以双重编码理论优化道路车辆视频检测与追踪

高丽娟+王晓跃

摘 要

双重编码理论提出语言信息与非语言信息在贮存、加工与分析提取中占有同等重要地位，在此，以双重编码理论试论优化道路车辆视频检测与追踪，旨在提高道路车辆的管理效率，提升交通运输部门的服务能力。

【关键词】双重编码理论；视频检测与追踪

我国车辆保有量4亿以上，如此庞大的数目给交通运输部门的管理带来一定困难，现有措施也难以满足工作需要，在此，以双重编码理论优化道路车辆视频检测与追踪的效率，提高交通运输部门的道路车辆管理服务能力。

1 双重编码理论概述

双重编码理论是在同一系统中以两个不同子系统分别处理语言类事务和非语言类事务。例如一张系统说明书分为两章节，一般分别理解后汇总，若两部分内容重点不同，汇总理解时可能有歧义。双重编码理论以层次划分说明书，即语言为对象、非语言做引导，理解更细化又不偏离主旨，这就是双重编码理论的优势。

2 目前道路车辆视频检测与追踪的不足

2.1 运动目标捕捉

目前我国道路管理系统对运动车辆的检测主要是背景帧差法、帧间差法、边缘检测法等，这些方法在雨雪、云雾、夜间等能见度不足的特殊环境中对运动车辆往往难以有效捕捉，漏检时有发生，后期工作难度大。

2.2 阴影问题

晴朗天气下，车辆阴影给视频检测与追踪带来困扰。如两辆机动车距离较近，其阴影会连接为一个整体，系统可能无法有效分辨，或将其判定为一辆中型或大型车辆，检测分辨难度加大，且随着两辆车渐渐分离，追蹤目标也可能出现错误。

2.3 遮挡问题

当前我国道路摄像头的角度、位置、高度等原因会给检测工作带来干扰，摄像头安置地点过高，车辆间部分遮挡的情况发生率较高；摄像头安置地点过低，可能出现完全遮挡，在分析处理数据资料时，降低工作有效性和数据真实性，造成误处理或漏处理。

3 双重编码理论优化道路车辆视频检测与追踪

3.1 数据系统优化

双重编码理论下数据系统作为两个系统，即图像数据为语言系统，视频数据为非语言系统，两系统同时进行数据处理，起到优化效果。优化数据系统首先要加强数据收集能力，高清摄像头是提高数据收集能力的关键。当一辆车显示在高清摄像头里有200像素宽，那么一张照片、一帧图像就能达到130像素宽。数据收集后就应用双重编码理论对其分析，判断车型、颜色等基本信息，再视频对照，即便一段视频清晰度不足，也可识别车辆速度、方向等，再以现有数据为依据调取其他路段视频图像继续追踪，直至捕捉到清晰的车辆信息。数据系统优化是双重编码理论对道路车辆视频检测与追踪的基础性优化。

3.2 运动车辆检测与追踪优化

运用背景帧差法分析视频图像的帧与背景，使目标处于某值域。如果绝对值小于某固定值，则为背景，反之则为运动目标。双重编码理论将检测细化为两个子系统，色彩系统相当于语言系统，运动系统相当于非语言系统。假定某路段是柏油路面，黑色、灰色车辆难以分辨，在原系统基础上增加色彩识别系统。检测时，色彩系统识别道路上不同车辆色彩，运动系统按固有模式拍摄道路车辆情况。统计分析时将色彩系统和运动系统置于相同检测环境，依靠计算机技术使色彩变化和运动变化一一对应，实现目标车辆检测。追踪时，依靠现有数据，尤其是色彩数据，综合车速、时间等信息，比对后续路段监控数据，将色彩变化规律相同部分进行重合，完成对运动车辆的检测和追踪。

3.3 位置和速度特征匹配优化

基于位置特征进行车辆追踪，前景测量时标定连通域，选取特征点作为追踪对象，一般特征点为连通域的结合中心点，计算时间、距离和车速偏差，优化搜索区域，得到搜索最小值并反馈验证。如果偏差过大则重新计算，直到符合要求完成追踪。

基于速度特征进行车辆追踪，以几何中心标定被测车辆，计算两帧间的间隔位移，得到车辆速度和方向，根据其速度特征及时纠正追踪结果。如果追踪结果不符合条件，判定追踪失败，放弃错误目标，搜索下一个候选车辆，继续进行速度特征匹配，直到得出正确的追踪结果。

4 双重编码理论优化道路车辆视频检测与追踪实例

某地大雪，车辆阴影问题严重，摄像头获得的图像和视频信息无法有效分辨，常规检测和追踪技术失效。运用双重编码理论进行道路车辆管理系统升级，当收集到目标车辆的模糊图像后，先分析其色彩构成，根据色彩明暗、波长等在计算机中描绘其基本轮廓，依托大数据将图像轮廓与监控视频一一比对。由于视频清晰度不足，仍无法分辨，再根据车辆行驶方向调取其他地区的监控视频进行二次比对，直至获得清晰图像，完成车辆追踪。实例中，双重编码理论的应用体现在图像和视频两个系统的分别处理和综合分析上，二者协作完成车辆视频检测与追踪。

5 结语

目前道路车辆视频检测与追踪的不足主要体现在运动目标捕捉、阴影问题、遮挡问题等，运用双重编码理论分别优化数据系统、运动车辆检测与追踪系统、位置和速度特征匹配等，提高道路车辆视频检测与追踪效果，提升交通运输部门的服务能力。

参考文献

[1]王晓跃，郭丹.基于双重编码理论的视觉传达设计研究[J].计算机光盘软件与应用，2013（20）：176、184.

[2]李京澳，齐振国.基于双重编码理论的微视频设计探究[J].中小学电教，2016（Z2）：121-124.

作者简介

高丽娟（1988-），女，汉族，江苏省溧阳市人。硕士学位。现为常州交通技师学院助理讲师。研究方向为计算机应用、电子商务等。

王晓跃（1984-），男，汉族，江苏省常州市人。硕士学位。现为江苏理工学院助理研究员。研究方向为计算机应用、教学管理等。

作者单位

1.常州交通技师学院商务计算机系 江苏 省常州市 213147

2.江苏理工学院质量监控科 江苏省常州市 213001