專利名稱：基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌入式數(shù)字處理電路和一種圖像處理算法，具體地說，涉及一種基于DSP數(shù)字處理電路的圖像識別與應(yīng)用技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前用于公交車客流統(tǒng)計(jì)的技術(shù)主要有光電檢測法、壓力傳感法、光電傳感法、IC卡讀取法和視頻分析法。
光電檢測法要求被檢測物體的形狀規(guī)范統(tǒng)一，運(yùn)動行為嚴(yán)格一致，用到公交車客流檢測上，有很多因素要考慮。比如乘客的個(gè)體差異很大，高矮胖瘦不同，同時(shí)乘客上車的動作也不盡相同，再加上，有可能手提東西，很容易引起誤動作。乘客上車要依次進(jìn)行，為了區(qū)分開來，還要彼此留有空隙，因此此種檢測客流的方法，無論對乘客的行為還是光電開關(guān)的安裝位置都有較為嚴(yán)格的要求，具體實(shí)施起來有較大的難度。
壓力傳感法對人的個(gè)體差異要求較小，但仍要求乘客要依次上車，不可擁擠，否則，仍可能產(chǎn)生誤動作。此種方法要求壓力傳感器的性能很高，能夠長期穩(wěn)定工作。該方案可行性較大。為了防止公交車擁擠時(shí)乘客站在踏板處，引起壓力傳感器的反復(fù)動作，而造成檢測的誤差，特設(shè)定一個(gè)車門打開信號，只有在車門打開的情況下，才使壓力傳感器計(jì)數(shù)有效。此方法雖然具有較好的可實(shí)施性，但是對乘客行為也有較嚴(yán)格的要求，尤其在乘客高峰期間，要同時(shí)實(shí)現(xiàn)乘客的上下車，壓力傳感器是不可能做到的。
光電傳感法是通過各種不同的傳感器來采集乘客上下車的數(shù)據(jù)，經(jīng)過專門的客流處理器計(jì)算出當(dāng)前的客流量，這種產(chǎn)品在國內(nèi)只是處于前期試驗(yàn)階段。
國內(nèi)生產(chǎn)客流產(chǎn)品比較專業(yè)的只有億偉與勞恪兩家公司，國外生產(chǎn)客流產(chǎn)品的主要有德國Dilax公司和加拿大的INFODEV公司，由于他們都采用不同的傳感器來進(jìn)行客流的數(shù)據(jù)采集，客流統(tǒng)計(jì)具有一定的時(shí)間延遲，并且都存在較高的誤判率(低峰期間約為7-8％，高峰期間約為12-15％)。
IC卡讀取法檢測客流的方式對乘客上車的檢測比較簡單方便，既充分利用了資源，又對乘客行為沒有嚴(yán)格的規(guī)范。但是國內(nèi)很多人都不習(xí)慣使用IC卡進(jìn)行消費(fèi)，導(dǎo)致其無法在國內(nèi)推廣應(yīng)用。
視頻分析法將乘客上下車的情況，記錄下來，然后利用圖像識別技術(shù)和軟件分析等技術(shù)，識別出上下車的乘客數(shù)量。該方法比較復(fù)雜，價(jià)格較高，開發(fā)周期較長，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。
光電檢測法和壓力傳感法的基本思想是首先對乘客上車人數(shù)和下車人數(shù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后將兩個(gè)數(shù)值累加求和，就得到了公共汽車的客流量。光電檢測法要求乘客的形狀規(guī)范統(tǒng)一，運(yùn)動行為嚴(yán)格一致。由于乘客的個(gè)體差異很大，具體實(shí)施起來有較大的難度。壓力傳感法雖然有較好的可實(shí)施性，但在乘客高峰時(shí)段，乘客在前門或后門同時(shí)上下車時(shí)，壓力傳感器就無法判別乘客是上車還是下車，所以此方法是無效的。IC卡讀取法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、準(zhǔn)確，但是不是所有的人都使用IC卡進(jìn)行消費(fèi)。光電傳感法在正?？土髌陂g的統(tǒng)計(jì)精度可達(dá)92％-93％，但在客流高峰期間的統(tǒng)計(jì)精度降到83％-85％，尤其在客流高峰期間存在的統(tǒng)計(jì)延遲對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率影響很大。