[發明專利]一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法

有效

• 申請號: 202011079511.9
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112150364B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 鐘銘恩;湯世福
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T7/11;G06T7/33;G06V20/58
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 麻艷

1.一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法，其特征在于：該候選圖像區域包括箭形交通信號燈的指向箭頭候選圖像集合BinaryArrows和尾部直線候選圖像集合BinaryLines；針對集合BinaryArrows和集合BinaryLines中的各圖像相互一一進行配對，設集合BinaryArrows中的配對圖像的外接矩形為R1_k，集合BinaryLines中的配對圖像的外接矩形為R2_k，配對的約束條件為：R1_k與R2_k的交集不能為空；R2_k有且僅有兩個頂點位于R1_k內部，且這兩個頂點的連線是R2_k的短邊；R1_k、R2_k的面積和周長與兩者并集的面積和周長的比值分別位于設定的變化范圍閾值內；上述約束條件均滿足則配對成功，否則配對不成功進行下一組配對，直到均配對完成；將配對成功的兩個圖像拼接作為一個燈體候選圖像添加到箭形交通信號燈候選圖像集合BinaryLights中。

2.根據權利要求1所述的一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法，其特征在于所述候選圖像區域的提取方法為：提取待識別的原始圖像中所有跟箭形交通信號燈點亮區域有關的外輪廓線，計算這些外接矩形的寬高比，根據設定的寬高比變化閾值將圖像劃分為箭形交通信號燈候選圖像集合BinaryLights、箭形交通信號燈的指向箭頭候選圖像集合BinaryArrows和箭形交通信號燈的尾部直線候選圖像集合BinaryLines。

3.根據權利要求1或2所述的一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法，其特征在于所述閾值的獲得方法為：設車輛內攝像頭安裝位置為原點O，交通信號燈中心坐標為(x,y,z)，車輛攝像頭軸心線相對于過交通信號燈表面中心的垂直線的側傾角為δ、俯仰角為橫擺角為ω，再根據交通信號燈標準尺寸，通過空間坐標變換求得各類箭形交通信號燈的相應面積比、周長比或者寬高比幾何特征參數的變化公式；之后在覆蓋多數車輛行駛條件即給定x、y、z、δ、及ω的約束條件下，獲得各類燈體的特征參數變化區間，從而得到上述閾值。

4.根據權利要求3所述的一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法，其特征在于所述的約束條件為：

其中，并且滿足：

5.根據權利要求1、2或4所述的一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法，其特征在于：對所述的候選圖像集合BinaryLights中的圖像進一步進行驗證及判斷類型；包括：(1)將集合BinaryLights中每個候選圖像區域二值化處理，之后分割成若干子塊，提取每個子塊的像素密度特征，利用預訓練好的一級支持向量機判斷是否為燈體及其類別；(2)經過步驟(1)篩選的集合BinaryLights中每個二值化候選圖像區域，先按一定延展系數進行擴展，依據該擴展的候選圖像區域，從原始圖像SrcImage中切割出同一區域，提取HOG特征向量，并利用預訓練好的二級支持向量機進一步驗證。

6.根據權利要求5所述的一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法，其特征在于：所述一級支持向量機和二級支持向量機中的樣本圖像，均通過人工標記其所屬類別，并分為5類，分別為偽燈體、朝左、朝右、朝上及朝下箭頭燈；并基于相應特征和類別構建訓練樣本。

7.根據權利要求5所述的一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法，其特征在于：所述步驟(2)中，候選圖像區域擴展方式為：以候選圖像區域外接矩形中心為基點，在寬度和高度方向進行延展，延展系數為2.1，得到擴展的候選圖像區域。

8.根據權利要求5所述的一種箭形交通信號燈分體式候選圖像區域的配對拼接方法，其特征在于：所述HOG特征向量的提取過程如下：(1)將候選燈體圖像縮放到40*40像素大小；(2)進行Gamma校正；(3)計算圖像每個像素的梯度；(4)將5*5個像素劃分為一個單元；(5)計算每個單元的梯度直方圖；(6)將2*2個單元組成一個塊，計算每個塊的HOG特征并串聯，最終共可獲得1764維向量。