I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 ,   p p .   1 5 5 5 ~1 568   I SS N:  2 502 - 4 7 52 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijee cs .v 37. i 3 . p p 1 5 5 5 - 1 5 6 8          1555     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ee cs . ia esco r e. co m   Co mpa ra tive a na ly sis  of edge de tec tion ima g e proces sing   techniqu es for  efficient  traff i c sig n a l ma na g ement sys tem       Nira nja na   C ha nd ra s ek a ra   B ha ra t hy ,   M a nju  S hiv a nn a   D a s a pp a na v a r ,    Anne G o wda   A leri   B y re   G o wda ,   J ij esh   J is ha   J a na rdha na n   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   S r i   V e n k a t e sh w a r a   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J ul   2 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Oct   4 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Oct   7 ,   2 0 2 4       Traffic  m o n it o rin g   a n d   c o n tr o l  p o se   sig n ifi c a n t   c h a ll e n g e s,  p a rt icu larly   i n   m e tro p o li tan   a re a s  wo rld wid e .   T ra d it io n a l  m e th o d s  su c h   a s  ti m e rs,  traffic  p o li c e   c o n tro l,   a n d   se n so r - b a se d   sy ste m s  h a v e   b e c o m e   in c re a sin g l y   in e ffe c ti v e   d u e   t o   e sc a latin g   traff ic  v o l u m e s.  Im a g e   p ro c e ss in g   e m e rg e s  a s  a   p ro m isin g   tec h n o l o g y   fo r  e n h a n c in g   traffic  c o n t ro l  sy ste m s.  T h i s  re se a r c h   a ims   to   a d d re ss   th e   in e fficie n c ies   o f  c u rre n t  traffic  m a n a g e m e n t  sy ste m s  (TM S )  b y   c o n d u c ti n g   a   d e tailed   c o m p a ra ti v e   a n a ly sis  o f  c o n v e n t io n a l  ima g e  p ro c e ss in g   tec h n iq u e s,  fo c u si n g   o n   e d g e - b a se d   m e th o d s.  Util izin g   th e   o p e n   so u rc e   c o m p u ter  v isio n   ( Op e n CV )  Li b ra ry ,   we   e v a l u a ted   v a rio u s  e d g e   d e tec ti o n   tec h n i q u e s  b a se d   o n   q u a li tati v e   p a ra m e ters   li k e   e n v i ro n m e n ta l   li g h t in g ,   o b jec t  d e tec ti o n ,   a n d   siz e ,   a s  we ll   a s q u a n ti tati v e   p a ra m e ters   su c h   a s   a v e ra g e   traffic  d e n sity ,   sh a rp n e ss   ra ti o   (S R),   a b r u p tn e ss ,  se n siti v it y   fa c to rs   (S F ),   p ro c e ss in g   t ime ,   fra m e   p ro c e ss in g   ti m e ,   a n d   a v e ra g e   fra m e s  p e r  se c o n d   (F P S ).   T h e   stu d y   f in d s  th a t  t h e   C a n n y   e d g e   d e tec ti o n   tec h n iq u e   o u tp e rfo rm s  o th e rs,  wit h   a n   a v e ra g e   traffic  d e n sity   o f  3 0 . 1 2   a c ro ss   1 0   fra m e s,  su p e ri o r   S R,   a n d   m in ima l  p r o c e ss in g   ti m e   o f  9 9   se c o n d s.  T h is  m a k e s  it   h ig h ly   e ffe c ti v e   fo r  traffic  c o n tr o l  a p p li c a ti o n s  b y   g e n e ra ti n g   h i g h - q u a li ty   e d g e   m a p s  with   m in ima l  n o ise .   Ou r  fi n d i n g s  su g g e st  t h a t  imp ro v i n g   c o n v e n t io n a l   ima g e   p ro c e ss in g   tec h n i q u e s  a n d   in teg ra ti n g   d e e p   lea rn in g   a l g o rit h m s  c a n   fu rth e r  e n h a n c e   TM S ,   lea d in g   to   m o re   e fficie n t  u rb a n   m o b il i ty   a n d   re d u c e d   e n v iro n m e n tal  imp a c t.   K ey w o r d s :   C an n y   ed g e  d etec tio n   C o m p u ter   v is io n   lib r ar y   I m ag e  p r o ce s s in g   I m ag e  s eg m en tatio n   Ma ch in e  lear n in g   Op en   s o u r ce   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nir an jan a  C h an d r asek ar a   B h ar ath y   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,   Sri  Ven k atesh war a  C o lleg e  o f   E n g in ee r i n g     B an g alo r e,   Kar n atak a   E m ail: n ir an jan a3 1 9 4 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Me tr o   cities  all  o v er   th e  g lo b e  ar e  s u f f er in g   f r o m   s ev er e  tr af f ic  is s u es.  T h e  tr af f ic  jam s   an d   tr af f ic   co n g esti o n   r esu lt  in   in c r ea s ed   tr av ellin g   tim e  f o r   s h o r t  d is tan ce s ,   ex ce s s   f u el  co n s u m p tio n ,   in f r astru ctu r e   s tr ain ,   n eg ativ e   im p ac t   o n   l if e  q u ality ,   n e g a tiv e  im p ac t   o n   th e   ec o n o m y ,   an d   i n cr ea s ed   air   p o llu tio n .     I n   ad d itio n   t o   th at   in cr ea s ed   a cc id en ts   an d   f r u s tr atio n   am o n g   co m m u ter s   ar e   th e  c o m m o n   im p ac ts   o f   tr af f ic   is s u es.  T h e  in cr ea s e  in   tr af f i c  jam s   an d   co n g esti o n   lead s   r ed u ctio n   in   th e  ef f icien cy   o f   th e   tr an s p o r tatio n   s y s tem .   No wad ay s ,   tr af f ic   m an ag em en t  s y s tem s   ( T MS)   [ 1 ]   in clu d e   tr af f ic  m o n ito r in g   a n d   d ata   co llectio n ,   tr af f ic  an aly s is   an d   p r ed ictio n ,   tr af f ic  co n tr o l  an d   r e g u latio n ,   p u b lic  in f o r m atio n   a n d   c o m m u n icatio n ,   s m ar t  in f r astru ctu r e  an d   tech n o lo g y ,   an d   co n tin u o u s   m o n ito r in g   a n d   ev alu atio n .   T MS  m ajo r l y   co llect  r ea l - tim e  d ata   lik e  tr af f ic   d en s ity ,   s p ee d ,   c o n g esti o n   lev el,   ty p e  o f   v eh icle  [ 2 ] ,   an d   wea th er   co n d iti o n s   an d   b ased   o n   co n v en ie n t  tech n iq u es  lik e  i m ag e  p r o ce s s in g   an d   m ac h in e  lear n in g   ap p r o ac h es,  tr a f f ic   p atter n s   an d   tr en d s   will  b e  id en tifie d .   T h e  c o n tr o l  m ea s u r es  ar e  ta k en   b ased   o n   th e  p atter n   an d   tr en d s .   I n   th e  last   s tag e,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 555 - 1 5 6 8   1556   a  c o n t i n u o u s   m o n i t o r i n g   a n d   ev a l u a t i o n   p r o c e s s   is   c a r r ie d   o u t   f o r   t h e   o p t i m i za t i o n   o f   T MS .   I m a g e   p r o c e s s i n g   [ 3 ]   is   th e  m o s t  p o p u la r   tech n i q u e  ad o p ted   in   T MS  d u e  to   e n h an ce d   v is u al  p e r ce p tio n ,   q u an titativ e  an aly s is ,   m o n ito r in g   an d   r em o te  s en s in g ,   an d   cr ea tiv e   m an ip u latio n .   T h e  s ig n if ican ce   o f   im ag e  p r o ce s s in g   is   en ab lin g   m o n ito r in g ,   o p tim is atio n   o f   t r af f ic  f lo w,   d ata  co llec ti o n   a n d   an aly s is   [ 4 ] .   T h e  im p o r ta n t  im ag e  p r o ce s s in g   tech n iq u es u s ed   in   tr af f ic  s ig n al  m an ag em en t a r e  p r esen te d   i n   Fig u r e  1 .           Fig u r e  1 .   C lass if icatio n   o f   im a g e  p r o ce s s in g   tech n iq u es f o r   tr af f ic  s ig n al  m an ag e m en t       I m ag e  p r o ce s s in g   tech n iq u es  h av e  b ec o m e  a n   in teg r al  p ar t  o f   tr af f ic  m an a g em en t.  T h ey   o f f er   b en ef its   lik e  r ea l - tim e  m o n it o r in g ,   an aly s is ,   an d   d ec is io n - m ak in g   ca p ab ilit ies  at  d if f e r en t  lev els  o f   th e   tr an s p o r tatio n   n etwo r k .   T h e  b l o ck   d iag r am   o f   im ag e  p r o ce s s in g   in   tr a f f ic  s ig n allin g   is   s h o w n   in   Fig u r e  2 .           Fig u r e  2 .   