視頻分析法結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、不易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對上述存在的技術(shù)問題而設(shè)計(jì)的一種檢測速度快、統(tǒng)計(jì)精度高的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，包括圖像采集、處理模塊和圖像處理算法。圖像采集、處理模塊包括CCD攝像頭、視頻解碼芯片、可編程邏輯芯片和DSP芯片；CCD攝像頭的輸出與視頻解碼芯片的輸入相連，視頻解碼芯片的控制和輸出端與可編程邏輯芯片相連，可編程邏輯芯片與DSP芯片相連?？删幊踢壿嬓酒袑懭肓擞糜布枋稣Z言編寫的程序，包括用于實(shí)現(xiàn)視頻解碼芯片與DSP芯片數(shù)據(jù)交換、控制和緩存的程序；DSP芯片上運(yùn)行圖像處理與識別軟件。
所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的存儲器芯片與可編程邏輯芯片相連，存儲器芯片作為DSP芯片的外部存儲器；可擦除存儲芯片通過可編程邏輯芯片與DSP芯片相連，存儲圖像處理與識別軟件，起動時(shí)為DSP芯片加載程序。
或者，所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的存儲器芯片作為DSP芯片的外部存儲器直接與DSP芯片相連；可擦除存儲芯片與DSP芯片相連，存儲圖像處理與識別軟件，起動時(shí)為DSP芯片加載程序。
所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的存儲器芯片為SRAM、SDRAM或DDRAM；所述可擦除存儲芯片為FLASH、EPROM或EEPROM。
所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的存儲器芯片為SRAM；所述可擦除存儲芯片為FLASH。
所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的可編程邏輯器件是大規(guī)模FPGA芯片或大規(guī)模CPLD芯片。
所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的可編程邏輯芯片是大規(guī)模FPGA芯片。
所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的DSP芯片為高速DSP芯片。
所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的串行通信接口控制端與可編程邏輯芯片相連，串行通信接口輸入端與DSP芯片相連，輸出端與發(fā)光二極管LED電路相連。
所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其DSP芯片上運(yùn)行的圖像處理與識別方法是針對視頻解碼芯片對抓拍后已經(jīng)數(shù)字化處理，并分離出行場同步信號、奇偶場標(biāo)志信號和像素時(shí)鐘信號，輸出為8bits的灰度圖像進(jìn)行處理。首先對數(shù)字圖像用改進(jìn)的中值濾波降噪、歸一化處理和灰度變換增強(qiáng)；然后根據(jù)增強(qiáng)處理后的圖像利用頭發(fā)像素百分比、人臉像素百分比和圖像灰度均值來識別上下車的人數(shù)，最后將計(jì)算結(jié)果輸出到串行通信接口，串行通信接口通過發(fā)光二極管LED實(shí)時(shí)地顯示計(jì)算結(jié)果。
基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀工作原理是首先，司機(jī)手動打開車門的同時(shí)，觸發(fā)系統(tǒng)上電復(fù)位，進(jìn)入初始狀態(tài)(FPGA復(fù)位和程序加載、DSP進(jìn)行BOOT自舉、圖像采集模塊自啟動)，待系統(tǒng)經(jīng)過幾十毫秒的程序加載之后，用程序設(shè)置CCD攝像頭抓拍一幀背景圖像，每當(dāng)有乘客踏上客車的高層踏板時(shí)，超聲傳感器就觸發(fā)CCD攝像頭抓拍一幅乘客頭像；其次，被抓拍的圖像經(jīng)視頻解碼芯片SAA7111分離出圖像信號、行場同步信號、奇偶場標(biāo)志信號和像素時(shí)鐘信號，可編程邏輯器件FPGA利用這些信號實(shí)現(xiàn)圖像的存儲，當(dāng)完成一次模