[發明專利]一種基于視覺的交通信號燈識別方法及裝置

在審

• 申請號: 201810755175.1
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN108764216A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 王若瑜;鄭曉峰;趙貴平;劉金倫
• 申請（專利權）人: 天津天瞳威勢電子科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 哈爾濱市邦杰專利代理事務所(普通合伙) 23212
• 代理人: 馬長嬌

1.一種基于視覺的交通信號燈識別方法，其特征是:本識別方法包括三步，第一步判定交通信號燈類型，第二步圖像預處理，第三步深度學習識別模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于視覺的交通信號燈識別方法，其特征是: 所述的第一步判定交通信號燈類型是通過為交通信號燈長、寬比（L/W=ratio）設定閾值（Threshold=1.5），將交通信號燈分為兩種，一種是豎型交通信號燈（Ratio<1.5），另一種是橫型交通信號燈(Ratio≥1.5)；計算輸入圖像的長、寬比，首先判定輸入圖像是豎型交通信號燈或是橫型交通信號燈，用以確定在圖像預處理中的切割方向。

3.根據權利要求1所述的一種基于視覺的交通信號燈識別方法，其特征是: 所述的第二步圖像預處理是首先進行HSV顏色分割，是在HSV顏色空間中，色調（Hue）、飽和度(Saturation)和明度(Value)，相互獨立，顏色分布集中；

通過HSV顏色特征，對輸入圖像進行二值化處理，將閾值范圍內的區域設置為白色（pixel value=255），閾值范圍外的區域設置為黑色（pixel value=0）,從而將待識別的交通燈圖案區域與黑色燈箱背景區域區分出來；

其次是局部最小值切割是在一個黑色燈箱中，存在一個或多個交通信號燈圖案，圖案之間都存在著黑色的間隙；最后篩選行號進行實際切割。

4.根據權利要求3所述的一種基于視覺的交通信號燈識別方法，其特征是:由于交通信號燈是發光體，所以通過設置較高的明度(Hue)的閾值和顏色范圍閾值，將交通燈從周圍的環境中分割出來；顏色的閾值范圍設定為（按OpenCV中的HSV范圍標準）：紅色色調redHue（redHue∈[0,18]∪ [156,180]），黃色色調yellowHue（yellowHue∈[11,34]）,綠色色調greenHue（greenHue∈[35,100]）,飽和度Saturation(Saturation∈[43,255]),明度Value（Value∈[156,180]）。

5.根據權利要求3所述的一種基于視覺的交通信號燈識別方法，其特征

是:如一個經過二值化后豎型交通信號燈（Image, Ratio <1.5）；利用黑色間隙處的一行的像素值之和，小于、上下兩邊存在白色待識別區域的一行的像素值之和的這一特征，在黑色間隙區域進行切割，將一個完整的交通信號燈切割成多個只包含“單個”交通信號燈的圖案；

具體算法如下：

找出待切割的行號，計算其每行的像素值之和，存入二維數組A（數組大小為：A[W×1]）中；根據該交通信號燈的較長邊(W)與較短邊(L)之比（r=W/L）計算適應此Image的局部最小值的步長Step（Step=W/(r*2+2)）；遍歷數組A，當A[i]滿足A[i]≤A[j](j∈[0,W-1]∩[i-Step,i+Step])時，將行號i存入向量B中；向量B中存儲著A中滿足步長為Step的局部最小值的行號；

篩選行號進行實際切割是在進行切割時，在滿足width≥10（width=B[i+1]-B[i],i∈[0,B.size()-1]）時，才進行實際切割，切割出的圖案為Pattern(Pattern=Image.rowRange(A[B[i]],A[B[i+1]]))。

6.根據權利要求1所述的一種基于視覺的交通信號燈識別方法，其特征是: 所述的第三步深度學習識別模型的顏色分為有紅色，黃色，綠色；形狀分為圓形或箭頭形或和進度條形；切割出的“單個”交通信號燈圖案，通過顏色和圖案形狀特征將它們分成不同的類。