用于交通標志識別的系統(tǒng)和方法技術方案

根據(jù)本發(fā)明專利技術的一個方面，在車輛中實施的交通標志識別系統(tǒng)從圖像傳感器接收一個或多個圖像幀，并為每個圖像幀定義感興趣區(qū)域(ROI)，并且其中每個ROI調(diào)整大小到至少第一分辨率圖像和第二分辨率圖像；通過分析水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像的各個像素的梯度值，基于對稱點的確定來檢測每個圖像幀的ROI中的圓形物體，水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像是從第一分辨率圖像和第二分辨率圖像的每個獲得的；并且使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)使用一個或多個分類器基于檢測到的圓形物體來檢測至少一個速度限制交通標志。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
用于交通標志識別的系統(tǒng)和方法
本專利技術涉及圖像處理領域。更具體地，本專利技術涉及用于識別交通標志的系統(tǒng)和方法。背景隨著人口增加，車輛數(shù)量也顯著增加。車輛數(shù)量的這種增加導致事故數(shù)量的顯著增加。事故數(shù)量增加的眾多原因可以追溯到車輛駕駛員。大多數(shù)情況下，由于部分車輛駕駛員的無知、疏忽、注意力不集中、魯莽或僅僅是判斷錯誤而導致車輛速度不合理而發(fā)生事故。通過使用可以檢測和識別交通標志的系統(tǒng)所提供的早期預警，可以減少依賴于人為控制因素的事故。交通標志識別可以基于交通標志的特征形狀和顏色，交通標志被嚴格地定位以便保持駕駛員的清晰視線。用于檢測交通標志的現(xiàn)有解決方案利用基于圖像處理的若干技術。這些技術中的一些依賴于圖像的灰度數(shù)據(jù)，而其他技術使用顏色信息。現(xiàn)有技術利用兩步策略，其中首先，通過對諸如紅綠藍(RGB)表示的顏色的閾值操作采用預分割，并且執(zhí)行RGB表示的線性或非線性變換。隨后，從基于形狀的特征獲得最終檢測決定，僅應用于預分割區(qū)域。此外，使用角落和邊緣特征、遺傳算法和模板匹配。然而，使用上述技術增加了系統(tǒng)的計算負荷，因為需要更多的處理能力，這反過來影響系統(tǒng)的整體性能。由于顏色隨日光和反射率而變化，因此在基于顏色的分割中利用固定閾值的另一現(xiàn)有技術可能證明是低效的。因此，本領域需要開發(fā)一種用于識別交通標志的系統(tǒng)和方法，尤其是速度限制交通標志，其克服了現(xiàn)有解決方案的上述和其他限制并且利用了技術，強大、準確、快速、高效和簡單。本專利技術目的本專利技術的一些目的，其在本文中的至少一個實施例是滿足如下文所列。本專利技術的一個目的是提供一種用于識別交通標志的系統(tǒng)和方法。本專利技術的一個目的是提供一種用于識別交通標志的系統(tǒng)和方法，其性能受到照明狀況變化的影響最小。本專利技術的一個目的是提供一種用于識別交通標志的系統(tǒng)和方法，其利用技術使處理器上的計算負荷最小化。本專利技術的一個目的是提供一種用于識別交通標志的系統(tǒng)和方法，其具有自學能力。本專利技術的一個目的是提供一種用于識別交通標志的系統(tǒng)和方法，其能夠過濾可以在灌木叢和樹木中形成的虛假圓形物體，使得僅處理真正的圓形物體。概述本專利技術涉及圖像處理領域。更具體地，本專利技術涉及用于識別交通標志的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本專利技術的一方面，一種在車輛中實施的交通標志識別系統(tǒng)包括用于對車輛駕駛員的視野進行成像的圖像傳感器；和與存儲器耦合的處理器，存儲器存儲可由處理器執(zhí)行的指令：從圖像傳感器接收一個或多個圖像幀，并對每個圖像幀定義感興趣區(qū)域(ROI)，所述接收的一個或多個圖像幀中選擇一組圖像幀，其中，ROI是基于每個圖像幀的一部分來定義的，并且其中每個ROI調(diào)整大小為至少第一分辨率圖像和第二分辨率圖像；通過分析水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像的各個像素的梯度值，基于對稱點的確定來檢測每個圖像幀的ROI中的圓形物體，水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像是從第一分辨率圖像和第二分辨率圖像中每個獲得；利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)使用一個或多個分類器基于檢測到的圓形物體檢測至少一個速度限制交通標志。