專(zhuān)利名稱(chēng)：一種交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)和方法
一種交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通領(lǐng)域，特別是涉及一種交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)和方法。背景技術(shù)：
交通信號(hào)燈是保證交通安全、保持道路暢通的一種重要裝置。目前常用的交通信號(hào)燈是靠紅、黃、綠三種顏色來(lái)指示交通通行的。我國(guó)法律規(guī)定，色盲者終身禁止駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)。色盲者禁止駕車(chē)的主要原因是由于色盲者中有許多紅綠色盲，他們看到的顏色與非色盲者看到的顏色不同。因此，色盲者駕車(chē)時(shí)對(duì)交通信號(hào)燈顏色不正確的識(shí)別可能帶來(lái)巨大的危險(xiǎn)。而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，機(jī)動(dòng)車(chē)的數(shù)量迅速增加，但由于交通信號(hào)燈顏色的限制，給色弱/色盲者的出行帶來(lái)很多不便，使得他們駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)更不可能。中國(guó)實(shí)用新型C^919406公開(kāi)了一種色盲者能夠識(shí)別的交通燈，其保持現(xiàn)有的交通燈的主要結(jié)構(gòu)不變，而只將紅、綠燈的燈罩形狀改變，即三種燈的燈罩各自的形狀不同， 從而使能色盲者能夠識(shí)別交通燈，但這種交通燈改變了現(xiàn)有交通燈的形狀，制造比較復(fù)雜， 成本高，不利于推廣；中國(guó)專(zhuān)利CN201203952Y公開(kāi)了一種色弱色盲能識(shí)別的交通信號(hào)燈， 其將紅色信號(hào)燈、黃色信號(hào)燈和綠色信號(hào)燈的形狀做了不同的設(shè)置，同樣可以實(shí)現(xiàn)色弱色盲者對(duì)交通信號(hào)燈的識(shí)別，但這種交通燈對(duì)形狀做了不同設(shè)置，對(duì)于近視者來(lái)說(shuō)離交通燈比較遠(yuǎn)時(shí)還是分不清紅燈、綠燈還是黃燈?，F(xiàn)有的技術(shù)基本上是通過(guò)改變交通燈的燈罩形狀或交通燈的顯示形狀來(lái)使色盲者識(shí)別交通信號(hào)燈的，這樣就必須替換現(xiàn)有的交通燈的燈罩或交通燈，如要替換掉現(xiàn)有的全部交通燈，需要的成本也會(huì)比較大。因此有必要提出一種新的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱(chēng)中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱(chēng)的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的目的之一在于提供一種交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其可以自動(dòng)識(shí)別出交通信號(hào)燈當(dāng)前狀態(tài)，幫助色盲、色弱者判斷當(dāng)前路口的通行狀態(tài)，且為駕駛者發(fā)出提示，從而起到重要的輔助作用。本發(fā)明的目的之二在于提供一種交通信號(hào)燈識(shí)別方法，其可以自動(dòng)識(shí)別出交通信號(hào)燈當(dāng)前狀態(tài)，幫助色盲、色弱者判斷當(dāng)前路口的通行狀態(tài)，且為駕駛者發(fā)出提示，從而起到重要的輔助作用。根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其包括圖像采集模塊，采集圖像；交通信號(hào)燈檢測(cè)模塊，檢測(cè)所述圖像中是否含有交通信號(hào)燈，若含有交通信號(hào)燈則記錄交通信號(hào)燈的區(qū)域；交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊，將所述交通信號(hào)燈區(qū)域分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域，分析和識(shí)別所述信號(hào)區(qū)域的亮度信息和/或顏色信息，根據(jù)所述亮度信息和/或顏色信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)；和識(shí)別信息輸出模塊，根據(jù)交通信號(hào)燈的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的提示信息。進(jìn)一步的，所述交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)還包括交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊，所述交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊分析各個(gè)信號(hào)區(qū)域的特征，進(jìn)而確定當(dāng)前交通信號(hào)燈的類(lèi)別。更進(jìn)一步的，所述交通信號(hào)燈類(lèi)別包括機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車(chē)道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈或倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示器。進(jìn)一步的，交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊統(tǒng)計(jì)各信號(hào)區(qū)域的亮度和以找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，根據(jù)亮燈的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈的位置確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。進(jìn)一步的，交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊統(tǒng)計(jì)各信號(hào)區(qū)域的亮度和以找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，并對(duì)亮燈的信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析，并結(jié)合所述顏色信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊根據(jù)對(duì)所述信號(hào)區(qū)域的亮度分析得出各信號(hào)區(qū)域內(nèi)像素值大于預(yù)先設(shè)定的閾值的像素點(diǎn)組成的圖形，從而確定交通信號(hào)燈的類(lèi)別；交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊根據(jù)交通信號(hào)燈的類(lèi)別，并結(jié)合對(duì)該信號(hào)區(qū)域進(jìn)行的顏色分析來(lái)確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。