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一种道路交通状况展现系统及其方法

阅读：676发布：2024-01-19

专利汇可以提供一种道路交通状况展现系统及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种既保护隐私又能充分展现道路交通状况的道路交通状况展现系统及其方法。本发明的道路交通状况展现系统，包括监控系统，运动物体识别系统，动画建模系统，动画合成系统和展现系统。本发明的道路交通状况展现系统及其方法，通过建立动画模型的方法，将道路交通状况视频转化为动画形式的道路交通状况视频；充分展现了道路交通状况，能详细到每条车道的交通情况，以及路边行人的拥挤情况；同时也充分保护了隐私，做到了充足的信息过滤。，下面是一种道路交通状况展现系统及其方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种道路交通状况展现系统，包括监控系统，运动物体识别系统，动画建模系统，动画合成系统和展现系统；
所述监控系统包括监控摄像头和监控中心；监控摄像头将采集的道路交通状况视频传送到监控中心；
所述运动物体识别系统，包括运动物体识别子单元和运动信息识别子单元，运动信息识别子单元通过分析道路交通视频的每帧图像，识别运动物体位置信息(Xn，Yn)；并通过分析前后帧的视频图像，得到运动物体的运动轨迹，差分运动物体不同帧的位置，得到运动物体的运动方向Jn，其中当物体静止时，则运动物体没有运动方向；
所述动画建模系统用于对道路交通状况视频每帧的图像进行建模；
所述动画合成系统系统，根据运动物体识别系统得到的运动物体及运动情况信息，将动画模型合成动画视频，以符合道路交通状况的实际视频。
2.根据权利要求1所述的道路交通状况展现系统，其特征在于：所述动画合成系统，包括控制子单元、运动物体模型子单元、背景模型子单元和合成子单元；控制子单元用于控制运动物体模型在背景模型中的位置，以及运动方向；控制子单元从运动物体识别系统中得到运动信息；合成子单元把组合在一起的动画模型，转换成动画画面，并对动画画面总成的一系列视频帧进行编码，形成可以供公众查询的道路交通状况视频。
3.一种道路交通状况展现方法，包括如下步骤：
(1)接收摄像头传来的道路交通状况视频，解码视频流，得到每帧视频图像；
(2)对每帧视频图像中的运动物体进行检测：检测运动物体的位置，并根据前后帧的视频画面，得到运动物体的运动方向，识别视频图像中的运动物体；
(3)对视频画面的背景进行动画建模，对视频画面中的运动物体进行动画建模；
针对视频中的背景物体和运动物体分别建立动画模型。背景物体指得是，道路交通状况视频中长期不变的背景，如道路、建筑，树木等，此类背景建立模型后可以长期使用。运动物体指的是道路交通状况视频中与背景不同的物体，可快速运动，也可一段时间内处于静止状态，如车辆，人，自行车等。
(4)根据运动物体检测得到的每个运动物体的位置及运动方向信息，将运动物体模型叠加到背景动画模型上去，进而得到一系列的动画视频帧，编码动画视频帧得到可供公众用户查看的道路交通状况视频；
(5)流媒体播放展现：公众用户需要查看某地点交通状况时，点播相应的动画视频。
4.根据权利要求3所述的道路交通状况展现方法，其特征在于：所述步骤(2)中，对视频流中的每一帧视频画面进行运动物体识别，获得运动物体的运动信息Xn，Yn，Jn，其中Xn为第n帧道路交通状况视频画面运动物体的横轴像素点坐标，Yn为第n帧道路交通状况视频画面运动物体的纵轴像素点坐标，Jn为第n帧视频画面运动物体运动方向与横轴的夹角，Jn通过运动物体的运动轨迹得到。
5.根据权利要求3所述的道路交通状况展现方法，其特征在于：所述步骤(2)中识别运动物体包括对车辆的识别，对人的识别和其他运动物体的识别；
对车辆的识别，包括通过车辆识别技术，识别车辆的大小如大型车、中型车、小型车，识别车辆的运动轨迹，其中包括运动方向，是否转弯，是否静止；进一步识别车辆的车型，包括公交车，厢式货车或某款具体车型；
对人的识别，包括两种方法：方法一，模糊化识别，通过肩头方法识别人群中人数量多少，占的面积大小，位置和运动方向；方法二，精确化识别，通过建立人体的躯干模型，识别具体的人，包括性别，高矮，服饰颜色，位置和运动方向；
对其他运动物体的识别，包括：对已知的运动物体，进行建模、识别，包括自行车和三轮车；对未知的运动物体，区分物体的形状，大小和颜色特征，识别运动物体的位置，运动方向。
6.根据权利要求3～5任一所述的道路交通状况展现方法，其特征在于：所述步骤(3)的动画建模包括车辆建模、人建模以及其他运动物体的建模；车辆建模需区分大型车、中型车、小型车，车辆建模可进一步细致到某款车型的建模；人建模有两种方式：一种是人群建模，人群建模按照人数多、人数中等、人数少进行区分；另一种是对每个个体建模，区分男女、高矮、胖瘦。
7.根据权利要求6所述的道路交通状况展现方法，其特征在于：所述步骤(3)的背景建模和动画建模方法为三维建模：对每个道路交通状况视频中的背景物体单独建立三维模型，模型包括周边建筑物，路边设施，树木和道路；其中道路需要和实际情况基本一致，包括车道条数，车道转弯情况和道路中间的隔离栏；对于运动物体，建立运动物体的三维模型库，包括大型车模型，中型车模型，小型车模型，人物模型；每个识别出来的运动物体需有一个三维模型对应，每增加一个新的类型的运动物体，就需要对应增加一种新的三维模型；运动物体的三维模型需建立运动时的各种运动姿态模型。
8.根据权利要求6所述的道路交通状况展现方法，其特征在于：所述步骤(3)的背景建模和动画建模方法为二维建模：对每个道路交通状况视频中的背景物体单独建立二维模型，模型包括周边建筑物，路边设施，树木和道路；其中道路需要和实际情况基本一致，包括车道条数，车道转弯情况和道路中间的隔离栏；对于运动物体，建立运动物体的二维模型库，包括大型车模型，中型车模型，小型车模型和人物模型；每个识别出来的运动物体需有一个二维模型对应，每增加一个新的类型的运动物体，就需要对应增加一种新的二维模型；
运动物体的二维模型需建立运动时的一系列的不同姿态的二维图。
9.根据权利要求3～5任一所述的道路交通状况展现方法，其特征在于：所述步骤(5)的流媒体播放展现可采用两种方式：一种是专用的展现终端，播放数据处理系统中得到的动画形式的道路交通状况视频；另一种是采用浏览器模式，播放数据处理系统中得到的动画形式的道路交通状况视频；用户展现终端可以使PC机，手机或者其他可进行播放的联网设备。

