[發明專利]一種基于車載紅外圖像的行人預警系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201310190157.0
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103279741A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 郭烈;任澤建;楊姝;常靜;張明恒;趙一兵;李琳輝;張雁雁
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/66;B60Q9/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

技術領域

本發明屬于汽車主動安全技術領域，涉及到圖像處理方法和行人安全保護知識，特別涉及到一種基于車載紅外圖像的行人預警系統及其工作方法。

背景技術

目前，車輛與行人發生碰撞而引發的交通事故頻繁發生，給人民的生命財產安全帶來很大的威脅。行人檢測是車輛輔助駕駛系統中的關鍵技術也是必需技術，它能及時地告知駕駛員車輛前方行人的存在，并進行安全預警，減少或避免車輛與行人發生碰撞事故，具有潛在的經濟價值和廣泛的應用前景。基于可見光的普通攝像機，在可見光光源不足的情況下，特別是夜間條件下，得不到應有的視頻輸出圖像，因而難以做到行人的準確檢測。

由于紅外圖像是熱成像，具有強大的“穿透”能力，可以透過黑暗和煙霧，看到在可見光波段無法看見的感興趣目標，因此紅外圖像中行人的分割和識別倍受人們的關注。

在紅外圖像分割中，基于圖像直方圖目標和背景的分布呈明顯雙峰形狀的基礎上，常用的直方圖聚類方法如類間最大方差法、一維Kapur熵、二維直方圖熵法等，然而紅外行人圖像的直方圖多數情況下并不呈明顯雙峰形狀。在紅外圖像識別中利用方向梯度直方圖(HOG)特征對遠紅外行人進行描述，結合支持向量機(SVM)實現行人檢測，該方法檢測效果較好，但計算開銷稍大。因此上述方法在車載紅外圖像行人預警系統中不能夠很好的應用，存在著一定的技術難題。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種能夠實現紅外圖像行人較為準確分割和在紅外圖像行人識別中減少運算和開銷的車載紅外圖像行人預警系統及其工作方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于車載紅外圖像的行人預警系統，包括圖像獲取單元、圖像處理單元、決策輸出單元、駕駛員預警單元和駕駛員報警單元，所述的圖像獲取單元、圖像處理單元和決策輸出單元依次順序串聯，所述的決策輸出單元的輸出端分別連接駕駛員預警單元和駕駛員報警單元，圖像獲取單元連接車載紅外攝像機，獲取紅外圖像信息，圖像獲取單元將信息傳給圖像處理單元處理，圖像處理單元包括獲取行人感興趣區域和串聯組合方式的行人識別兩個過程，圖像處理單元將處理后的結果傳給決策輸出單元，決策輸出單元根據車輛當前的車速信息，向駕駛員預警單元或者駕駛員報警單元發送信號，駕駛員預警單元向駕駛員發出閃爍行人圖標的預警信息或者駕駛員報警單元向駕駛員發出方向盤震動的報警信息。

一種基于車載紅外圖像的行人預警系統的工作方法，包括以下步驟：

A、圖像獲取單元獲取車載紅外攝像機采集的紅外圖像信息；

B、圖像處理單元的處理方法，包括以下步驟：

B1、獲取行人感興趣區域；采用中值濾波方法對采集到的紅外圖像進行濾波降噪，將濾波降噪后的紅外圖像進行圖像增強處理，將增強后的紅外圖像采用k均值聚類分析算法進行二值化分割，將分割后的紅外圖像采用先膨脹后腐蝕的閉運算做形態學處理，將形態學處理后的圖像根據目標行人的寬高比刪選后即可獲得行人感興趣區域；

B2、串聯組合式行人識別；

B21、獲取行人感興趣區域的類haar特征值；

B22、訓練行人檢測器和通過行人檢測器進行感興趣區域的初步行人識別；

B23、將行人檢測器分類后的結果采用基于模板匹配的頭部檢測進一步識別行人；

C、決策輸出單元將圖像處理單元得到的行人信息和車速信息進行綜合分析，向駕駛員預警單元或者駕駛員報警單元發送信號；如果車速大于或等于警示速度V₀，信號傳給駕駛員報警單元，駕駛員報警單元向駕駛員發出方向盤震動的報警信息；如果車速小于警示速度V₀，信號傳給駕駛員預警單元，駕駛員預警單元向駕駛員發出閃爍行人圖標的預警信息；所述的警示速度V₀的范圍為60-70km/h；

步驟B1中所述的k均值聚類分析算法的二值化分割，包括以下步驟：

B11、獲取增強處理后紅外圖像的灰度直方圖，求得紅外圖像的灰度均值T₀；

B12、提取高于圖像灰度均值T₀的像素集x，采用k均值聚類分析算法分割圖像；具體步驟如下：

對高于灰度均值T₀的像素集x采用圖像的標準差初始化類間距離，劃分聚類空間來確定分類數并進行k均值聚類，然后計算k_i聚類空間與其相鄰的兩個聚類空間k_i+1和k_i-1的關系；