一种基于图像处理的信号灯预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像处理的信号灯预警方法及系统，通过获取列车视频数据并进行基于对比度与亮度的动态调整，根据视频数据进行图像提取与图像预处理，通过色彩差异分析进行色彩转换调整，得到对应图像数据，对所述图像数据进行信号灯色彩识别分析，并得到识别结果，基于识别结果生成信号灯预警信息。通过本发明专利技术，能够有效降低动态切换对比度与调整亮度的延迟，并进一步提高画面的可识别度，大大提高了对信号灯识别与预警的效率。高了对信号灯识别与预警的效率。高了对信号灯识别与预警的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的信号灯预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，更具体的，涉及一种基于图像处理的信号灯预警方法及系统。

技术介绍

[0002]在轨道交通的信号灯识别过程，常常会因为天气，光照等一系列因素阻碍了轨道交通的信号灯识别与预警过程，常常表现出的情况为逆光、低照度、进出隧道等复杂光线环境下造成的图像过曝与出现星芒、光斑、过暗等问题，因此，现在亟需一种高适应度与高效识别的信号灯预警方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术克服了现有技术的缺陷，提出了一种基于图像处理的信号灯预警方法及系统。
[0004]本专利技术第一方面提供了一种基于图像处理的信号灯预警方法，包括：获取视频数据；根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整；根据视频数据进行图像提取与图像预处理，通过色彩差异分析进行色彩转换调整，得到对应图像数据；对所述图像数据进行信号灯色彩识别分析，并得到识别结果，基于识别结果生成信号灯预警信息；将所述信号灯预警信息发送至预设终端设备进行显示。
[0005]本方案中，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，之前包括：获取列车历史视频数据；从历史视频数据截取隧道路段的目标视频数据；将目标视频数据根据行驶隧道前、中、后三段进行划分，并从划分后的视频数据进行关键图像帧提取与图像降噪处理，得到隧道前图像数据，隧道中图像数据，隧道后图像数据。
[0006]本方案中，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，还包括：将隧道前图像数据进行基于色彩特征的物体识别，得到多个物体的轮廓信息与色彩特征信息；根据物体轮廓信息与色彩特征信息进行轮廓面积与色彩丰富度计算分析，得到对应物体的轮廓面积与色彩丰富度；若轮廓面积大于预设面积且色彩丰富度大于预设丰富度，则将对应物体标记为标识物，将对应轮廓信息与色彩特征信息进行信息整合得到标识物图像特征。
[0007]本方案中，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，还包括：根据图像数据的画面大小分成多个区域；
选取一个区域，基于所述区域，计算出隧道前图像数据与隧道中图像数据中的对比度差值与亮度差值；若对比度差值高于预设对比度变化值，则将所述区域标记为对比度调整区域，则根据对比度差值与预设对比度变化值计算出对比度调整参数；若亮度差值高于预设亮度变化值，则将所述区域标记为亮度调整区域，并根据亮度差值与预设亮度变化值计算出亮度调整参数；分析计算所有区域，并得到所有的对比度调整区域与亮度调整区域。
[0008]本方案中，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，还包括：实时获取视频数据；根据所述视频数据进行图像关键帧提取，得到图像数据；对图像数据进特征提取并与标识物图像特征进行轮廓与色彩特征对比；若图像数据存在标识物图像特征，则根据对比度调整区域、对比度调整参数，亮度调整区域、亮度调整参数进行多区域的对比度与亮度调整。
[0009]本方案中，所述根据视频数据进行图像提取与图像预处理，通过色彩差异分析进行色彩转换调整，得到对应图像数据，具体为：实时获取视频数据；根据所述视频数据进行图像关键帧提取，得到图像数据；对图像数据进行增强、降噪预处理，并对物体轮廓进行识别，得到物体区域，将图像中物体区域以外的区域标记为背景区域；将背景区域细分为多个子区域，对背景区域中的图像进行多个子区域色彩度计算得到多个色彩度；对多个色彩度进行均值计算，得到当前环境色彩度；获取对比图像的环境色彩度并标记为标准色彩度；将当前环境色彩度与标准色彩度进行色彩差异度对比；若差异值大于预设阈值，则将当前环境色彩度作为原始值，将标准色彩度作为目标值并进行原始值与目标值的色彩转换，得到对应色彩转换参数。
[0010]本方案中，所述对所述图像数据进行信号灯色彩识别分析，并得到识别结果，基于识别结果生成信号灯预警信息，具体为：基于GPS，获取列车位置信息与信号灯位置信息；根据信号灯位置信息与预设距离设置信号灯检测轨道路段，并将对应路段标记为预设轨道路段；判断当前列车位置是否进入预设轨道路段，若进入预设轨道路段，则获取对应图像数据；根据色彩转换参数将所述图像数据进行色彩转化，得到第二图像数据；基于信号灯区域，对第二图像数据进行图像分割，得到信号灯区域对应的图像数据并标记为信号灯图像数据；根据区域色彩，对信号灯图像数据进行色彩边界跟踪与轮廓提取，得到一个或多个信号灯轮廓区域；将面积大于预设阈值的信号灯轮廓区域作为识别区域，所述识别区域为一个或多
个；将识别区域对应图像进行色彩平均计算，得到平均色彩度，将所述平均色彩度与预设信号灯色彩标准进行相似度计算分析；若相似度大于预设阈值，则根据预设信号灯色彩标准获取对应色彩识别结果，根据色彩识别结果得到信号灯识别信息；基于信号灯识别信息，实时生成信号预警信息。
