一種交通信號燈識別方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種交通信號燈識別方法和裝置，屬于交通安全領(lǐng)域。所述方法包括：采集原始圖像；對原始圖像在RGB空間的三個通道值進(jìn)行閾值分割，得到黑色區(qū)域二值圖像；根據(jù)燈板的特征，在黑色區(qū)域二值圖像中定位出燈板區(qū)域；將原始圖像中燈板區(qū)域的圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間，分割出紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像；根據(jù)交通信號燈的特征，在紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像上確定交通信號燈候選區(qū)域；將原始圖像中交通信號燈候選區(qū)域的圖像灰度化和歸一化，對灰度化和歸一化后的圖像進(jìn)行Gabor小波變換，得到Gabor小波圖像；對Gabor小波圖像的幅值進(jìn)行采樣，得到特征向量；比較特征向量與訓(xùn)練樣本的相似度，確定交通信號燈的類別。
【專利說明】一種交通信號燈識別方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通安全領(lǐng)域，特別涉及一種交通信號燈識別方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在交通事故中，由于機(jī)動車在交通路口闖紅燈所占比例較高，且目前對無人車的 研究以及人們對主動安全產(chǎn)品的重視，使交通信號燈的自動識別成為了國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。
[0003] 在中國大部分城市道路環(huán)境中，交通路口安裝有指示通行的交通信號燈，一般是1 個以上的燈板，每個燈板上嵌入有3個信號燈，分別對應(yīng)紅、黃、綠。交通信號燈的形狀包括 了圓形，左向箭頭，右向箭頭，向上箭頭，大部分的交通信號燈直徑為300mm或400mm。在路 口停止線處拍攝信號燈時，交通信號燈在圖像中占據(jù)的像素?cái)?shù)少，目標(biāo)較小，并且有較多干 擾。因此，交通信號燈的準(zhǔn)確定位和其狀態(tài)的正確識別是一個較難解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對交通信號燈進(jìn)行準(zhǔn)確識別的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供 了一種交通信號燈識別方法和裝置。所述技術(shù)方案如下：
[0005] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種交通信號燈識別方法，所述方法包括：
[0006] 采集原始圖像；
[0007] 對所述原始圖像在紅綠藍(lán)RGB空間的三個通道值進(jìn)行閾值分割，得到黑色區(qū)域二 值圖像；
[0008] 根據(jù)燈板的特征，在所述黑色區(qū)域二值圖像中定位出燈板區(qū)域，所述燈板的特征 包括所述燈板的寬高比以及所述燈板在所述原始圖像中的位置；
[0009] 將所述原始圖像中所述燈板區(qū)域的圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間，并分別分 割出紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像；
[0010] 根據(jù)所述交通信號燈的特征，在所述紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值 圖像上確定交通信號燈候選區(qū)域，所述交通信號燈的特征包括所述交通信號燈的外接矩形 的寬高比以及所述交通信號燈與所述燈板區(qū)域的相對位置；
[0011] 將所述原始圖像中所述交通信號燈候選區(qū)域的圖像灰度化和歸一化，并對灰度化 和歸一化之后的所述交通信號燈候選區(qū)域的圖像進(jìn)行Gabor小波變換，得到Gabor小波圖 像；
[0012] 對所述Gabor小波圖像的幅值進(jìn)行采樣，得到特征向量；
[0013] 比較所述特征向量與訓(xùn)練樣本庫中訓(xùn)練樣本的相似度，確定所述交通信號燈的類 另IJ，所述訓(xùn)練樣本庫包括各個類別的交通信號燈的訓(xùn)練樣本。
[0014] 在本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述對所述原始圖像在RGB空間的三個通道 值進(jìn)行閾值分割，得到黑色區(qū)域二值圖像，包括：
[0015] 采用以下公式對所述原始圖像進(jìn)行閾值分割：
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種交通信號燈識別方法，其特征在于，所述方法包括： 采集原始圖像； 對所述原始圖像在紅綠藍(lán)RGB空間的三個通道值進(jìn)行閾值分割，得到黑色區(qū)域二值圖 像； 根據(jù)燈板的特征，在所述黑色區(qū)域二值圖像中定位出燈板區(qū)域，所述燈板的特征包括 所述燈板的寬高比以及所述燈板在所述原始圖像中的位置； 將所述原始圖像中所述燈板區(qū)域的圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間，并分別分割出 紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像； 根據(jù)所述交通信號燈的特征，在所述紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像 上確定交通信號燈候選區(qū)域，所述交通信號燈的特征包括所述交通信號燈的外接矩形的寬 高比以及所述交通信號燈與所述燈板區(qū)域的相對位置； 將所述原始圖像中所述交通信號燈候選區(qū)域的圖像灰度化和歸一化，并對灰度化和歸 一化之后的所述交通信號燈候選區(qū)域的圖像進(jìn)行Gabor小波變換，得到Gabor小波圖像； 對所述Gabor小波圖像的幅值進(jìn)行采樣，得到特征向量； 比較所述特征向量與訓(xùn)練樣本庫中訓(xùn)練樣本的相似度，確定所述交通信號燈的類別， 所述訓(xùn)練樣本庫包括各個類別的交通信號燈的訓(xùn)練樣本。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述原始圖像在RGB空間的三個通 道值進(jìn)行閾值分割，得到黑色區(qū)域二值圖像，包括： 采用以下公式對所述原始圖像進(jìn)行閾值分割：