说明书全文

一种道路交通状况展现系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种道路交通管理设备及其管理方法，尤其是一种道路交通状况展现系统及其方法。

背景技术

[0002] 城市信息化的进程，越来越多的城市管理内容信息化，公众用户随之可以访问越来越多的公共信息。现有城市道路上，装备了成千上万的监控摄像头，这些摄像头的监控录像展现了道路交通状态的第一手资料。以何种方式将道路交通状况信息开放给公众用户，是一个重要问题。

[0003] 现有技术中，道路交通状况展现可以采用以下两种实现方案：

[0004] 实现方案一、将城市中布局的各摄像头的道路交通状况视频流，统一传输给数据中心。数据中心标明公众用户可以访问的道路交通状况视频。流媒体转发平台，经过转码将原始视频流，转化成公众用户便于接受的视频流。公众用户通过各种客户端访问相关的道路交通状况视频。本方案直观的展现道路交通状况，公众用户可以详细的了解到道路交通状况，路口的拥堵程度等。同时，某些隐私信息也会暴漏给公众，如某个车辆何时出现在哪些地点等。

[0005] 实现方案二：城市中布局的各摄像头对道路交通状况进行监控，并分析各道路上的车流量，车辆行驶速度等。道路交通状况展现系统获取车流量、车速等信息，将其数值直接展现给用户，或者在交通图上，以不同的颜色表示不同道路的车辆速度。本方案，部分展现了道路交通状况。但这种展现方式，屏蔽了大部分交通状况信息，公众用户对此交通状况很难有直观的了解。

[0006] 综上，现有技术中提供的道路交通状况展现方案，没有很好的展现道路的交通状况。方案一过多的暴漏了隐私信息，容易造成各种不良后果。方案二，只展现了少量的道路交通状况，公众用户很难了解详细信息。

