[发明专利]一种用于视障人士的人行道交通灯检测系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于视障人士的人行道交通灯检测方法。该方法利用相机采集图像，利用小型处理器对采集的图像进行处理，输出人行道交通灯的状态和实际距离。该方法能够检测白天、黑夜等不同光照条件下的人行道交通灯，该方法误检率低、漏检率低、实时性好、跨平台性好。可以很好地满足视障人士过马路的要求。

技术领域

本发明属于模式识别技术、图像处理技术、视障人士辅助技术领域，涉及一种人行道交通灯检测系统和方法。

背景技术

视觉信息是人类识别周围环境的最重要信息来源，人类获得的信息80％左右是从视觉系统输入的。根据世界卫生组织统计，全世界有2.85亿视觉障碍人士。视障人士损失了正常的视觉，对颜色、形状的理解很困难。现在，他们中的许多人使用白手杖或导盲犬协助自己的日常生活。显然，白手杖不足以在旅行期间解决所有的困难。导盲犬可以引导视障人士以避免在道路上行走时的危险，但是因为训练导盲犬需要很大的成本，它们不能用于所有视觉障碍者。因此，手杖、导盲犬等传统工具无法为他们出行提供充分的协助。

自从电子出行辅助(ETA)设备开发以来，已被视为一种辅助视障者在不同情况下出行的有效的方法。为了帮助用户找到通路，许多辅助系统部署深度相机来检测可及的路径和障碍。然而，特定项目的识别，例如交通灯检测，几乎没有集成在所有这些系统中。由于视力有限，视觉障碍者感觉很难穿越道路。市区有很多行人交通灯，但没有都为视障人士配备声音辅助设备。因此，对于视障者避免道路危险来说，检测行人交通灯至关重要。

许多工作致力于解决交通灯检测问题。然而，大多数当前的解决方案应用于自主车辆导航。在这些情况下，相机相对于承载者是静止的。盲人辅助应用截然不同，人行横道和交通灯可以位于图像的任何位置，并且由手持相机捕获的视频是不稳定的。车辆交通灯具有圆形或箭头形状，背景也很简单，例如天空。但人行道交通灯具有复杂的形状，而且在背景中不显着。因此，用于视觉障碍者的人行道交通灯检测算法必须足够健壮，以应对各种环境。作为对视障人士的辅助方法，检测算法应该具有非常低的虚警率，这对于用户的安全是十分重要的。另外，实时性也是算法的一个要求。因为算法必须在便携式平台中实现，有限的系统资源需要有效的算法来维持适度的帧速率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种人行道交通灯检测系统和方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种人行道交通灯检测系统，所述系统包含一个彩色相机，一个小型处理器，一个耳机模块，一个电池模块。彩色相机与小型处理器相连，电池模块与小型处理器相连。彩色相机实时地采集周围场景的彩色图像，小型处理器对获取的彩色图像进行处理，将识别到的交通灯信息，转化为声音信号，并传给耳机模块，进而给用户。

上述系统的人行道交通灯检测方法如下:

(1)彩色相机采集到的彩色图像Color，类似于图3，传给小型处理器进行处理。

(2)在HSV空间中进行合格像素提取。HSV空间三通道的取值范围为Hue∈[0,360)，Saturation∈[0,256)，Value∈[0,256)，所述合格像素为满足Valueva并且，且Huehu1或者Huehu2的像素；其中50va256，250hu1230，250hu2300。

(3)对所有合格像素，采用区域生长法提取连通区域，每一个连通区域作为一个候选区域，计算该候选区域面积a；