Bin(x，y)是圖像中的一個像素點(diǎn)，（x，y)是所述像素點(diǎn)在圖像所在平面的坐標(biāo)， vK(x, y), ve(x, y), vB(x, y)分別為所述（X，y)的R，G，B通道值，?\，T2為圖像分割閾值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述原始圖像中所述燈板區(qū)域的 圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間，并分別分割出紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域 二值圖像，包括： 采用以下公式將所述燈板區(qū)域的圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間：
的圖像在RGB空間中的R通道值、G通道值和B通道值； 采用閾值Τκ分割Cb通道圖像，得到所述紅色區(qū)域二值圖像和所述黃色區(qū)域二值圖像； 采用閾值Te分割Cr通道圖像，得到所述綠色區(qū)域二值圖像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述交通信號燈的特征，在所述 紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像上確定交通信號燈候選區(qū)域，包括： 在所述紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像上確定感興趣區(qū)域，所述感興 趣區(qū)域是大小在預(yù)定范圍內(nèi)的連通區(qū)域； 計(jì)算所述感興趣區(qū)域的寬高比以及所述感興趣區(qū)域與所述燈板區(qū)域的相對位置； 如果所述感興趣區(qū)域的寬高比以及所述感興趣區(qū)域與所述燈板區(qū)域的相對位置符合 所述交通信號燈的特征，則確定所述感興趣區(qū)域?yàn)樗鼋煌ㄐ盘枱艉蜻x區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)性約束條件判斷確定出的所述交通信號燈的類別是否準(zhǔn)確。
6. -種交通信號燈識別裝置，其特征在于，所述裝置包括： 采集模塊，用于采集原始圖像； 第一處理模塊，用于對所述原始圖像在紅綠藍(lán)RGB空間的三個通道值進(jìn)行閾值分割， 得到黑色區(qū)域二值圖像； 第一定位模塊，用于根據(jù)燈板的特征，在所述黑色區(qū)域二值圖像中定位出燈板區(qū)域，所 述燈板的特征包括所述燈板的寬高比以及所述燈板在所述原始圖像中的位置； 第二處理模塊，用于將所述原始圖像中所述燈板區(qū)域的圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr 空間，并分別分割出紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像； 第二定位模塊，用于根據(jù)所述交通信號燈的特征，在所述紅色和黃色區(qū)域二值圖像以 及綠色區(qū)域二值圖像上確定交通信號燈候選區(qū)域，所述交通信號燈的特征包括所述交通信 號燈的外接矩形的寬高比以及所述交通信號燈與所述燈板區(qū)域的相對位置； 第三處理模塊，用于將所述原始圖像中所述交通信號燈候選區(qū)域的圖像灰度化和歸一 化，并對灰度化和歸一化之后的所述交通信號燈候選區(qū)域的圖像進(jìn)行Gabor小波變換，得 至lj Gabor小波圖像； 第四處理模塊，用于對所述Gabor小波圖像的幅值進(jìn)行采樣，得到特征向量； 分類模塊，用于比較所述特征向量與訓(xùn)練樣本庫中訓(xùn)練樣本的相似度，確定所述交通 信號燈的類別，所述訓(xùn)練樣本庫包括各個類別的交通信號燈的訓(xùn)練樣本。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一處理模塊，包括： 第一處理單元，用于采用以下公式對所述原始圖像進(jìn)行閾值分割：
Bin(x，y)是圖像中的一個像素點(diǎn)，（x，y)是所述像素點(diǎn)在圖像所在平面的坐標(biāo)， vR(x，y)，Vc(x，y)，νΒ(χ，y)分別為所述（X，y)的R，G，B通道值，?\，τ 2為圖像分割閾值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二處理模塊，包括： 第二處理單元，用于采用以下公式將所述燈板區(qū)域的圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空 間：
的圖像在RGB空間中的R通道值、G通道值和B通道值； 第三處理單元，用于采用閾值Τκ分割Cb通道圖像，得到所述紅色區(qū)域二值圖像和所述 黃色區(qū)域二值圖像； 采用閾值Te分割Cr通道圖像，得到所述綠色區(qū)域二值圖像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二定位模塊，包括： 第一確定單元，用于在所述紅色和黃色區(qū)域二值圖像以及綠色區(qū)域二值圖像上確定感 興趣區(qū)域，所述感興趣區(qū)域是大小在預(yù)定范圍內(nèi)的連通區(qū)域； 計(jì)算單元，用于計(jì)算所述感興趣區(qū)域的寬高比以及所述感興趣區(qū)域與所述燈板區(qū)域的 相對位置； 第二確定單元，用于在所述感興趣區(qū)域的寬高比以及所述感興趣區(qū)域與所述燈板區(qū)域 的相對位置符合所述交通信號燈的特征時，確定所述感興趣區(qū)域?yàn)樗鼋煌ㄐ盘枱艉蜻x區(qū) 域。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6?9任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 判斷模塊，用于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)性約束條件判斷確定出的所述交通信號燈的類別是否準(zhǔn)確。
【文檔編號】G06K9/00GK104050447SQ201410247565
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】谷明琴, 陳軍, 孫銳, 王海 申請人:奇瑞汽車股份有限公司