更進(jìn)一步的，所述交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊分析識(shí)別所述信號(hào)區(qū)域的顏色信息時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)信號(hào)區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的紅、綠顏色的平均值，確定紅、綠顏色平均值的比例值， 并設(shè)定第一閾值和第二閾值，將紅、綠顏色平均值的比例值與第一閾值及第二閾值比較，若所述比例值大于所述第一閾值時(shí)則判定該信號(hào)燈區(qū)域?yàn)榧t燈，若所述比例值小于所述第二閾值時(shí)則判定該信號(hào)燈區(qū)域?yàn)榫G燈，否則為黃燈，其中所述第一閾值大于所述第二閾值。進(jìn)一步的，識(shí)別信息輸出模塊產(chǎn)生相應(yīng)的提示信息包括聲音輸出、圖像輸出或字體輸出。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供一種交通信號(hào)燈識(shí)別方法，其包括獲取含有交通信號(hào)燈的圖像；對(duì)所述圖像進(jìn)行交通信號(hào)燈的檢測(cè)以判斷圖像中是否存在交通信號(hào)燈；若存在交通信號(hào)燈則將對(duì)所述圖像中的交通信號(hào)燈區(qū)域分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域， 對(duì)所述信號(hào)區(qū)域進(jìn)行亮度和/或顏色分析以確定出交通信號(hào)燈的狀態(tài)；根據(jù)所述交通信號(hào)燈識(shí)別的結(jié)果輸出提示信息。進(jìn)一步的，對(duì)所述信號(hào)區(qū)域進(jìn)行亮度分析的過(guò)程包括統(tǒng)計(jì)各信號(hào)區(qū)域的亮度和以找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，根據(jù)亮燈的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈的位置確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述交通信號(hào)燈識(shí)別方法包括統(tǒng)計(jì)各信號(hào)區(qū)域的亮度和以找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，并對(duì)亮燈的信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析，并結(jié)合所述顏色信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述交通信號(hào)燈識(shí)別方法還包括對(duì)所述信號(hào)區(qū)域的亮度分析得出各信號(hào)區(qū)域內(nèi)像素值大于預(yù)先設(shè)定的閾值的像素點(diǎn)組成的圖形，從而確定交通信號(hào)燈的類(lèi)別； 根據(jù)交通信號(hào)燈的類(lèi)別，并結(jié)合對(duì)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行的顏色分析來(lái)確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述顏色分析具體為統(tǒng)計(jì)每個(gè)信號(hào)燈區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的紅、綠顏色的平均值，確定紅、綠顏色平均值的比例值，設(shè)定第一閾值和第二閾值，將紅、綠顏色平均值的比例值與第一閾值及第二閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述比例值大于所述第一閾值時(shí)則判定該信號(hào)燈區(qū)域?yàn)榧t燈，當(dāng)所述比例值小于所述第二閾值時(shí)則判定該信號(hào)燈區(qū)域?yàn)榫G燈，否則為黃燈，其中所述第一閾值大于所述第二閾值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其首先獲取含有交通信號(hào)燈的圖像，并對(duì)圖像中的交通信號(hào)燈進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，最終輸出信號(hào)燈的識(shí)別結(jié)果， 根據(jù)所述結(jié)果輸出聲音或圖像等提示，其對(duì)長(zhǎng)時(shí)間駕駛者和色盲者起到重要的輔助提醒功能。

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中圖1為本發(fā)明中交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為交通信號(hào)燈在一實(shí)施例中的示意圖；圖3為交通信號(hào)燈在另一實(shí)施例中的示意圖；和圖4為本發(fā)明中交通信號(hào)燈識(shí)別方法在一個(gè)實(shí)施例中的流程圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明的詳細(xì)描述主要通過(guò)程序、步驟、邏輯塊、過(guò)程或其他象征性的描述來(lái)直接或間接地模擬本發(fā)明技術(shù)方案的運(yùn)作。為透徹的理解本發(fā)明，在接下來(lái)的描述中陳述了很多特定細(xì)節(jié)。而在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)時(shí)，本發(fā)明則可能仍可實(shí)現(xiàn)。所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領(lǐng)域內(nèi)的其他技術(shù)人員有效的介紹他們的工作本質(zhì)。換句話(huà)說(shuō)，為避免混淆本發(fā)明的目的，由于熟知的方法和程序已經(jīng)容易理解，因此它們并未被詳細(xì)描述。此處所稱(chēng)的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書(shū)中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。此外，表示一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明提供一種交通信號(hào)燈識(shí)別的系統(tǒng)，其拍攝路口的含有交通信號(hào)燈的圖像， 對(duì)所述圖像進(jìn)行交通信號(hào)燈的自動(dòng)檢測(cè)和識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果確定信號(hào)燈的狀態(tài)，并根據(jù)交通信號(hào)燈的狀態(tài)給出相關(guān)的聲音、文字或圖像等提示信息。