[发明专利]一种基于视频压缩域的高速公路车辆测速方法

权利要求书

1.一种基于视频压缩域的高速公路车辆测速方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，从视频码流中提取运动矢量MV；

步骤2，摄像头初始化：

1）通过提取的运动矢量MV的积累拟合出道路区域函数f(x)，并将其作为感兴趣区域ROI；

2）通过DLT方法将摄像头像素坐标系映射为道路实际坐标系；

3）学习摄像头可分析的最大车速；

步骤3，运动矢量MV预处理：

清除不在感兴趣区域ROI中的运动矢量MV，只对感兴趣区域ROI中非零运动矢量MV的宏块处理；

步骤4，时空域检测运动目标：

根据车辆运动是连续且平滑的特性判断在感兴趣区域ROI中的非零宏块是否为运动目标，并以此设置一个阈值来确定当前待测宏块MBc是否为运动车辆的宏块MBreal；

步骤5，标记运动目标：

对当前帧标记为运动车辆的宏块MBreal进行合并，空间邻近的归为一类，若发现类内运动矢量MV差异过大，则通过类内运动矢量MV聚类继续细分为多类；

将所有车辆的MBreal通过矩形目标框标记，并记录目标框的长宽以及重心为框内车辆位置，并将目标框中的所有MBreal的运动矢量MV融合投影形成能代表框内车辆运动状况的单一运动矢量MVreal；

步骤6，运动目标追踪：

设cMVreal为当前帧的运动矢量MV的投影，nMVreal为下一帧的运动矢量MV的投影；

对当前帧所有目标框的cMVreal与下一帧目标框的nMVreal进行匹配，选择两者相似度高的作为匹配对象集合A，在A中判断两者目标框的长宽差异，选择最为相近的作为匹配对象集合B，在B中选择两者目标框位置最为相近的作为跟踪目标框，同时声明追踪成功；

步骤7，计算速度：

通过步骤6得到的跟踪目标框，计算当前目标框与跟踪目标框的像素位移，通过帧率得到时间，从而算出像素位移速度；

通过步骤2得到的像素位移转换，计算出实际位移速度，最终得到车速。

2.根据权利要求1所述的基于视频压缩域的高速公路车辆测速方法，其特征在于，在视频码流中提取运动矢量MV时，将宏块大小归一化为4*4，非4*4的宏块拆分成n个4*4的宏块，拆分后的宏块使用原有的MV大小。

3.根据权利要求2所述的基于视频压缩域的高速公路车辆测速方法，其特征在于，学习摄像头可分析的最大车速V_max的方法为：车辆在第一帧进入摄像头，第二帧驶出摄像头，由摄像头拍摄区域的距离及一帧内时间计算得出最大车速V_max。

4.根据权利要求3所述的基于视频压缩域的高速公路车辆测速方法，其特征在于，步骤4中时空域检测运动目标包括：

步骤a、空域处理：根据当前待测宏块MBc的8邻域是否存在运动矢量MV来确定该宏块是否为孤立点，若其邻域存在5个以上的宏块都有非零运动矢量MV，则认为此宏块为非孤立点，否则认为其为孤立点，将该宏块运动矢量MV置零；

步骤b、时域处理：令宏块MBc为待分析宏块，MVc为其运动矢量MV；MBref为宏块MBc 投影至参考帧中的宏块，MVref为其运动矢量MV；

将步骤a处理后的宏块MBc进行如下处理：将待分析宏块MBc与对应MVc合成逆向投影到参考帧上生成MBref，则MBref至多与参考帧四个块重叠，将四个重叠块的MV按重叠面积加权计算MVref大小，并与MVc比较，若相似则认为MBc及其对应MVc真实反映一个运动车辆，将MBc标记为MBreal。

5.一种摄像头，部署在高速公路上用于车辆测速，其特征在于：车辆测速的方法采用权利要求1-4任一项所述的基于视频压缩域的高速公路车辆测速方法。