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，控制邏輯產(chǎn)生圖像存儲地址并將圖像暫存在SRAM中，當(dāng)一幅完整的圖像采集完畢后，F(xiàn)PGA向DSP申請中斷，DSP將數(shù)據(jù)從SRAM中取走放入DSP擴(kuò)充的SDRAM中準(zhǔn)備處理；DSP先對采集到的圖像降噪，再用背景幀灰度均值判斷采用哪一套灰度變換準(zhǔn)則并將圖像進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而提取圖像的統(tǒng)計(jì)特征(頭發(fā)像素百分比、人臉像素百分比、圖像均值)作為模式識別的依據(jù)；最后，將識別結(jié)果在FPGA控制下經(jīng)通信串口實(shí)時(shí)的顯示在發(fā)光二極管LED。
基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀采用各種成熟技術(shù)，有效地回避了光電檢測法較大的誤判率和方向檢測等難題。CCD攝像頭的靈敏度、分辨率、噪聲控制好。對于不同的環(huán)境，適應(yīng)能力比較強(qiáng)?，F(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA速度快、集成度高、功能強(qiáng)大且靈活性好。DSP芯片的性能不斷提高、價(jià)格連續(xù)下降。
本發(fā)明的有益效果是利用超聲傳感器控制CCD攝像頭短時(shí)間拍攝一幀圖像，降低了CCD的工作溫度，并提高了圖像信號的信噪比?；陟o態(tài)圖像的處理，比先前所采用的光電檢測器件和傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)精度高；采用模式識別技術(shù)進(jìn)行的人數(shù)統(tǒng)計(jì)，充分利用了灰度圖像的統(tǒng)計(jì)特性，運(yùn)用簡單而有效的方法實(shí)現(xiàn)了人數(shù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)；利用DSP進(jìn)行圖像處理，系統(tǒng)運(yùn)算速度快，能夠做到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的人數(shù)識別，且硬件結(jié)構(gòu)簡單，易于操作并且安裝調(diào)試方便；由于本發(fā)明使用的各項(xiàng)技術(shù)均已相當(dāng)成熟，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，不用經(jīng)常檢測維護(hù)；就現(xiàn)階段國內(nèi)外比較先進(jìn)的客流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)而言，人數(shù)識別準(zhǔn)確率正常時(shí)段約為85％，高峰時(shí)段約為93％，該產(chǎn)品人數(shù)識別精度高，無論是正常時(shí)段還是高峰時(shí)段，它的識別準(zhǔn)確率高達(dá)97％-98％。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)總體框圖。
圖2為本發(fā)明又一實(shí)施例的系統(tǒng)總體框圖。
圖3為CCD攝像頭在公交車上安裝位置示意圖。
圖4為CCD攝像頭現(xiàn)場抓拍的五幅代表性乘客頭像。
圖5為灰度變換前的圖像。
圖6為灰度變換后的圖像。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
如圖1所示，一種基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，包括圖像采集、處理模塊和圖像處理算法。圖像采集、處理模塊包括CCD攝像頭、視頻解碼芯片、可編程邏輯芯片和DSP芯片；CCD攝像頭的輸出與視頻解碼芯片的輸入相連，視頻解碼芯片的控制和輸出端與可編程邏輯芯片相連，可編程邏輯芯片與DSP芯片相連?？删幊踢壿嬓酒袑懭肓擞糜布枋稣Z言編寫的程序，包括用于實(shí)現(xiàn)視頻解碼芯片與DSP芯片數(shù)據(jù)交換、控制和緩存的程序；DSP芯片上運(yùn)行圖像處理與識別軟件。所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的存儲器芯片與可編程邏輯芯片相連，存儲器芯片作為DSP芯片的外部存儲器；可擦除存儲芯片通過可編程邏輯芯片與DSP芯片相連，存儲圖像處理與識別軟件，起動時(shí)為DSP芯片加載程序。