I m ag e  p r o ce s s in g   in   tr af f ic  s ig n allin g   s y s tem       I n   a  tr af f ic  s ig n al  m an ag em en t  s y s tem   illu s tr ated   in   Fig u r e  2 ,   im ag e  p r o ce s s in g   p lay s   a  c r u cial  r o le   in   en s u r in g   ef f icien t   tr af f ic  f lo w  an d   s af ety .   C am er as  in s talled   at  in ter s ec ti o n s   ca p tu r e   r ea l - tim e  im ag es  o f   tr af f ic  co n d itio n s .   T h e  ca p tu r ed   im ag es  ar e  s eg m e n ted   t o   id en tify   d if f er e n t  elem en ts   s u ch   as  v eh icles,  p ed estrian s ,   an d   b ac k g r o u n d .   Usi n g   tech n iq u es  lik e  o b ject  d etec tio n ,   v eh icles  an d   o th er   r elev an t  o b jects  ar e   d etec ted   wit h in   th e  s eg m en ted   im ag es.  On ce   d etec ted ,   th e  s y s tem   r ec o g n izes  th e  ty p e  o f   v eh icles  ( ca r ,   tr u ck ,   an d   b icy cle )   an d   th e  p r esen ce   o f   p ed estrian s .   T h e  s y s tem   co m p ar es  th e  cu r r en t  im ag e  d ata  with   d ata  f r o m   p r ev io u s   in s tan ce s   to   id en tif y   ch an g es  in   tr af f ic  f lo w,   v eh icle  d en s ity ,   o r   o th er   r e lev an t  p ar am eter s .     T o   co m p ar e  th e  tech n i q u es  o n   th e  Op en C V  p latf o r m ,   Var io u s   p er f o r m a n ce   p ar am eter s   ca n   b e  tak en   in to   ac co u n t .   T h e  p er f o r m an c e  p ar am eter s   s u ch   as  ac cu r ac y ,   tr af f ic  d en s ity ,   s p ee d ,   r o b u s tn ess ,   ed g e  lo ca lizatio n ,   m em o r y   u s ag e,   co lo u r ,   s ize  o f   o b jects  an d   ea s in ess   o f   i m p lem en tatio n   [ 5 ]   ar e  ta k en   in to   c o n s id er atio n .     B y   co n d u ctin g   s u ch   co m p ar is o n s ,   o n e  ca n   d eter m in e  th e  s tr en g th s   an d   wea k n ess es  o f   ea ch   tech n iq u e  an d   ch o o s e  th e  m o s t su itab le  o n e  a cc o r d in g   to   th e  a p p licatio n ’ s   s p ec if ic  r eq u ir e m en ts .         2.   L I T E R AT U RE   SU RVE Y   I m ag e  p r o ce s s in g   is   o n e  o f   th e  m o s t  p r o m is in g   tech n o lo g ie s   ty p ically   f o r   th e  ap p licatio n s   lik e  T MS.   I n   o r d e r   to   an lay s e  th e  s u itab ilit y   o f   v ar io u s   im ag e  p r o ce s s in g   tech n iq u es,  an   ex ten s iv e  l iter atu r e  r ev iew  is   ca r r ied   o u t.  T h e  p r o s   an d   co n s   o f   ea ch   m eth o d   ar e  d is cu s s ed   u s in g   v ar io u s   liter atu r es.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f e d g e  d etec tio n   ima g e  p r o ce s s in g   … ( N ir a n ja n a   C h a n d r a s ek a r a   B h a r a th y )   1557   2 . 1 .     Co nv ent i o na l t ra f f ic  s ig na l m a na g e m ent   s y s t em s   R af ter   et  a l.   [ 6 ]   e x p lain s   th e  f ac t  o n   co n v en tio n al  tr af f ic  s ig n al  s y s tem s   h av e  lo n g   b ee n   th e   co r n er s to n e   o f   u r b an   tr af f ic  m an a g em en t,   o f f er in g   a   s y s tem atic  ap p r o ac h   to   r e g u lat in g   v e h icu lar   an d   p ed estrian   f lo w  at  in ter s ec tio n s .   T y p ically ,   th ese  s y s tem s   r el y   o n   p r e - p r o g r am m ed   tim i n g   s eq u en ce s   th at  d ictate  wh en   ea ch   d i r ec tio n   o f   tr af f ic  r ec eiv es  a  g r ee n   lig h t,  y ield in g   to   th e  n ex t  p h ase  o f   m o v em e n t.   C o o r d in ated   with   s en s o r s   o r   t im er s ,   th ese  s ig n als  en s u r e  ef f icien t  tr af f ic  p r o g r ess io n   wh i le  also   p r io r itizin g   s af ety .   R ed u cin g   th e  p o ten tia l  f o r   ac ci d en ts   an d   co n g esti o n ,   co n v en tio n al  tr af f ic   s ig n al   s y s tem s   ar e  o f ten   au g m en ted   with   ad d itio n al  f ea tu r es.   J ian g   an d   L u o   [ 7 ]   d is cu s s   ab o u t  th e  f ac t  th at   co n v en tio n al  tr af f ic  s ig n al  s y s tem s   f ac e  ch allen g es  in   d y n am ically   ad a p tin g   to   ch a n g in g   tr af f ic  p atter n s   an d   o p tim izin g   ef f icien cy   in   r ea l - t im e.   Fix ed   tim in g   s eq u en ce s   m ay   n o t   ad eq u ately   ac co m m o d ate  f lu ctu atio n s   in   tr af f ic   v o lu m e,   lead i n g   t o   in ef f icien cies  an d   p o ten tial  co n g esti o n   d u r in g   p ea k   h o u r s .   Ad d itio n ally ,   th es e  s y s tem s   ca n   s tr u g g le  to   p r io r itize  alter n ativ e  m o d es  o f   t r an s p o r tatio n ,   s u c h   as  b icy cles  o r   p u b lic  tr a n s it,  wh ich   ar e  in c r ea s in g ly   in te g r al  to   s u s tain ab le   u r b an   m o b ilit y   in itiativ es.  As  u r b an   ce n ter s   ev o lv e ,   th er e  is   a  g r o win g   n ee d   f o r   t r af f ic  m a n ag em en t  s o l u tio n s   th at  em b r ac e   tech n o lo g ical  a d v an ce m e n ts   to   en h an ce   a d a p tab ilit y ,   r esp o n s iv en ess ,   an d   in clu s iv ity   with in   tr an s p o r tatio n   n etwo r k s .   Acc o r d in g   to   K u m ar   an d   Sin g h   [ 8 ]   o n e   n o ta b le  d is ad v a n t ag e  o f   co n v en tio n al  TMS   lie s   in   th eir   lim ited   ad ap tab ilit y   to   d y n a m ic  tr af f ic  co n d itio n s .   Fix ed - tim in g   s ig n al  s y s tem s ,   f o r   in s tan ce ,   o p er ate  o n   p r ed eter m in e d   s ch ed u les  th at   m ay   n o t  ef f ec tiv ely   r esp o n d   to   f lu ctu atio n s   in   tr af f ic  v o l u m e  th r o u g h o u t  th e   d ay .   T h is   r ig id ity   ca n   lead   t o   in ef f icien cies  an d   co n g esti o n   in   ar ea s   with   u n p r ed ictab le  tr af f ic  p atter n s .   Mo r eo v er ,   co n v en tio n al  s y s tem s   o f ten   p r io r itize  v eh icu la r   tr af f ic  o v er   alter n ativ e  m o d es   o f   tr an s p o r tatio n ,   s u ch   as  b icy cles  o r   p u b lic  tr a n s it,  n eg lectin g   th e  d iv er s e  n ee d s   o f   u r b an   c o m m u te r s .   As  cities  ev o lv e   an d   tr an s p o r tatio n   tr en d s   s h if t  to w ar d s   s u s tain ab ilit y   an d   m u lti - m o d al  s o lu tio n s ,   th er e ’ s   a  p r e s s in g   n ee d   f o r   TMS   th at  o f f er   g r ea ter   f lex ib ilit y ,   r e s p o n s iv en ess ,   an d   in clu s iv ity .     2 . 2 .     I ma g e  pro ce s s ing   us ing   edg e  det ec t io n   An g   et  a l.   [ 9 ]   h ig h lig h ted   th a t  ed g e  d etec tio n   is   ess en tial   f o r   v ar io u s   co m p u ter   v is io n   ap p licatio n s ,   in clu d in g   o b ject  d etec tio n ,   i m ag e  s eg m en tatio n ,   an d   f ea t u r e  ex tr ac tio n .  T h e  p r im a r y   o b jectiv e  o f   ed g e  d etec tio n   is   to   lo ca te  s ig n if ican t  tr an s itio n s   o r   d i s co n tin u itie s   in   p ix el  in ten s ity ,   wh ich   o f te n   co r r esp o n d   to   th e  ed g es  o f   o b jects  o r   ch a n g es  in   tex tu r e   with in   th e   im ag e.   Acc o r d in g   to   L a u   et  a l.   [ 1 0 ]   th er e  a r e  s ev er al   alg o r ith m s   an d   m eth o d s   em p lo y ed   f o r   ed g e  d etec tio n ,   ea ch   with   its   s tr en g th s   an d   li m itati o n s .   T h e   m o s t  wid ely   u s ed   tech n iq u e  is   th e   g r ad ien t - b ased   ap p r o ac h ,   wh e r e  g r ad ie n ts   in   p ix el   in ten s ity   ar e  co m p u ted   u s in g   o p er ato r s   lik e  th e  So b el,   Pre witt,  o r   R o b er ts   o p er ato r s .   