數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別在交通檢測(cè)中的應(yīng)用.doc
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數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別在交通檢測(cè)中的應(yīng)用,目 錄前言11交通檢測(cè)系統(tǒng)概述21.1 交通檢測(cè)系統(tǒng)常用方法31.2 視頻車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)42 windows位圖和調(diào)色板52.1位圖和調(diào)色板的概念62.2 bmp文件格式63圖象的平滑(去噪聲)、銳化83.1平滑83.1.1中值濾波103.2銳化114圖象的檢測(cè)及模板匹配114.1投影法114.2差影法114.3模板匹配...
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目 錄
前言 1
1交通檢測(cè)系統(tǒng)概述 2
1.1 交通檢測(cè)系統(tǒng)常用方法 3
1.2 視頻車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng) 4
2 WINDOWS位圖和調(diào)色板 5
2.1位圖和調(diào)色板的概念 6
2.2 BMP文件格式 6
3圖象的平滑(去噪聲)、銳化 8
3.1平滑 8
3.1.1中值濾波 10
3.2銳化 11
4圖象的檢測(cè)及模板匹配 11
4.1投影法 11
4.2差影法 11
4.3模板匹配…………………………………………………………………………………………..12
5程序設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………………..13
結(jié)論與展望 17
參考文獻(xiàn) 18
致謝 18
數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別在交通檢測(cè)中的應(yīng)用
前言
數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理,它是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程。數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代,當(dāng)時(shí)的電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平,人們開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理圖形和圖像信息。數(shù)字圖像處理作為一門(mén)學(xué)科大約形成于20世紀(jì)60年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量,它以人為對(duì)象,以改善人的視覺(jué)效果為目的。圖像處理中,輸入的是質(zhì)量低的圖像,輸出的是改善質(zhì)量后的圖像,常用的圖像處理方法有圖像增強(qiáng)、復(fù)原、編碼、壓縮等。首次獲得實(shí)際成功應(yīng)用的是美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)。他們對(duì)航天探測(cè)器徘徊者7號(hào)在1964年發(fā)回的幾千張?jiān)虑蛘掌褂昧藞D像處理技術(shù),如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進(jìn)行處理,并考慮了太陽(yáng)位置和月球環(huán)境的影響,由計(jì)算機(jī)成功地繪制出月球表面地圖,獲得了巨大的成功。隨后又對(duì)探測(cè)飛船發(fā)回的近十萬(wàn)張照片進(jìn)行更為復(fù)雜的圖像處理,以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖,獲得了非凡的成果,為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),也推動(dòng)了數(shù)字圖像處理這門(mén)學(xué)科的誕生。在以后的宇航空間技術(shù),如對(duì)火星、土星等星球的探測(cè)研究中,數(shù)字圖像處理技術(shù)都發(fā)揮了巨大的作用。數(shù)字圖像處理取得的另一個(gè)巨大成就是在醫(yī)學(xué)上獲得的成果。1972年英國(guó)EMI公司工程師Housfield發(fā)明了用于頭顱診斷的X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置,也就是我們通常所說(shuō)的CT(Computer Topography)。CT的基本方法是根據(jù)人的頭部截面的投影,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理來(lái)重建截面圖像,稱為圖像重建。1975年EMI公司又成功研制出全身用的CT裝置,獲得了人體各個(gè)部位鮮明清晰的斷層圖像。1979年,這項(xiàng)無(wú)損傷診斷技術(shù)獲得了諾貝爾獎(jiǎng),說(shuō)明它對(duì)人類做出了劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。 與此同時(shí),圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開(kāi)拓性成就,屬于這些領(lǐng)域的有航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測(cè)、機(jī)器人視覺(jué)、公安司法、軍事制導(dǎo)、文化藝術(shù)等,使圖像處理成