其具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖 1所示。圖1為本發(fā)明中交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)100在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，其中所述交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)100包括圖像采集模塊110、交通信號(hào)燈檢測(cè)模塊120、交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊140和識(shí)別結(jié)果輸出模塊150。所述圖像采集模塊110內(nèi)部包含有一個(gè)攝像設(shè)備，其可以用于采集包含有交通信號(hào)燈的圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于行人和非機(jī)動(dòng)車(chē)，所述攝像設(shè)備可以固定在衣服、頭盔或帽子上，對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)，所述攝像設(shè)備可以固定在車(chē)子前部頂端，比如前擋風(fēng)玻璃頂部等部位。所述交通信號(hào)燈檢測(cè)模塊120檢測(cè)所述圖像中是否含有交通信號(hào)燈區(qū)域，若含有交通信號(hào)燈區(qū)域則記錄交通信號(hào)燈的區(qū)域位置和大小。常用的交通信號(hào)燈的信號(hào)主要有圓形、行人、自行車(chē)或箭頭燈形狀，交通信號(hào)燈通常上下排列，紅燈、黃燈、綠燈按一定順序排列，利用這些特點(diǎn)可以從圖像中檢測(cè)出信號(hào)燈區(qū)域。通常進(jìn)行信號(hào)燈檢測(cè)的方法有基于幾何特征的方法、基于子空間的方法、基于信號(hào)燈檢測(cè)器的方法等。在一個(gè)實(shí)施例中，采用基于信號(hào)燈檢測(cè)器的方法來(lái)進(jìn)行交通信號(hào)燈區(qū)域的檢測(cè)。 所述方法具體包括形成可識(shí)別交通信號(hào)燈的信號(hào)燈檢測(cè)器的訓(xùn)練部分和用于交通信號(hào)燈檢測(cè)的檢測(cè)部分。訓(xùn)練部分具體為首先，選取大量包含有交通信號(hào)燈的圖像，對(duì)圖像中的交通信號(hào)燈進(jìn)行標(biāo)定，分割出其中的信號(hào)燈區(qū)域作為正樣本，選取大量不包含有交通信號(hào)燈的圖像區(qū)域作為反樣本；然后計(jì)算其弱特征，將正反樣本輸入所述信號(hào)燈檢測(cè)器進(jìn)行訓(xùn)練，完成弱特征的挑選和信號(hào)燈檢測(cè)器的形成，進(jìn)而得到可以用于進(jìn)行交通信號(hào)燈檢測(cè)的信號(hào)燈檢測(cè)器。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)信號(hào)燈檢測(cè)器，其通過(guò)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，要求是正反樣本的數(shù)據(jù)輸入所述訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器后，輸出值不同，正樣本的數(shù)據(jù)輸入所述訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器后，輸出值為1，而反樣本的數(shù)據(jù)輸入所述訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器后， 輸出值為-1。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，使檢測(cè)器達(dá)到收斂，得到檢測(cè)器的各個(gè)參數(shù)，這件檢測(cè)器就確定了。 檢測(cè)部分計(jì)算所述圖像采集模塊110采集的圖像的弱特征，并輸入所述訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器，根據(jù)輸出值確定此圖像是否含有交通信號(hào)燈區(qū)域，即通過(guò)訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器后輸出值與所述正樣本產(chǎn)生的結(jié)果類(lèi)似，如輸出值大于0.5則可判斷輸入的圖像中含有交通信號(hào)燈，否則，所述輸入的圖像不存在交通信號(hào)燈。交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊140根據(jù)交通信號(hào)燈檢測(cè)模塊120的結(jié)果將圖像中所述交通信號(hào)燈區(qū)域分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域，對(duì)所述信號(hào)區(qū)域進(jìn)行分析以獲得所述信號(hào)區(qū)域的亮度信息和/或顏色信息，并根據(jù)所述亮度信息和/或顏色信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)，也即獲得交通信號(hào)燈當(dāng)前的交通信號(hào)。交通信號(hào)燈通常具有紅燈、黃燈和綠燈多個(gè)信號(hào)區(qū)域，紅燈、黃燈和綠燈可能是橫向排列，也可能是縱向排列。首先，可以計(jì)算所述交通信號(hào)燈區(qū)域在豎直方向的長(zhǎng)度a和水平方向的長(zhǎng)度b，根據(jù)所述交通信號(hào)燈區(qū)域在水平方向和豎直方向的長(zhǎng)度比確定信號(hào)燈是橫向排列還是縱向排列。如圖2所示，其中紅燈、黃燈和綠燈連在一起后計(jì)算其長(zhǎng)度a和寬度b，這里a/b > 1，則說(shuō)明圖2中示出的交通信號(hào)燈為縱向排列；而如果a/b < 1，則說(shuō)明交通信號(hào)燈為橫向排列。獲得所述長(zhǎng)度比及交通信號(hào)燈各信號(hào)區(qū)域的排列方向后便可以對(duì)交通信號(hào)燈區(qū)域進(jìn)行分割，分割出每個(gè)信號(hào)燈區(qū)域。對(duì)各個(gè)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行亮度分析以確定交通信號(hào)燈當(dāng)前亮燈的區(qū)域在所述交通信號(hào)燈區(qū)域的位置。現(xiàn)有的交通信號(hào)燈基本上是有兩個(gè)信號(hào)燈或三個(gè)信號(hào)燈。如果有兩個(gè)信號(hào)燈，從上到下或從左到右的順序通常為紅、綠；如果有三個(gè)信號(hào)燈，從上到下或從左到右的順序通常為紅、黃、綠。