T h ese  o p er ato r s   an aly ze   th e  in ten s ity   v ar iatio n   in   th e   n eig h b o r h o o d   o f   ea ch   p ix el   to   id en tif y   r e g io n s   o f   r ap id   ch an g e,   i n d ic atin g   p o te n tial  ed g es.  Wu   et  a l.   [ 1 1 ]   r ec o m m en d ed   th at  E d g e  d ete ctio n   in   im ag e  p r o ce s s in g   o f f er s   s ev er al  ad v an tag es,  in clu d in g   its   ab ilit y   to   ex tr ac t  im p o r tan t   f ea tu r es  s u c h   as  o b ject  b o u n d ar ies  an d   c o n to u r s ,   w h ich   a r e  ess en tials   f o r   task s   lik e   o b ject   r ec o g n itio n ,   im ag e  s eg m e n tatio n ,   an d   s h ap e  an al y s is .   B y   h ig h lig h tin g   a r ea s   o f   r a p id   in te n s ity   ch an g e,   e d g e   d etec tio n   alg o r ith m s   ca n   ef f ec tiv ely   r ed u ce   th e  co m p lex ity   o f   im ag es  wh ile  p r eser v in g   es s en tial  in f o r m atio n ,   lead in g   to   m o r e  ef f icien t  p r o c ess in g   an d   an aly s is .   Fu r th er m o r e,   ed g e  d etec tio n   f ac ilit ates  th e  id en tific atio n   o f   k ey   s tr u ctu r es  with in   im ag es,   aid in g   in   th e   in ter p r etatio n   a n d   u n d er s tan d i n g   o f   v is u al  d a ta  in   v ar i o u s   f ield s   s u ch   as m ed ical  im ag in g ,   r em o t e  s en s in g ,   an d   r o b o tics .   Mo s av i   et  a l.   [ 1 2 ]   d is cu s s es  ab o u t   th e  p r o s   an d   co n s   o f   ed g e   d etec tio n   tech n iq u e  i n   d etails.     On e  s ig n if ican t  d is ad v an tag e  is   it s   s en s i tiv ity   to   n o is e,   wh i ch   ca n   lead   to   th e  d etec tio n   o f   f alse  ed g es  an d   in ac cu r ac ies,  esp ec ially   in   im ag es  with   lo w  s ig n al - to - n o is e   r atio s .   E d g e  d etec tio n   alg o r i th m s   m ay   s tr u g g le  with   v ar iatio n s   in   lig h tin g   co n d itio n s ,   as  well  as  w ith   th e  p r esen ce   o f   tex tu r e  o r   p atter n s   th at  ca n   in ter f er e   with   ed g e   id en tific atio n .   T h e  ch o ice  o f   p ar am eter s   a n d   alg o r ith m s   f o r   ed g e  d etec tio n   ca n   s ig n if ican tly   im p ac t   th e  r esu lts ,   r eq u ir in g   ca r ef u l  tu n in g   an d   ex p e r im en tatio n   t o   ac h iev e  o p tim a l  p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en t   ty p es  o f   im ag es  an d   ap p licatio n s .   E d g e  d etec tio n   r em ain s   a  v alu ab le  to o l  in   im ag e  p r o ce s s in g ,   o f f er in g   in d is p en s ab le  in s ig h ts   in to   th e  s tr u ctu r e  an d   c o n ten t  o f   v is u al  d ata.   T h is   m eth o d   ef f ec ti v ely   r ed u ce s   n o is e  wh ile  ac cu r ate ly   d etec tin g   ed g es  with   h ig h   lo ca lizatio n   an d   m in im al  f alse  p o s itiv es.  Ho wev er ,   e d g e  d etec tio n   alg o r ith m s   m u s t c o n ten d   with   ch allen g es su ch   as n o is e,   v ar y in g   lig h tin g   co n d itio n s ,   an d   th e  p r esen ce   o f   wea k   o r   s p u r io u s   ed g es,  wh ich   ca n   im p ac t  th eir   r eliab ilit y   an d   r o b u s tn ess   in   p r ac tical  ap p licatio n s .     No n eth eless ,   with   o n g o in g   ad v an ce m en ts   in   co m p u ter   v is io n   an d   im ag e   p r o ce s s in g ,   e d g e  d etec tio n   r e m ain s   a   cr itical  to o l  f o r   e x t r a c t i n g   m ea n i n g f u l   i n f o r m a t i o n   a n d   p o we r i n g   a   w i d e  r a n g e   o f   a p p l ic a ti o n s   a c r o s s   d i v e r s e  d o m a i n s   [ 1 3 ] .     2 . 3 .     I ma g e  pro ce s s ing   us ing   s eg m ent a t io n   Sad o wsk i   et  a l.   [ 1 4 ]   s tated   th at  im ag e  p r o ce s s in g   u s in g   s eg m en tatio n   is   v ital  f o r   a   r an g e  o f   ap p licatio n s ,   in clu d in g   o b ject  d etec tio n ,   m e d ical  im ag in g ,   a n d   s atellite  im ag e  a n aly s is .   B y   d iv id i n g   a n   im a g e   in to   m ea n in g f u l  s eg m en ts ,   s eg m en tatio n   en ab les  th e  ex tr ac ti o n   o f   im p o r tan t  f ea t u r es  an d   t h e  id en tific atio n   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 555 - 1 5 6 8   1558   o b jects  o f   in ter est  with   g r ea t er   ac cu r ac y   an d   ef f icie n cy .   T h is   p r o ce s s   allo ws   f o r   b etter   u n d er s tan d i n g   an d   in ter p r etatio n   o f   v is u al  d ata,   f ac ilit atin g   task s   lik e  im ag e  r ec o g n itio n ,   m ea s u r em e n t,   an d   class if icatio n .     Sau r a   et  a l .   [ 1 5 ]   m en tio n e d   th at  Seg m en tatio n   m eth o d s   ca n   b e  b r o ad ly   d i v id ed   as  two   m ain   ty p es:  th r esh o ld - b ased   an d   r e g io n - b ased .   T h r es h o ld - b ased   s eg m e n tatio n   in v o lv es  s ettin g   th r esh o ld s   o n   p ix e l  in ten s ity   o r   co lo r   to   s ep ar ate  o b jects  f r o m   th e  b ac k g r o u n d .   T h is   m eth o d   is   s i m p le  an d   ef f ec tiv e  f o r   i m ag e s   with   well - d ef in ed   b o u n d ar ies  an d   u n if o r m   b ac k g r o u n d .   On   t h e  o th er   h an d ,   r e g io n - b ased   s eg m en tatio n   tech n iq u es  g r o u p   p ix els   to g eth er   b ased   o n   s im ilar itie s   in   th eir   attr ib u tes,  s u ch   as   co lo r   o r   tex tu r e,   u s in g   alg o r ith m s   lik e  r e g i on  g r o win g   o r   s p lit - an d - m er g e.   T h ese  m eth o d s   ar e   m o r e   v er s atile  an d   r o b u s t,  ca p ab le  o f   h an d lin g   co m p lex   im ag es  with   v ar y in g   in ten s ity   lev els  an d   tex tu r es.  Acc o r d i n g   to   Nallap er u m a   et  a l .   [ 1 6 ]   im ag e  p r o ce s s in g   u s in g   s eg m en tatio n   also   p r e s en ts   ce r tain   ch alle n g es,  s u ch   as  th e  s elec tio n   o f   ap p r o p r iate  s eg m en tatio n   alg o r ith m s     an d   p ar am eter s ,   wh ich   ca n   s ig n if ican tly   im p a ct  th e  r esu lts .   Mo r eo v er ,   s eg m en tatio n   m ay   b e   in f lu en ce d   b y   f a cto r s   lik e   n o is e,   illu m in atio n   v ar iatio n s ,   a n d   o b ject  o cc lu s io n s ,   lea d in g   to   i n ac c u r ac ies  o r   in co m p lete  s eg m en tatio n .   D esp ite  th ese  ch allen g es,  s eg m en tatio n   r em ain s   a  p o wer f u l  to o l  in   im ag e   p r o ce s s in g ,   o f f er in g   v alu a b le  in s ig h ts   an d   en ab li n g   a  wid e  r a n g e  o f   ap p licatio n s   ac r o s s   d iv er s e  f ield s .     2 . 4 .     O t her  m et ho ds   Sch u lz   et  a l.   [ 1 7 ]   s u g g ested   th at  m ac h in e  lear n in g   p lay s   a  p iv o tal  r o le  in   im ag e  p r o ce s s in g   b y   p r o v id i n g   p o wer f u l  to o ls   a n d   alg o r ith m s   in   s ak e   o f   task s   s u ch   as  o b ject  d etec t io n ,   class if icatio n ,   s eg m en tatio n ,   a n d   e n h an ce m e n t.  T h r o u g h   th e   u tili za tio n   o f   lar g e  d atasets   an d   ad v a n ce d   a lg o r ith m s ,   m ac h in e   lear n in g   m o d els  ca n   ac q u ir e   in tr icate   p atter n s   an d   r elatio n s h ip s   with in   im ag es,  en ab lin g   th em   to   m ak e  ac cu r ate  p r ed ictio n s   an d   d ec is io n s .   I n   im a g e  class if icatio n ,   f o r   e x am p le,   co n v o lu tio n a l  n eu r al   n etwo r k s   ( C NNs)  [ 1 8 ]   a r e  co m m o n l y   e m p lo y ed   to   au to m atica lly   id e n tify   an d   ca te g o r ize  o b jects  with in   im ag es  b ased   o n   th eir   f ea tu r es.  