為一門(mén)引人注目、前景遠(yuǎn)大的新型學(xué)科。 隨著圖像處理技術(shù)的深入發(fā)展,從70年代中期開(kāi)始,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能、思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展,數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展。人們已開(kāi)始研究如何用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解釋圖像,實(shí)現(xiàn)類似人 類視覺(jué)系統(tǒng)理解外部世界,這被稱為圖像理解或計(jì)算機(jī)視覺(jué)。很多國(guó)家,特別是發(fā)達(dá)國(guó)家投入更多的人力、物力到這項(xiàng)研究,取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺(jué)計(jì)算理論,這個(gè)理論成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域其后十多年的主導(dǎo)思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進(jìn)展,但它本身是一個(gè)比較難的研究領(lǐng)域,存在不少困難,因人類本身對(duì)自己的視覺(jué)過(guò)程還了解甚少,因此計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一個(gè)有待人們進(jìn)一步探索的新領(lǐng)域
1高速公路常用的車(chē)流檢測(cè)方法主要有以下幾種?。?br> 1 空氣管道檢測(cè)
空氣管道檢測(cè)是接觸式的檢測(cè)方法,在高速公路主線的被檢測(cè)點(diǎn)拉一條空心的塑料管道并作固定,一端為封閉,另一端聯(lián)接計(jì)數(shù)器,當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)塑料管道時(shí),車(chē)輪壓到空氣管道,管內(nèi)空氣被擠壓而觸動(dòng)計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)算車(chē)流量的方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:方便,簡(jiǎn)單,流動(dòng)性強(qiáng),成本較低。缺點(diǎn):塑料管道使用壽命短,更換周期頻繁,當(dāng)更換塑料管道時(shí)需封閉車(chē)道,增加了人員不安全的因素和塞車(chē)的可能性。當(dāng)長(zhǎng)車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)由于車(chē)軸的距離大,有可能被計(jì)算成兩輛車(chē),造成數(shù)據(jù)的誤差率大。此方法在早期的車(chē)流量檢測(cè)較多見(jiàn),現(xiàn)在的高速公路車(chē)流檢測(cè)已不用這種方法。
2 檢測(cè)環(huán)檢測(cè)
檢測(cè)環(huán)檢測(cè)車(chē)流量也屬接觸式檢測(cè)方法,在高速公路建設(shè)期間應(yīng)確定主線被檢測(cè)的站點(diǎn),鋪筑路面和安裝線圈檢測(cè)棒同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)路面的檢測(cè)棒時(shí),車(chē)輪壓到環(huán)形線圈使電感發(fā)生變化而產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào),從而進(jìn)行計(jì)算數(shù)據(jù)的檢測(cè)方法。該方法的優(yōu)點(diǎn):線圈檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展已篅@墑歟諭饃Ъ乙步隙?,价敢c嘍院俠?,被高速公嘛堛泛采用,特冰槣\鞘械纜飯步瘓糜謐ヅ奈フ魯盜疽渤S謎庵址椒?。误差率蠂D鑰掌艿蘭觳餳跎?。蠕^悖焊患觳獍羰北匭敕獗粘檔潰諑訪媯斐晌こ殺靖吆腿菀茲擔(dān)哺と嗽貝床話踩囊蛩兀ぷ饕翟諑飛轄?,受天气因速懓响较大,哉幵L媧籩行奘蓖嵬詼霞觳獍?,给略L嫻鬧仄毯痛籩行拊黽恿死?,道|返睦┙ê透牡酪彩芮V?。臍ぐ大多数高速公路是又i庵旨觳夥椒ā�
3 視頻檢測(cè)
視頻檢測(cè)車(chē)流量屬非接觸式的檢測(cè)方法,也稱為圖片處理或人工視覺(jué),是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識(shí)別的技術(shù),在路上安裝攝像機(jī),通過(guò)視頻攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)模仿人眼的功能為實(shí)際應(yīng)用提供工作平臺(tái),是目前高速公路車(chē)流檢測(cè)較先進(jìn)的技術(shù),它通過(guò)軟件在顯示器視頻圖像的車(chē)道上設(shè)置虛擬車(chē)道檢測(cè)器,每個(gè)虛擬車(chē)輛檢測(cè)器代表一個(gè)區(qū)域,當(dāng)車(chē)輛通過(guò)任何一個(gè)虛擬檢測(cè)器時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)信號(hào),再經(jīng)過(guò)軟件數(shù)字化處理和計(jì)算得到所需的交通數(shù)據(jù),如車(chē)型、車(chē)流量、車(chē)速、車(chē)頭距離、占有率、車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度等。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):由于是在顯示器視頻圖像的車(chē)道設(shè)置虛擬檢測(cè)器,因而在維護(hù)時(shí)無(wú)須封閉車(chē)道,無(wú)須開(kāi)挖路面,也不會(huì)因道路重鋪或拓寬車(chē)道而影響車(chē)流量的檢測(cè)。檢測(cè)點(diǎn)的變化只在監(jiān)視器的圖像上設(shè)定虛擬檢測(cè)器的位置就可完成,不因道路的維修而中斷交通檢測(cè)。缺點(diǎn):當(dāng)大霧天氣攝像機(jī)無(wú)法完全捕捉車(chē)輛信號(hào)時(shí)會(huì)影響數(shù)據(jù)的精確率,但這種天氣很少見(jiàn)。