发明内容

[0007] 本发明提供了一种既保护隐私又能充分展现道路交通状况的道路交通状况展现系统及其方法。

[0008] 实现本发明目的之一的道路交通状况展现系统，包括监控系统，运动物体识别系统，动画建模系统，动画合成系统和展现系统；

[0009] 所述监控系统包括监控摄像头和监控中心；监控摄像头将采集的道路交通状况视频传送到监控中心；

[0010] 所述运动物体识别系统，包括运动物体识别子单元和运动信息识别子单元，运动信息识别子单元通过分析道路交通视频的每帧图像，识别运动物体位置信息(Xn，Yn)；并通过分析前后帧的视频图像，得到运动物体的运动轨迹，差分运动物体不同帧的位置，得到运动物体的运动方向Jn，其中当物体静止时，则运动物体没有运动方向；

[0011] 所述动画建模系统用于对道路交通状况视频每帧的图像进行建模；

[0012] 所述动画合成系统系统，根据运动物体识别系统得到的运动物体及运动情况信息，将动画模型合成动画视频，以符合道路交通状况的实际视频。

[0013] 所述动画合成系统，包括控制子单元、运动物体模型子单元、背景模型子单元和合成子单元；控制子单元用于控制运动物体模型在背景模型中的位置，以及运动方向；控制子单元从运动物体识别系统中得到运动信息；合成子单元把组合在一起的动画模型，转换成动画画面，并对动画画面总成的一系列视频帧进行编码，形成可以供公众查询的道路交通状况视频。

[0014] 实现本发明目的之二的道路交通状况展现方法，包括如下步骤：

[0015] (1)接收摄像头传来的道路交通状况视频，解码视频流，得到每帧视频图像；

[0016] (2)对每帧视频图像中的运动物体进行检测：检测运动物体的位置，并根据前后帧的视频画面，得到运动物体的运动方向，识别视频图像中的运动物体；

[0017] (3)对视频画面的背景进行动画建模，对视频画面中的运动物体进行动画建模；

[0018] 针对视频中的背景物体和运动物体分别建立动画模型。背景物体指得是，道路交通状况视频中长期不变的背景，如道路、建筑，树木等，此类背景建立模型后可以长期使用。运动物体指的是道路交通状况视频中与背景不同的物体，可快速运动，也可一段时间内处于静止状态，如车辆，人，自行车等。

[0019] (4)根据运动物体检测得到的每个运动物体的位置及运动方向信息，将运动物体模型叠加到背景动画模型上去，进而得到一系列的动画视频帧，编码动画视频帧得到可供公众用户查看的道路交通状况视频；

[0020] (5)流媒体播放展现：公众用户需要查看某地点交通状况时，点播相应的动画视频。

[0021] 所述步骤(2)中，对视频流中的每一帧视频画面进行运动物体识别，获得运动物体的运动信息Xn，Yn，Jn，其中Xn为第n帧道路交通状况视频画面运动物体的横轴像素点坐标，Yn为第n帧道路交通状况视频画面运动物体的纵轴像素点坐标，Jn为第n帧视频画面运动物体运动方向与横轴的夹角，Jn通过运动物体的运动轨迹得到。

[0022] 所述步骤(2)中识别运动物体包括对车辆的识别，对人的识别和其他运动物体的识别；

[0023] 对车辆的识别，包括通过车辆识别技术，识别车辆的大小如大型车、中型车、小型车，识别车辆的运动轨迹，其中包括运动方向，是否转弯，是否静止；进一步识别车辆的车型，包括公交车，厢式货车或某款具体车型；

[0024] 对人的识别，包括两种方法：方法一，模糊化识别，通过肩头方法识别人群中人数量多少，占的面积大小，位置和运动方向；方法二，精确化识别，通过建立人体的躯干模型，识别具体的人，包括性别，高矮，服饰颜色，位置和运动方向；

[0025] 对其他运动物体的识别，包括：对已知的运动物体，进行建模、识别，包括自行车和三轮车；对未知的运动物体，区分物体的形状，大小和颜色特征，识别运动物体的位置，运动方向。

[0026] 所述步骤(3)的动画建模包括车辆建模、人建模以及其他运动物体的建模；车辆建模需区分大型车、中型车、小型车，车辆建模可进一步细致到某款车型的建模；人建模有两种方式：一种是人群建模，人群建模按照人数多、人数中等、人数少进行区分；另一种是对每个个体建模，区分男女、高矮、胖瘦。