在一個實施例中，處理器使用多級預分類器對包含在一組圖像幀的至少一個圖像幀中的至少一個誤判對象進行分類和濾除。在一個實施例中，處理器通過分析一組圖像幀的每個圖像幀中的所述圓形物體的檢測，基于狀態(tài)的確定來跟蹤檢測到的圓形物體。在一個實施例中，狀態(tài)是空閑狀態(tài)、預跟蹤狀態(tài)、跟蹤狀態(tài)和取消狀態(tài)中的任何一個，并且其中狀態(tài)基于一組圖像幀的一個或多個連續(xù)圖像幀中的圓形物體的檢測從第一狀態(tài)改變到第二狀態(tài)。在一個實施例中，在跟蹤狀態(tài)中利用濾波器來估計和更新檢測到的圓形物體在一組圖像幀的一個或多個連續(xù)圖像幀中的位置。在一個實施例中，第一分辨率圖像屬于ROI的分辨率的一半，用于有效檢測遠側區(qū)域中的至少一個速度限制交通標志，并且第二分辨率圖像屬于ROI的四分之一分辨率，用于有效檢測近側區(qū)域中的至少一個速度限制交通標志。在一個實施例中，處理器通過多尺度多半徑圓形物體檢測器檢測圓形物體，并且其中所述多尺度多半徑圓形物體檢測器利用投票技術用于第一分辨率圖像和第二分辨率圖像中的每一個的一個或多個預定半徑，其中投票技術基于各個像素的梯度值。在一個實施例中，多尺度多半徑圓形物體檢測器有助于使用具有一個或多個預定義半徑的重疊半徑的多個標度進行檢測，以便有效地檢測圓形物體并使處理負荷最小化。在一個實施例中，投票技術是對一個或多個預定義半徑的至少一個半徑執(zhí)行，通過：獲得各個像素的梯度值，每個梯度值包括梯度幅度和梯度方向；確定包括正面影響點和負面影響點的至少兩個梯度影響點，正面影響點位于沿中心點的梯度方向的至少一個半徑的距離處，而負面影響點位于與中心點的梯度方向相反方向的距離至少一個半徑處；在至少兩個梯度影響點的每個正面影響點和負面影響點處基于梯度方向遞增投票值；并且將中心點的梯度大小添加到每個受影響的點和負面影響點。在一個實施例中，處理器識別并標記檢測到的至少一個速度限制交通標志。根據(jù)本專利技術的方法的另一方面，由根據(jù)存儲在車輛中實施的計算機中的指令執(zhí)行，包括：從與車輛可操作地耦合的圖像傳感器中接收一個或多個圖像幀并且從所述接收的一個或多個圖像幀中所選擇的一組圖像幀的每個圖像幀中定義興趣區(qū)域(ROI)，其中ROI是基于每個圖像幀的一部分來定義的，并且其中每個ROI調(diào)整大小為至少第一分辨率圖像和第二分辨率圖像；通過分析水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像的各個像素的梯度值，基于對稱點的確定來檢測每個圖像幀的ROI中的圓形物體，水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像是從第一分辨率圖像和第二分辨率圖像的每一個中所獲得的；并且使用包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)在內(nèi)的一個或多個分類器，基于檢測到的圓形物體來檢測至少一個速度限制交通標志。從以下優(yōu)選實施例的詳細描述以及附圖中，本專利技術的各種目的、特征、方面和優(yōu)點將變得更加明顯，附圖中相同的數(shù)字表示相同的特征。在本申請的范圍內(nèi)，它是明確設想的，前述段落、權利要求和/或以下說明書和附圖中闡述的各個方面、實施方案、實施例和替代方案，特別是其各自的特征，可以獨立地或以任何組合方式進行。結合一個實施方案描述的特征適用于所有實施例，除非這些特征不兼容。附圖說明包含附圖以提供對本專利技術的進一步理解，并且附圖并入本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖示出了本專利技術的示例性實施例，并且與說明書一起用于解釋本專利技術的原理。這些圖僅用于說明，因此并不是對本專利技術的限制。圖1示出了交通標志識別系統(tǒng)的示例性架構，以示出根據(jù)本專利技術的實施例的整體工作。圖2示出了根據(jù)本專利技術的實施例的處理單元的示例性模塊。圖3示出了根據(jù)本專利技術的實施例的預處理模塊的整體工作。圖4A-I示出了根據(jù)本專利技術的實施例的圓形物體檢測模塊的示例性實施方式。圖5A-I示出了根據(jù)本專利技術的實施例的預分類模塊的示例性實施方式。圖6示出了根據(jù)本專利技術的實施例的跟蹤模塊的示例性實施方式。圖7A-B示出了根據(jù)本專利技術的實施例的交通標志分類模塊的示例性實施方式。圖8示出了表示根據(jù)本公開的實施例的所提出的系統(tǒng)的示例性工作的高級流程圖。圖9示出了根據(jù)本專利技術的示例性實施例所提出的系統(tǒng)的工作方法。詳細說明以下是在附圖中描繪的本專利技術的實施例的詳細描述。實施例是詳細的以便清楚地傳達本專利技術。然而，所提供的細節(jié)數(shù)量并不旨在限制實施例的預期變化；相反，其目的是涵蓋落入由所附權利要求限定的本專利技術的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
