随着现代铁路的高速发展,铁路运输速率也在不断提高,但由于铁路道口众多、缺乏人员管理和人们交通安全意识淡薄等诸多因素,使得道口事故频发,严重威胁了铁路经济运输命脉的发展和人民生命财产的安全,因此铁路道口的安全问题一直是各个国家都十分关注的问题。针对上述现状,铁路道口安全防护装置的研发和应用就显得尤为重要。目前,道口安全防护装置种类、工作机理各有不同。本文选择了铁路道口视频监控系统进行讨论,该系统通过实时地监控道口情况,自动分析图像序列,对其中感兴趣的目标,如抢行道口的车辆、行人进行检测、跟踪和识别,如果检测到故障,系统进行报警,同时通过无线传输将道口的情况传送至机车,机车司机就可以利用所获得的信号,判断道口情况,从而采取相应制动措施,避免了事故发生的机率,大大提高了铁路道口的安全性。论文分析了系统的功能目标、性能要求和系统组成,从而确定了系统的重点是图像处理模块,并由此围绕图像处理模块的算法设计、算法验证展开讨论。整个算法设计可分为五个部分:图像预处理、目标的检测、运动目标的跟踪、目标的分类识别和铁路道口故障判断。其中图像预处理是图像处理模块中一个基本而又重要的部分,主要是对图像进行增强、改善或修改,为图像分析做准备;目标检测是目标跟踪、目标识别的基础,是检测视频序列中是否存在相对于背景图像运动或静止的物体,并将这些物体从静止的背景中提取出来;运动目标跟踪为图像的高层理解和分析提供依据,该技术是处理每一帧中已知的运动目标与下一帧的运动区域相匹配的过程;目标分类识别为道口故障判断提供形象的依据;故障判断是最终结果,也是我们最关心的结论,同时用MATLAB验证了相关的算法。