專利名稱：：基于fpga的嵌入式超速視頻檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種超速視頻檢測方法，特別是一種基于FPGA的嵌入式超速視頻檢測方法。
背景技術(shù)：
：超速行駛是誘發(fā)高速公路交通事故的主要原因之一，為了增加道路資源的利用效率，保護生命與財產(chǎn)安全，減少由超速引發(fā)的交通事故，自動超速違章檢測系統(tǒng)必須能在線精確的檢測出超速車輛；傳統(tǒng)的車速檢測技術(shù)方法有第一種，利用地埋感應線圈檢測車輛是否超速，缺點是線圈必須固定，修理或安裝需中斷交通；影響路面壽命，易被重型車輛、路面修理等損壞；第二種，利用微波檢測技術(shù)在檢測路面上投影檢測區(qū)域檢測車輛是否超速；缺點是單車道檢測，放置不當讀數(shù)被其他車的速度代替，無線電波、車外型變化導致較大誤差；第三種，利用固定在高速公路等限速路段一側(cè)的激光測速儀對機動車輛的行駛速度進行測量；缺點是激光束會對人眼造成極為嚴重的傷害；其性能指標要求高，同時在使用中必須人工操控，因此無法應用于自動檢測；基于視頻檢測及圖像處理的車速檢測技術(shù)方法，利用工控機、DSP圖像采集卡等設(shè)備實現(xiàn)車速檢測，由于目前圖像處理算法復雜并且工控機系統(tǒng)無法對圖像進行并行處理，系統(tǒng)在線性差，系統(tǒng)功耗大、系統(tǒng)花費大難以實現(xiàn)多路大尺寸圖像在線高速處理和判斷；文獻“公開號是CN101692310A的中國專利”公開一種智能交通綜合視頻監(jiān)測系統(tǒng)，包括至少一個高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字攝像機、視頻監(jiān)控工控主機、線圈車輛檢測器和/或雷達裝置以及高清智能交通行為監(jiān)視單元。高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字攝像機負責拍攝車道高清圖像或高清視頻并將圖像或視頻暫存并分揀；視頻監(jiān)控工控主機負責接收高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字攝像機發(fā)送的高清圖像或視頻，通過對圖像或視頻進行分區(qū)處理，結(jié)合其他外部輸入條件進行違法行為監(jiān)測；該工控主機包括視頻采集卡、嵌入式微控制器和連接PCI板卡接口的繼電器；線圈車輛檢測器和/或雷達裝置負責檢測車輛的行駛速度；高清智能交通行為監(jiān)視單元中的系統(tǒng)超速自動監(jiān)測模塊負責對所有通行車輛的車速進行監(jiān)測，判斷是否有車輛超過規(guī)定的速度，若發(fā)現(xiàn)有車輛超速，則進行抓拍，以便提供超速違法行為的證據(jù)。上述技術(shù)不足之處是基于線圈車輛檢測器和/或雷達裝置的車速檢測設(shè)備價格都較昂貴，線圈車輛檢測器線圈必須固定，修理或安裝需中斷交通；影響路面壽命，易被重型車輛、路面修理等損壞；雷達裝置為單車道檢測，放置不當讀數(shù)被其他車的速度代替，無線電波、車外型變化導致較大誤差；由于上述測速方法不能自動獲得超速車輛車牌號碼等違章照片證據(jù)，無法起到法律監(jiān)督效用，必須使用攝像機、計算機等設(shè)備實現(xiàn)車輛抓拍并由此使得產(chǎn)品且價格昂貴、系統(tǒng)功耗大。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的智能交通綜合視頻監(jiān)測系統(tǒng)功耗大的不足，本發(fā)明提供一種基于FPGA的嵌入式超速視頻檢測方法。該方法采用FPGA在線對多路圖像進行并行處理，實現(xiàn)對大尺寸圖像在線高速處理和判斷；通過高速(XD等監(jiān)視路面區(qū)域，選定圖像中的一個臨近邊界監(jiān)視區(qū)域，用于檢測有無車輛進入檢測區(qū)，直接由FPGA按照幀差法檢測，當有車輛進入該區(qū)域時，F(xiàn)PGA將連續(xù)自動定時記錄多幀圖像，采用圖像分割等方法獲得被檢測車輛在不同幀的圖像中的中心位置，通過不同幀的位置、時間判斷有無超速，如有超速則對FPGA中保存的某一幀圖像壓縮記錄或傳輸，可以降低系統(tǒng)功耗。