基于视频的交通流量检测技术研究与实现-软件工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 THE RESEARCH AND IMPLEMENTATION OF VIDEO-BASED TRAFFIC FLOW DETECTION TECHNOLOGY A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Software Engineering Author: zhang yanyan Advisor: qu hong School : Information and Software Engineering 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 摘 要 社会经济的高速发展，城市化水平的日益提高，交通拥堵、交通污染问题日益 严重。为了实现交通的科学化及现代化管理，改善道路的通行力度，智能交通系 统引起了世界各国的广泛关注。交通流量检测系统是智能交通系统的基础而又非 常重要的部分，可以为交通信息服务和交通指控中心等提供信息源。目前，因为 嵌入式技术、模式识别技术、视频图像处理技术及 DSP 等技术的迅速发展和逐渐 完善，基于视频的交通流量检测系统的重要性日益明显。系统的核心技术是对监 控区域内摄像机采集的视频图像序列的中的运动目标实时检测及跟踪，提取出交 通参数。因此，本文主要研究系统中使用的运动目标检测与跟踪的关键技术，努 力提高系统效率。 本文研究基于视频的交通流量检测技术，介绍了交通信息采集及图像处理的相 关理论知识及技术，详细说明了系统中车流量检测模块所用的关键技术。创新性 成果主要包括以下 4 个方面： （1）提出了一种改进的 k-means 聚类算法的背景建模法，该方法解决了传统 算法容易陷入局部最优解的问题，提高了背景模型的适应性； （2）提出了一种基于帧差法和背景差法相结合的算法，背景差法对光线变化 敏感，而帧差法对车辆速度比较敏感，改进的算法有效提高了车辆检测的精度。 （3）提出了一种基于线性预测的 Mean-shift 自适应跟踪算法，传统算法迭代 次数比较多且难以实现多个目标同时跟踪缺点，改进方法减少了迭代次数，且可 以实现同时跟踪几个运动目标。 （4）实现了一个简易的交通流量统计系统，能准确提取出车流量、车速等交 通参数； 最后，在 WindowsXP 环境的 VS2008 平台上，使用 C++语言并结合 OpenCV 库 函数开发了基于视频的交通流量检测系统。通过测试，有效提高了车辆检测实时 性及准确率。 关键字：交通流量，车辆检测，目标跟踪，Mean-shift I ABSTRACT ABSTRACT With the rapid development of economic and improvement of the urbanization level, the traffic congestion is becoming more and more serious. In order to realize the scientific and modern management of the traffic and to improve road traffic dynamics, intelligent transportation system (ITS), which is to solve the problem, has attracted extensive attention worldwide. Traffic flow detection system is the base and a very important part of the ITS, which can provide information source to traffic information services and