Similar ly ,   in   o b ject  d etec tio n ,   m o d els  lik e  f aster   R - C N N  an d   YOL O  u tili ze   m ac h in e   lear n in g   tec h n iq u es   to   lo ca liz e  an d   class if y   o b jects  o f   in ter est  with in   im ag es  with   r e m ar k ab l e  p r ec is io n   an d   s p ee d .   Mo r eo v er ,   m ac h in e  lea r n in g   alg o r ith m s   en a b le  s o p h i s ticated   im ag e  en h an ce m e n t  t ec h n iq u es,  s u ch   as  s u p er - r eso lu tio n   a n d   d e n o is in g ,   b y   lear n in g   f r o m   e x am p les  to   g en er ate  h ig h - q u ality   im ag es  f r o m   lo w - r es o lu tio n   o r   n o is y   in p u ts .   Y u   et  a l.   [ 1 9 ]   u s ed   Q - lea r n in g   an d   f ast  g r ad ien t - d escen t  to   f ig u r e  o u t  th e   b est   ac tio n   f o r   s ig n al  s ettin g s .   T h ey   s h o wed   h o w   well  th is   m et h o d   w o r k s   with   s im u latio n s .   T h ey   aim e d   to   cu t  d o wn   waitin g   tim e  b y   d ec id in g   o n   s ig n al  tim in g   u s in g   a  lin e ar   r eg r ess io n   alg o r ith m .   Pre d ictin g   tr af f ic  v o lu m e   ac cu r ately   is   k ey   f o r   s ch ed u li n g   tr af f ic  s ig n als.  T o   tac k le  th is ,   an o th er   g r o u p   s u g g ested   u s in g   a  co m b in atio n   o f   m ac h in e   lear n in g   m o d els to   f o r ec ast tr af f ic  o n   in c o m in g   r o ad s .   Hu an g   et  a l.   [ 2 0 ]   s u g g ested   an   ad ap tiv e   tr af f ic  s ig n al   co n tr o ller   u s in g   lin ea r   r e g r ess io n   to   p r e d ict   g r ee n   lig h t  d u r atio n   f o r   ea ch   p h ase,   r ed u cin g   v e h icle  q u eu es   d u r in g   r e d   p er io d s .   An o t h er   r esear ch   p r o p o s es  a   d y n am ic   s ig n al  tim in g   s tr ateg y   b ased   o n   p e d estrian   v o lu m e,   u s in g   r ad a r   d ata   to   m in im i ze   waitin g   d e la y s .   T h ey   u s e  s u p p o r t  v ec to r   m ac h in es  to   esti m ate  q u eu ein g   d elay s .   A  n ew  tr af f ic  s ig n al  s witch in g   s y s tem   is   in tr o d u ce d ,   in teg r atin g   o b ject   d etec tio n   th r o u g h   m ac h i n e  lear n in g .   An   ev o lu ti o n ar y   alg o r ith m   o p tim izes  s ig n al  s tr ateg ies  to   cu t  d o wn   o n   p ed estrian   an d   v eh icle  wait  tim es.   Xu   et   a l.  [ 21]   p r o p o s ed   a  n ew  way   to   g ath er   im p o r tan t   tr af f ic  d ata  l ik e  v eh icle  v o lu m e   an d   r ed - lig h t   d u r atio n   at  s ig n alize d   h ig h way s .   T h ey   u s e  a     k - n ea r est  n eig h b o u r   class if icatio n   alg o r ith m   an d   im ag e  p r o ce s s in g .   T h is   d ata  h elp s   im p r o v e  s ig n al  s ettin g s .   Oth er   r esear ch er s   in   [ 2 2 ] ,  [ 2 3 ]   u s e  f u zz y   lo g ic,   ar tific ial  n e u r al  n etwo r k s ,   an d   g en etic  alg o r ith m s   to   o p tim ize   tr af f ic  s ig n als.  W o r ld wid e ,   s c ien tis ts   ar e  co n tin u o u s ly   im p r o v in g   s ig n al  o p er atio n s   at  i n ter s ec tio n s   to   m a k e   tr af f ic  co n tr o ller s   s m ar ter .   Ma ch in e  lear n in g   is   h ea v ily   u s ed   f o r   th is   p u r p o s e.   R ec en t  s tu d ies  in   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ]   em p lo y   r ei n f o r ce m en t le ar n i n g   to   cr ea te  ad a p tab le  an d   s m ar t tr af f ic  s ig n al  co n tr o ller s .       3.   M AT E R I AL S AN D  M E T H O DS   I m ag e  p r o ce s s in g   is   v ital  f o r   tr af f ic   s ig n al  m a n ag em e n t  in   cities.  C am er as  ca p t u r e  im ag es  at   in ter s ec tio n s   to   d etec t  v eh icles  an d   p ed estrian s ,   an d   r ef i n e  s ig n al  tim in g s   to   allev iate  co n g esti o n   an d   en h a n ce   tr af f ic  f lo w .   T h is   tech n o lo g y   is   cr u cial  f o r   im p r o v in g   tr a f f ic  ef f icien cy   an d   s af ety   o n   b u s y   u r b an   r o ad s .     I n   o r d er   to   an al y s e  th e  p er f o r m an ce   o f   co n v en ti o n al  tech n iq u es,  p o p u lar   alg o r ith m s   co m e  u n d e r   th ese  m eth o d s   ar e  a n aly s ed   an d   test ed   u s in g   Op e n C V  en v ir o n m en t.     3 . 1 .     E dg e  det ec t io n t ec hn iqu es   E d g e  d ete ctio n   tech n iq u e  in   i m ag e  p r o ce s s in g   is   a  m eth o d   u s ed   to   id en tify   b o u n d ar ies  with in   an   im ag e,   h i g h lig h tin g   a b r u p t   c h an g es  in   in ten s ity .   T h is   h el p s   in   e x tr ac tin g   im p o r tan t  f e atu r es  lik e  e d g es  o r   o u tlin es,  f ac ilit atin g   f u r th er   a n aly s is   an d   p r o ce s s in g .   E d g e   d e tectio n   in   im ag e  p r o ce s s in g   is   ess en tial  f o r   id en tify in g   b o u n d a r ies  with in   an   im a g e,   wh ich   h ig h lig h ts   ab r u p t   ch an g es  in   in ten s ity .   T h is   f ac ilit ates  th e  ex tr ac tio n   o f   cr u cial  f ea t u r es su ch   as e d g es o r   o u tlin es,  aid i n g   f u r th er   an aly s is   an d   p r o ce s s in g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f e d g e  d etec tio n   ima g e  p r o ce s s in g   … ( N ir a n ja n a   C h a n d r a s ek a r a   B h a r a th y )   1559   3 . 1 . 1 .   Ca nn y   edg e  det ec t io n   C an n y   ed g e  d etec tio n   is   a  wid ely   u s ed   im ag e  p r o ce s s in g   tec h n iq u e  k n o wn   f o r   its   h ig h   ac c u r ac y   an d   lo w  er r o r   r ates  in   ed g e   d etec tio n .   T h e   m eth o d   in v o lv es  s e v er al  s tep s ,   in clu d i n g   n o is e  r ed u ctio n ,   g r a d ien t  ca lcu latio n ,   n o n - m ax im u m   s u p p r ess io n ,   an d   ed g e  tr ac k in g   b y   h y s ter esis ,   wh ich   to g eth e r   en s u r e  p r ec is e  ed g e   d etec tio n   s u itab le   f o r   ap p licatio n s   s u ch   as  o b ject  r ec o g n itio n   an d   im a g e  s eg m e n tatio n .   T h e  f lo wc h ar t  o f   th e   C an n y   ed g e   d etec tio n   tec h n iq u e  is   illu s tr ated   in   Fig u r e  3 .   T h e  alg o r ith m   b eg i n s   b y   ta k in g   an   im ag e  as  in p u t   an d   p r o ce e d s   th r o u g h   th ese  s t ag es  to   ef f ec tiv ely   id en tify   ed g es  wh ile  m in im izin g   n o is e.   T h is   im ag e  is   th en   co n v er ted   to   g r a y s ca le,   s im p lify in g   th e  p r o ce s s in g .   Nex t,  a   Gau s s ian   b lu r   is   a p p lied   t o   th e   g r ay s ca le  im a g e  t o   r ed u ce   an y   n o is e  p r esen t  in   th e  im ag e.   T h e  C an n y   e d g e  d etec tio n   alg o r ith m   is   r en o wn ed   f o r   its   h ig h   ac cu r ac y   an d   lo w   er r o r   r ates.  I t   in v o lv es  th e  f o llo win g   s tep s ,   ea ch   co n tr ib u tin g   to   its   ef f ec t iv en ess   in   v a r io u s   ap p licatio n s   lik e  o b ject  r ec o g n itio n   an d   im a g e  s eg m en tatio n :   a)   I n p u t  im a g e:  s tar t  b y   lo a d in g   a n   im ag e  an d   co n v er tin g   it to   g r ay s ca le  f o r   s im p lific atio n .   b)   No is e  r ed u ctio n : a p p ly   a  Gau s s ian   b lu r   to   th e   g r ay s ca le  im ag e  to   r ed u ce   n o is e.   c)   Gr ad ien t  ca lcu latio n :  c o m p u t e  th e  ca lcu latio n   at  ea ch   p ix el,   h ig h lig h tin g   ar ea s   with   r ap id   in ten s ity   ch an g es.   d)   No n - m ax im u m   s u p p r ess io n :  i d en tify   lo ca l  m a x im a  i n   th e   g r ad ien t  d ir ec tio n   a n d   s u p p r ess   n o n - m a x im u m   p ix els,  p r eser v in g   th in   e d g es.   e)   T h r esh o ld in g :  d ef in e   h ig h   an d   lo w  th r esh o ld s   to   ca teg o r ize  e d g es a s   s tr o n g   o r   wea k .   