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種基于FPGA的嵌入式超速視頻檢測方法，其特點是包括下述步驟(a)通過多個PAL制式的(XD攝像機對高速公路指定檢測區(qū)域以200Mhz高速時鐘進行監(jiān)控并對圖像進行處理；當前幀圖像與存入SRAM中的上一幀圖像作絕對差分進行圖像預處理，對CCD圖像解碼、將相鄰兩幀圖像中指定的同一區(qū)域在FPGA進行比較，獲得有無超速車輛經(jīng)過的信息；(b)直接用FPGA進行圖像閾值分割，幀間差法通過對視頻流中每幀與前一幀圖像中所選區(qū)域xe(Xl，x2),yG(Yl,y2)做差獲取當前圖像的幀差圖，選取閾值Td判斷該幀有多少像素發(fā)生變化以判斷該幀是否有車輛經(jīng)過；計算將圖像各像素分成目標類CQ={xI0彡X彡32}和背景類Ci={xI33彡X彡255}，當C(t)=1時，第t幀圖像中有車輛經(jīng)過監(jiān)測區(qū)域；(c)通過FPGA在線處理，判斷車輛是否超速并確定車輛在圖像中位置；首先當有車輛經(jīng)過檢測區(qū)域時CCD車輛檢測模塊發(fā)信息給控制模塊并告知哪一車道有車并給出車輛中心位置；然后控制模塊開始計時；通過計算下一幀圖像中車輛中心位置確定車輛的位移，進而確定車速并判斷車輛是否超速；車輛中心位置由下式確定式中，V(x，y)是圖像中像素點的取值，a，b，c，d是圖像的邊界坐標；(d)檢測到車輛超速后控制模塊停止計時器、記錄計時器值計算超速車輛車速及車輛在圖像中位置；車輛車速計算公式是V=L/Tt=(nXD)/Tt式中，D是監(jiān)測區(qū)域內(nèi)圖像中每行之間距離；n是不同時刻車輛中心之間距離；Tt是FPGA內(nèi)部編程實現(xiàn)計時器計時；(e)通過FPGA獲得超速車輛車速、抓拍圖像及事發(fā)時間地點的信息發(fā)送給無線傳輸模塊，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸給監(jiān)控站。本發(fā)明的有益結(jié)果是由于采用了FPGA在線對多路圖像進行并行處理，實現(xiàn)了對大尺寸圖像在線高速處理和判斷；通過高速C⑶等監(jiān)視路面區(qū)域，選定圖像中的一個臨近邊界監(jiān)視區(qū)域，用于檢測有無車輛進入檢測區(qū)，直接由FPGA按照幀差法檢測，當有車輛進入該區(qū)域時，F(xiàn)PGA將連續(xù)自動定時記錄多幀圖像，采用圖像分割等方法獲得被檢測車輛在不同幀的圖像中的中心位置，通過不同幀的位置、時間判斷有無超速，如有超速則對FPGA中保存的某一幀圖像壓縮記錄或傳輸。由于本發(fā)明直接采用FPGA處理全部圖像采集和圖像分割計算，利用FPGA對圖像的并行處理能力、對8位至16位數(shù)據(jù)的快速處理能力，實現(xiàn)了多路圖像的快速處理和超速檢測，并且快速保存或傳輸超速圖像，不需要其它核心處理單元，故系統(tǒng)功耗得到了降低。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。圖1是本發(fā)明方法所用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1中FPGA的硬件框圖；圖3是本發(fā)明方法目標中心計算邏輯圖；圖4是本發(fā)明方法流程圖。具體實施例方式參照圖14，本發(fā)明方法用系統(tǒng)由多路攝像機、FPGA核心板、無線傳輸設(shè)備組成(1)多路攝像機采用Mintron彩色(XD攝像機，通過將其安裝在道路兩側(cè)固定架上并將25幀/秒的視頻流圖像以PAL制式的模擬信號形式傳輸給FPGA核心板實現(xiàn)對高速公路監(jiān)測區(qū)域的在線圖像采集；(2)FPGA核心板為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，由于系統(tǒng)必須對每路視頻流的每幀圖像進行分析處理，因此選Altera公司型號為EP1C12的FPGA作為核心處理器；由于FPGA掉電后無法保存程序，因此通過ALTERA公司型號為EPCS4的flash存儲器實現(xiàn)掉電后FPGA程序存儲，當系統(tǒng)上電后FPGA自動將EPCS4中保存的程序?qū)懭隖PGA中并開始工作；要獲得清晰車牌必須對整幅圖像每幀都進行存儲，而FPGA內(nèi)部RAM為只有240Kbit，因此選用ISSI公司的IS61LV10248高速8位RAM作為圖像存儲器；由于攝像機輸出為模擬信號，而一般FPGA都是數(shù)字接口，所以選用PHILIPS公司的SAA7113H專用視頻A/D轉(zhuǎn)換芯片，其輸出信號是YUV4:2:2格式數(shù)字信號；為實現(xiàn)將超速抓拍圖像及相關(guān)信息傳輸給監(jiān)控站,選用Maxim公司的MAX3232芯片實現(xiàn)RS232接口，通過RS232接口FPGA通過UART總線傳輸協(xié)議將超速抓拍圖像及相關(guān)信息傳輸給無線傳輸設(shè)備；(3)無線傳輸設(shè)備由廣州領(lǐng)拓電子科技公司的型號為LT501HWDTUMODEM的無線傳輸模塊組成，實現(xiàn)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將當前獲得的超速車輛車速、抓拍圖像及事發(fā)時間地點等信息傳輸給監(jiān)控站。FPGA通過VerilogHDL硬件描述語言編程實現(xiàn)如下模塊IIC模塊、基于圖像處理的車輛檢測模塊、控制模塊、UART模塊和外部SRAM總線接口模塊；IIC模塊實現(xiàn)IIC總線傳輸協(xié)議，在系統(tǒng)上電啟動后通過IIC總線對視頻A/D轉(zhuǎn)換芯片SAA7113H進行參數(shù)配置，在配置完畢后啟動圖像處理模塊開始監(jiān)控監(jiān)測區(qū)域；基于圖像處理的車輛檢測模塊首先對視頻A/D轉(zhuǎn)換芯片數(shù)據(jù)總線上的8位YUV4:2:2格式的視頻數(shù)據(jù)流進行分析，解析出數(shù)字圖像信息；然后將圖像數(shù)據(jù)在線存入高速8位內(nèi)部RAM中，并通過幀間差法對其進行處理并判斷監(jiān)測區(qū)域是否有車輛及車輛在圖像中的中心位置；最后通過不同幀之間車輛的位移及花費時間計算車輛車速并判斷是否超速；控制模塊通過基于圖像處理的車輛檢測模塊發(fā)送的信號判斷經(jīng)過監(jiān)測區(qū)域的車輛的是否超速，如果沒有超速車輛檢測模塊繼續(xù)工作，如果有車輛超速則暫停超速車輛檢測模塊、壓縮抓拍到超速車輛的圖像、并通知UART模塊傳輸數(shù)據(jù)；UART模塊實現(xiàn)UART總線傳輸協(xié)議，在獲知車輛超速后將抓拍超速車輛圖像及其車速通過串口傳送至GPRS無線收發(fā)模塊，傳輸完畢后重新啟動圖像處理模塊，使系統(tǒng)重新開始監(jiān)控檢測區(qū)域；外部SRAM總線接口模塊通過控制模塊控制哪一模塊與外部SRAM總線連接并對外部SRAM所存圖像進行處理。FPGA通過VerilogHDL硬件描述語言編程實現(xiàn)了基于FPGA的嵌入式超速視頻檢測，下面詳細敘述實現(xiàn)方法1)對(XD圖像解碼、將相鄰兩幀圖像中指定的同一區(qū)域在FPGA進行比較，獲得有無超速車輛經(jīng)過的信息；通過在高速公路道路邊架設(shè)多個PAL制式的CCD攝像機對高速公路指定檢測區(qū)域以200Mhz高速時鐘進行監(jiān)控并對圖像進行處理；當前幀圖像與存入SRAM中的上一幀圖像作絕對差分以實現(xiàn)圖像預處理。差分結(jié)果與固定閾值進行比較，大于閾值為有車輛像素點，否則為無車輛像素點；2)直接用FPGA進行圖像閾值分割，為進一步處理奠定基礎(chǔ)；幀間差法通過對視頻流中每幀與前一幀圖像中所選區(qū)域xe(Xl，X2)，yG(yi，y2)做差獲取當前圖像的幀差圖，選取合適的閾值Td判斷該幀有多少像素發(fā)生變化并通過選取合適的閾值T。判斷該幀是否有車輛經(jīng)過；通過幀差將背景像素值集中在(0，32)范圍內(nèi)，目標車輛像素基本大于32。由此實現(xiàn)將圖像各像素分成目標類CQ=32}和背景類(^={x|33^x^255}并選取Td=32；根據(jù)FPGA幀差直方圖看出當有車輛進入監(jiān)測區(qū)域時車輛像素數(shù)遠大于14萬個。