[發明專利]晝夜圖像識別方法和裝置

有效

• 申請號: 200610156279.8
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN101211407A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 鄒博;王楠
• 申請（專利權）人: 沈陽東軟軟件股份有限公司;阿爾派株式會社
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 鐘勝光

背景技術

在智能交通系統(Intelligent?Transport?Systems，ITS)的各個領域中，基于機器視覺識別車輛圖像時，在車輛行駛的過程中其所處的外界環境是不斷變化并且差別很大的，因此很難僅僅使用某一種特征或方法來識別處于不同環境下的車輛圖像。這就需要我們能夠識別當前的行駛環境并且為不同的行駛環境提供適合當前行駛環境的算法。

現階段基于車身輪廓及車身層次結構的車輛圖像識別方法在白天光照相對較好的情況下有很好的識別效果。但是在夜晚黑暗條件下，黑暗和開啟的車燈往往會破壞車輛圖像識別方法所依賴的上述車輛信息，使得基于車身輪廓和層次的車輛圖像識別算法很難準確分割和識別在夜晚黑暗條件下的車輛。通常需要根據圖像中特定區域的亮度來判斷當前圖像是白晝或夜晚的圖像，進而選擇適合當前環境的車輛圖像識別方法。

在現有技術中，已經公開有如下幾種識別晝夜圖像的方案。

現有的第一種晝夜圖像識別方法，基于圖像上半部分多數情況為天空區域的特點，通過計算圖像上半部分的亮度均值來進行晝夜圖像識別。該方法如圖1所示，在步驟S1，輸入由攝像機在目標車輛上拍攝到的路況圖像；在步驟S2，對在步驟1輸入的圖像計算圖像上半部分(即天空區域)的亮度平均值；在步驟S3，將該平均值與預先設定的基準值進行比較，并將亮度值比該基準值低的圖像確定為夜晚圖像，而將亮度值比該基準值高的圖像確定為白天圖像；最后，在步驟S4，輸出在步驟S3確定的結果，即晝夜圖像識別結果。

但是，在圖2至圖5所示的情況下會對使用圖像上半部分亮度均值的晝夜圖像識別方法產生干擾。由于這些干擾所造成錯誤的判斷而啟用不適合當前環境的算法，就會出現不能識別車輛圖像或錯誤識別車輛圖像的情況。

第二種由日本專利文獻特開平9-35197公開的晝夜圖像識別方法，考慮上述情況會對圖像中的天空區域的亮度均值產生干擾而造成錯誤判斷的問題。該第二種方法如圖6所示，首先在步驟S21，輸入由攝像機在目標車輛上拍攝到的路況圖像；在步驟S22，檢測目標車輛行駛車道的車道線；在步驟S23，根據所檢測到的車道線，以車道線的交點為圖像的消失點，并將消失點的上方區域分成16個小區域；在步驟S24，分別計算每個小區域的亮度均值；在步驟S25，將各個小區域的亮度均值與預設值進行比較，以及將亮度均值低于該預設值的所有區域設定為夜晚區域，并當有大于3/4數量的小區域被判斷為夜晚區域時，則判定該圖像為夜晚光照條件，否則為白天光照條件；最后，在步驟26，基于在步驟S25所確定的識別結果，輸出晝夜圖像識別結果。

但是，在上述第二種方法中，由于需要首先找出目標車輛的車道線，然后基于該車道線來求出天空區域的亮度值分布，因此，在路面上沒有車道線或所拍攝的圖像中沒有拍攝到車道線的情況下，無法確定用于求出亮度值分布的天空區域，進而無法進行其后續步驟，從而不能夠完成晝夜圖像識別。

此外，如圖7所示，在自然條件下，圖像消失點以上的區域仍然會受到背景建筑物和山體的影響，在白天，當背景被遠方的建筑物或山體完全遮擋時，目標車輛周邊的光照實際并沒有受到遠方背景的影響，仍然為白天光照條件。而此時第二種方法即使將圖像中消失點以上的區域分成16塊小區域仍然會出現大于3/4數量的小區域被判定為夜晚圖像，這必然會導致錯誤的判斷而啟用不適合當前環境的算法，出現不能識別車輛圖像或錯誤識別車輛圖像的情況。

由于車輛行駛環境的復雜性，所以難以保證在一些特殊的情況下不會產生個別圖像幀的誤識別。當使用上述幾種方法時，如果出現某一幀圖像誤識別就會導致難以準確分割和識別當前圖像幀的車輛圖像，并對后續的車輛圖像跟蹤等一系列處理產生干擾。

發明內容

考慮上述問題做出本發明，并且本發明的一個目的在于提供一種晝夜圖像識別方法及裝置，即使圖像中的天空區域受到背景遮擋，或者在圖像中沒有車道線，也能正確地識別出環境的光照條件，并且當個別圖像幀出現誤識別時，能夠有效排除誤識別干擾。

為了實現本發明的發明目的，按照本發明的一種晝夜圖像識別方法，包括：

預先設定攝像裝置拍攝的每幀圖像的天空區域和地面區域；

輸入所述攝像裝置拍攝的一幀圖像；

計算所述輸入圖像幀的天空區域的亮度值直方圖；以及

基于計算的所述輸入圖像幀的天空區域的亮度值直方圖，確定所述攝像裝置拍攝環境的光照條件。

為了實現本發明的發明目的，按照本發明的一種晝夜圖像識別裝置，包括：