f)   E d g e  tr ac k i n g   b y   h y s ter esis : r etain   wea k   ed g es e n s u r i n g   co n tin u o u s   ed g e   f o r m atio n .   g)   Ou tp u t:  t h e  f in al  im a g e  is   g en er ated ,   wh er e  e d g es a r e  h ig h li g h ted   ag ai n s t a   b lack   b ac k g r o u n d .   Af ter   th at,   th e  alg o r ith m   co m p u tes  th e  g r ad ien t  m ag n itu d e  an d   d ir ec tio n   at  ea ch   p ix el.   T h is   h elp s   to   h ig h lig h t   ar ea s   with   r a p id   i n ten s ity   ch an g es,   wh ich   t y p ical ly   co r r esp o n d   to   ed g es.  Fo llo win g   th e  g r ad ie n t   ca lcu latio n ,   n o n - m ax im u m   s u p p r ess io n   is   p er f o r m ed .   T h is   s tep   id en tifie s   lo ca l  m ax i m a  in   th e  g r ad ien t   d ir ec tio n   a n d   s u p p r ess es  n o n - m ax im u m   p i x els,  en s u r in g   th at  o n ly   th in   ed g es  ar e  p r eser v ed .   T h en ,   h ig h   a n d   lo w  th r esh o ld   v al u es  ar e  d ef i n ed   to   d ete r m in e  wh ich   ed g e s   ar e  s tr o n g   an d   wh ich   ar e   wea k .   I n   th e  ed g e   tr ac k in g   b y   h y s ter esis   s tep ,   s t r o n g   ed g es  ab o v e  th e  h ig h   th r e s h o ld   ar e  m ar k ed ,   an d   wea k   ed g es  co n n ec ted   to   s tr o n g   ed g es a r e   r etain ed .           Fig u r e  3 .   C an n y   ed g e   d etec tio n   tech n iq u es       T h is   h elp s   in   co n n ec tin g   d is co n tin u o u s   ed g es  an d   f o r m in g   co m p lete  ed g es.  Fin ally ,   th e   alg o r ith m   o u tp u ts   th e  f in al  ed g e - d etec te d   im ag e,   w h er e  e d g es  ar e  h ig h lig h ted   a g ain s t  a  b lack   b ac k g r o u n d .   O v er all,   th e   C an n y   ed g e  d etec tio n   alg o r ith m   p r o v id es  a   r o b u s t  m eth o d   f o r   ac cu r ately   d etec tin g   e d g es  i n   im ag es,  m ak in g   it  u s ef u l  in   v ar io u s   a p p licatio n s   s u ch   as  o b ject  d etec tio n   an d   im ag e  s eg m e n tatio n .   T h e  g r a d ien t  m ag n itu d e  is   co m p u ted   u s in g   ( 1 ) .     = √ 2 + 2   ( 1 )     I n   th e  ( 1 )   Gx   is   th e  g r ad ie n t  in   x   d ir ec tio n ,   wh er e  Gy   is   th e  g r ad ien t  in   y   d ir ec tio n .   Als o ,   g r ad ie n t  d ir ec tio n   is   esti m ated   u s in g   th e  ( 2 ) .     =   ( )   ( 2 )     3 . 1 . 2 .   P re wit h  edg e  det ec t io n   Pre witt  ed g e  d etec tio n   is   a   wi d ely   u s ed   im ag e   p r o ce s s in g   te ch n iq u e   th at   ap p lies   two   3 × 3   k er n els  to   co m p u te  th e  g r a d ien t  m ag n itu d e  in   b o th   th e  x   an d   y   d ir ec ti o n s .   T h is   h elp s   to   h ig h lig h t  ed g es  in   th e  i m ag e,   m ak in g   it e f f ec tiv e  f o r   id en tif y in g   s h ar p   ch an g es in   in ten s ity   as illu s tr ated   in   th e  Fig u r e  4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 555 - 1 5 6 8   1560   a)   I n p u t   im a g e:  co n v er t  th e  im a g e  to   g r ay s ca le.   b)   Gr ad ien t  ca lcu latio n : a p p ly   b o th   h o r izo n tal  an d   v er tical  Pre witt k er n els to   ca lcu late  g r ad ie n ts .   c)   T h r esh o ld in g :  s et  a  th r esh o ld   t o   cr ea te  a  b in a r y   im a g e,   en h an cin g   ed g es.   d)   Ou tp u t:  g en er ate  t h e  ed g e - d et ec ted   im ag e.           Fig u r e  4 .   Pre with   ed g e  d etec ti o n   tech n i q u es       T o   p er f o r m   Pre witt  ed g e  d etec tio n ,   we  co n v er t  th e  im ag e  t o   g r ay s ca le,   ap p ly   b o th   h o r izo n tal  an d   v er tical  Pre witt  k er n els  to   ca l cu late  g r ad ien ts ,   s et  a  th r esh o ld   to   cr ea te  a  b in ar y   im ag e,   a n d   o u tp u t  th e  ed g e - d etec ted   im ag e.   T h e  h o r izo n ta l g r ad ien t ( G x )   is   g iv en   in   th e  ( 3 ) :     = ( − 1 0 1 − 1 0 1 − 1 0 1 )   ( 3 )     t h e  v er tical  g r a d ien t ( Gy )   is   s h o wn   in   t h e  ( 4 ) .     = ( − 1 − 1 1 0 0 0 1 1 1 )   ( 4 )     T h e  f lo wch a r t  s h o wn   in   Fig u r e   4   th e   s tep s   in v o l v ed   i n   Pre witt  ed g e  d etec tio n ,   f r o m   im a g e  in p u t  to   o b tain in g   th e  f in al  ed g e - d ete cted   r esu lt.  Pre witt  ed g e  d et ec tio n   is   a  s im p ler   tech n iq u e   th an   C an n y   ed g e   d etec tio n .   Pre witt  in v o lv es  co n v o lv in g   th e  im ag e  with   two   f ix ed   k er n els.  C an n y   u s es  s eq u en tial  o p er atio n s   lik e  Gau s s ian   b lu r r in g ,   g r ad ien t  co m p u tatio n ,   n o n - m a x im u m   s u p p r ess io n ,   an d   h y s ter esis   th r esh o ld in g .     C an n y   p r o v id es m o r e   ac cu r ate   ed g e  d etec tio n   with   r ed u ce d   n o is e  an d   b ette r   b o u n d ar y   id en t if icatio n .     3 . 1 . 3 .   So bel  edg e  det ec t io n   So b el  ed g e   d etec tio n   is   a   te ch n iq u e   u s ed   to   d etec t  e d g e s   in   im ag es   b y   co m p u tin g   t h e  g r ad ien t  ap p r o x im atio n .   I t  in v o lv es  co n v o lv in g   th e   im ag e   with   a  p ai r   o f   3 × 3   k er n els  to   ca lcu late   th e  g r a d ien ts   in   t h e   h o r izo n tal  an d   v e r tical  d ir ec tio n s ,   wh ich   ar e  th en   co m b in e d   to   d eter m in e  th e  m ag n itu d e   an d   o r ien tatio n   o f   ed g es.  T h is   m eth o d   is   s im p l e,   ef f ec tiv e ,   an d   wid el y   u s ed   in   o b ject   d etec tio n   an d   i m ag e  s eg m e n tatio n .     T h e  f lo w  ch a r t o f   So b el  ed g e   d etec tio n   is   p r esen ted   in   Fig u r e  5 .     a)   I n p u t  im a g e:  co n v er t  th e  im a g e  to   g r ay s ca le.   b)   Ho r izo n tal  g r a d ien t: a p p l y   a  h o r izo n tal  So b el  k er n el  to   d etec t h o r izo n tal  g r ad ien ts .   c)   Ver tical  g r ad ien t: a p p l y   a  v e r tical  So b el  k er n el  to   d etec t v er ti ca l g r ad ien ts .   d)   Gr ad ien t  m ag n itu d e:  co m p u te  th e  g r ad ien t  m ag n itu d es.   e)   T h r esh o ld in g :  d ef in e   a  th r esh o ld   to   en h a n ce   ed g es.   f)   Ou tp u t:  p r o d u ce   th e   ed g e - d ete cted   im ag e.           Fig u r e  5 .   So b el  ed g e  d etec tio n   tech n iq u e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f e d g e  d etec tio n   ima g e  p r o ce s s in g   … ( N ir a n ja n a   C h a n d r a s ek a r a   B h a r a th y )   1561   B eg in   b y   in p u ttin g   an   im ag e  an d   co n v er tin g   it  to   g r ay s ca le  to   f ac ilit ate   p r o ce s s in g .   Ap p ly   a  h o r izo n tal  So b el  k er n el  th r o u g h   co n v o lu tio n   to   d etec t  h o r izo n tal  g r ad ien ts ,   f o llo wed   b y   a  v er tical  So b el  k er n el  to   id e n tify   v e r tical  g r ad ien ts .   C o m p u te  th e  g r a d ien t m ag n itu d es f o r   ea ch   p i x el  an d   e s tab lis h   a  th r esh o ld   v alu e.   Set  p ix els  with   g r ad ien t  m ag n itu d es  ab o v e  th e  th r esh o ld   to   wh ite  an d   th o s e  b elo w  to   b lack .   