對(duì)上述分割后的各個(gè)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行亮度分析，統(tǒng)計(jì)各個(gè)信號(hào)區(qū)域的亮度和， 找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，即亮度和較高的信號(hào)區(qū)域，并判斷亮燈的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域的位置，根據(jù)亮燈的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈的位置確定交通信號(hào)燈的當(dāng)前交通信號(hào)。如圖3所示，圖3為交通信號(hào)燈在另一實(shí)施例中的示意圖。在進(jìn)行亮度分析時(shí)，當(dāng)亮燈的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域的上部，根據(jù)通常的紅、黃、綠燈的排列規(guī)則就可以直接判定所述亮的區(qū)域?yàn)榧t燈；當(dāng)亮的區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域的中部，則可以直接判定所述亮的區(qū)域?yàn)辄S燈；否則判定所述亮的區(qū)域?yàn)榫G燈。當(dāng)然在劃分上部、中部和下部區(qū)域時(shí)可以直接用交通信號(hào)燈區(qū)域較長(zhǎng)邊的三等分的平分線(xiàn)來(lái)劃定。當(dāng)然，在分析得到亮燈的信號(hào)區(qū)域后，交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊140亮燈的信號(hào)區(qū)域也可以對(duì)亮燈的信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析，根據(jù)得到的顏色信息確定交通信號(hào)燈的交通信號(hào)。當(dāng)交通信號(hào)燈只有一個(gè)信號(hào)區(qū)域時(shí)，即只有一個(gè)信號(hào)燈做紅、黃、綠燈的切換，這時(shí)，所述交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊140對(duì)所述信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析以確定交通信號(hào)燈的交通信號(hào)。即所述交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊140統(tǒng)計(jì)所述信號(hào)區(qū)域內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的顏色信息，根據(jù)顏色信息的統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。此外，除現(xiàn)有的交通信號(hào)燈有時(shí)也會(huì)有多方向的箭頭信號(hào)燈、人形指示燈或計(jì)時(shí)燈等各種類(lèi)型信號(hào)指示燈。當(dāng)交通信號(hào)燈具有上述多類(lèi)別的信號(hào)區(qū)域時(shí)，也會(huì)有多個(gè)信號(hào)區(qū)域均亮的情形。例如，對(duì)于橫向排列的交通信號(hào)燈，如具有多方向的箭頭信號(hào)燈，有時(shí)各個(gè)燈都是亮的，只是有的紅，有的綠。因此，為了保證所述信號(hào)燈檢測(cè)器適用于多種類(lèi)的交通信號(hào)燈的識(shí)別，在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于不同類(lèi)型的交通信號(hào)燈所述的交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)也可以分別進(jìn)行訓(xùn)練來(lái)獲得多個(gè)紅綠燈的信號(hào)燈檢測(cè)器，如箭頭紅綠燈、豎排紅綠燈等。也就是說(shuō)，在訓(xùn)練時(shí)選用的樣本中交通信號(hào)燈和采集的圖像中的交通信號(hào)燈均是同一種類(lèi)型，如果均為豎排紅綠燈的圖像在訓(xùn)練出來(lái)的信號(hào)燈檢測(cè)器就可以對(duì)豎排紅綠燈進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)一步地，交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)100也還可以包括交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊130。根據(jù)對(duì)交通信號(hào)燈的檢測(cè)，若圖像中含有交通信號(hào)燈區(qū)域，所述交通信號(hào)燈檢測(cè)模塊120則記錄交通信號(hào)燈的區(qū)域位置和大小，并輸入到交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊130。所述交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊130在所述檢測(cè)出含有交通信號(hào)的圖像中根據(jù)所述交通信號(hào)燈的區(qū)域位置和大小分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域后，對(duì)所述分割出的信號(hào)區(qū)域進(jìn)行形狀分析，確定當(dāng)前交通信號(hào)燈及每一信號(hào)區(qū)域的類(lèi)別。所述交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊130可以通過(guò)亮度分析得出各信號(hào)區(qū)域的亮度較高的像素點(diǎn)組成的圖形，從而可以確定交通信號(hào)燈的類(lèi)別，如機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈、 人行橫道信號(hào)燈、車(chē)道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈火倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示器。其中，進(jìn)行亮度分析時(shí)有很多種方法，這里選用二值化法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。首先計(jì)算信號(hào)燈區(qū)域中像素值，對(duì)像素值大于預(yù)先設(shè)定的閾值的像素點(diǎn)標(biāo)記為“ 1，，，像素值小于所述閾值的像素點(diǎn)標(biāo)記為“0”，對(duì)有相同標(biāo)記的像素點(diǎn)進(jìn)行連通，則可判定由標(biāo)記為“1”的像素點(diǎn)組成的面積最大的區(qū)域?yàn)榻煌ㄐ盘?hào)燈亮?xí)r的信號(hào)區(qū)域；或可進(jìn)一步判定由標(biāo)記為“1” 的像素點(diǎn)組成的圖形可形成不同的交通信號(hào)燈類(lèi)別，如標(biāo)記為“1”的像素點(diǎn)組成自行車(chē)或人模樣的圖形則可判定為人形橫道信號(hào)燈，若標(biāo)記為“1”的像素點(diǎn)組成車(chē)輛的圖形則可判定為車(chē)道信號(hào)燈。在交通信號(hào)燈具有上述多類(lèi)別的信號(hào)區(qū)域，且有多個(gè)信號(hào)區(qū)域均亮的情形時(shí)，由交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊130對(duì)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行的亮度分析得到該信號(hào)區(qū)域的類(lèi)別，并結(jié)合對(duì)該信號(hào)區(qū)域進(jìn)行的顏色分析來(lái)確定當(dāng)前的交通信號(hào)。例如，當(dāng)通過(guò)對(duì)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行的亮度分析得到一個(gè)亮燈的信號(hào)區(qū)域?yàn)榍靶行盘?hào)燈，信號(hào)區(qū)域?yàn)榧t色，則可以表示禁止前行；而另一亮燈的信號(hào)區(qū)域?yàn)橛肄D(zhuǎn)信號(hào)燈，信號(hào)區(qū)域?yàn)榫G色，則可以表示允許右行。
