一种基于分类模板匹配的交通标志检测方法技术

本发明专利技术属于机器视觉和图像处理技术领域，具体涉及一种基于分类模板匹配的交通标志检测方法。目的是解决现有交通标志识别方法操作过程复杂、实时性较差以及对光线和图像质量要求高的问题。该方法包括：(1)对拍摄图像中含有交通标志的区域按不同颜色区域进行分割，即将交通标志按颜色分类；(2)颜色分类后通过形状或面积特征对图像中的连通区域进行筛选，定位该标志区域；(3)通过模板匹配的方法进行识别。该方法有较强的可操作性，对光线变化不敏感，当源图像较模糊时仍然能够保证较高的识别准确率，并且实时性较好，可用于车辆上的交通标志自动检测装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器视觉和图像处理
，具体涉及。
技术介绍
随着城市交通问题日益严重，智能交通技术成为当前的研究热点和发展趋势。智能交通技术为交通拥堵问题和车辆的安全行驶问题提供了巨大帮助。对于交通标志的自动检测识别技术是智能交通领域的一个关键技术。当前交通标志检测方法主要有通 过分类的识别和通过传统模板匹配方法的识别。分类识别方法颜色、形状等特征结合神经网络等算法一步步细分，最终可确定是哪种标志；传统的模板匹配方法是将子图像在原图像中移动并计算相关性以找出相关性最大的区域，或者对标志区域初步定位后在所有模板中搜索以找到最接近的模板。单纯使用分类的方法进行交通标志识别实时性相对较好，但是通过分类进行识别的方法要分析各种交通标志形状颜色的细微差别，根据共性和个性层层分类，操作过程非常复杂，需要大量的调试，并且识别效果往往并不理想。传统的模板匹配方法计算量较大，实时性较差，在实际的交通标志自动识别装置中往往对硬件要求较高。此外，当前的交通标志识别方法对颜色和光线的要求较高，当二者发生变化时会对检测识别产生较大影响。当摄像头相对交通标志的运动速度较快时，图像会变得模糊，此时使用传统的识别方法准确率也会大大降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有交通标志识别方法操作过程复杂、实时性较差以及对光线和图像质量要求高，提供。本专利技术所采用的技术方案是，包括如下步骤(I)对拍摄图像中含有交通标志的区域按不同颜色区域进行分割，即将交通标志按颜色分类；(2)颜色分类后通过形状或面积特征对图像中的连通区域进行筛选，定位该标志区域；(3)通过模板匹配的方法进行识别。如上所述的，其中所述步骤(3)具体分为(3. I)使用动态归一化方法将标志图像归一化为mXn的目标图像构建步骤(2)中标志区域的内接矩形，并通过双峰法进行二值化处理；利用二值图像进一步确定标志区域内符号的外接矩形。(3. 2)模板匹配计算。如上所述的，其中将步骤(3. I)中所述的符号外接矩形区域内的图像归一化为与模板相同尺寸的图像；步骤(3.2)匹配时，用相应颜色类别内的所有模板分别与归一化后的图像进行匹配运算，设待匹配图像尺寸为JXK,w(s,t)和f(s，t)分别为模板图像和待匹配图像的某个像素值，则最终的相关运算的响应结果c(x,y)的表达式为权利要求1.，包括如下步骤 (1)对拍摄图像中含有交通标志的区域按不同颜色区域进行分割，即将交通标志按颜色分类； (2)颜色分类后通过形状或面积特征对图像中的连通区域进行筛选，定位该标志区域； (3)通过模板匹配的方法进行识别。2.根据权利要求I所述的，其特征在于所述步骤(3)具体分为 (3. I)使用动态归一化方法将标志图像归一化为mXn的目标图像构建步骤(2)中标志区域的内接矩形，并通过双峰法进行二值化处理；利用二值图像进一步确定标志区域内符号的外接矩形。 (3. 2)模板匹配计算。3.根据权利要求2所述的，其特征在于将步骤(3. I)中所述的符号外接矩形区域内的图像归一化为与模板相同尺寸的图像；步骤(3. 2)匹配时，用相应颜色类别内的所有模板分别与归一化后的图像进行匹配运算，设待匹配图像尺寸为JXK，w(s, t)和f(s，t)分别为模板图像和待匹配图像的某个像素值，则最终的相关运算的响应结果c (X，y)的表达式为4.根据权利要求3所述的，其特征在于所述步骤(3. I)的归一化方法为设源图像的宽和高分别是x、y，要提取的特征图像分辨率为m Xn，则要将源图像分割为m Xn个区域，行分割计算公式如下 a.若m= 0，则源图像每个区域每行应含有x/m个像素点 b.若x%m古O,前x% m区域每行各含有x/m+1个点；后m_x% m区域每行含有x/m的占. 列分割计算和行分割计算同理，检测每个区域内的黑色像素点的数目，若黑点数目大于某个固定的经验阈值，则认为该区域为黑色，目标图像对应点置为黑点。5.根据权利要求I或2所述的，其特征在于所述步骤(I)进行颜色分类时，采用如下步骤 将rgb图像转化为hsv图像，设(r，g，b)分别是一个颜色的红、绿和蓝坐标；设max等价于r, g和b中的最大者；设min等于r, g和b中的最小者；找到在HSV空间中的(h, s,V)值，h e 是饱和度和亮度，计算公式为6.根据权利要求I或2所述的，其特征在于步骤(2)中所述形状特征包括周长、圆形度、内切圆半径或形态复杂性。7.根据权利要求2 6所述的，其特征在于还包括根据实际交通标志图像提取模板的步骤用摄像头对准要提取模板的交通标志，进行步骤(I) (3)在图像中捕捉所述交通标志，观察确定捕捉正确后输出步骤(3)中得到的归一化图像对应的二值数组，该二值数组文件即为模板。全文摘要本专利技术属于机器视觉和图像处理
，具体涉及。目的是解决现有交通标志识别方法操作过程复杂、实时性较差以及对光线和图像质量要求高的问题。该方法包括(1)对拍摄图像中含有交通标志的区域按不同颜色区域进行分割，即将交通标志按颜色分类；(2)颜色分类后通过形状或面积特征对图像中的连通区域进行筛选，定位该标志区域；(3)通过模板匹配的方法进行识别。该方法有较强的可操作性，对光线变化不敏感，当源图像较模糊时仍然能够保证较高的识别准确率，并且实时性较好，可用于车辆上的交通标志自动检测装置。文档编号G06K9/00GK102819728SQ20121024577公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日专利技术者汤晓磊, 刘同林, 许朋飞, 张典国 申请人:中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分类模板匹配的交通标志检测方法，包括如下步骤：(1)对拍摄图像中含有交通标志的区域按不同颜色区域进行分割，即将交通标志按颜色分类；(2)颜色分类后通过形状或面积特征对图像中的连通区域进行筛选，定位该标志区域；(3)通过模板匹配的方法进行识别。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤晓磊，刘同林，许朋飞，张典国，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所，
类型：发明
国别省市：