C o n clu d e   b y   o u t p u ttin g   th e  e d g e - d etec ted   im ag e.   T h is   p r o ce s s   en h a n ce s   ed g es  in   th e  im ag e,   m a k in g   th em   s t an d   o u t   ag ain s t th e  b ac k g r o u n d .   T h e  h o r izo n tal  an d   v er tical  s o b el  k e r n el  is   s h o wn   in   th e  ( 5 )   a n d   ( 6 )   r esp ec tiv ely .     = ( − 1 0 1 − 2 0 2 − 1 0 1 )   ( 6 )     = ( − 1 − 2 − 1 0 0 0 1 2 1 )   ( 7 )     So b el  ed g e   d etec tio n   is   a  s im p ler   tech n iq u e  th at  ca lcu lates  g r ad ien ts   u s in g   f ix ed   So b el  k e r n els  in   th e  h o r izo n tal  an d   v er tical  d ir ec ti o n s .   I t ’ s   co m p u tatio n ally   e f f i cien t  b u t  ca n   b e  s en s itiv e  to   n o is e,   r esu ltin g   in   th ick er   ed g es.  C o n v er s ely ,   C an n y   ed g e  d etec tio n   is   m o r e  s o p h is ticated ,   em p lo y in g   m u l tip le  s tep s   s u ch   as   Gau s s ian   b lu r r in g ,   g r ad ien t  c o m p u tatio n ,   n o n - m a x im u m   s u p p r ess io n ,   a n d   h y s ter esis   th r esh o ld in g .   C an n y   ed g e  d etec tio n   p r o d u ce s   th i n n er   an d   m o r e   ac cu r ate  e d g es,  m ak in g   it  s u itab le  f o r   ap p lica tio n s   wh er e  p r ec is e  ed g e  lo ca lizatio n   an d   n o is e  to ler an ce   ar e   cr u cial,   alb eit  with   a  h ig h er   c o m p u tatio n al  co s t.  I n   co n t r ast,     So b el  ed g e  d etec tio n   is   f aster   an d   m o r e  s tr aig h tf o r war d ,   m a k in g   it su itab le  f o r   s im p ler   ed g e  d etec tio n   task s .     3 . 1 . 4 .   Ro bert   edg e  det ec t io n   R o b er t  ed g e   d etec tio n   is   an   i m ag e  p r o ce s s in g   tech n i q u e  t h at  id en tifie s   ed g es  b y   a p p ly in g   a  s p ec if ic   k er n el  to   th e  im a g e.   W h ile  s im ilar   to   So b el  ed g e  d etec tio n ,   it  u tili ze s   a  d is tin ct  k er n el.   T h e  R o b er t  ed g e   d etec tio n   m eth o d   em p l o y s   two   2 × 2   m atr ices,  wh ich   ar e  co n v o lv ed   with   th e  im ag e  to   co m p u te  h o r izo n tal  an d   v er tical  g r ad ien ts .   T h ese   g r ad i en ts   ar e  th en   co m b in e d   to   d et ec t  ed g es  in   th e  im ag e.   Du e  to   its   s im p licity   an d   co m p u tatio n al  ef f icien cy ,   R o b er t  ed g e  d etec tio n   is   well - s u ited   f o r   r ea l - tim e  ed g e  d etec tio n   ap p licatio n s .     T h e  f lo w   ch ar t   o f   R o b er t   ed g e   d etec tio n   tech n iq u e  is   s h o wn   in   Fi g u r e   6 .   T h e   ex p r ess io n   f o r   h o r izo n tal   R o b er t   k er n el  an d   v er tical  R o b er t  k er n el  is   s h o wn   in   th e  ( 8 )   an d   ( 9 )   r esp ec tiv ely .     = ( 1 0 0 − 1 )   ( 8 )     = ( 0 1 − 1 0 )   ( 9 )           Fig u r e  6 .  R o b e r t e d g e  d etec tio n   tech n iq u e       E d g e  d etec tio n   tech n i q u es  s u c h   as  R o b er t,  So b el,   an d   Pre witt  ar e  u s ed   to   d etec t  ed g es  in   an   im ag e.   R o b er t  an d   o th er   b asic  tech n i q u es  wo r k   b y   co n v o l v in g   th e  i m ag e  with   s p ec if ic  k er n els  to   d etec t  ed g es,  wh ich   m ak es  th em   co m p u tatio n ally   s im p ler   an d   f aster .   T h ey   m ay   p r o d u ce   th ic k er   ed g es  an d   b e  s en s itiv e  to   n o is e.   Alter n ativ ely ,   t h e  C an n y   e d g e  d etec tio n   alg o r ith m   r e p r esen ts   an   ad v an ce d   ap p r o ac h   en co m p ass in g   s ev er al   p h ases :  Gau s s ian   s m o o th in g ,   g r ad ien t  co m p u tatio n ,   s u p p r es s io n   o f   n o n - m a x im a,   an d   t h r e s h o ld   d eter m in atio n   v ia  h y s ter esis .   I t  p r o v i d es  s u p er io r   ed g e   d etec tio n   p er f o r m a n ce   b y   p r o d u cin g   t h in n er   an d   m o r e  p r ec is e  ed g es,   m ak in g   it su itab le  f o r   ap p licati o n s   wh er e  ac cu r ate  e d g e  lo ca li za tio n   an d   n o is e  r ed u ctio n   ar e  cr u cial.   Ho wev er ,   it  r eq u ir es  m o r e  c o m p u tatio n a l  r eso u r ce s .   I n   s u m m ar y ,   w h ile  b asic  tech n iq u es  lik e  R o b er t ,   So b el,   an d   Pre witt  a r e   f a s t e r   a n d   s i m p l e r ,   C a n n y   p r o v i d e s   b e t t e r   p e r f o r m a n c e   a t   t h e   c o s t   o f   i n c r e a s e d   c o m p l e x i t y   a n d   c o m p u t a t i o n a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 555 - 1 5 6 8   1562   r eq u ir em e n ts .   T h is   p r o ce s s   en h an ce s   ed g es  in   th e   im ag e,   m ak in g   t h em   s tan d   o u t   ag ain s t  th e  b ac k g r o u n d .   R o b er t e d g e  d etec tio n   u s es 2 × 2   k er n els to   ca lc u late  g r ad ie n ts :   a)   I n p u t  im a g e:  co n v er t  th e  im a g e  to   g r ay s ca le.   b)   Gr ad ien t  ca lcu latio n : a p p ly   h o r izo n tal  an d   v er tical  R o b er t k e r n els to   ca lcu late  g r a d ien ts .   c)   T h r esh o ld in g :  c o m b i n e  g r a d ie n ts   to   id en tify   e d g es.   d)   Ou tp u t:  g en er ate  t h e  ed g e - d et ec ted   im ag e.   e)   T h e  f lo wch ar t  f o r   r o b e r t e d g e  d etec tio n   is   s h o wn   in   Fig u r e  6     3 . 2 .     I m ple m ent a t io n o f   I m a g e  pro ce s s ing   t ec hn iq ue  in o penCV  env iro nm ent   I n   o r d e r   to   co m p ar e  p o p u lar   ed g e  d etec tio n   tech in iq u es  an d   im ag e  s eg m en tatio n   tech n i q u es,  ea ch   alg o r ith m s   ar e  d ev elo p e d   in   o p en C V  p latf o r m   u s in g   p y th o n   p r o g r am m in g .   T h e  s tep s   o f   im p lem en tatio n   ar e   d escr ib ed   h e r e.   E d g es  th at   a r e  co n n ec ted   to   s tr o n g   ed g e s   wi th   a  m ag n itu d e  a b o v e   t h r esh o ld 1   ar e  also   co n s id er ed   v alid   e d g es.  Fin ally ,   d is p lay   b o t h   th e  o r ig i n al  an d   th e  ed g e - d etec ted   im ag e  u s i n g   cv 2 . im s h o w  an d   t h en ,   p a u s e  f o r   u s er   in p u t  t o   te r m in ate  th e  win d o ws u s in g   cv 2 . waitKe y   an d   c v 2 . d estro y AllW in d o ws.   T h e  alg o r ith m   f o r   im p lem e n tin g   th e   ed g e   d etec tio n   tech n iq u e  i n   o p en C V  p latf o r m   is   b r ief ly   illu s tr ated   h er e.   C o n s id er   th e  s tep s   f o r   th e  im p lem en tatio n :   a)   I m p o r t O p e n C V:  i m p o r t th e  O p en C V  lib r ar y   ( c v 2 ) .   b)   L o ad   im ag e:  ac q u ir e  th e   in p u t  im ag e  v ia  cv 2 . im r ea d .   c)   Gr ay s ca le  co n v er s io n :  tr a n s f o r m   th e  im ag e  to   g r ay s ca le  u tili zin g   cv 2 . cv tC o lo r .   d)   No is e  r ed u ctio n :  im p lem e n t  G au s s ian   b lu r   th r o u g h   cv 2 . Ga u s s ian B lu r   to   m itig ate  n o is e .   e)   E d g e  d etec tio n :  i m p lem en t   th e   ch o s en   ed g e  d etec tio n   m eth o d   u s in g   th e  r esp ec tiv e  Op en C V  f u n ctio n s .   f)   T h r esh o ld in g :  f o r   C an n y ,   s et  T h r esh o ld 1   ( lo wer   th r esh o ld )   an d   T h r esh o ld 2   ( u p p er   th r esh o ld ) .   g)   Dis p lay   r esu lts :  d i s p lay   b o th   th e  o r ig in al  an d   ed g e - d etec ted   im ag es  u s in g   cv 2 . im s h o w.   Use  cv 2 . waitKe y   an d   cv 2 . d estro y AllW in d o ws to   m an a g e   win d o w  d is p lay .     3 . 3 .     