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由于成像誤差、噪聲點(diǎn)等原因的存在，亮紅燈的信號(hào)區(qū)域內(nèi)可能有些像素點(diǎn)表現(xiàn)為紅色，而一些個(gè)別的像素點(diǎn)為綠色；或者亮綠燈的信號(hào)區(qū)域內(nèi)也可能有紅色的像素點(diǎn)。比如目前采用的多個(gè)LED組成的信號(hào)燈光源，其顯示的信號(hào)燈的區(qū)域的每個(gè)像素點(diǎn)的顏色信息不是完全一樣的。另外，當(dāng)紅、綠、藍(lán)三基色分別為(255,0,0)時(shí)是紅色，而(255,50,100) 時(shí)仍然應(yīng)該認(rèn)為其是紅色，光源在使用過(guò)程中其顏色也會(huì)發(fā)生一些變化。因此，在對(duì)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析中，利用所述信號(hào)區(qū)域內(nèi)的顏色的均值信息可以比較準(zhǔn)確的獲得所述信號(hào)區(qū)域在整體上所表現(xiàn)的顏色。優(yōu)選地，所述顏色分析具體如下統(tǒng)計(jì)每個(gè)信號(hào)區(qū)域的顏色信息，如，計(jì)算每個(gè)信號(hào)區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)的紅、綠顏色的平均值，然后計(jì)算紅、綠顏色平均值的比例值，令紅、 綠色的平均值為A ^,thl和th2為紅綠色平均值的比例關(guān)系的第一閾值和第二閾值，其中第一閾值大于第二閾值，當(dāng)紅綠顏色的比例值大于所述第一閾值，即時(shí)則認(rèn)定該信號(hào)區(qū)域?yàn)榧t色，當(dāng)紅綠顏色的比例值小于所述第二閾值，即f /g < th2時(shí)則認(rèn)定該信號(hào)區(qū)域?yàn)榫G色；否則該信號(hào)區(qū)域?yàn)辄S色。當(dāng)然，這里同樣可以通過(guò)計(jì)算每個(gè)信號(hào)燈區(qū)域內(nèi)紅、綠像素點(diǎn)的總值，利用各顏色像素點(diǎn)的總值的比例關(guān)系仍然可以認(rèn)定信號(hào)燈為紅色、綠色或黃色。綜合上述亮度分析和顏色分析的結(jié)果可以確定當(dāng)前信號(hào)燈的狀態(tài)。識(shí)別結(jié)果輸出模塊150在檢測(cè)出交通信號(hào)燈的狀態(tài)時(shí)給予對(duì)應(yīng)的聲音、圖像或字跡等提示信息。如采用聲音輸出，可輸出“直行方向?yàn)榫G燈，左轉(zhuǎn)方向?yàn)榧t燈”等類(lèi)似信息，也可以加上“綠燈時(shí)間 η秒”等信息。當(dāng)然還可以結(jié)合當(dāng)前車(chē)輛所在車(chē)道線(xiàn)確定當(dāng)前方向是否可以通行。如果采用圖像輸出，可以在圖像中信號(hào)燈附近顯示“紅” “黃” “綠”等字樣，提示駕駛者當(dāng)前的信號(hào)燈狀態(tài)，并且可以在紅燈狀況下增加字樣的閃動(dòng)定動(dòng)作，便于駕駛者注意到。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)對(duì)交通信號(hào)燈的檢測(cè)和識(shí)別，可以很好的幫助色盲、色弱者判斷當(dāng)前路口的通行狀態(tài)，且為駕駛者發(fā)出相關(guān)的提示，從而起到了重要的輔助作用。圖4為本發(fā)明中交通信號(hào)燈識(shí)別方法的流程圖，所述交通信號(hào)燈識(shí)別的方法具體包括步驟410，獲取含有交通信號(hào)燈的圖像。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以通過(guò)一個(gè)攝像設(shè)備來(lái)采集包含有交通信號(hào)燈的圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于行人和非機(jī)動(dòng)車(chē)，可以將其所述攝像設(shè)備固定在衣服、頭盔或帽子上，對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)，可以將其所述攝像設(shè)備固定在車(chē)子前部頂端，比如前擋風(fēng)玻璃頂部等部位。步驟420，對(duì)所述圖像進(jìn)行交通信號(hào)燈檢測(cè)。一般對(duì)圖像進(jìn)行交通信號(hào)燈檢測(cè)的方法為基于幾何特征的方法、基于子空間的方法、基于信號(hào)燈檢測(cè)器的方法等。在一個(gè)實(shí)施例中，采用基于信號(hào)燈檢測(cè)器的方法來(lái)進(jìn)行交通信號(hào)燈區(qū)域的檢測(cè)。 所述方法具體包括形成可識(shí)別交通信號(hào)燈的信號(hào)燈檢測(cè)器的訓(xùn)練部分和用于交通信號(hào)燈檢測(cè)的檢測(cè)部分。訓(xùn)練部分具體為首先，選取大量包含有交通信號(hào)燈的圖像，對(duì)圖像中的交通信號(hào)燈進(jìn)行標(biāo)定，分割出其中的信號(hào)燈區(qū)域作為正樣本，選取大量不包含有交通信號(hào)燈的圖像區(qū)域作為反樣本；然后計(jì)算其弱特征，將正反樣本輸入所述信號(hào)燈檢測(cè)器進(jìn)行訓(xùn)練，完成弱特征的挑選和信號(hào)燈檢測(cè)器的形成，進(jìn)而得到可以用于進(jìn)行交通信號(hào)燈檢測(cè)的信號(hào)燈檢測(cè)器。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)信號(hào)燈檢測(cè)器，其通過(guò)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，要求是正反樣本的數(shù)據(jù)輸入所述訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器后，輸出值不同，如當(dāng)正樣本的數(shù)據(jù)輸入所述訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器后，輸出值為1，而反樣本的數(shù)據(jù)輸入所述訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器后，輸出值為-1。