从数字摄像头图像确定停车场占用情况的方法技术

此处描述了一种从数字图像确定停车场占用情况的方法，其包括构建程序，所述构建程序包括接收停车场的布局且针对至少一个视角估计停车位体积并估计观察的像素属于所述停车位体积的概率。该方法进一步包括从至少一个数字摄像头获取所述停车场的一或多个图像帧；利用车辆检测器在所获得的图像帧上执行像素分类以确定像素属于车辆的可能性；基于空间变化的成员概率密度函数和相关区域内车辆像素的可能性计算停车位被车辆占用的概率；以及通过比较计算出的停车位被车辆占用的概率和预定阈值确定停车场的空位。

【技术实现步骤摘要】
从数字摄像头图像确定停车场占用情况的方法
本专利技术涉及从数字摄像头图像确定停车场占用情况的方法和系统。
技术介绍
作为背景情况，对可用停车位的检测在世界范围内都是非常重要的，这是因为它与燃料消耗和交通拥堵高度相关。研究表明，在人口密集的美国城市中，比如旧金山和纽约市，相当大比例的交通量与找寻（cruise）空停车位相关。例如，据估计，旧金山大约三分之一的交通量和二分之一的所使用燃料是因为搜寻空停车位的车辆而导致。一项在布鲁克林完成的关于停车位相关问题的研究表明总交通量的45%和本地交通量的64%是在寻找可用的停车位。因此，停车场占用情况的自动估计以及空位的检测能够解决繁忙地段的燃料消耗和交通量的问题。停车的进行通常只有非常少的自动化技术，这使得该过程效率低下且常常失效。需要廉价的自动和半自动的停车执行系统（parkingenforcementsystem）。虽然已有基于停车传感器的系统，但是它们往往牵涉到大的安装和部署成本，以及安装许可的获取、不是没有困难的过程。由成组的摄像头组成的系统不仅可提供易于部署的廉价解决方案，而且可支持会给消费者提供附加值的其它任务，比如交通执法和监督。对基于摄像头的执行系统而言，主要的挑战之一是从图像和视频确定占用率和空位位置。需要一种执行停车场占用情况估计并检测空位的自动化系统。该信息转而可经由无线电、因特网、路标和/或GPS辅助信号转达给司机。
技术实现思路
在一实施方式中，提供了一种从数字图像确定停车场占用情况的方法。该方法包括构建程序，该构建程序包括如下步骤：获得具有多个停车位的停车场的布局且针对至少一个视角估计停车位的体积并估计观察的像素属于所述停车位的体积的概率。该方法进一步包括如下步骤：从至少一个数字摄像头获取所述停车场的一或多个图像帧；利用至少一个车辆检测器在所获得的所述一或多个图像帧上执行像素分类以确定像素属于车辆的可能性；基于空间变化的成员概率密度函数（PDF）和相关区域（aregionofinterest）内车辆像素的可能性计算停车位被车辆占用的概率；以及通过比较计算出的停车位被车辆占用的所述概率和预定阈值确定停车场的空位。在另一实施方式中，提供了一种从数字图像确定停车场占用情况的系统。该系统包括数据库和图像处理单元，所述数据库存储数字图像以及与数字图像处理相关的数据，所述图像处理单元包括处理器、系统存储器和系统总线，所述系统总线连接系统存储器和处理单元。所述图像处理单元是可操作的以：获得具有多个停车位的停车场的布局；针对至少一个视角估计停车位的体积并估计观察的像素属于所述停车位的体积的概率；从至少一个数字摄像头获取所述停车场的一或多个图像帧；利用至少一个车辆检测器在所获得的所述一或多个图像帧上执行像素分类以确定像素属于车辆的可能性；基于空间变化的成员概率密度函数（PDF）和相关区域内车辆像素的可能性计算停车位被车辆占用的概率；以及通过比较计算出的停车位被车辆占用的所述概率和预定阈值确定停车场的空位。在又一实施方式中，提供了一种存储指令的非暂时的计算机可读的数据载体，所述指令当被计算机执行时，使得所述计算机执行从数字图像确定停车场占用情况的方法。该方法包括构建程序，该构建程序包括如下步骤：获得具有多个停车位的停车场的布局且针对至少一个视角估计停车位的体积并估计观察的像素属于所述停车位的体积的概率。