E x perim ent a l  s et up   T h e  ex p er im e n tal  s etu p   f o r   o u r   r esear ch   o n   e d g e  d etec tio n   tech n iq u es  in   tr af f ic  s ig n al  m an ag em en t   in v o lv ed   m u ltip le  s tag es,  en co m p ass in g   v ar io u s   m eth o d o lo g ies,  in s tr u m en ts ,   m ater ials ,   p r o ce d u r es,  an d   m ea s u r em en ts .   T h e   p r im ar y   in s tr u m en t  u s ed   f o r   ca p tu r in g   tr af f ic  im ag es  was  a   h i g h - r eso lu tio n   ca m e r a,   s tr ateg ically   p o s itio n ed   at  m u ltip le  in ter s ec tio n s   to   ca p tu r e   clea r   im ag es  o f   v eh icles  an d   p ed estrian s .   T h ese  im ag es  wer e  th e n   t r an s f o r m e d   u s in g   th e  O p en C V   in   a  Py th o n   p r o g r a m m in g   en v ir o n m en t.   T h e  ed g e  d etec tio n   tech n iq u es  ev alu ated   in cl u d e d   C an n y ,   Pre witt,  So b el,   an d   R o b er t  m eth o d s .   E ac h   ed g e  d etec tio n   tech n iq u e  was  im p lem en ted   b y   p r o c u r in g   th e  Op en C V  lib r ar y   an d   s t o ck in g   th e   tr af f ic  im ag es  em p lo y in g   c v 2 . im r ea d .   I m ag es  wer e  o p tio n ally   c o n v er ted   to   g r ay s ca le  u s in g   cv 2 . cv tC o lo r   to   s im p lify   p r o ce s s in g .   Gau s s ian   b lu r   ( cv 2 . Gau s s ian B lu r )   was  ap p li ed   to   r e d u ce   n o is e,   with   th e   k er n el  s ize  ad ju s ted   b ased   o n   t h e  im ag e  p r o p er ties .   T h e  co r e  ed g e  d etec tio n   was  p er f o r m ed   u s in g   th e  r esp ec tiv e  Op en C V  f u n ctio n s   f o r   ea ch   tech n iq u e,   s u ch   a s   cv 2 . C an n y   f o r   C an n y   ed g e   d etec tio n ,   wh er e  two   th r esh o l d   v alu es  wer e  s p ec if ied   to   d i f f er en tiate  b etwe en   s tr o n g   an d   wea k   ed g es.  T h e  o u tp u t  im ag es  wer e  d is p lay ed   u s in g   cv 2 . im s h o w,   a n d   u s er   i n p u ts   wer e  h an d led   with   cv 2 . waitKe y   an d   cv 2 . d estro y AllW in d o ws  f o r   clo s in g   win d o ws.  E ac h   tech n iq u e ’ s   p er f o r m an ce   was   ev alu ated   b ased   o n   s ev er al  cr iter ia,   in clu d in g   o b ject  s iz e  d etec tio n ,   en v ir o n m en tal  l ig h tin g   co n d itio n s ,   m u ltip le  d etec tio n   c ap ab ilit ies,  an d   p r o ce s s in g   tim e.   T h e  C am er a  s p ec if icatio n s   is   Hik v is io n   DS - 2 C D2 0 8 5 FW D - I   m o d el,   8   M P  ( 3 8 4 0 × 2 1 6 0 )   R eso lu tio n   an d   3 0   f r am es  p er   s ec o n d   ( FPS )   is   th e  f r am e  r ate.   T h e  C am er as  wer e  s tr ateg ically   p lace d   at  v ar io u s   in ter s ec ti o n s   to   co v er   d if f er en t  la n es  o f   tr af f ic,   e n s u r in g   a  co m p r eh e n s iv e  v iew  o f   v e h icle  an d   p ed estrian   m o v em en ts .   T h e  o r ien tatio n   was  ad ju s ted   to   ca p tu r e  th e   m ax im u m   f ield   o f   v iew  with o u t  o b s tr u ctio n s ,   ty p ically   m o u n ted   o n   p o les  o r   b u ild in g   co r n er s   at  a  h eig h t  o f   15 - 2 0   f ee t.  I m ag es  wer e  ca p t u r ed   at  a  f r eq u en cy   o f   1   f p s   to   b alan ce   d ata  g r a n u lar ity   a n d   p r o ce s s in g   lo ad   u n d er   v ar io u s   lig h tin g   co n d itio n s ,   in clu d in g   b r i g h t  d ay lig h t ,   d u s k ,   an d   n ig h t - tim e  with   s tr ee t  lig h tin g .   T h is   en s u r ed   th at  th e  ed g e  d etec ti o n   tech n iq u es  wer e  test ed   ac r o s s   d if f er en t  en v ir o n m en tal  lig h tin g   s ce n ar io s .   I m ag es  wer e  r esized   to   a   s tan d ar d   r eso lu tio n   o f   1 9 2 0 × 1 0 8 0   p i x els  to   m ain tai n   co n s is t en cy   in   p r o ce s s in g .   Har d war e  in clu d es  I n tel  C o r e  i9 - 9 9 0 0 K  p r o ce s s o r   is   u s ed ,   3 2   GB   DDR4   R AM ,   NVI DI A  GeFo r ce   R T X  2 0 8 0   T i  GPU.   So f twar e  in clu d es   Op e n C V  v er s io n   4 . 5 . 1   f o r   im p lem en tin g   an d   test in g   th e  ed g e  d etec tio n   alg o r ith m s .   Ot h er   s o f twar e  o r   to o ls   u s ed   ar e  Py t h o n   3 . 8   f o r   s cr ip tin g   an d   alg o r ith m   d ev elo p m en t.  T h e   i m a g e s   w e r e   s el f - c o l l e ct e d   u s i n g   t h e   a f o r e m e n t i o n e d   c a m e r a   s e t u p   a t   m u l t i p l e   i n t e r s ec t i o n s   i n   a   m e t r o p o l i t a n   a r e a   o v e r   a  p e r i o d   o f   o n e   m o n t h .   A   t o t a l   o f   1 0 , 0 0 0   i m a g e s   w e r e   c o l le c t e d   a n d   u s e d   f o r   t h e   a n a l y s is .   T h e  d ataset  in cl u d ed   im ag es  with   v ar y i n g   t r af f ic  d en s ities ,   r an g in g   f r o m   lo w  ( f ew  v e h icles)  to   h ig h   ( h ea v y   c o n g esti o n ) .   I m a g es  wer e  s to r ed   in   PNG  f o r m at  to   p r eser v e  q u ality   a n d   s u p p o r t  lo s s les s   co m p r ess io n .   T h e  s tan d ar d ized   im ag e  s ize  was  1 9 2 0 × 1 0 8 0   p ix els,  en s u r in g   u n if o r m ity   f o r   p r o ce s s in g .   T h e  d ata  an aly s is   f o cu s ed   o n   ass ess in g   th e  p er f o r m an ce   o f   ea ch   e d g e  d etec tio n   tech n iq u e  ag ai n s t  v ar io u s   p ar am eter s ,   an d   d ec is io n s   f o r   i n clu d in g   o r   ex clu d in g   ce r tain   d ata   wer e  b a s ed   o n   p r ed ef i n ed   c r iter ia.   T r af f ic  im ag es  wer e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f e d g e  d etec tio n   ima g e  p r o ce s s in g   … ( N ir a n ja n a   C h a n d r a s ek a r a   B h a r a th y )   1563   co llected   u n d er   d if f e r en t  e n v ir o n m e n tal  co n d itio n s   a n d   with   v ar y i n g   t r af f ic   d en s ities .   T h e  p er f o r m an ce   m etr ics  in clu d ed   e d g e  s h ar p n ess ,   ab r u p tn ess ,   s en s itiv ity   f ac to r s   ( SF ) ,   an d   p r o ce s s in g   ti m e.   A  co m p ar is o n   m atr ix   was  f o r m u lated   to   s y s tem atica lly   ev alu ate  t h ese  m et r ics,  en s u r in g   a  c o m p r eh en s iv e  an aly s is .   C er tain   d ata  p o in ts   wer e  ex clu d e d   if   t h ey   d id   n o t  m ee t  th e  q u ality   s tan d ar d s   r e q u ir e d   f o r   ac cu r at e  an aly s is ,   s u ch   as   im ag es  with   ex ce s s iv e  n o is e   o r   th o s e  tak en   u n d er   e x tr e m e  lig h tin g   co n d itio n s   th at  r en d er e d   th e  ed g e   d etec tio n   in ef f ec tiv e .   T h e  d ata  was  p r o ce s s ed   an d   an aly ze d   u s in g   Py th o n   s cr ip ts ,   en s u r in g   co n s is ten t  an d   r ep ea tab le  r e s u lts .   T h e   in clu s io n   cr iter ia  f o c u s ed   o n   im a g es  th at  r ep r esen te d   ty p ical  tr af f ic  co n d itio n s ,   en ab lin g   a  r o b u s t  co m p ar is o n   o f   ed g e  d etec tio n   tech n iq u es.  T h e  f in d in g s   wer e  tab u lated   an d   an aly ze d   to   d eter m in e  th e  m o s t  ef f ec tiv e  m eth o d   f o r   tr af f ic  s ig n al  m a n a g em en t,  with   th e  C an n y   ed g e  d etec tio n   tech n iq u e  s h o win g   s u p er io r   p er f o r m a n c e  in   m o s t  ev alu ated   p ar am et er s .   T h is   s tep   h elp s   in   m in i m izin g   f alse  ed g e   d etec tio n .   T h e  k er n el  s ize  f o r   Gau s s ian   b lu r   was  em p ir ically   s et  to   5 × 5   b ased   o n   p r elim in ar y   ex p er im en ts .   