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，使檢測(cè)器達(dá)到收斂，得到檢測(cè)器的各個(gè)參數(shù)，這件檢測(cè)器就確定了。檢測(cè)部分計(jì)算所述采集到的圖像的弱特征，并輸入所述訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器，根據(jù)輸出值確定此圖像是否含有交通信號(hào)燈區(qū)域，即通過(guò)訓(xùn)練后的信號(hào)燈檢測(cè)器后輸出值與所述正樣本的輸出值類(lèi)似，如大于0. 5，則可判斷輸入的圖像中含有交通信號(hào)燈，否則，所述輸入的圖像不存在交通信號(hào)燈。通常，為了保證所述信號(hào)燈檢測(cè)器的性能，對(duì)于不同類(lèi)型的交通信號(hào)燈可以分別進(jìn)行訓(xùn)練來(lái)獲得多個(gè)紅綠燈的信號(hào)燈檢測(cè)器，如箭頭紅綠燈、豎排紅綠燈等。也就是說(shuō)，在訓(xùn)練時(shí)選用的樣本中交通信號(hào)燈和采集的圖像中的交通信號(hào)燈均是同一種類(lèi)型，如果均為豎排紅綠燈的圖像在訓(xùn)練出來(lái)的信號(hào)燈檢測(cè)器就可以對(duì)豎排紅綠燈進(jìn)行檢測(cè)。步驟430，判斷是否存在交通信號(hào)燈。即根據(jù)采集到的圖像通過(guò)上述步驟420中訓(xùn)練的信號(hào)燈檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)后的檢測(cè)結(jié)果判斷采集到的圖像是否存在交通信號(hào)燈。步驟440，若判斷不存在交通信號(hào)燈則直接放棄對(duì)該圖像的識(shí)別。步驟450，當(dāng)檢測(cè)到采集的圖像中含有交通信號(hào)燈時(shí)，對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行識(shí)別以確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。即根據(jù)所述檢測(cè)出的交通信號(hào)燈區(qū)域的位置和大小分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域，對(duì)所述信號(hào)區(qū)域進(jìn)行識(shí)別分析以確定出交通信號(hào)燈的狀態(tài)。一般的，首先根據(jù)檢測(cè)的結(jié)構(gòu)從圖像中分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域，計(jì)算其長(zhǎng)寬比，根據(jù)長(zhǎng)寬比確定信號(hào)燈是橫向排列還是縱向排列，然后對(duì)交通信號(hào)燈區(qū)域進(jìn)行分割，分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域，然后通過(guò)對(duì)各個(gè)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行亮度分析和/或顏色分析確定信號(hào)燈的狀態(tài)。對(duì)于通常的紅、綠、黃三燈排列的交通信號(hào)燈，通過(guò)對(duì)各個(gè)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行亮度分析可以獲得當(dāng)前亮燈的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域的位置，從而判斷交通信號(hào)燈的當(dāng)前交通信號(hào)。當(dāng)然，在分析得到亮燈的信號(hào)區(qū)域后，也可以進(jìn)一步對(duì)亮燈的信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析，根據(jù)得到的顏色信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)，從而獲得當(dāng)前的交通信號(hào)。當(dāng)有多個(gè)信號(hào)區(qū)域均亮?xí)r，也需要進(jìn)一步對(duì)每個(gè)亮燈的信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析來(lái)確定各個(gè)信號(hào)區(qū)域的狀態(tài)。此外，也可以對(duì)各個(gè)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行形狀分析以確定各個(gè)信號(hào)區(qū)域在所述交通信號(hào)燈區(qū)域的位置以及交通信號(hào)燈類(lèi)別。還可以通過(guò)亮度分析得出各信號(hào)區(qū)域的亮度點(diǎn)組成的圖形，從而可以確定交通信號(hào)燈的類(lèi)別，如機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車(chē)道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈或倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示器。其中，進(jìn)行亮度判定時(shí)有很多種方法，這里選用二值化法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。首先計(jì)算信號(hào)區(qū)域中各像素點(diǎn)的像素值，對(duì)像素值大于預(yù)先設(shè)定的閾值的像素點(diǎn)標(biāo)記為“ 1”，像素值小于所述閾值的像素點(diǎn)標(biāo)記為“0”，對(duì)有相同標(biāo)記的像素點(diǎn)進(jìn)行連通，則可判定由標(biāo)記為 “1”的像素點(diǎn)組成的面積最大的區(qū)域?yàn)榻煌ㄐ盘?hào)燈亮?xí)r的信號(hào)區(qū)域；進(jìn)一步地，根據(jù)由標(biāo)記為“1”的像素點(diǎn)組成的圖形來(lái)判定交通信號(hào)燈的類(lèi)別，如標(biāo)記為“1”的像素點(diǎn)組成自行車(chē)或人模樣的圖形則可判定為人形橫道信號(hào)燈，若標(biāo)記為“1”的像素點(diǎn)組成車(chē)輛的圖形則可判定為車(chē)道信號(hào)燈。通過(guò)亮度和顏色分析可以分別得到交通信號(hào)燈的顏色信息和亮度信息，根據(jù)顏色信息和/或亮度信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。所述亮度分析具體如下統(tǒng)計(jì)上述分割后的各個(gè)信號(hào)區(qū)域的亮度和，找出亮的信號(hào)區(qū)域，并判斷亮的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域的位置。由于現(xiàn)有的交通信號(hào)燈基本上是有兩個(gè)信號(hào)燈、從上到下或從左到右的順序通常為紅、綠；如果有三個(gè)信號(hào)燈，從上到下或從左到右的順序通常為紅、黃、綠。這時(shí)只需要通過(guò)亮度識(shí)別確定亮的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域的位置就能夠判定哪個(gè)燈是亮著的。