该方法进一步包括如下步骤：从至少一个数字摄像头获取所述停车场的一或多个图像帧；利用至少一个车辆检测器在所获得的所述一或多个图像帧上执行像素分类以确定像素属于车辆的可能性；基于空间变化的成员概率密度函数（PDF）和相关区域内车辆像素的可能性计算停车位被车辆占用的概率；以及通过比较计算出的停车位被车辆占用的所述概率和预定阈值确定停车场的空位。附图说明图1是图解适于实施从一或多幅摄像头图像确定停车场占用情况的示例性方法的数字图像处理装置的框图；图2是从摄像头图像确定停车场占用情况的示例性方法的流程图；图3是用于详细说明停车场布局的示例性用户界面（UI）；图4示出了使用示例性车辆体积建模方法对停车位体积的估计；图5示出了使用LBP-SVM车辆分类器的像素分类结果；图6示出了局部二元模式编码方案；图7示出了停车位的成员概率密度函数；以及图8示出了具有样本停车场图像经示例性方法分析得出的占用结果的UI。具体实施方式这里所记载的是一种用于从一或多幅摄像头视图标记停车场占用检测的方法和系统。在合意的高度安装摄像头的常用方法是安装在灯柱上；但要理解的是，摄像头的任何架高安装（例如，高于8英尺）会是适合的。示例性实施方式专注于从灯柱摄像头视图而标记的停车场占用检测，但它也涉及沿街停车，尤其是用于具有画线的街道（即，划出的“停车位”）。在更高层面上，示例性实施方式的一个方面是从静态图像确定占用率和占用/空闲位置的一系列图像处理步骤。具体而言，该示例性实施方式一般包括（1）利用用户标记线确定停车场布局的半手动规则系统（algorithm），（2）执行车辆/背景区分的切分规则系统（algorithm），以及（3）利用车辆体积模型的占用确定规则系统（algorithm）。图1概略地示出了用于实施示例性方法的数字图像处理装置100。根据示例性实施方式形成的数字图像处理装置100包括用于执行数字图像处理和其它电子计算操作的图像处理单元（IPU）102。计算机是用于IPU102的一种可行的硬件配置。要知道的是，虽然图示了独立架构，但可以根据本实施方式采用任何合适的计算环境。例如，根据本实施方式可采用的计算架构包括但不限于独立的、多处理器的、分布式的、客户端/服务器的、小型计算机的、大型计算机的、巨型计算机的、数字的和模拟的。虽然没有特别显示在该图中，但就本领域技术人员所知，IPU102通常包括处理单元、系统存储器和连接各种系统部件（包括连接系统存储器和处理单元）的系统总线。处理单元可以是市场上可获得的各种处理器中的任何一种。双微处理器和其它多处理器架构也可被用作为处理单元。系统总线可以是若干类型的总线结构中的任何一种，所述若干类型的总线结构包括使用市场上可获得的各种总线架构中的任何一种的存储总线或存储控制器、外设总线和局部总线。计算机存储器包括只读存储器（ROM）和随机访问存储器（RAM）。ROM中存储基本输入/输出系统（BIOS），BIOS包含有助于比如在启动期间、在计算机中的元件之间传递信息的基本例程。IPU102可进一步包括硬盘驱动器、磁盘驱动器（例如，用于从可移动磁盘读取或者写入可移动磁盘）和光盘驱动器（例如，用于读取CD-ROM盘或者从其它光学介质上读取或者写入其它光学介质）。IPU102通常包括至少某种形式的计算机可读介质。计算机可读介质可以是能够被计算机访问的任何可获得的介质。示例而不是限制地，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括在用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法和技术中使用的易失和非易失、可移动和不可移动的介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字通用光盘（DVD）或其它磁存储设备，或者可用来存储所需信息且可被计算机访问的任何其它介质。