最近有一个作业,用matlab写一段代码来检测路口的车流量(虽然我一直喜欢用C胜过用matlab,原因你懂的,但是这是作业没办法),简单实现了下。
这是视频中的一帧图片,可以看到主要分为4个车道(应该有5个)由于视频是直行时拍的所以不考虑最右边的转弯车道,也不考虑自行车等非机动车。
首先这边使用背景差分法,由于视频的时间比较短,笔者只选用了没有车的一张图片作为背景,如果要进行长时间的计算,应该进行背景的更新,效果应该会更好一些。背景更新,可以用均值滤波法,W4法或者一些背景统计的算法。
将背景转化为灰度,;
在选取另一张图片,转化为灰度图,与原来背景灰度图进行相减,可以得到一张背景差分图片,再将背景差分图转化为二值图像,在转化为二值图像时用合适的阈值将车道上的噪声消除(有车时几乎没有噪声,无车时噪声出奇大,这可能与摄像头有关),这里转换出来的车可能被分割为大大小小多块,笔者用的时膨胀和腐蚀,将小的腐蚀掉或用膨胀将大块和小块相连接。
对整个机动车道按车道分成四部分:
可以用matlab中figure上的数据游标大致的测量出车道(图中的黑线)在图片中坐标位置,大致计算出黑线的函数表达式,方便对车道的切割。
如图:
这是笔者对第一车道的分割结果。
主要代码要根据你的黑线函数式:
for u=1:a(1,1)
for v=1:a(1,2)
if(v>(u-287)/(-1.6)&&v<((u-843)/(-3)))
dst1(u,v,1)=erzhi(u,v,1);
elseif(v>((u-843)/(-3))&&v<(u+4551)/(13))
dst2(u,v,1)=erzhi(u,v,1);
elseif(v<((u+1327)/(3.2))&&v>(u+4551)/(13))
dst3(u,v,1)=erzhi(u,v,1);
elseif(v>((u+1327)/(3.2))&&v<(u+1006)/(2))
dst4(u,v,1)=erzhi(u,v,1);
end
end
这是笔者的分割,主要是将相应坐标像素复制到了四张新的图片中(额~,现在只是在分析,这种复制的方法只适合在分析时使用,实际复制出奇的慢)
对每一个车道进行计数。
对车的计数方法有很多种,可以选择线计数,可以选择块计数,点计数等等,这里我使用块计数,即选取某一块区域当区域中白点(二值化后车的部分),到达一定数目时表明这是有车。由于车速比较慢,不可能在一帧的时间间隔内完全驶过这个区域,所以我将区域由黑变白的时刻当成一辆车,即设置一个标志,记录这时是否有车,与记录上一帧是否有车的标志相减,如果为1,则该车道的车数加一。
代码:
for u=261:281
for v=50:70
if(erzhi(u,v)==1)
mianji=mianji+1;
end
end
end
if(mianji>300)
baocun(1,2)=1;
else
baocun(1,2)=0;
end
if(baocun(1,2)-baocun(1,1)==1)
ceshu(1)=1;
else
ceshu(1)=0;
end
jishu(1)=jishu(1)+ceshu(1);
baocun(1,1)=baocun(1,2);
mianji=0;
如代码中的261到281,50到70是我选择计算的区域;
关于区域的选择,我认为也是有一定的规律的:
1.首先靠内车的几个车道由于中间没有白线,进入入口后,车辆行驶可能会有一定的变道,或者偏离原来的方相,选取地区应尽量靠近入口出,即图片的上半部分,同时应进来靠近车道的中心位置。
2.对于外车道因为有右转弯车道,车辆偏离方向的影响较小。
3.从图片中看摄像头摆放的位置在靠近内车道,外车道的车的光线反射对摄像头的影响大,还有挡风玻璃在二值时会把车切成两半,这时可能要一点膨胀,或连通域。
分析时的总代码:
src1=imread('jiebai1.jpg');
src1=rgb2gray(src1);
a=size(src1);
erzhi=zeros(a(1,1),a(1,2),1);
jishu=zeros(4,1);
baocun=zeros(4,2);
biaoji=zeros(2,1);
ceshu=zeros(4,1);
dst1=zeros(a(1,1),a(1,2),1);
dst2=zeros(a(1,1),a(1,2),1);
dst3=zeros(a(1,1),a(1,2),1);
dst4=zeros(a(1,1),a(1,2),1);
i=1;
for i=1:2:216
filename='jiebai';
src2=imread([filename,num2str(i),'.jpg']);
src2=rgb2gray(src2);
dst_2=src2-src1;
dstgray=dst_2;
erzhi=im2bw(dstgray,0.25);
for u=1:a(1,1)
for v=1:a(1,2)
