[发明专利]一种基于道路监控视频图像的最远可见点检测方法

说明书

本发明公开了一种基于道路监控视频图像的最远可见点检测方法，包括如下步骤：(1)安装摄像机后，手工标示出待分析区域；(2)对待分析区域进行背景提取；(3)推导背景图像中可视点的对比度阈值；(4)计算图像对比度，与阈值对比，得到最远可见点。本发明采用手工标示分析区域的方法，既避免了路标等干扰信息，提高了算法精度，又可以大大减少计算量，适合用于嵌入式平台；对待分析区域采用背景提取的方法，可以充分利用道路监控视频图像，同时避免过往车辆引入的干扰；通过气象学中能见度的相关定义，推导出简便、易实现的最远可见点的检测方法。

技术领域

本发明涉及摄像机标定、计算机视觉和交通视频检测领域，尤其是一种基于道路监控视频图像的最远可见点检测方法。

背景技术

高速公路上的信息提示牌经常有能见度值信息，它指此位置具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大距离。处理监控摄像机拍摄的图像来模拟人眼特征计算当前位置的能见度值并给予驾驶员提示对交通安全具有重大意义。监控摄像机分布密集，若每台摄像机均提供能见度检测功能，则交通管理部门可以对高速公路全线进行能见度监控，从而在低能见度时可以采取更加有效的交通管制措施。

本发明的最远可见点检测主要运用于白天场景，气象学中白天能见度(Meteorological visibility by day)定义为：相对于雾、天空等散射光背景下观测时，一个安置在地面附近的适当尺度的黑色目标物能被看到和辨认出的最大距离。气象学上能见度测量仪的理论根据为Bougner-Lamber定律，通过测量白炽灯发出色温2700K的平行光束的光通量在大气中衰减到5％时的需要的距离作为能见度。1924年Koschmieder总结了Bougner-Lamber定律后提出了以天空为背景，被观测的发光物体的观测亮度与距离的关系，奠定了基于观测亮度进行能见度测量的理论基础。Duntley推导出大气衰减定律，认为目标物的视亮度对比与目标物的固有亮度对比的比值与目标物离观测点的距离呈指数关系。Jourlin和Pinoli结合Koschmieder定律，分析人眼对光线感知与图像亮度之间的生物学联系，推导出了基于图像点的对数对比度模型，从而使基于图像进行对比度计算得到能见度值提供理论依据。根据对数对比度模型，提出最大对比度模型，该模型分析图像中像素点之间灰度对比度，根据对比度值得到图像中可见最远像素点，该方法运算量较大。Hautière等在使用的最大对比度模型，结合CIE的对比度定义进行了改进，减少了运算量。S.Bronte,L.M.Bergasa等提出了一种较为快速的计算方法，他们将白天天空与道路的连接点作为能见最远点，并根据此点计算能见度，但是连接点处图像信息复杂，容易受到障碍物影响，稳定性较差。陈钊正等在Hautière的对比度模型基础上分析对比度和距离之间关系，在图像中由近及远选取虚拟目标物，拟合得到对比度和距离之间的关系曲线，在曲线中将对比度阈值0.05对应的距离作为能见度值，该方法容易受到噪声影响，准确性一般。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于道路监控视频图像的最远可见点检测方法，能够方便地用嵌入式系统实现，大大提高了计算的精度，降低了计算量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于道路监控视频图像的最远可见点检测方法，包括如下步骤：

(1)安装摄像机后，手工标示出待分析区域；

(2)对待分析区域进行背景提取；

(3)推导背景图像中可视点的对比度阈值；

(4)计算图像对比度，与阈值对比，得到最远可见点。

优选的，步骤(1)中，手工标示出待分析区域具体包括如下步骤：

(11)首先标示待分析的路面区域；路面区域在道路监控视频图像为梯形，视频图像中手工标示出表征路面区域的四个点，分别为左侧车道边缘顶点A、底点D；右车道边缘顶点B、底点C；