圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用探討

文/袁亞男 張垚，.身份證號(hào)：409867806；.身份證號(hào)：4039890606055

圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用探討

文/袁亞男1張垚2，1.身份證號(hào)：410221198611278016；2.身份證號(hào)：410223198906060551

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，中國(guó)汽車保有量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。汽車的普及在給人們帶來極大便利的同時(shí)，也帶來了擁堵、事故、環(huán)境污染等問題。為提高交通運(yùn)輸效率及安全性、減少擁堵，智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System，ITS)應(yīng)運(yùn)而生。ITS是一個(gè)多學(xué)科和多技術(shù)的交通運(yùn)輸和管理綜合化系統(tǒng)工程，是將信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、控制技術(shù)、人工智能技術(shù)、圖像處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個(gè)交通體系，可以在大范圍內(nèi)、全方位、實(shí)時(shí)發(fā)揮作用，提高交通運(yùn)輸效率，保障交通安全性，緩解擁堵問題，從而實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸與管理的智能化。

交通運(yùn)輸；圖像處理技術(shù)；智能交通

1 智能交通系統(tǒng)和數(shù)字處理技術(shù)概述

1.1 智能交通系統(tǒng)概述

智能交通系統(tǒng)是為了解決城市化進(jìn)程帶來的車輛增多、交通混亂的情況發(fā)展出來的，能夠改善交通運(yùn)行的效率并且提升交通運(yùn)行的安全程度的智能管理系統(tǒng)。目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于全球的很多國(guó)家，成為運(yùn)輸管理部門的主要管理手段。智能交通系統(tǒng)主要應(yīng)用于交通信息服務(wù)系統(tǒng)、公共交通系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)以及應(yīng)急處理系統(tǒng)等多個(gè)交通管理系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)將信息技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)以及智能技術(shù)等現(xiàn)代化手段結(jié)合起來，全方位、多角度對(duì)于交通的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督管理，提升我國(guó)路面交通管理的安全性以及穩(wěn)定性；同時(shí)，智能交通系統(tǒng)也能在很大程度上減少我國(guó)交通管理部門的人力、物力以及財(cái)力，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展是十分必要的。

1.2 圖像處理技術(shù)概述

數(shù)字圖像處理（DigitalImageProcessing）是通過計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等處理的方法和技術(shù)，將一些在圖片、視頻當(dāng)中重要的特征信息進(jìn)行提取、識(shí)別、判斷，通過交互界面，最終服務(wù)于智能交通系統(tǒng)。運(yùn)用這種技術(shù)進(jìn)行交通信息的處理主要有以下一些方面的特點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，不需要人為干預(yù)；識(shí)別準(zhǔn)確率高；處理速度快，并且24小時(shí)不間斷進(jìn)行圖像的處理；可以僅存儲(chǔ)特征信息，對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)容量要求低。數(shù)字圖像處理系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)應(yīng)用中體現(xiàn)出很好的綜合性能。

2 圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

2.1 車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

近年來，機(jī)動(dòng)車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在住宅小區(qū)安保管理、停車場(chǎng)收費(fèi)、超速抓拍等方面得到了廣泛應(yīng)用。車牌識(shí)別系統(tǒng)(LicensePlate R ecognition，LP R)是指對(duì)受監(jiān)控路面的車輛進(jìn)行牌照信息自動(dòng)提取(含漢字字符、英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字及號(hào)牌顏色)并進(jìn)行處理的技術(shù)。車牌識(shí)別系統(tǒng)的基本工作原理是，當(dāng)車輛通過檢測(cè)位置時(shí)，檢測(cè)裝置被觸發(fā)，啟動(dòng)數(shù)字?jǐn)z像設(shè)備獲取車牌的正面圖像，進(jìn)而將圖像上傳至計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，通過軟件算法對(duì)車牌上的漢字、字母、數(shù)字等符號(hào)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。通常，識(shí)別軟件為整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，主要包括圖像預(yù)處理、車牌定位、車牌校正、字符分割和字符識(shí)別等環(huán)節(jié)。其中，圖像預(yù)處理是指在對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別處理之前，首先需要對(duì)圖像進(jìn)行色彩空間變換、直方圖均衡、濾波等一系列預(yù)處理，以消除環(huán)境影響;車牌定位是指對(duì)圖片進(jìn)行二值化、形態(tài)學(xué)處理結(jié)合車牌特征獲得車牌的具體位置;車牌校正是指對(duì)車牌進(jìn)行角度的校正，從而消除拍攝角度傾斜的影響;字符分割是指通過投影計(jì)算獲取每一個(gè)字符的寬度，進(jìn)而對(duì)車牌分割，獲取單一字符;字符識(shí)別是指采用模板匹配對(duì)每一個(gè)字符進(jìn)行識(shí)別，得出車牌識(shí)別結(jié)果。