if(v>(u-287)/(-1.6)&&v<((u-843)/(-3)))
dst1(u,v,1)=erzhi(u,v,1);
elseif(v>((u-843)/(-3))&&v<(u+4551)/(13))
dst2(u,v,1)=erzhi(u,v,1);
elseif(v<((u+1327)/(3.2))&&v>(u+4551)/(13))
dst3(u,v,1)=erzhi(u,v,1);
elseif(v>((u+1327)/(3.2))&&v<(u+1006)/(2))
dst4(u,v,1)=erzhi(u,v,1);
end
end
end
%-------------------------------对车道1
baocun(1,2)=chedao1(dst1);
if(baocun(1,2)-baocun(1,1)==1)
ceshu(1)=1;
else
ceshu(1)=0;
end
jishu(1)=jishu(1)+ceshu(1);
baocun(1,1)=baocun(1,2);
%-------------------------------对车道2
baocun(2,2)=chedao2(dst2);
if(baocun(2,2)-baocun(2,1)==1)
ceshu(2)=1;
else
ceshu(2)=0;
end
jishu(2)=jishu(2)+ceshu(2);
baocun(2,1)=baocun(2,2);
%-----------------------------对车道3
baocun(3,2)=chedao3(dst3);
if(baocun(3,2)-baocun(3,1)==1)
ceshu(3)=1;
else
ceshu(3)=0;
end
jishu(3)=jishu(3)+ceshu(3);
baocun(3,1)=baocun(3,2);
%------------------------------对车道4
baocun(4,2)=chedao4(dst4);
if(baocun(4,2)-baocun(4,1)==1)
ceshu(4)=1;
else
ceshu(4)=0;
end
jishu(4)=jishu(4)+ceshu(4);
baocun(4,1)=baocun(4,2);
pause(0.02);
end
zhongshu=jishu(1)+jishu(2)+jishu(3)+jishu(4);
zhongshu
其中一个子函数:
function biaoji=chedao1(erzhi)
baocun=0;
pengzhuang=[0,1,0;1,1,1;0,1,0];
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
erzhi=imdilate(erzhi,pengzhuang);
imshow(erzhi);
for u=261:281
for v=50:70
if(erzhi(u,v)==1)
baocun=baocun+1;
end
end
end
if(baocun>300)
biaoji=1;
else
biaoji=0;
end
% if(biaoji(2)-biaoji(1)==1)
% jishu=1;
% else
% jishu=0;
% end
% biaoji(1)=biaoji(2);
%baocun(2)=0;
%imshow(erzhi);
end
这只是分析,面临的问题时时间太慢,无法进行实时记数。
解决方法时对图片不进行复制为4张图片(复制大概花费了进3/4的时间),直接对视频进行读帧,进行实时处理:
大致代码:
videofilename='C:UsersAdministratorDesktopmatlab6jiebai.avi';
video=VideoReader(videofilename);
frame_number=floor(video.Duration*video.FrameRate);
src1=readFrame(video);
src1=rgb2gray(src1);
a=size(src1);
erzhi=zeros(a(1,1),a(1,2),1);
jishu=zeros(4,1);
baocun=zeros(4,2);
biaoji=zeros(4,2);
ceshu=zeros(4,1);
baise=zeros(4,1);
i=1;
pengzhuang=[1,1,1;1,1,1;1,1,1];
for b=2:frame_number
......
src2=[];
end
zhongshu=jishu(1)+jishu(2)+jishu(3)+jishu(4);
zhongshu
matlab用了没想象中的差,还是能勉强进行实时计数,如果想减少时间,可以进行跳帧处理。
对车流量的其他操作可以看接下来的两篇博客