Traffic video perception framework based on OpenCV
　　LI Zi-heng1, BAI Yun-feng2
　　(1. School of Electronic and Control Engineering, Chang’an University, Xi’an 710064, China;
　　2. Henan Province Cayman Aluminium (Sanmenxia) Co., Ltd., Sanmenxia 472100, China)
　　Abstract: In order to achieve the perception and retrieval of traffic video information, the paper adopts the combining method of MFC and OpenCV for a visual programming for video processing. Taking functions in OpenCV as an interface, a video processing framework is built by constructing operations in C++ class to integrate MFC application with OpenCV algorithms and to intelligently perceive and process the traffic information.
　　Keywords: MFC; OpenCV; video processing; information perception
　　0 引 言
　　计算机视觉技术是通过对常见的图像、视频进行操作来提取其中信息的一种技术。OpenCV是Intel公司开发的一款开源图像视频处理库，使用OpenCV中封装好的库函数，可以很方便地对视频中的图像进行提取、保存、变换等形态学操作，这种技术在很大程度上简化了开发的进程[2]。
　　由于OpenCV只提供相关处理的算法，而程序操作界面略显不足，所开发的程序进行参数设置不方便，因此，在实际应用层面，开发者通常将OpenCV函数库与MFC(Microsoft Foundation Classes是微软基础类库，可提供Windows编程的框架)相结合进行开发[3]。这种使用MFC构建Win32程序框架，并使用OpenCV构建算法的各取所长方法，对于软件的实用性和可操作性具有重大意义。
　　本文总结出了一套将OpenCV算法应用于Win32对话框程序中的标准方法，该方法可以通过定义C++类创建对象，来轻松实现对公路交通视频中交通参数的提取。
　　1 视频车辆检测器的基本功能
　　本程序以MFC+OpenCV的方式进行开发，并以实用为准则，通过可视化的界面和按钮的方式来实现原始视频的播放，视频信息分析，自定义观测点和车流量计数周期，交通参数的测量，统计结果的存储和重现等功能。其软件各个功能的关系如图1所示。
　　2 视频车辆检测器的技术实现
　　要实现上述系统，主要有两方面问题：一是如何构建视频对象，并通过操作视频对象来对视频信息进行提取；二是如何对视频进行操作来实现上述的各个功能。
　　2.1 创建视频对象
　　使用创建对象的方式操作视频时，首先要定义视频的类。在视频处理中，通常先提取出一帧一帧的图像，然后对所提取的图像进行处理，再将其保存或者播放至应用程序的控件中[4]。跟据此原理，可定义一个视频的类，类中包含上述过程所涉及的属性和操作方法[5]，其代码及注释如下(代码中视频类的名称为CVideo)：
　　class CVideo {
　　public:
　　CVideo(); //构造函数
　　virtual ～CVideo(); //析构函数
　　//以下为数据成员
　　CvCapture* pCapture;
　　//OpenCV用来读取视频的结构体，存储待读取的视频
　　IplImage* pFrame;
　　//OpenCV用来存储图像的结构体，存储当前视频帧的
　　图像
　　IplImage* cFrame; //存储当前帧处理后的图像
　　HDC hDC1;
　　//定义设备上下文的句柄，用来播放原始视频(可选)
　　CRect rect1;
　　//定义一个矩形区域，用来设定原始视频的ROI区域
　　HDC hDC2;
　　//定义设备上下文的句柄，用来播放处理后的视频
　　CRect rect2;
　　//定义一个矩形区域，用来设定处理后视频的ROI区域
　　CString m_file; //字符串，存储视频的路径和名称
　　int m_framepos; //当前的播放位置
　　int m_frametotal; //视频的帧总数
　　int m_fps;
　　//存储视频中每秒的帧数，便于进行播放速度的控制 /*以下为成员函数(限于篇幅，本文未提供成员函数的所有代码，读者可以根据注释参考OpenCV文档自行编写)*/
　　void Play(int pos);
　　//播放pos位置的帧，将此帧的图像放入pframe中，将pframe显示在hDC1中
　　void Convertedplay();
　　//直接将当前帧处理后的图像cframe显示在hDC2中
　　void Closefile();
　　//关闭文件，释放当前视频所占的内存
　　bool Openfile(CString file);
　　/*根据储存在数据成员file中的路径打开视频文件，同时获取视频的帧总数和fps，将其存储在该类的数据成员中*/
　　};
　　定义好视频的类之后，便可以通过此类所定义的对象中的各个数据和方法对视频进行常见的操作。
　　2.2 视频对象的处理
　　在可视化的界面中通常可通过按钮触发事件。假设现在定义了一个myvideo的对象，那么，就可以用以下方法按下相应按钮来执行所需功能。
　　(1) 打开视频。将对话框中播放原始视频的设备的ID和播放处理后的视频设备ID分别读入myvideo相应的成员中；通过MFC中的CFileDialog类读取文件[6]，将文件的路径存储在myvideo.m_file中，调用myviedo.Openfile()方法打开视频。初始化当前播放位置，并初始化对话框。此时，该视频将处于待播放和待转换的状态。
　　(2) 播放和分析视频。播放和分析的过程可以通过定时器来实现。当点击播放后，设置并启动定时器。定时器每隔一定时间中断一次，其中断频率通过视频对象中的myvideo.m_fps调节。定时器在一个中断中，首先使用myvideo.play()函数将当前帧推送至原始视频播放设备中播放，并将当前帧(即myvideo.pframe)放入自己定义的图像分析处理函数中进行处理，同时将处理结果放至myvideo.cframe中，然后使用myvideo. Convertedplay()函数将处理后的帧推送到处理后的视频播放设备中播放，最后帧位置加1。至此，一个中断执行完毕。其流程图如图2所示。
　　(3) 停止播放。当点击停止播放按钮时，调用myvideo.Closefile()函数关闭文件，释放内存。同时还要销毁定时器，清理相关中间变量。
　　(4) 定义观测线和计数周期。为了实现车辆数量的测量，必须首先定义车辆的观测线。观测线的设定可用在背景图像上点击的方式来实现。记录点击下的观测线两端的坐标，即可确定观测线的位置，当有车辆越过观测线时，对车辆数加1。每一个计数周期过后，输出本周期内车流量的检测结果。(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）