運用P-分位數(shù)(p-tile)閾值分割法通過上述實驗分析確定T。=14000；計算當C(t)=1時說明第t幀圖像中有車輛經(jīng)過監(jiān)測區(qū)域。選取不同Td值，通過對比可驗證p-tile閾值分割法能很好的定位車輛并消除陰影。FPGA通過p-分位數(shù)法選取Td并獲得當前幀的二值化圖像實現(xiàn)圖像閾值分割，當C(t)=1時說明第t幀圖像中有車輛經(jīng)過監(jiān)測區(qū)域；3)通過FPGA在線處理，判斷車輛是否超速并確定車輛在圖像中位置；首先當有車輛經(jīng)過檢測區(qū)域時CCD車輛檢測模塊發(fā)信息給控制模塊并告知哪一車道有車并計算出車輛中心位置；然后控制模塊開始計時；通過計算下一幀圖像中車輛中心位置可計算出車輛的位移，進而計算車速并判斷車輛是否超速。如果超速則發(fā)信息給控制模塊告知車輛超速。寄存器、加法器、除法器及選擇器等都為FPGA內(nèi)部硬件資源，F(xiàn)PGA通過VerilogHDL硬件描述語言將目標中心計算算法用FPGA內(nèi)部硬件資源實現(xiàn)，其目的是使目標中心計算模塊與其它處理模塊相互獨立，在時間上并行工作，保證在圖像采集過程中計算目標中心，當圖像采集完成后目標中心也計算完畢。通過FPGA直接提取目標中心；目標中心的計算公式為式中V(x，y)為圖像中像素點的取值，a,b，c,d為圖像的邊界坐標，計算中心需要做三次加法兩次除法，求Mx，My,M的加法運算在圖像采集時同步完成，除法運算在圖像采集完成后并行進行，中心坐標可以在圖像采集完成后延遲一個除法周期后輸出，保證在圖像采集過程中計算目標中心，當圖像采集完成后目標中心也計算完畢。4)通過FPGA抓拍包含超速車輛車型及車牌號的圖像并精確測出超速車輛車速；檢測到車輛超速后控制模塊停止計時器、記錄計時器值計算超速車輛車速及車輛在圖像中位置。車速計算公式為V=L/T；通過使用檢測區(qū)域而不是檢測線可以更精確的計算車輛行駛速度V。通過實地測量監(jiān)測區(qū)域內(nèi)圖像中每行之間距離D可以精確得到。由于車速較快，不可能每次都是車頭剛好壓到檢測線，因此檢測線法無法準確得知車輛的精確位置。通過監(jiān)測區(qū)域法當檢測到車輛經(jīng)過時車還在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，由此可計算出不同時刻車輛中心之間距離n行并計算出L=nXD。FPGA內(nèi)部編程實現(xiàn)計時器計時為Tt，精度為0.25(ms)。視頻A/D轉(zhuǎn)換接口芯片輸出YUV4:2:2PAL制式數(shù)字信號鐘頻率為27MHZ，精度為us級。每幀共625線，每場50HZ每幀25HZ。每線所占時間為IY=1/(625*25)=0.064ms秒。車輛車速計算公式為:V=L/Tt=(nXD)/Tt。5)通過FPGA將獲得的超速車輛車速、抓拍圖像及事發(fā)時間地點等信息發(fā)送給無線傳輸模塊并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸給監(jiān)控站；系統(tǒng)通過FPGA編程實現(xiàn)UART模塊通過串口將超速車輛車速、抓拍圖像及事發(fā)時間地點等信息傳輸給廣州領(lǐng)拓電子科技公司的型號為LT501HWDTUMODEM的無線傳輸模塊；通過該無線模塊及GPRS網(wǎng)絡(luò)等將信息傳輸給監(jiān)控站，監(jiān)控站可及時通過超速車輛車速并抓拍到清晰車牌號實施監(jiān)控處罰。系統(tǒng)工作流程如下①系統(tǒng)上電后FPGA自啟動將EPCS4中保存的程序?qū)懭隖PGA中并開始工作；②FPGA實現(xiàn)IIC總線傳輸協(xié)議，在系統(tǒng)上電啟動后通過IIC總線對視頻A/D轉(zhuǎn)換芯片SAA7113H進行參數(shù)配置，在配置完畢后啟動圖像處理模塊；③FPGA應用數(shù)字圖像處理技術(shù)實現(xiàn)多路圖像的快速處理和超速檢測并判斷進入監(jiān)測區(qū)域車輛是否超速；④當檢測到有車輛超速時，F(xiàn)PGA通過圖像方式抓拍超速車輛的車型及車牌號并對圖像進行壓縮；⑤FPGA實現(xiàn)UART總線傳輸協(xié)議，通過串口、無線傳輸模塊及GPRS網(wǎng)絡(luò)將當前獲得的超速車輛車速、抓拍圖像及事發(fā)時間地點等信息傳輸給監(jiān)控站；⑥數(shù)據(jù)通過串口傳輸完畢后對FPGA內(nèi)部參數(shù)復位，使其從新開始檢測是否有車輛超速；系統(tǒng)運用FPGA的并行處理能力通過對多路25幀/秒的720X576視頻流在線處理實現(xiàn)了在線、經(jīng)濟的高性能的超速監(jiān)測系統(tǒng)。