2.2 運(yùn)動(dòng)狀況識(shí)別和路徑跟蹤識(shí)別

運(yùn)行狀況識(shí)別和路徑跟蹤識(shí)別可用于停車、變道、事故、擁堵的狀態(tài)的檢測(cè)，在過去如果想要獲得運(yùn)動(dòng)當(dāng)中車輛的數(shù)據(jù)需要依賴傳感器的設(shè)置，這種早期的方法有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，也就是需要將感應(yīng)線圈或超聲波雷達(dá)的硬件在道路當(dāng)中好兩側(cè)進(jìn)行安裝，這樣一方面安裝起來不是很容易，因?yàn)樾枰獙?duì)于已有的道路進(jìn)行一定的破壞，另一方面由于需要進(jìn)行傳感器的安裝損害了公路，最終嚴(yán)重的影響了道路的使用壽命?，F(xiàn)代的數(shù)字圖像處理技術(shù)很好的解決了這個(gè)問題，運(yùn)用這種技術(shù)可以在視頻當(dāng)中來獲取運(yùn)動(dòng)車輛的實(shí)際數(shù)據(jù)，其中的原理進(jìn)行將視頻運(yùn)用數(shù)字圖像技術(shù)來進(jìn)行計(jì)算分析，最終得出結(jié)論。

2.3 數(shù)據(jù)的采集

在我國(guó)的公共道路交通管理系統(tǒng)中，為了獲取更多的車輛的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，之前通常采用感應(yīng)線圈等方法，但是這種方法要求設(shè)置在路面上并且對(duì)路面造成一定程度的損壞，安裝困難，影響交通。所以現(xiàn)在都是采取攝像頭拍攝，再通過圖像處理來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)在只需要在路段相應(yīng)的位置安裝攝像頭，攝像頭所獲取到的視頻與圖像就會(huì)通過壓縮之后傳輸?shù)娇刂浦行?。監(jiān)控中心只需要根據(jù)上述視頻與圖像進(jìn)行提取，就可以對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。運(yùn)作跟蹤是車輛識(shí)別的一部分，其主要分為背景的提取、運(yùn)動(dòng)點(diǎn)團(tuán)的提取，運(yùn)動(dòng)點(diǎn)團(tuán)位置的提取和運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤。近幾年，經(jīng)過技術(shù)人員的不斷鉆研，針對(duì)每個(gè)點(diǎn)都提出各自相應(yīng)的算法，使得車輛跟蹤更為直觀、精確。

2.4 道路的障礙物檢測(cè)

在高速車道上快速行駛，當(dāng)遇到障礙物的時(shí)候突然剎車或是急打方向，后果將是致命的。高速公路上的障礙物包括：車輛遺撒物、行人或動(dòng)物、山體落石、道路不均勻沉降等。對(duì)于道路進(jìn)行障礙物的檢測(cè)是十分有必要的，這直接的影響到了車輛的行駛安全。系統(tǒng)檢測(cè)到有異常障礙物可以及時(shí)通知公路管理單位處理?，F(xiàn)在比較常采用的主要有三種技術(shù)，分別是圖像濾波法、模板法以及以邊緣作為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量的方法。這些方法都是在現(xiàn)代的智能交通系統(tǒng)當(dāng)中表現(xiàn)的良好。

3 結(jié)語(yǔ)

智能交通是符合現(xiàn)代化的交通運(yùn)行狀況的管理手段，能夠?qū)ξ覈?guó)交通的運(yùn)行進(jìn)行必要的監(jiān)督與管理，是傳統(tǒng)交通管理手段的升華。

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[3]張譯方．圖像處理與圖像識(shí)別新技術(shù)在智能交通中的運(yùn)用與實(shí)踐研究[J]．商,2016．

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