同樣參考圖3所示，圖3為交通信號(hào)燈在另一實(shí)施例中的示意圖。在根據(jù)亮度分析時(shí)，當(dāng)亮的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域的上部或左端，則可以直接判定所述亮的信號(hào)區(qū)域?yàn)榧t燈；當(dāng)亮的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域的中部，則可以直接判定所述亮的信號(hào)區(qū)域?yàn)辄S燈；否則判定所述亮的信號(hào)區(qū)域?yàn)榫G燈。當(dāng)然在劃分上部、中部和下部區(qū)域，或者左、中、右區(qū)域時(shí)可以用交通信號(hào)燈區(qū)域較長(zhǎng)邊的三等分的平分線(xiàn)來(lái)劃定。此外，除現(xiàn)有的交通信號(hào)燈有時(shí)也會(huì)有多方向的箭頭信號(hào)燈、人形指示燈或計(jì)時(shí)燈等各種類(lèi)型信號(hào)指示燈。當(dāng)交通信號(hào)燈具有上述多類(lèi)別的信號(hào)區(qū)域時(shí)，也會(huì)有多個(gè)信號(hào)區(qū)域均亮的情形。例如，對(duì)于橫向排列的交通信號(hào)燈，如具有多方向的箭頭信號(hào)燈，有時(shí)各個(gè)燈都是亮的，只是有的紅，有的綠。這時(shí)可以進(jìn)一步結(jié)合顏色分析來(lái)確定交通信號(hào)燈當(dāng)前的交通信號(hào)。所述顏色分析具體如下統(tǒng)計(jì)每個(gè)信號(hào)區(qū)域的顏色信息，如，計(jì)算每個(gè)信號(hào)區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)為紅、綠的平均值，然后計(jì)算紅、綠顏色平均值的比例關(guān)系，令紅、綠顏色的平均值為7 , ^,thl和th2為紅綠色平均值的比例關(guān)系的第一閾值和第二閾值，當(dāng)紅、綠顏色的比例值大于所述第一閾值，即時(shí)則認(rèn)定該信號(hào)燈為紅色，當(dāng)紅、綠顏色的比例值小于所述第二閾值，即7 /g < th2時(shí)則認(rèn)定該信號(hào)燈為綠色，否則為黃色。當(dāng)然，這里同樣可以通過(guò)計(jì)算每個(gè)信號(hào)燈區(qū)域內(nèi)紅、綠、黃色像素點(diǎn)的總值，利用總值的比例關(guān)系仍然可以認(rèn)定信號(hào)燈為紅色、綠色或黃色。綜合上述亮度分析和/或顏色分析的結(jié)果可以確定當(dāng)前信號(hào)燈的狀態(tài)。為適用于多種類(lèi)交通信號(hào)燈的識(shí)別，當(dāng)通過(guò)亮度分析可分析出多個(gè)信號(hào)區(qū)域均亮?xí)r，可以對(duì)亮燈的信號(hào)區(qū)域中的亮度點(diǎn)組成的形狀進(jìn)行分析以確定該信號(hào)區(qū)域的交通信號(hào)燈類(lèi)別，例如所述多個(gè)信號(hào)區(qū)域具有向左的箭頭、向前的箭頭和向右的箭頭，可以確定其為機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈，然后通過(guò)顏色分析判定各個(gè)信號(hào)區(qū)域亮燈時(shí)的顏色，進(jìn)而可以確定當(dāng)前的交通信號(hào)，即哪個(gè)方向可以前行或禁止前行。步驟460，輸出交通信號(hào)燈識(shí)別結(jié)果。所述交通信號(hào)燈識(shí)別的結(jié)果可以通過(guò)聲音輸出、圖像輸出或字幕。如亮度分析判定交通信號(hào)燈直行方向燈亮且為車(chē)道信號(hào)燈，并通過(guò)顏色分析判定其為綠燈，則用圖像、字幕或聲音等方式提醒司機(jī)為直行方向?yàn)榫G燈，可以直行。再如識(shí)別出直行方向?yàn)榫G燈，左轉(zhuǎn)方向?yàn)榧t燈，則可以采用圖像、字幕或聲音輸出“直行方向?yàn)榫G燈，左轉(zhuǎn)方向?yàn)榧t燈”等類(lèi)似的信息，也可以加上“綠燈時(shí)間η秒”等信息。當(dāng)然還可以結(jié)合當(dāng)前車(chē)輛所在車(chē)道線(xiàn)確定當(dāng)前方向是否可以通行。如果采用圖像輸出，可以在圖像中信號(hào)燈附近顯示“紅” “黃” “綠”等字樣，提示駕駛者當(dāng)前的信號(hào)燈狀態(tài)，并且可以在紅燈狀況下增加字樣的閃動(dòng)定動(dòng)作，便于駕駛者注意到。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)對(duì)交通信號(hào)燈的檢測(cè)和識(shí)別，可以很好的幫助色盲、色弱者判斷當(dāng)前路口的通行狀態(tài)，且為駕駛者發(fā)出相關(guān)的提示，從而起到了重要的輔助作用。
上述說(shuō)明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的范圍。 相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實(shí)施方式
。
權(quán)利要求
1.一種交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，其包括圖像采集模塊，采集圖像；交通信號(hào)燈檢測(cè)模塊，檢測(cè)所述圖像中是否含有交通信號(hào)燈，若含有交通信號(hào)燈則記錄交通信號(hào)燈的區(qū)域；交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊，將所述交通信號(hào)燈區(qū)域分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域，分析和識(shí)別所述信號(hào)區(qū)域的亮度信息和/或顏色信息，根據(jù)所述亮度信息和/或顏色信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)；和識(shí)別信息輸出模塊，根據(jù)交通信號(hào)燈的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的提示信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)還包括交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊，所述交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊分析各個(gè)信號(hào)區(qū)域的特征，進(jìn)而確定當(dāng)前交通信號(hào)燈的類(lèi)別。