隨著信息技術的飛速發展，利用日趨強大的信息化手段對交通系統進行管理也成為了一種發展趨勢，上世紀八十年代開始，智能交通系統（Intelligent Trans-portation System，簡稱 ITS）得到了快速的發展。面對現代化交通對信息需求的日益增長，ITS 不但可以在交通管理層面利用計算機強大的計算能力進行更加科學高效的交通規劃和管理，并可以通過先進的自動化設備獲得更豐富的交通信息。

　　本文實現了一個基于視頻的交通檢測系統，研究的范圍包括視頻幀的獲取，圖像處理，車輛的檢測與跟蹤，以及交通宏觀信息的獲取。詳細探討了車輛的檢測與跟蹤的技術方法，主要工作體現在如下幾個方面：

　　（1） 采用 Directshow 技術對視頻圖像幀進行獲取。

　　（2） 采用 OpenCV 庫進行相關的圖像處理并對感興趣區域進行提取。

　　（3） 分析和探討了基于連續圖像幀之間的運動物體檢測技術，比較和權衡了各種算法，在已經取得的研究成果的基礎上，提出了基于檢測線的車輛發現方法。

　　2 開發環境介紹

　　視頻處理一般是基于視頻中一幀一幀的數據，所以首要的任務就是將視頻中一幀一幀的圖像獲得到。在這個過程中我們采用了基于COM 組件技術的DirectShow 開發包。DirectShow 通過對過濾器的拼接來完成視頻播放和處理任務，使得開發者不必關注視頻的解碼方式，從而將更多的精力放在圖像處理的部分。

　　而在圖像處理過程中，我們需要一套強大而高效的 API，使我們不需要關注最底層的圖像處理過程，從而將精力都放在上層的算法的研究中。而在這里我們選擇了 Intel 公司的 OpenCV 圖像處理函數庫，下面就針對 OpenCV 和 DirectShow 開發包進行介紹。

　　2.1 OpenCV 的介紹

　　OpenCV 是 Intel 公司的一個開源的圖像處理函數庫。它包括 300 多個 C/C++函數的跨平臺的中、高層API，它不依賴于其它的外部庫。

　　OpenCV 包含了計算機視覺和圖像處理方面的許多通用算法，它包括以下功能：對圖像數據的操作、對圖像和視頻的輸入和輸出、對矩陣和向量的操作、具有線性代數的算法程序、對各種動態數據結構進行操作、基本的數字圖像處理能力、對各種結構進行分析、對攝像機定標、對運動進行分析、對目標進行識別，另外 OpenCV 還具有具有基本的 GUI 功能，還可對圖像進行標注等。

　　在 OpenCV 庫中，最常用也是最基本的一個數據結構是 Ip1Image，它在 OpenCV 中用來存儲位圖的數據結構，使用頻率是非常高的，所以在這里有必要介紹一下它。Ip1Image 在 OpenCV 中的定義如程序1所示：

　　Typedef struct_Ip1Image{

　　int nSize; int ID; int nChannels; int depth; int dataOrder; int origin; int width; int height; struct _Ip1Image *maskROI;

　　struct _Ip1ROI *roi; void *imageId; struct_Ip1TileInfo *tileInfo;

　　int imageSize; char *imageData;

　　int widthStep; char *imageDataOrigin; }Ip1Image; （程序 1） Ip1Image 結構是來源于 Intel Image Precssiong

　　Libray，使用函數 cvCreateImage 來初始化 Ip1Image結構，函數的定義如程序 2 所示，這個函數只是單純分配一塊沒有存放內容的內存。當為其中的參數 depth 賦值為 IPL_DEPTH_8U 時，初始化的是一個單通道無符號整形圖像，而賦值為 IPL_DEPTH_32F 時，初始化的是一個三通道浮點圖像。

　　Ip1Image*cvCreateImage（CvSize size， int depth， int channels）; （程序 2）

　　有關OpenCV 實現其它功能的函數，文章中會貫穿的介紹。

　　2.2 DirectShow 的介紹

　　DirectShow 是微軟在 Active Movie 和 Video for Windows 的基礎上，推出的新一代的基于 COM 組件

　　技術的流媒體處理的開發工具包。它為需要自定義解決方案的應用程序提供了對底層流控制結構的訪問。從網絡應用的角度看，DirectShow 可用于視頻點播、視頻會議和視頻監控等領域。

　　當播放媒體文件時，Filter Graph Manager 首先建立一個 Filter Graph。在 Filter Graph 中，源過濾器負責讀取原始的媒體數據流，變換過濾器完成對這些數據流的解碼，最后由提交過濾器將解碼的結果顯示出來。此時的媒體數據已經轉換為一幀一幀的圖像，就可以方便的將它們一張張的捕捉下來了。