许多程序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从数字图像确定停车场占用情况的方法，所述方法包括：获得具有多个停车位的停车场的布局；针对所述停车位的至少一个视角估计停车位的体积，并估计观察的像素属于所述停车位的体积的概率；从至少一个数字摄像头获取所述停车场的一或多个图像帧；利用至少一个车辆检测器在所获得的所述一或多个图像帧上执行像素分类以确定像素对应于车辆的可能性；基于空间变化的成员概率密度函数和相关区域内车辆像素的可能性计算停车位被车辆占用的概率；以及通过比较计算出的停车位被车辆占用的所述概率和预定阈值确定停车场的空位。

【技术特征摘要】
2012.03.29 US 13/4338091.一种从数字图像确定停车场占用情况的方法，所述方法包括：获得具有多个停车位的停车场的布局；针对所述停车位的至少一个视角估计停车位的体积，并估计观察的像素属于所述停车位的体积的概率；从至少一个数字摄像头获取所述停车场的一或多个图像帧；利用至少一个车辆检测器在所获得的所述一或多个图像帧上执行像素分类以确定像素对应于车辆的可能性；基于空间变化的成员概率密度函数和相关区域内车辆像素的可能性计算停车位被车辆占用的概率；以及通过比较计算出的停车位被车辆占用的所述概率和预定阈值确定停车场的空位；其中估计与所述图像中的停车位相关的体积进一步包括：通过利用所述停车位的标记线以及将高度估计为四条底边的平均长度的一半，使所述停车位逼近平行六面体；通过针对给定的所述停车位产生相关三维区域的投影的几何操作，从给定的摄像头角度观测获取所述平行六面体的面层；针对所述区域内的每一个像素，指定是给定的所述停车位的像素成员的概率，其中所述成员概率密度函数是距所述相关区域的中心的距离和多个能与相邻停车位重叠的区域的函数。2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：利用使用旋转不变的局部二元模式作为输入特征的支持向量机分类器和TextonBoost分类器中的至少一者来执行所述像素分类步骤。3.如权利要求1所述的方法，其中所述预定阈值基于额外信息进行调整，所述额外信息包括进出所述停车场的车辆的总数和空停车位的总数中的至少一者。4.如权利要求1所述的方法，其中获取所述停车场的布局进一步包括：当所述停车场至少部分为空或者收到由用户通过用户界面输入的数据时，从所述停车场的图像中自动检测限定一或多个停车位的一或多个标记或线，其中所述数据包括所述停车场的一或多幅图像上的标记或线且所述标记或线的交叉限定停车位的一或多个角落。5.一种从数字图像确定停车场占用情况的系统，所述系统包括：数据库，其存储数字图像以及与数字图像处理相关的数据，其中所述数据包括一或多个停车场布局；以及图像处理单元，其包括处理器、系统存储器和系统总线，所述系统总线连接所述系统存储器和所述处理单元，其中所述图像处理单元是可操作的以：获得具有多个停车位的停车场的布局；针对所述停车位的至少一个视角估计停车位的体积，并估计观察的像素属于所述停车位的体积的概率；从至少一个数字摄像头获取所述停车场的一或多个图像帧；利用至少一个车辆检测器在所获得的所述一或多个图像帧上执行像素分类以确定像素对应于车辆的可能性；基于空间变化的成员概率密度函数和相关区域内车辆像素的可能性计算停车位被车辆占用的概率；以及通过比较计算出的停车位被车辆占用的所述概率和预定阈值确定停车场的空位；其中估计与所述图像中的停车位相关的体积进一步包括：通过利用所述停...

【专利技术属性】
技术研发人员：黛安娜·L·德利巴尔托夫，吴文成，罗伯特·P·洛切，埃德加·伯纳尔，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：