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述交通信號(hào)燈類(lèi)別包括機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車(chē)道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈或倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊統(tǒng)計(jì)各信號(hào)區(qū)域的亮度和以找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，根據(jù)亮燈的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈的位置確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊統(tǒng)計(jì)各信號(hào)區(qū)域的亮度和以找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，并對(duì)亮燈的信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析， 并結(jié)合所述顏色信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊根據(jù)對(duì)所述信號(hào)區(qū)域的亮度分析得出各信號(hào)區(qū)域內(nèi)像素值大于預(yù)先設(shè)定的閾值的像素點(diǎn)組成的圖形，從而確定交通信號(hào)燈的類(lèi)別；交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊根據(jù)交通信號(hào)燈的類(lèi)別，并結(jié)合對(duì)該信號(hào)區(qū)域進(jìn)行的顏色分析來(lái)確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊分析識(shí)別所述信號(hào)區(qū)域的顏色信息時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)信號(hào)區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的紅、 綠顏色的平均值，確定紅、綠顏色平均值的比例值，并設(shè)定第一閾值和第二閾值，將紅、綠顏色平均值的比例值與第一閾值及第二閾值比較，若所述比例值大于所述第一閾值時(shí)則判定該信號(hào)燈區(qū)域?yàn)榧t燈，若所述比例值小于所述第二閾值時(shí)則判定該信號(hào)燈區(qū)域?yàn)榫G燈，否則為黃燈，其中所述第一閾值大于所述第二閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于識(shí)別信息輸出模塊產(chǎn)生相應(yīng)的提示信息包括聲音輸出、圖像輸出或字體輸出。
9.一種交通信號(hào)燈識(shí)別方法，其特征在于，其包括獲取含有交通信號(hào)燈的圖像；對(duì)所述圖像進(jìn)行交通信號(hào)燈的檢測(cè)以判斷圖像中是否存在交通信號(hào)燈；若存在交通信號(hào)燈則將對(duì)所述圖像中的交通信號(hào)燈區(qū)域分割出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)域， 對(duì)所述信號(hào)區(qū)域進(jìn)行亮度和/或顏色分析以確定出交通信號(hào)燈的狀態(tài)；和根據(jù)所述交通信號(hào)燈識(shí)別的結(jié)果輸出提示信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的交通信號(hào)燈識(shí)別方法，其特征在于對(duì)所述信號(hào)區(qū)域進(jìn)行亮度分析的過(guò)程包括統(tǒng)計(jì)各信號(hào)區(qū)域的亮度和以找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，根據(jù)亮燈的信號(hào)區(qū)域在整個(gè)交通信號(hào)燈的位置確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的交通信號(hào)燈識(shí)別方法，其特征在于所述交通信號(hào)燈識(shí)別方法包括統(tǒng)計(jì)各信號(hào)區(qū)域的亮度和以找出亮燈的信號(hào)區(qū)域，并對(duì)亮燈的信號(hào)區(qū)域進(jìn)行顏色分析，并結(jié)合所述顏色信息確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的交通信號(hào)燈識(shí)別方法，其特征在于所述交通信號(hào)燈識(shí)別方法還包括對(duì)所述信號(hào)區(qū)域的亮度分析得出各信號(hào)區(qū)域內(nèi)像素值大于預(yù)先設(shè)定的閾值的像素點(diǎn)組成的圖形，從而確定交通信號(hào)燈的類(lèi)別；根據(jù)交通信號(hào)燈的類(lèi)別，并結(jié)合對(duì)信號(hào)區(qū)域進(jìn)行的顏色分析來(lái)確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12任一所述的交通信號(hào)燈識(shí)別方法，其特征在于所述顏色分析具體為統(tǒng)計(jì)每個(gè)信號(hào)燈區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的紅、綠顏色的平均值，確定紅、綠顏色平均值的比例值，設(shè)定第一閾值和第二閾值，將紅、綠顏色平均值的比例值與第一閾值及第二閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述比例值大于所述第一閾值時(shí)則判定該信號(hào)燈區(qū)域?yàn)榧t燈，當(dāng)所述比例值小于所述第二閾值時(shí)則判定該信號(hào)燈區(qū)域?yàn)榫G燈，否則為黃燈，其中所述第一閾值大于所述第二閾值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)，其圖像采集模塊，用于采集圖像；交通信號(hào)燈檢測(cè)模塊，檢測(cè)所述圖像中是否含有交通信號(hào)燈，若含有交通信號(hào)燈則記錄交通信號(hào)燈的區(qū)域位置和大??；交通信號(hào)燈分類(lèi)模塊，在所述檢測(cè)出含有交通信號(hào)燈的圖像中根據(jù)所述區(qū)域位置和大小分割出一個(gè)或多個(gè)交通信號(hào)燈區(qū)域，對(duì)所述分割出的交通信號(hào)燈區(qū)域進(jìn)行分析，確定當(dāng)前交通信號(hào)燈的類(lèi)別；交通信號(hào)燈狀態(tài)識(shí)別模塊，分析和識(shí)別交通信號(hào)燈區(qū)域的顏色信息，根據(jù)顏色信息和所述類(lèi)別確定交通信號(hào)燈的狀態(tài)；識(shí)別信息輸出模塊，根據(jù)上述識(shí)別出的交通信號(hào)燈的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的提示信息。所述交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)對(duì)駕駛員和色盲者提供了很好的輔助作用。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102176287SQ20111004737
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者王俊艷 申請(qǐng)人:無(wú)錫中星微電子有限公司