一种道路交通标志的检测方法

摘要

本发明公开了一种道路交通标志的检测方法，通过分析道路交通标志的基本颜色和基本几何形状，提出颜色形状对、并根据颜色形状对构造了道路交通标志的颜色与几何形状的关系模型，利用该模型进行道路交通标志的检测，大大提高了道路交通标志检测的有效性和检测正确率；该模型覆盖了所有三大类116种交通标志，有利于构筑一个比较完善的TSR系统；在检测的同时将道路交通标志初步分为七个交通标志子类，即实现道路交通标志的粗分类。这样，有效地降低了道路交通标志识别(TSR)系统的复杂性，有利于提高TSR系统的实时性和有效性；此外，可以大幅度化简交通标志信息的复杂性，这是实现快速检测、并在检测阶段同时解决粗分类问题的基础。

主权项

一种道路交通标志的检测方法，道路交通标志具有基本颜色和基本几何形状两种属性，所述的基本颜色包括红色、蓝色、黄色、黑色和白色，所述的基本几何形状包括圆形、矩形、正三角形、倒三角形及正八边形，所述的道路交通标志包括禁令标志、指示标志及警告标志，其特征在于该检测方法包括以下步骤：①通过分析道路交通标志的基本颜色，确定以红色为基本颜色的道路交通标志为禁令标志，确定以蓝色为基本颜色的道路交通标志为指示标志，确定以黑色为基本颜色的道路交通标志为警告标志或为禁令标志；通过分析道路交通标志的基本几何形状，确定以倒三角形为基本几何形状的道路交通标志为禁令标志，确定以正八边形为基本几何形状的道路交通标志为禁令标志，确定以圆形为基本几何形状的道路交通标志为禁令标志或为指示标志，确定以矩形为基本几何形状的道路交通标志为指示标志，确定以正三角形为基本几何形状的道路交通标志为警告标志；②将基本颜色中的红色记为C1，将基本颜色中的蓝色记为C2，将基本颜色中的黑色记为C3，将基本几何形状中的倒三角形记为S1，将基本几何形状中的正八边形记为S2，将基本几何形状中的圆形记为S3，将基本几何形状中的矩形记为S4，将基本几何形状中的正三角形记为S5，记基本颜色的集合为VC，VC＝{C1，C2，C3}，记基本几何形状的集合为VS，VS＝{S1，S2，S3，S4，S5}；由第i个基本颜色Ci与第j个基本几何形状Sj构成颜色形状对(Ci，Sj)，其中，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m，n＝3，m＝5，记禁令标志的所有颜色形状对构成的集合为VCSP1，VCSP1＝{(C1，S1)，(C1，S2)，(C1，S3)，(C3，S3)}，记指示标志的所有颜色形状对构成的集合为VCSP2，VCSP2＝{(C2，S3)，(C2，S4)}，记警告标志的所有颜色形状对构成的集合为VCSP3，VCSP3＝{(C3，S5)}，记道路交通标志的所有颜色形状对的集合为VCSPCN，VCSPCN＝{VCSP1，VCSP2，VCSP3}＝{(C1，S1)，(C1，S2)，(C1，S3)，(C3，S3)，(C2，S3)，(C2，S4)，(C3，S5)}；根据禁令标志的所有颜色形状对、指示标志的所有颜色形状对及警告标志的所有颜色形状对，构造道路交通标志的颜色与几何形状的关系，表示为 TSR = ( C 1 , S 1 ) + ( C 1 , S 2 ) + ( C 1 , S 3 ) + ( C 3 , S 3 ) TSG = ( C 2 , S 3 ) + ( C 2 , S 4 ) TSW = ( C 3 , S 5 ) TS = TSR + TSG + TSW = ( C 1 , S 1 ) + ( C 1 , S 2 ) + ( C 1 , S 3 ) + ( C 3 , S 3 ) + ( C 2 , S 3 ) + ( C 2 , S 4 ) + ( C 3 , S 5 ) 其中，TSR、TSG、TSW、TS均为逻辑变量，TS表示通过摄像装置获取的道路交通场景图像中存在道路交通标志，TSR表示道路交通场景图像中存在禁令标志，TSG表示道路交通场景图像中存在指示标志，TSW表示道路交通场景图像中存在禁令标志，TSG表示道路交通场景图像中存在警告标志；根据道路交通标志的颜色与几何形状的关系，将道路交通标志粗分类为七个交通标志子类，该七个交通标志子类分别为红色-倒三角形交通标志、红色-正八边形交通标志、红色-圆形交通标志、黑色-圆形交通标志、蓝色-圆形交通标志、蓝色-矩形交通标志、黑色-正三角形交通标志，其中，红色-倒三角形交通标志、红色-正八边形交通标志、红色-圆形交通标志、黑色-圆形交通标志为禁令标志，蓝色-圆形交通标志、蓝色-矩形交通标志为指示标志，黑色-正三角形交通标志为警告标志；③通过摄像装置获取道路交通场景图像，定义当前获取的道路交通场景图像为当前道路交通场景图像，将当前道路交通场景图像的颜色空间从RGB颜色空间变换至HSI颜色空间，RGB颜色空间的3个颜色分量分别为红色R、绿色G和蓝色B，HSI颜色空间的3个颜色分量分别为色调H、饱和度S和强度I；④根据道路交通标志的基本颜色，采用基于HSI颜色空间的颜色提取方法对当前道路交通场景图像进行颜色提取，得到二值图像；⑤采用边缘检测方法对二值图像进行边缘检测，以去除噪声点，得到疑似道路交通标志区域；⑥根据道路交通标志的基本几何形状及道路交通标志的所有颜色形状对，判断疑似道路交通标志区域是否为确实的道路交通标志区域，当疑似道路交通标志区域确定为确实的道路交通标志区域时，则根据道路交通标志的颜色与几何形状的关系及确实的道路交通标志区域的基本颜色和基本几何形状，确定确实的道路交通标志区域所属的交通标志子类，实现道路交通标志的检测；当疑似道路交通标志区域确定为非道路交通标志区域时，则不进行处理并结束。