基于图像的公共汽车人数自动统计技术研究

摘要

本文针对公共汽车客流量统计不准确、速度存在延迟的现状，结合图像识别和DSP技术，提出了一种识别率高、统计速度快的数字图像识别系统，并申报国家发明专利《基于图像的公共汽车人数自动统计仪》。图像预处理和客流统计是本论文算法研究的重点。在预处理方面，结合数学形态学理论，提出了一种新的基于数学形态学的小波阈值降噪方法；在对模糊增强方法深入研究的基础上，实现了改进的基于直方图的模糊增强算法；利用灰度规一化算法对图像进行光线补偿，消除了光线的变化给图像的识别带来的不利影响；利用改进的背景消除算法，为下一步的特征提取奠定了基础。人数识别方面，在对图像内容详细分析的基础上，提出了基于人脸的图像外形特征提取算法，以目标区域的中心坐标作为特征点；利用基于统计识别的方法对客流量进行准确的统计。以上算法经实验验证，取得了良好的效果。 本文根据嵌入式系统的设计准则、设计思路和系统的功能需求，对整个硬件系统进行了合理的模块划分，并提出系统的总体设计方案；根据系统的硬件组成，依次详细叙述了视频源处理电路和DSP外部接口电路的设计原理及具体实现思路；在了解软件程序开发环境和流程的基础上，提出了一些软件优化的具体措施。与目前流行的公交客流自动统计系统相比，本系统在运行速度上，利用DSP进行图像处理，系统运算速度快，能够做到实时的人数统计；在识别的精度上，利用简单而有效的图像识别算法进行了准确的人数统计，取得了较好的效果；在结构上更加简单，成本更低，易于操作，方便调试。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.绪论

1.1研究背景

1.2研究内容

1.3相关技术国内外现状

1.3.1公交客流统计的主要方法

1.3.2图像识别技术概况

1.4论文结构安排

2.客流统计算法研究

2.1图像预处理

2.2图像降噪

2.2.1图像的空域降噪

2.2.2基于数学形态学的小波阈值降噪技术

2.3图像增强

2.3.1常用的增强算法

2.3.2模糊增强技术

2.4图像规一化

2.5背景消除

2.6图像识别

2.6.1特征提取

2.6.2人数识别

2.7本章小结

3.系统的总体设计

3.1系统设计准则

3.2系统设计思路

3.2.1系统功能概述

3.2.2系统模块划分

3.3图像采集模块

3.3.1器件的选择

3.3.2模块总体规划

3.4图像实时处理模块

3.4.1 DSP芯片选型

3.4.2模块的总体规划

3.4.3时序匹配方案

3.5结果显示模块

3.6客流统计统总体设计

3.7本章小结

4系统硬件设计

4.1系统的硬件组成

4.2视频源处理电路设计

4.2.1 SAA7114H的初始化

4.2.2 FPGA的采集与存储控制结构

4.2.3高速缓存机制的设计

4.3 DSP外部接口电路设计

4.3.1 FLASH接口

4.3.2 SDRAM接口

4.3.2结果显示接口设计

4.4 DSP芯片的模式设置

4.5系统工作流程

4.6本章小结

5系统的软件设计

5.1程序开发环境与流程

5.2 VC++代码到DSP的移植

5.3软件的优化

5.3.1 C语言级的优化

5.3.2汇编语言级的优化

5.4.系统测试

5.4.1系统功能测试

5.4.2系统性能测试

5.5本章小结

结论

附录系统电气原理图

参考文献

致谢

攻读硕士间发表的论文及所取得的研究成果