如圖2所示，一種基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，包括圖像采集、處理模塊和圖像處理算法。圖像采集、處理模塊包括CCD攝像頭、視頻解碼芯片、可編程邏輯芯片和DSP芯片；CCD攝像頭的輸出與視頻解碼芯片的輸入相連，視頻解碼芯片的控制和輸出端與可編程邏輯芯片相連，可編程邏輯芯片與DSP芯片相連?？删幊踢壿嬓酒袑懭肓擞糜布枋稣Z言編寫的程序，包括用于實(shí)現(xiàn)視頻解碼芯片與DSP芯片數(shù)據(jù)交換、控制和緩存的程序；DSP芯片上運(yùn)行圖像處理與識別軟件。所述基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀的存儲器芯片作為DSP芯片的外部存儲器直接與DSP芯片相連；可擦除存儲芯片與DSP芯片相連，存儲圖像處理與識別軟件，起動時(shí)為DSP芯片加載程序。
基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀通過對圖像采集、處理和識別實(shí)現(xiàn)人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)，并將結(jié)果傳送給發(fā)光二極管LED電路進(jìn)行顯示，對運(yùn)行在DSP中的算法進(jìn)行了嚴(yán)格的仿真。其實(shí)現(xiàn)過程如下1、圖像采集的實(shí)現(xiàn)首先當(dāng)乘客上車踏到客車的高層踏板時(shí)，超聲傳感器就控制黑白CCD攝像頭將當(dāng)前乘客頭像抓拍下來；其次將采集到的模擬圖像送到視頻解碼芯片進(jìn)行數(shù)字化處理，以灰度數(shù)字圖像的格式輸出；最后數(shù)字圖像在FPGA的控制下，暫存在SRAM中，等待DSP處理、識別之用。該模塊由頭像的抓拍、圖像的數(shù)字化、圖像的存儲組成。
1)頭像的抓拍如圖3所示，在公共汽車門4高層踏板的鐵欄上裝一個(gè)對射式超聲傳感器3。當(dāng)車門4開啟時(shí)，車門4打開信號驅(qū)使傳感器3上電開始工作。由于乘客2的堵塞使得傳感器3的一端接收不到信號，傳感器3將一個(gè)開關(guān)量信號傳給CCD黑白攝像頭1使之拍攝一幅完整的乘客圖像。乘客2每踏一次客車的高層踏板，傳感器3就給出一個(gè)開關(guān)量信號，CCD黑白攝像頭1就采集一幅乘客頭像。司機(jī)手動開啟車門4的同時(shí)，并聯(lián)接車門打開信號，使超聲傳感器3只在車門打開的時(shí)候才有效，以防止關(guān)門4后人們站在超聲傳感器3處引起誤判。CCD黑白攝像頭1選用上海普海電子有限公司(ProAhead)生產(chǎn)的BWC-55C。此攝像頭采用標(biāo)準(zhǔn)模擬圖像輸出，具有標(biāo)準(zhǔn)外型及定位孔、電源范圍寬、技術(shù)先進(jìn)。完全符合本系統(tǒng)的要求。
2)圖像的數(shù)字化CCD黑白攝像頭輸出的標(biāo)準(zhǔn)模擬圖像信號進(jìn)入視頻解碼芯片SAA7111，經(jīng)過SAA7111的A/D轉(zhuǎn)換與解碼后，從標(biāo)準(zhǔn)模擬圖像信號分離出來的行同步信號、場同步信號、奇偶場標(biāo)志信號、像素時(shí)鐘信號都由SAA7111的引腳直接引出，從而省去了以往時(shí)鐘同步電路的設(shè)計(jì)，其可靠性和方便性有了很大的提高。
3)圖像的存儲可編程邏輯器件FPGA根據(jù)來自視頻解碼芯片SAA7111輸出的各種信號通過編寫VHDL程序?qū)崿F(xiàn)圖像存儲的邏輯控制。在FPGA邏輯時(shí)序的控制下，數(shù)據(jù)經(jīng)過FPGA內(nèi)部集成的先進(jìn)先出FIFO和SRAM，存儲在DSP擴(kuò)充的同步動態(tài)存儲器SDRAM中，以等待DSP處理。SRAM選用容量大于4MBits的普通器件就可以。
2、圖像處理的實(shí)現(xiàn)首先利用改進(jìn)的非線性中值濾波對圖像進(jìn)行降噪，能夠顯著改善原始圖像的質(zhì)量；其次通過灰度變換對圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，增加感興趣部分的內(nèi)部特征，進(jìn)而對圖像進(jìn)行歸一化處理；最后提取圖像頭發(fā)、人臉像素的百分比和圖像的灰度均值作為特征，對這三個(gè)特征進(jìn)行合適的取值達(dá)到模式識別的效果。圖像處理功能由DSP實(shí)現(xiàn)。