[0011]本专利技术第二方面还提供了一种基于图像处理的信号灯预警系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于图像处理的信号灯预警程序，所述基于图像处理的信号灯预警程序被所述处理器执行时实现如下步骤：获取视频数据；根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整；根据视频数据进行图像提取与图像预处理，通过色彩差异分析进行色彩转换调整，得到对应图像数据；对所述图像数据进行信号灯色彩识别分析，并得到识别结果，基于识别结果生成信号灯预警信息；将所述信号灯预警信息发送至预设终端设备进行显示。
[0012]本方案中，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，还包括：获取列车历史视频数据；从历史视频数据截取隧道路段的目标视频数据；将目标视频数据根据行驶隧道前、中、后三段进行划分，并从划分后的视频数据进行关键图像帧提取与图像降噪处理，得到隧道前图像数据，隧道中图像数据，隧道后图像数据。
[0013]本方案中，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，还包括：将隧道前图像数据进行基于色彩特征的物体识别，得到多个物体的轮廓信息与色彩特征信息；根据物体轮廓信息与色彩特征信息进行轮廓面积与色彩丰富度计算分析，得到对应物体的轮廓面积与色彩丰富度；若轮廓面积大于预设面积且色彩丰富度大于预设丰富度，则将对应物体标记为标识物，将对应轮廓信息与色彩特征信息进行信息整合得到标识物图像特征。
[0014]本专利技术公开了一种基于图像处理的信号灯预警方法及系统，通过获取列车视频数据并进行基于对比度与亮度的动态调整，根据视频数据进行图像提取与图像预处理，通过色彩差异分析进行色彩转换调整，得到对应图像数据，对所述图像数据进行信号灯色彩识别分析，并得到识别结果，基于识别结果生成信号灯预警信息。通过本专利技术，能够有效降低动态切换对比度与调整亮度的延迟，并进一步提高画面的可识别度，大大提高了对信号灯识别与预警的效率。
附图说明
[0015]图1示出了本专利技术一种基于图像处理的信号灯预警方法的流程图；图2示出了本专利技术标识物图像特征获取流程图；
图3示出了本专利技术对比度调整区域与亮度调整区域获取流程图；图4示出了本专利技术一种基于图像处理的信号灯预警系统的框图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的信号灯预警方法，其特征在于，包括：获取视频数据；根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整；根据视频数据进行图像提取与图像预处理，通过色彩差异分析进行色彩转换调整，得到对应图像数据；对所述图像数据进行信号灯色彩识别分析，并得到识别结果，基于识别结果生成信号灯预警信息；将所述信号灯预警信息发送至预设终端设备进行显示。2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的信号灯预警方法，其特征在于，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，之前包括：获取列车历史视频数据；从历史视频数据截取隧道路段的目标视频数据；将目标视频数据根据行驶隧道前、中、后三段进行划分，并从划分后的视频数据进行关键图像帧提取与图像降噪处理，得到隧道前图像数据，隧道中图像数据，隧道后图像数据。3.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的信号灯预警方法，其特征在于，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，还包括：将隧道前图像数据进行基于色彩特征的物体识别，得到多个物体的轮廓信息与色彩特征信息；根据物体轮廓信息与色彩特征信息进行轮廓面积与色彩丰富度计算分析，得到对应物体的轮廓面积与色彩丰富度；若轮廓面积大于预设面积且色彩丰富度大于预设丰富度，则将对应物体标记为标识物，将对应轮廓信息与色彩特征信息进行信息整合得到标识物图像特征。4.根据权利要求3所述的一种基于图像处理的信号灯预警方法，其特征在于，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，还包括：根据图像数据的画面大小分成多个区域；选取一个区域，基于所述区域，计算出隧道前图像数据与隧道中图像数据中的对比度差值与亮度差值；若对比度差值高于预设对比度变化值，则将所述区域标记为对比度调整区域，则根据对比度差值与预设对比度变化值计算出对比度调整参数；若亮度差值高于预设亮度变化值，则将所述区域标记为亮度调整区域，并根据亮度差值与预设亮度变化值计算出亮度调整参数；分析计算所有区域，并得到所有的对比度调整区域与亮度调整区域。5.根据权利要求4所述的一种基于图像处理的信号灯预警方法，其特征在于，所述根据视频数据进行基于对比度与亮度的动态调整，还包括：实时获取视频数据；根据所述视频数据进行图像关键帧提取，得到图像数据；对图像数据进特征提取并与标识物图像特征进行轮廓与色彩特征对比；若图像数据存在标识物图像特征，则根据对比度调整区域、对比度调整参数，亮度调整区域、亮度调整参数进行多区域的对比度与亮度调整。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的信号灯预警方法，其特征在于，所述根据视频数据进行图像提取与图像预处理，通过色彩差异分析进行色彩转换调整，得到对应图像数据，具体为：实时获取视频数据；根据所述视频数据进行图像关键帧提取，得到图像数据；对图像数据进行增强、降噪预处理，并对物体轮廓进行识别，得到物体区域，将图像中物体区域以外的区域标记为背景区域；将背景区域细分为多个子区域，对背景区域中的图像进行多个子区域色彩度计算得到多个色彩度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，王有理，申皓明，
申请(专利权)人：深圳市夜行人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：