實驗證明該系統(tǒng)能精確的測量超速車輛車速并抓拍到清晰車牌號。權(quán)利要求一種基于FPGA的嵌入式超速視頻檢測方法，其特征在于包括下述步驟(a)通過多個PAL制式的CCD攝像機對高速公路指定檢測區(qū)域以200Mhz高速時鐘進行監(jiān)控并對圖像進行處理；當前幀圖像與存入SRAM中的上一幀圖像作絕對差分進行圖像預處理，對CCD圖像解碼、將相鄰兩幀圖像中指定的同一區(qū)域在FPGA進行比較，獲得有無超速車輛經(jīng)過的信息；(b)直接用FPGA進行圖像閾值分割，幀間差法通過對視頻流中每幀與前一幀圖像中所選區(qū)域x∈(x1，x2)，y∈(y1，y2)做差獲取當前圖像的幀差圖，選取閾值Td判斷該幀有多少像素發(fā)生變化以判斷該幀是否有車輛經(jīng)過；將圖像各像素分成目標類C0＝{x|0≤x≤32}和背景類C1＝{x|33≤x≤255}，計算<mrow><msub><mi>I</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn><mo>,</mo><mo>|</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo><mo>≥</mo><msub><mi>T</mi><mi>d</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>,</mo><mo>|</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo><mo><</mo><msub><mi>T</mi><mi>d</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow><mrow><mi>C</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn><mo>,</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub></munderover><msub><mi>I</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>≥</mo><msub><mi>T</mi><mi>c</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>,</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub></munderover><msub><mi>I</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo><</mo><msub><mi>T</mi><mi>c</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>當C(t)＝1時，第t幀圖像中有車輛經(jīng)過監(jiān)測區(qū)域；(c)通過FPGA在線處理，判斷車輛是否超速并確定車輛在圖像中位置；首先當有車輛經(jīng)過檢測區(qū)域時CCD車輛檢測模塊發(fā)信息給控制模塊并告知哪一車道有車并給出車輛中心位置；然后控制模塊開始計時；通過計算下一幀圖像中車輛中心位置確定車輛的位移，進而確定車速并判斷車輛是否超速；車輛中心位置由下式確定<mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mover><mi>x</mi><mo>‾</mo></mover></mtd></mtr><mtr><mtd><mover><mi>y</mi><mo>‾</mo></