前言 1
1交通檢測(cè)系統(tǒng)概述 2
1.1 交通檢測(cè)系統(tǒng)常用方法 3
1.2 視頻車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng) 4
2 WINDOWS位圖和調(diào)色板 5
2.1位圖和調(diào)色板的概念 6
2.2 BMP文件格式 6
3圖象的平滑(去噪聲)、銳化 8
3.1平滑 8
3.1.1中值濾波 10
3.2銳化 11
4圖象的檢測(cè)及模板匹配 11
4.1投影法 11
4.2差影法 11
4.3模板匹配…………………………………………………………………………………………..12
5程序設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………………..13
結(jié)論與展望 17
參考文獻(xiàn) 18
致謝 18
數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別在交通檢測(cè)中的應(yīng)用
前言
數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理,它是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程。數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代,當(dāng)時(shí)的電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平,人們開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理圖形和圖像信息。數(shù)字圖像處理作為一門(mén)學(xué)科大約形成于20世紀(jì)60年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量,它以人為對(duì)象,以改善人的視覺(jué)效果為目的。圖像處理中,輸入的是質(zhì)量低的圖像,輸出的是改善質(zhì)量后的圖像,常用的圖像處理方法有圖像增強(qiáng)、復(fù)原、編碼、壓縮等。首次獲得實(shí)際成功應(yīng)用的是美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)。他們對(duì)航天探測(cè)器徘徊者7號(hào)在1964年發(fā)回的幾千張?jiān)虑蛘掌褂昧藞D像處理技術(shù),如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進(jìn)行處理,并考慮了太陽(yáng)位置和月球環(huán)境的影響,由計(jì)算機(jī)成功地繪制出月球表面地圖,獲得了巨大的成功。隨后又對(duì)探測(cè)飛船發(fā)回的近十萬(wàn)張照片進(jìn)行更為復(fù)雜的圖像處理,以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖,獲得了非凡的成果,為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),也推動(dòng)了數(shù)字圖像處理這門(mén)學(xué)科的誕生。在以后的宇航空間技術(shù),如對(duì)火星、土星等星球的探測(cè)研究中,數(shù)字圖像處理技術(shù)都發(fā)揮了巨大的作用。數(shù)字圖像處理取得的另一個(gè)巨大成就是在醫(yī)學(xué)上獲得的成果。1972年英國(guó)EMI公司工程師Housfield發(fā)明了用于頭顱診斷的X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置,也就是我們通常所說(shuō)的CT(Computer Topography)。CT的基本方法是根據(jù)人的頭部截面的投影,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理來(lái)重建截面圖像,稱為圖像重建。1975年EMI公司又成功研制出全身用的CT裝置,獲得了人體各個(gè)部位鮮明清晰的斷層圖像。1979年,這項(xiàng)無(wú)損傷診斷技術(shù)獲得了諾貝爾獎(jiǎng),說(shuō)明它對(duì)人類做出了劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。 與此同時(shí),圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開(kāi)拓性成就,屬于這些領(lǐng)域的有航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測(cè)、機(jī)器人視覺(jué)、公安司法、軍事制導(dǎo)、文化藝術(shù)等,使圖像處理成