[0027] 所述步骤(3)的背景建模和动画建模方法为三维建模：对每个道路交通状况视频中的背景物体单独建立三维模型，模型包括周边建筑物，路边设施，树木和道路；其中道路需要和实际情况基本一致，包括车道条数，车道转弯情况和道路中间的隔离栏；对于运动物体，建立运动物体的三维模型库，包括大型车模型，中型车模型，小型车模型，人物模型；每个识别出来的运动物体需有一个三维模型对应，每增加一个新的类型的运动物体，就需要对应增加一种新的三维模型；运动物体的三维模型需建立运动时的各种运动姿态模型。

[0028] 所述步骤(3)的背景建模和动画建模方法为二维建模：对每个道路交通状况视频中的背景物体单独建立二维模型，模型包括周边建筑物，路边设施，树木和道路；其中道路需要和实际情况基本一致，包括车道条数，车道转弯情况和道路中间的隔离栏；对于运动物体，建立运动物体的二维模型库，包括大型车模型，中型车模型，小型车模型和人物模型；每个识别出来的运动物体需有一个二维模型对应，每增加一个新的类型的运动物体，就需要对应增加一种新的二维模型；运动物体的二维模型需建立运动时的一系列的不同姿态的二维图。

[0029] 所述步骤(5)的流媒体播放展现可采用两种方式：一种是专用的展现终端，播放数据处理系统中得到的动画形式的道路交通状况视频；另一种是采用浏览器模式，播放数据处理系统中得到的动画形式的道路交通状况视频；用户展现终端可以使PC机，手机或者其他可进行播放的联网设备。

[0030] 本发明的道路交通状况展现系统及其方法的有益效果如下：

[0031] 本发明的道路交通状况展现系统及其方法，通过建立动画模型的方法，将道路交通状况视频转化为动画形式的道路交通状况视频；充分展现了道路交通状况，能详细到每条车道的交通情况，以及路边行人的拥挤情况；同时也充分保护了隐私，做到了充足的信息过滤。附图说明

[0032] 图1为本发明的道路交通状况展现系统的结构示意图。

[0033] 图2为本发明的道路交通状况展现方法的流程图。

具体实施方式

[0034] 如图1所示，本发明的道路交通状况展现系统包括监控系统101，运动物体识别系统102，动画建模系统104，动画合成系统103以及展现系统105。

[0035] 监控系统101，包括监控摄像头1011和监控中心1012。监控摄像头将采集的道路交通状况视频传送到监控中心。

[0036] 运动物体识别系统102，包括运动物体识别子单元和运动信息识别子单元1024。运动信息识别子单元1024通过分析道路交通视频的每帧图像，识别运动物体位置信息(Xn，Yn)；并通过分析前后帧的视频图像，得到运动物体的运动轨迹，差分运动物体不同帧的位置，得到运动物体的运动方向Jn，其中当物体静止时，则运动物体没有运动方向。运动物体中，正常行驶的车辆，运动轨迹需要在车道内，所以通常情况车辆的运动方向和车道方向保持一致。

[0037] 动画建模系统104，对道路交通状况视频每帧的图像进行建模。其中包括背景图像的动画建模，以及运动物体的动画建模。背景图像指的是每路道路交通状况视频中长期不变的部分，包括建筑物，树木，道路等。其中背景图像的动画建模中的道路车道情况需与实际情况一一对应，包括零条或者多条直行车道、零条或者多条左转车道、零条或者多条右转车道。运动物体建模指的是对道路交通状况视频中识别出的运动物体进行建模。识别出的运动物体需能够对应到建立的动画模型。动画建模采用二维建模方式，或者选用三位建模方式。

[0038] 动画合成系统103，根据识别系统得到的运动物体及运动情况信息，将动画模型合成动画视频，以符合道路交通状况的实际视频。动画合成系统104由控制子单元1031、运动物体模型子单元1032、背景模型子单元1033和合成子单元1034组成。控制子单元1031控制运动物体模型在背景模型中的位置，以及运动方向。控制子单元1031从运动物体识别系统102得到Xn、Yn、Jn等运动信息，其中Xn为第n帧数据，运动物体横轴坐标，以像素点进行表示；Yn为第n帧数据，运动物体纵轴坐标，以像素点进行表示；Jn为运动物体与横轴的夹角。控制子单元1031按照Xn、Yn、Jn，把运动物体模型放到背景模型中区。合成子单元10034把组合在一起的动画模型，转换成动画画面，并对动画画面总成的一系列视频帧进行编码，形成可以供公众查询的道路交通状况视频。