1.一種在車輛中實施的交通標志識別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：用于車輛駕駛員視野成像的圖像傳感器；和與存儲器耦合的處理器，存儲器存儲由處理器執(zhí)行的指令：從圖像傳感器接收一個或多個圖像幀，并針對從所述接收的一個或多個圖像幀中所選擇的一組圖像幀中的每個圖像幀定義感興趣區(qū)域(ROI)，其中ROI基于每個圖像幀的部分的基礎上來定義，并且其中每個ROI調(diào)整大小為至少第一分辨率圖像和第二分辨率圖像；通過分析水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像的各個像素的梯度值，基于對稱點的確定來檢測每個圖像幀的ROI中的圓形物體，水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像是從第一分辨率圖像和第二分辨率圖像的每個所獲得；和使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)使用一個或多個分類器基于檢測到的圓形物體來檢測至少一個速度限制交通標志。

【技術特征摘要】
2018.06.19 IN 2018210229331.一種在車輛中實施的交通標志識別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：用于車輛駕駛員視野成像的圖像傳感器；和與存儲器耦合的處理器，存儲器存儲由處理器執(zhí)行的指令：從圖像傳感器接收一個或多個圖像幀，并針對從所述接收的一個或多個圖像幀中所選擇的一組圖像幀中的每個圖像幀定義感興趣區(qū)域(ROI)，其中ROI基于每個圖像幀的部分的基礎上來定義，并且其中每個ROI調(diào)整大小為至少第一分辨率圖像和第二分辨率圖像；通過分析水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像的各個像素的梯度值，基于對稱點的確定來檢測每個圖像幀的ROI中的圓形物體，水平邊緣圖像和垂直邊緣圖像是從第一分辨率圖像和第二分辨率圖像的每個所獲得；和使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)使用一個或多個分類器基于檢測到的圓形物體來檢測至少一個速度限制交通標志。2.根據(jù)權利要求1所述的交通標志識別系統(tǒng)，其中，所述處理器使用多級預分類器對包含在該組圖像幀的至少一個圖像幀中的至少一個誤判對象進行分類和濾除。3.根據(jù)權利要求1所述的交通標志識別系統(tǒng)，其中，所述處理器通過分析一組圖像幀的每個圖像幀中的所述圓形物體的檢測及基于狀態(tài)的確定來跟蹤所檢測的圓形物體。4.根據(jù)權利要求3所述的交通標志識別系統(tǒng)，其中，所述狀態(tài)是空閑狀態(tài)、預跟蹤狀態(tài)、跟蹤狀態(tài)和取消狀態(tài)中的任何一個，并且其中，所述狀態(tài)基于在改組圖像幀的一個或多個連續(xù)圖像幀中的圓形物體的檢測而從第一狀態(tài)改變?yōu)榈诙顟B(tài)。5.如權利要求4所述的交通標志識別系統(tǒng)，其中在跟蹤狀態(tài)中利用濾波器來估計和更新在該組圖像幀的一個或多個連續(xù)圖像幀中的所檢測到的圓形物體的位置。6.根據(jù)權利要求1所述的交通標志識別系統(tǒng)，其中，所述第一分辨率圖像屬于ROI的分辨率的一半以用于有效檢測遠側區(qū)域中的至少一個速度限制交通標志，并且所述第二分辨率圖像屬于ROI的分辨率的四分之一以用于有效檢測近側區(qū)域中的至少一個速度限...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：阿斯溫·庫馬爾·V，佩拉弗·馬卡爾，馬諾·德維韋迪，蘇曼斯·姆西杰，
申請(專利權)人：KPIT技術有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：印度,IN