[發明專利]一種用于視障人士的人行道交通燈檢測系統和方法

有效

• 申請號: 201710056650.1
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106874945B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 于紅雷;程瑞琦;楊愷倫;龍寧波;汪凱巍
• 申請（專利權）人: 杭州視氪科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種用于視障人士的人行道交通燈檢測方法。該方法利用相機采集圖像，利用小型處理器對采集的圖像進行處理，輸出人行道交通燈的狀態和實際距離。該方法能夠檢測白天、黑夜等不同光照條件下的人行道交通燈，該方法誤檢率低、漏檢率低、實時性好、跨平臺性好。可以很好地滿足視障人士過馬路的要求。

技術領域

本發明屬于模式識別技術、圖像處理技術、視障人士輔助技術領域，涉及一種人行道交通燈檢測系統和方法。

背景技術

視覺信息是人類識別周圍環境的最重要信息來源，人類獲得的信息80％左右是從視覺系統輸入的。根據世界衛生組織統計，全世界有2.85億視覺障礙人士。視障人士損失了正常的視覺，對顏色、形狀的理解很困難。現在，他們中的許多人使用白手杖或導盲犬協助自己的日常生活。顯然，白手杖不足以在旅行期間解決所有的困難。導盲犬可以引導視障人士以避免在道路上行走時的危險，但是因為訓練導盲犬需要很大的成本，它們不能用于所有視覺障礙者。因此，手杖、導盲犬等傳統工具無法為他們出行提供充分的協助。

自從電子出行輔助(ETA)設備開發以來，已被視為一種輔助視障者在不同情況下出行的有效的方法。為了幫助用戶找到通路，許多輔助系統部署深度相機來檢測可及的路徑和障礙。然而，特定項目的識別，例如交通燈檢測，幾乎沒有集成在所有這些系統中。由于視力有限，視覺障礙者感覺很難穿越道路。市區有很多行人交通燈，但沒有都為視障人士配備聲音輔助設備。因此，對于視障者避免道路危險來說，檢測行人交通燈至關重要。

許多工作致力于解決交通燈檢測問題。然而，大多數當前的解決方案應用于自主車輛導航。在這些情況下，相機相對于承載者是靜止的。盲人輔助應用截然不同，人行橫道和交通燈可以位于圖像的任何位置，并且由手持相機捕獲的視頻是不穩定的。車輛交通燈具有圓形或箭頭形狀，背景也很簡單，例如天空。但人行道交通燈具有復雜的形狀，而且在背景中不顯著。因此，用于視覺障礙者的人行道交通燈檢測算法必須足夠健壯，以應對各種環境。作為對視障人士的輔助方法，檢測算法應該具有非常低的虛警率，這對于用戶的安全是十分重要的。另外，實時性也是算法的一個要求。因為算法必須在便攜式平臺中實現，有限的系統資源需要有效的算法來維持適度的幀速率。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種人行道交通燈檢測系統和方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種人行道交通燈檢測系統，所述系統包含一個彩色相機，一個小型處理器，一個耳機模塊，一個電池模塊。彩色相機與小型處理器相連，電池模塊與小型處理器相連。彩色相機實時地采集周圍場景的彩色圖像，小型處理器對獲取的彩色圖像進行處理，將識別到的交通燈信息，轉化為聲音信號，并傳給耳機模塊，進而給用戶。

上述系統的人行道交通燈檢測方法如下:

(1)彩色相機采集到的彩色圖像Color，類似于圖3，傳給小型處理器進行處理。

(2)在HSV空間中進行合格像素提取。HSV空間三通道的取值范圍為Hue∈[0,360)，Saturation∈[0,256)，Value∈[0,256)，所述合格像素為滿足Valueva并且，且Huehu1或者Huehu2的像素；其中50va256，250hu1230，250hu2300。

(3)對所有合格像素，采用區域生長法提取連通區域，每一個連通區域作為一個候選區域，計算該候選區域面積a；