[0039] 显示系统105为流媒体服务器单元，把可供公众查询的道路交通状况视频进行广播，显示终端点播道路交通状况视频，并进行展示。显示终端有两种但不限于两种形式，形式一专用客户端，专用客户端点播显示道路交通状况视频；形式二网页浏览方式，通过专门的网页，展示道路交通状况视频。

[0040] 道路交通状况展示系统，也可以和交通地图相结合，展现某地道路交通状况视频的同时，标明此地点在地图上的位置。

[0041] 如图2所示，本发明的道路交通状况展现方法，包括如下步骤：

[0042] S401、接收摄像头传来的道路交通状况视频，解码视频流，得到每帧视频图像。

[0043] S402、对每帧视频图像中的运动物体进行检测。检测运动物体的位置，并根据前后帧的视频画面，得到运动物体的运动方向。识别视频图像中的运动物体，进行车辆识别、人识别，其他运动物体识别等。

[0044] 对车辆的识别，包括通过车辆识别技术，识别车辆的大小如大型车、中型车、小型车，识别车辆的运动轨迹，其中包括运动方向，是否转弯，是否静止；进一步识别车辆的车型，包括公交车，厢式货车或某款具体车型；

[0045] 对人的识别，包括两种方法：方法一，模糊化识别，通过肩头方法识别人群中人数量多少，占的面积大小，位置和运动方向；方法二，精确化识别，通过建立人体的躯干模型，识别具体的人，包括性别，高矮，服饰颜色，位置和运动方向；

[0046] 对其他运动物体的识别，包括：对已知的运动物体，进行建模、识别，包括自行车和三轮车；对未知的运动物体，区分物体的形状，大小和颜色特征，识别运动物体的位置，运动方向。

[0047] S403、对视频画面的背景进行动画建模。对视频画面中的运动物体进行动画建模，包括车辆建模、人建模以及其他运动物体的建模。车辆建模需区分大型车、中型车、小型车。车辆建模可进一步细致大某款车型的建模。人建模有两种方式：方式一人群建模，人群建模按照人数多、人数中等、人数少进行区分；方式二对每个个体建模，区分男女、高矮、胖瘦等。

[0048] 背景建模和动画建模方法可以为三维建模：对每个道路交通状况视频中的背景物体单独建立三维模型，模型包括周边建筑物，路边设施，树木和道路；其中道路需要和实际情况基本一致，包括车道条数，车道转弯情况和道路中间的隔离栏；对于运动物体，建立运动物体的三维模型库，包括大型车模型，中型车模型，小型车模型，人物模型；每个识别出来的运动物体需有一个三维模型对应，每增加一个新的类型的运动物体，就需要对应增加一种新的三维模型；运动物体的三维模型需建立运动时的各种运动姿态模型。

[0049] 背景建模和动画建模方法也可为二维建模：对每个道路交通状况视频中的背景物体单独建立二维模型，模型包括周边建筑物，路边设施，树木和道路；其中道路需要和实际情况基本一致，包括车道条数，车道转弯情况和道路中间的隔离栏；对于运动物体，建立运动物体的二维模型库，包括大型车模型，中型车模型，小型车模型和人物模型；每个识别出来的运动物体需有一个二维模型对应，每增加一个新的类型的运动物体，就需要对应增加一种新的二维模型；运动物体的二维模型需建立运动时的一系列的不同姿态的二维图。

[0050] S404、根据运动物体检测得到的每个运动物体的位置及运动方向信息，将运动物体模型叠加到背景动画模型上去，进而得到一系列的动画视频帧。编码动画视频帧得到可供公众用户查看的道路交通状况视频

[0051] S505、按现有技术的流媒体播放系统。公众用户需要查看某地点交通状况时，点播相应的动画视频。

[0052] 流媒体播放展现可采用两种方式：一种是专用的展现终端，播放数据处理系统中得到的动画形式的道路交通状况视频；另一种是采用浏览器模式，播放数据处理系统中得到的动画形式的道路交通状况视频；用户展现终端可以使PC机，手机或者其他可进行播放的联网设备。

[0053] 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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