Fo r   n o r m aliza tio n   all  im ag e s   ar e  co n v er ted   t o   g r ay s ca l e  u s in g   cv 2 . c v tC o lo r .   T h is   s tep   s im p lifie d   th e  p r o ce s s in g   b y   r e d u cin g   th e   c o m p lex ity   f r o m   th r ee   co lo r   c h an n els  to   o n e   an d   R esized   im ag es  to   a   s tan d ar d   r eso lu tio n   o f   1 9 2 0 × 1 0 8 0   p ix e ls   to   en s u r e  u n if o r m ity   in   s u b s eq u en t  p r o ce s s in g .   E v alu ated   th e  co r r ec tn ess   o f   ed g e  d etec tio n   b y   ev alu atin g   o b s er v e d   e d g es  with   m an u a lly   an n o tated   g r o u n d   tr u t h   e d g es  f o r   ac c u r ac y .     T h e  p r o p o r tio n   o f   co r r ec tly   id en tifie d   ed g es  to   th e  to tal  n u m b er   o f   ed g es  id en tifie d .   T h e  p r o p o r tio n   o f   co r r ec tly   id e n tifie d   ed g es to   th e  to tal  n u m b e r   o f   ac tu al  ed g es  in   th e  g r o u n d   tr u th .         4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   Fo r   th e  s ak e  o f   an aly s e  th e   ev alu atio n   o f   ed g e  d etec ti o n   tech n i q u e  an d   im ag e   s eg m en tatio n   tech n iq u e,   tr af f ic   im ag es  wer e   co llected .   A   co m p ar is o n   m atr ix   is   f o r m u lated   w h ich   in cl u d es  o r ien tatio n ,   s ize,   en v ir o n m en tal  lig h tin g ,   m u lti p le  d etec tio n ,   tr a f f ic  d en s ity ,   s h ar p n ess   r atio   ( SR ) ,   ab r u p tn ess ,   an d   SF   a r e  co n s id er ed   f o r   th e  co m p ar ativ e  an aly s is .   T ab le  1   s h o ws  th e  co m p ar ativ e   an aly s is   o f   ty p e s   o f   ed g e   d etec tio n   tech n iq u e  em p lo y e d   f o r   th e  T MS.   T h e  f ir s t  p ar am eter   f o r   th e  co m p ar i o n   o f   ed g e  d etec tio n   tech n iq u e  is   b ased   o n   th e  s ize  o f   th e  o b ject  d etec tio n .   I t  ca n   b e  o b s er v ed   th at  s m all,   m ed iu m ,   an d   lar g e  s ize  o b ject  d etec tio n   is   p o s s ib le  u s in g   all  th e  ed g e  d etec tio n   tech n iq u e.   All  th e  o b j ec ts   co n s id er ed   f o r   th e  an aly s is   ar e  u n f am ilar iar ,     ie  n o   p r e - d ef i n ed   f ea tu r es  ar e  av ialb le  r eg ar d in g   th e  n atu r e  o f   th e  o b ject.   T h er e  ar e  t h r ee   s u b d iv is io n   o f   en v ir o n m en tal  lig h tin g   s u ch   as  b r ig h t,e n o u g h   an d   d u ll   Fig u r e  7 .   T h e   C an n y   ed g e  d e tectio n   s h o ws  th e  s u p er io r   p er f o r m an ce   in   th e  th r ee   en v i r o n m e n tal  lig h tin g   co n d itio n   a n d   th e  e d g es  o f   o b s tac les  f o u n d   s h ar p   i n   th e  ca s e  o f   C an n y   ed g e  d ete ctio n   wh er e  as  o th er   ed g e  d etec tio n   tech n iq u es  ar e  n o t  a b le  to   d is p lay   th e  s h ar p n ess   o f   th e  o b s tacle   as sh o wn   in   Fig u r e s   7 ( a) - 7 ( e)         ( a)       ( b )       ( c )       ( d )       ( e )     Fig u r e  7 .   E d g e  d etec tio n   co m p ar is o n   o n   en v ir o n m e n tal  lig h tin g :   ( a)   o r ig in al  im ag e ,   ( b )   C an n y ,   ( c)   p r ewith ,     ( d )   s o b el,   a n d   ( e )   r o b er t e d g e  d etec tio n   tech n iq u es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   3 ,  Ma r ch   20 25 :  1 555 - 1 5 6 8   1564   T ab le  1 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   ed g e  d etec tio n   in   T MS   S . N o .   P a r a me t e r s   C a n n y   P r e w i t h   S o b e l   R o b e r t   1   si z e   S mal l ,   m e d i u m ,   a n d   l a r g e   s i z e s   S mal l ,   m e d i u m ,   a n d   l a r g e   s i z e s   S mal l ,   m e d i u m ,   a n d   l a r g e   s i z e s   S mal l ,   m e d i u m ,   a n d   l a r g e   s i z e s   2   U n f a mi l a i a r   o b j e c t   y e s   y e s   y e s   y e s   3   En v i r o n m e n t a l   l i g h t i n g   Ed g e s  o f   o b st a c l e s  a r e   sh a r p   Ed g e s  o f   o b st a c l e s  a r e   n o t   s h a r p   Ed g e s  o f   o b st a c l e s  a r e   n o t   s h a r p   Ed g e s  o f   o b st a c l e s  a r e   n o t   s h a r p   4   M u l t i p l e   d e t e c t i o n   y e s   y e s   y e s   No   5   A v e r a g e   t r a f f i c   d e n si t y   3 0 . 1 2   2 8 . 4 5   2 6 . 6 1   2 5 . 8 8   6   S h a r p n e ss  r a t i o   1 5 . 5 6   1 4 . 9 2   1 5 . 2 3   1 3 . 4 5   7   A b r u p t n e ss   0 . 2 5   0 . 2 3   0 . 1 8   0 . 1 4   8   S e n s i t i v i t y   f a c t o r   0 . 6 5   0 . 6 1   0 . 6 4   0 . 5 6   9   P r o c e ss i n g   t i me    9 9   s   1 2 0   s   1 3 5   s   1 6 5   s   10   Ti me   t a k e n   t o   p r o c e ss  a   f r a m e   0 . 1 5   s   0 . 1 8   s   0 . 2 5   s   0 . 2 5   s   11   A v e r a g e   f r a me  p e r   sec o n d   1 5 . 7 0   FPS   1 2 . 4 3   FPS   1 0 . 2 7   FPS   9 . 2 7   FPS       Als o ,   it  is   f o u n d   th at  all  th e  ed g e  d etec tio n   tech n iq u es  ar e  c ap ab le  o f   tr ac in g   th e  m u ltip le  d etec tio n .   T h e  av er ag e  tr af f ic  d en s ities   o f   ea ch   ed g e  d etec tio n   t ec h n iq u es  f o r   1 0   f r am es  ar e  d eter m in ed .   T h e   co m p ar ativ e  an aly s is   o f   ed g e   d etec tio n   in   r elatio n   with   th e  tr af f ic  d en s ity   is   p r esen ted   in   Fig u r e  8 .   T r af f ic   d en s ity   r ef er s   to   th e  v o lu m e  o f   v eh icles  p r esen t  o n   a   r o a d way   o r   a   p ar ticu lar   s ec tio n   o f   r o a d   d u r in g   a   s p ec if ic   p er io d .   I t  is   q u an tifie d   as  th e   n u m b e r   o f   v eh icles  p ass in g   a  d esig n ated   p o i n t  with in   a  g iv en   tim e  in ter v al ,   f r eq u e n tly   m ea s u r ed   p er   h o u r .           Fig u r e  8 .   T r af f ic  d e n s ity   in   d if f er en t e d g e  d etec tio n   tec h n iq u es       Ass es s in g   tr af f ic  d e n s ity   p lay s   a  cr u cial  r o le  in   u n d er s tan d i n g   th e   f lo w  o f   tr a f f ic  an d   th e   d eg r ee   o f   co n g esti o n   o n   r o ad way s .   C an n y   ed g e  d etec tio n   ca n   esti m ate  th e  ac cu r ate   tr af f ic  d en s ity   co m p ar ed   to   o th er   ed g e  d etec tio n   tech n iq u es.  T h e  SR   in   im ag e  p r o ce s s in g   m ea s u r es  h o w  clea r   an d   d etailed   an   im ag e  ap p ea r s .   It ’ s   a  way   to   u n d er s tan d   h o w  s h ar p   o r   b lu r r y   th e  p ictu r e  l o o k s .   T h e  SR   is   esti m ated   u s in g   th e  ( 1 0 ) .      = ℎ    ( 1 0 )     T h e  h ig h er   th e  v alu e  o f   SR   i s   d esira b le  f o r   im ag e  p r o ce s s in g   tech n iq u e.   SR   g iv es  th e  in f o r m atio n   ab o u t  c o lo u r   c o r r ec tio n ,   n o is e  r ed u ctio n ,   an d   co n tr ast  en h an ce m en t.   T h e   SR   o f   d if f er en t  ed g e  d etec tio n   m eth o d s   ar e  p r esen ted   in   Fig u r e  9 .   T h e  v alu e  o f   a b r u p tn ess   in d ic ates  r ea lis m   an d   im ag e  q u ality .   T h e  e x ce s s   v alu e  o f   ab r u p t n ess   lead s   lo s e  o f   r ea lity .   T h e  s elec ted   ed g e  d etec tio n   tech n iq u es  s h o ws  m o d er ate  v alu e  o f   ab r u p tn ess .   Ho wev er ,     th er e  ar e  s lig h t v a r iatio n s   in   th e  v alu es o f   a b r u p t n ess   illu s tr at ed   in   Fig u r e  1 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.