1)降噪因?yàn)樵肼朁c(diǎn)和邊緣點(diǎn)都是灰度變化較為劇烈的像素，普通中值濾波在改變噪聲點(diǎn)灰度值的時(shí)候，會一定程度地改變邊緣像素灰度值。但是噪聲點(diǎn)幾乎都是領(lǐng)域像素的極值，而邊緣不是，因此可以利用這個(gè)特性來限制中值濾波。改進(jìn)方法當(dāng)處理該像素的時(shí)候，看該像素是不是濾波窗口所覆蓋下鄰域像素的極大或者極小值，如果是，則用正常的中值濾波處理該像素。如果不是，則不處理。此方法運(yùn)算簡單，便于實(shí)現(xiàn)，在濾除疊加白噪聲和長尾疊加噪聲方面顯示了極好的特性，尤其是在濾除脈沖噪聲的同時(shí)可以很好的保護(hù)信號的細(xì)節(jié)，所以能夠較好的保持圖像邊界信息。
2)增強(qiáng)首先，對圖像進(jìn)行灰度變換增強(qiáng)，根據(jù)不同的光照條件(晴天、陰天、夜晚)，選取相應(yīng)的變換規(guī)則；然后，對圖像進(jìn)行歸一化處理，主要是為了加快數(shù)據(jù)的處理的速度，同時(shí)保證數(shù)據(jù)中數(shù)值小的不被丟掉。我們可以根據(jù)圖像背景幀均值的不同采取相應(yīng)的灰度變換規(guī)則。用灰度變換增加圖像的對比度，可以消除圖像明暗不均的影響，有利于人臉和后腦的識別。在白天晴天的光照條件下，對我們用攝像頭抓拍的圖像經(jīng)MATLAB仿真后，得出如表1所示的灰度變換規(guī)則。
表1

3)特征提取和模式識別首先，對2)中灰度變換以后的圖像進(jìn)行頭發(fā)像素和人臉像素的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出它們各自所占的百分比；然后，結(jié)合圖像的均值來識別乘客的上下車的人數(shù)。為了消除由于人可能穿黑衣服或與膚色相近的衣服會對頭發(fā)像素或人臉像素的統(tǒng)計(jì)帶來的影響，我們約定三個(gè)條件只要有兩個(gè)條件滿足就認(rèn)為是準(zhǔn)確的識別。最后，依據(jù)大量采集并仿真的圖像來確定以上三個(gè)條件的動態(tài)范圍，把動態(tài)范圍作為模式識別的最終理論根據(jù)。下面就以白天晴天的條件下，選擇五幅具有代表性的乘客頭像如圖4所示，其仿真結(jié)果如表2所示。
表2

4)結(jié)果顯示模塊結(jié)果顯示模塊功能首先當(dāng)一幀圖像處理完之后，在FPGA邏輯時(shí)序的控制下，將存儲在DSP數(shù)據(jù)緩存中檢測結(jié)果送往FPGA并將檢測結(jié)果解碼成脈沖信號；接著通過異步通信串口將脈沖信號傳給發(fā)光二極管LED，LED經(jīng)過計(jì)數(shù)器、譯碼器和驅(qū)動器處理，顯示出當(dāng)前公共汽車上的動態(tài)人數(shù)。
5)灰度變換后MATLAB仿真結(jié)果顯示只有采集并仿真大量乘客上下車的圖像，才能決定每種情況下頭發(fā)像素百分比、人臉像素百分比和圖像均值的動態(tài)變化范圍，根據(jù)這一動態(tài)范圍來確定上下車的人數(shù)。圖像增強(qiáng)采用灰度變換法有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)有利于頭發(fā)、人臉和背景的區(qū)分，方便了頭發(fā)像素和人臉像素百分比的統(tǒng)計(jì)；經(jīng)過灰度變換拉大了圖像中頭發(fā)、人臉和背景的灰度差值，同時(shí)也拉大了圖像均值的差距，又利于用圖像均值來識別上下車的人數(shù)。下面就以白天晴天的條件下，選擇一幅具有代表性的乘客頭像并顯示灰度變換的仿真結(jié)果，如圖5、6所示。