mover></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>M</mi><mi>x</mi></msub><mo>/</mo><mi>M</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>M</mi><mi>y</mi></msub><mo>/</mo><mi>M</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mi>c</mi></mrow><mi>d</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>a</mi></mrow><mi>b</mi></munderover><mi>xV</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mi>c</mi></mrow><mi>d</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>a</mi></mrow><mi>b</mi></munderover><mi>V</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mi>c</mi></mrow><mi>d</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>a</mi></mrow><mi>b</mi></munderover><mi>yV</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mi>c</mi></mrow><mi>d</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>a</mi></mrow><mi>b</mi></munderover><mi>V</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>式中，V(x，y)是圖像中像素點的取值，a，b，c，d是圖像的邊界坐標；(d)檢測到車輛超速后控制模塊停止計時器、記錄計時器值計算超速車輛車速及車輛在圖像中位置；車輛車速計算公式是V＝L/Tt＝(n×D)/Tt式中，D是監(jiān)測區(qū)域內(nèi)圖像中每行之間距離；n是不同時刻車輛中心之間距離；Tt是FPGA內(nèi)部編程實現(xiàn)計時器計時；(e)通過FPGA獲得超速車輛車速、抓拍圖像及事發(fā)時間地點的信息發(fā)送給無線傳輸模塊，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸給監(jiān)控站。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于FPGA的嵌入式超速視頻檢測方法，其目的是解決現(xiàn)有的智能交通綜合視頻監(jiān)測系統(tǒng)功耗大的技術(shù)問題。技術(shù)方案是通過多個PAL制式的CCD攝像機對高速公路指定檢測區(qū)域以200Mhz高速時鐘進行監(jiān)控并對圖像進行處理；直接用FPGA進行圖像閾值分割，判斷車輛是否超速并確定車輛在圖像中位置；抓拍包含超速車輛車型及車牌號的圖像并精確測出超速車輛車速；獲得的超速車輛車速、抓拍圖像及事發(fā)時間地點等信息發(fā)送給無線傳輸模塊并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸給監(jiān)控站。由于本發(fā)明直接采用FPGA處理全部圖像采集和圖像分割計算，利用FPGA對圖像的并行處理能力，實現(xiàn)了多路圖像的快速處理和超速檢測，不需要其它核心處理單元，故系統(tǒng)功耗得到了降低。文檔編號G08G1/054GK101853576SQ201010196308公開日2010年10月6日申請日期2010年6月10日優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日發(fā)明者付建群,史忠科申請人:西北工業(yè)大學