為一門(mén)引人注目、前景遠(yuǎn)大的新型學(xué)科。 隨著圖像處理技術(shù)的深入發(fā)展,從70年代中期開(kāi)始,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能、思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展,數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展。人們已開(kāi)始研究如何用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解釋圖像,實(shí)現(xiàn)類似人 類視覺(jué)系統(tǒng)理解外部世界,這被稱為圖像理解或計(jì)算機(jī)視覺(jué)。很多國(guó)家,特別是發(fā)達(dá)國(guó)家投入更多的人力、物力到這項(xiàng)研究,取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺(jué)計(jì)算理論,這個(gè)理論成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域其后十多年的主導(dǎo)思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進(jìn)展,但它本身是一個(gè)比較難的研究領(lǐng)域,存在不少困難,因人類本身對(duì)自己的視覺(jué)過(guò)程還了解甚少,因此計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一個(gè)有待人們進(jìn)一步探索的新領(lǐng)域
1高速公路常用的車(chē)流檢測(cè)方法主要有以下幾種?。?br> 1 空氣管道檢測(cè)
空氣管道檢測(cè)是接觸式的檢測(cè)方法,在高速公路主線的被檢測(cè)點(diǎn)拉一條空心的塑料管道并作固定,一端為封閉,另一端聯(lián)接計(jì)數(shù)器,當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)塑料管道時(shí),車(chē)輪壓到空氣管道,管內(nèi)空氣被擠壓而觸動(dòng)計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)算車(chē)流量的方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:方便,簡(jiǎn)單,流動(dòng)性強(qiáng),成本較低。缺點(diǎn):塑料管道使用壽命短,更換周期頻繁,當(dāng)更換塑料管道時(shí)需封閉車(chē)道,增加了人員不安全的因素和塞車(chē)的可能性。當(dāng)長(zhǎng)車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)由于車(chē)軸的距離大,有可能被計(jì)算成兩輛車(chē),造成數(shù)據(jù)的誤差率大。此方法在早期的車(chē)流量檢測(cè)較多見(jiàn),現(xiàn)在的高速公路車(chē)流檢測(cè)已不用這種方法。
2 檢測(cè)環(huán)檢測(cè)
檢測(cè)環(huán)檢測(cè)車(chē)流量也屬接觸式檢測(cè)方法,在高速公路建設(shè)期間應(yīng)確定主線被檢測(cè)的站點(diǎn),鋪筑路面和安裝線圈檢測(cè)棒同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)路面的檢測(cè)棒時(shí),車(chē)輪壓到環(huán)形線圈使電感發(fā)生變化而產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào),從而進(jìn)行計(jì)算數(shù)據(jù)的檢測(cè)方法。該方法的優(yōu)點(diǎn):線圈檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展已篅@墑歟諭饃Ъ乙步隙?,价敢c嘍院俠?,被高速公嘛堛泛采用,特冰槣\鞘械纜飯步瘓糜謐ヅ奈フ魯盜疽渤S謎庵址椒?。误差率蠂D鑰掌艿蘭觳餳跎?。蠕^悖焊患觳獍羰北匭敕獗粘檔潰諑訪媯斐晌こ殺靖吆腿菀茲擔(dān)哺と嗽貝床話踩囊蛩兀ぷ饕翟諑飛轄?,受天气因速懓响较大,哉幵L媧籩行奘蓖嵬詼霞觳獍?,给略L嫻鬧仄毯痛籩行拊黽恿死?,道|返睦┙ê透牡酪彩芮V?。臍ぐ大多数高速公路是又i庵旨觳夥椒ā�
3 視頻檢測(cè)
視頻檢測(cè)車(chē)流量屬非接觸式的檢測(cè)方法,也稱為圖片處理或人工視覺(jué),是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識(shí)別的技術(shù),在路上安裝攝像機(jī),通過(guò)視頻攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)模仿人眼的功能為實(shí)際應(yīng)用提供工作平臺(tái),是目前高速公路車(chē)流檢測(cè)較先進(jìn)的技術(shù),它通過(guò)軟件在顯示器視頻圖像的車(chē)道上設(shè)置虛擬車(chē)道檢測(cè)器,每個(gè)虛擬車(chē)輛檢測(cè)器代表一個(gè)區(qū)域,當(dāng)車(chē)輛通過(guò)任何一個(gè)虛擬檢測(cè)器時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)信號(hào),再經(jīng)過(guò)軟件數(shù)字化處理和計(jì)算得到所需的交通數(shù)據(jù),如車(chē)型、車(chē)流量、車(chē)速、車(chē)頭距離、占有率、車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度等。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):由于是在顯示器視頻圖像的車(chē)道設(shè)置虛擬檢測(cè)器,因而在維護(hù)時(shí)無(wú)須封閉車(chē)道,無(wú)須開(kāi)挖路面,也不會(huì)因道路重鋪或拓寬車(chē)道而影響車(chē)流量的檢測(cè)。檢測(cè)點(diǎn)的變化只在監(jiān)視器的圖像上設(shè)定虛擬檢測(cè)器的位置就可完成,不因道路的維修而中斷交通檢測(cè)。缺點(diǎn):當(dāng)大霧天氣攝像機(jī)無(wú)法完全捕捉車(chē)輛信號(hào)時(shí)會(huì)影響數(shù)據(jù)的精確率,但這種天氣很少見(jiàn)。