本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下得出的其他任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，包括圖像采集、處理模塊和圖像處理算法；其特征在于圖像采集、處理模塊包括CCD攝像頭、視頻解碼芯片、可編程邏輯芯片和DSP芯片；CCD攝像頭的輸出與視頻解碼芯片的輸入相連，視頻解碼芯片的控制和輸出端與可編程邏輯芯片相連，可編程邏輯芯片與DSP芯片相連；可編程邏輯芯片中寫入了用硬件描述語言編寫的程序，包括用于實(shí)現(xiàn)視頻解碼芯片與DSP芯片數(shù)據(jù)交換、控制和緩存的程序；DSP芯片上運(yùn)行圖像處理與識別軟件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于存儲器芯片與可編程邏輯芯片相連，存儲器芯片作為DSP芯片的外部存儲器；可擦除存儲芯片通過可編程邏輯芯片與DSP芯片相連，存儲圖像處理與識別軟件，起動時(shí)為DSP芯片加載程序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于存儲器芯片作為DSP芯片的外部存儲器直接與DSP芯片相連；可擦除存儲芯片與DSP芯片相連，存儲圖像處理與識別軟件，起動時(shí)為DSP芯片加載程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于所述存儲器芯片為SRAM、SDRAM或DDRAM；所述可擦除存儲芯片為FLASH、EPROM或EEPROM。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于所述存儲器芯片為SRAM；所述可擦除存儲芯片為FLASH。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于所述可編程邏輯芯片是大規(guī)模FPGA芯片或大規(guī)模CPLD芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于所述可編程邏輯芯片是大規(guī)模FPGA芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于所述DSP芯片為高速DSP芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于所述串行通信接口控制端與可編程邏輯芯片相連，串行通信接口輸入端與DSP芯片相連，輸出端與發(fā)光二極管LED電路相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，其特征在于所述DSP芯片上運(yùn)行的圖像處理與識別方法是針對視頻解碼芯片對抓拍后已經(jīng)數(shù)字化處理，并分離出行場同步信號、奇偶場標(biāo)志信號和像素時(shí)鐘信號，輸出為8 bits的灰度圖像進(jìn)行處理；首先對數(shù)字圖像用改進(jìn)的中值濾波降噪、歸一化處理和灰度變換增強(qiáng)；然后根據(jù)增強(qiáng)處理后的圖像利用頭發(fā)像素百分比、人臉像素百分比和圖像灰度均值來識別上下車的人數(shù)，最后將計(jì)算結(jié)果輸出到串行通信接口，串行通信接口通過發(fā)光二極管LED實(shí)時(shí)地顯示計(jì)算結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于圖像的公共汽車人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)儀，它包括圖像采集、處理模塊和圖像處理算法。圖像采集、處理模塊包括CCD攝像頭、視頻解碼芯片、可編程邏輯芯片和DSP芯片；CCD攝像頭的輸出與視頻解碼芯片的輸入相連，視頻解碼芯片的控制和輸出端與可編程邏輯芯片相連，可編程邏輯芯片與DSP芯片相連；可編程邏輯芯片中寫入了包括用于實(shí)現(xiàn)視頻解碼芯片與DSP芯片數(shù)據(jù)交換、控制和緩存的硬件描述語言程序；DSP芯片上運(yùn)行圖像處理與識別軟件。本發(fā)明采用高速DSP和FPGA設(shè)計(jì)，通過先進(jìn)的圖像處理和識別算法進(jìn)行圖像識別，系統(tǒng)運(yùn)算速度快，能夠做到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的人數(shù)識別；其硬件結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，且安裝調(diào)試方便。
文檔編號G06K9/20GK101025790SQ20071000057
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者王明泉, 李志剛, 候慧琳, 王玉, 柴黎, 任少卿, 楊靜, 王朕 申請人:中北大學(xué)