从而立即采取有效的排水及疏导措施，减少公民生命财产的损失。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统的图像算法流程示意图；图2是根据本专利技术实施例的基于图像处理的下穿立交道路积水自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统，包括处理模块(1)、遥测模块(2)和监控中心(3)，所述遥测模块(2)将采集特征信息传输至所述处理模块(1)，所述处理模块(1)将特征信息进行处理并将处理后的实时数据信息传输至所述监控中心(3)，所述监控中心(3)通过实时数据信息进行预警，其特征在于，所述处理模块(1)对图像的处理包括以下步骤：/nS101、输入图像：预先获取所述遥测模块(2)采集的当前区域的图像特征信息；/nS102、MSRCR算法图像处理：将步骤S101的所述图像特征信息进行MSRCR算法图像处理获取第一对数化参数；/nS103、单尺度Retinex算法处理：将步骤S101的所述图像特征信息进行单尺度Retinex算法处理，获取图像细节信息；/nS104、多尺度Retinex算法处理：将步骤S103所述的图像细节信息进行多尺度Retinex算法处理，获取图像平衡细节信息和全局信息，所述多尺度Retinex算法处理是指对R、G和B三个通道分别进行单尺度Retinex算法处理；/nS105、将步骤S104所述图像平衡细节信息和全局信息进行对数化处理，获取第二对数化参数；/nS106、对数域处理：将步骤S102所述第一对数化参数与步骤S105所述第二对数化参数进行叠加并进行色彩恢复处理，获取色彩恢复图像；/nS107、指数化处理：将步骤S106中所述色彩恢复图像进行指数化处理；/nS108、输出图像。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统，包括处理模块(1)、遥测模块(2)和监控中心(3)，所述遥测模块(2)将采集特征信息传输至所述处理模块(1)，所述处理模块(1)将特征信息进行处理并将处理后的实时数据信息传输至所述监控中心(3)，所述监控中心(3)通过实时数据信息进行预警，其特征在于，所述处理模块(1)对图像的处理包括以下步骤：
S101、输入图像：预先获取所述遥测模块(2)采集的当前区域的图像特征信息；
S102、MSRCR算法图像处理：将步骤S101的所述图像特征信息进行MSRCR算法图像处理获取第一对数化参数；
S103、单尺度Retinex算法处理：将步骤S101的所述图像特征信息进行单尺度Retinex算法处理，获取图像细节信息；
S104、多尺度Retinex算法处理：将步骤S103所述的图像细节信息进行多尺度Retinex算法处理，获取图像平衡细节信息和全局信息，所述多尺度Retinex算法处理是指对R、G和B三个通道分别进行单尺度Retinex算法处理；
S105、将步骤S104所述图像平衡细节信息和全局信息进行对数化处理，获取第二对数化参数；
S106、对数域处理：将步骤S102所述第一对数化参数与步骤S105所述第二对数化参数进行叠加并进行色彩恢复处理，获取色彩恢复图像；
S107、指数化处理：将步骤S106中所述色彩恢复图像进行指数化处理；
S108、输出图像。


2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的下穿立交道路积水自动检测预警系统，其特征在于，步骤S103单尺度Retinex算法处理，其算法如下：
D(x,y)＝log[R(x,y)]＝log[Ii(x,y)]-log[L(x...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵慧，陈杰，颜普，苏亮亮，马小琴，翟方兵，徐小雪，张亚国，郭航，何子辛，肖晓，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34