[发明专利]一种夜间行驶车辆远光灯开启状态的判别方法

摘要

本发明公开了一种夜间行驶车辆远光灯开启状态的判别方法，包括以下步骤：拍照得到行驶车辆的车灯偏光滤波图像；在上步处理过的偏光滤波图像中提取车灯区域；根据摄像头的安放位置，划定道路的有效监控区域；对车灯提取处理后的图像进行开运算处理，完成贴标签处理；确定同一车辆的车灯；判断同一车辆的车灯是否为远光灯状态，当条件1和条件2同时满足时，表明该车辆的远光灯处于开启状态，否则，判定为处于关闭状态；重复上述步骤，直到所有的车辆全部判断完成。本发明的方法，能够适应夜间不同路灯光照环境，通过偏光滤波的方式，抑制非灯光区域，之后提取远光灯特征，准确地确定出打开远光灯的车辆。

主权项

1.一种夜间行驶车辆远光灯开启状态的判别方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、拍照得到行驶车辆的车灯偏光滤波图像首先，在监控摄像头的镜头前设置水平偏振片和垂直偏振片，通过调节两个偏振片之间的夹角，控制摄像头的进光量，直到捕获的画面仅保留行驶车辆的车灯部分的亮光后，固定调整好这两个偏振片，实现对行驶车辆的偏光滤波拍照；步骤2、在上步处理过的偏光滤波图像中提取车灯区域2.1）去除转向灯区域对读入的当前时刻，即t时刻的经过偏光滤波后的视频帧彩色图像的红绿蓝三个分量为[r_t(x,y)]_m×n、[g_t(x,y)]_m×n、[b_t(x,y)]_m×n，其中，m×n表示帧图像的大小为m行n列，(x,y)表示像素点的坐标，[·]表示整个图像；设转向灯判断矩阵为[L_t(x,y)]_m×n，则判断出转向灯区域的计算公式如下：其中，x＝1,2，...，m，y＝1,2,...，n，δ为调整量，Th_r是判别车灯光源的红色分量阈值；2.2）提取图像中所有车辆的远近光车灯区域将亮度值设为[f_t(x,y)]_m×n，计算公式如下：f_t(x,y)＝0.299·r_t(x,y)+0.587·g_t(x,y)+0.114·b_t(x,y)，    （2）对该亮度值进行二值化处理，提取出远近光车灯区域，即二值化图像[g_t(x,y)]_m×n计算公式为：其中，阈值Th的选择范围为Th∈[ε+Δε,ξ-Δξ]，ε为较暗的非车灯区域的亮度，Δε为一增量，ξ为较亮的车灯区域的亮度，Δξ为一增量；步骤3、根据摄像头的安放位置，划定道路的有效监控区域设定有效监控区域，仅对落入有效监控区域部分的连通域进行分析，即进行以下处理：其中，Ω为所划定的有效监控区域；步骤4、对步骤3处理后的图像进行开运算处理4.1）对上步得到的进行开运算处理，开运算时，选择的结构元素为N×N，N为奇数，原点为结构元素中心位置，设对进行开运算处理后的结果图为4.2）对开运算处理后的结果图进行连通域合并处理为了在车辆远光灯打开时，将同一侧同时点亮的远光灯区域与近光灯区域合并为同一个区域，连通域合并处理的计算公式如下：其中，[a,b]为连通域合并的距离，a＜0,b＞0均为整数；4.3）对连通域合并运算处理后的结果图进行贴标签处理；步骤5、确定同一车辆的车灯按照从上到下，从左到右的顺序，首先选择左侧的连通域，求其质心(xc,yc)，质心的计算公式如下：xc=1NΩk·Σ(x,y)∈Ωkx,---(6)]]>yc=1NΩk·Σ(x,y)∈Ωky,---(7)]]>其中，Ω_k为找到的连通域；之后，按照质心的位置(x_c,y_c)画一条水平直线，即在x＝x_c上判断是否有穿越的连通域，如果有一个，则视其为同一车辆的车灯；如果有若干个，则将最左侧的视为其同一车辆的车灯；步骤6、判断同一车辆的车灯是否为远光灯状态对判断为属于同一车辆的一对车灯区域，设为Ω_Lk和Ω_Rk，判断其联通域的面积特征与形状特征，左侧灯面积S_L与右侧灯面积S_R的特征计算公式分别为：SL=Σ(x,y)∈ΩLkg‾(x,y)---(8)]]>SR=Σ(x,y)∈ΩRkg‾(x,y)---(9)]]>形状特征为外接矩形的长宽比，分别找到Ω_Lk及Ω_Rk的最左侧、最右侧、最上侧、最下侧的四个点，将该四个点作为外接矩形的左边、右边、上边、下边的起点构成外接矩形，设为ReC_Lk和ReC_Rk，其长、宽分别为L_Lk、L_Rk、H_Lk、H_Rk，形状特征的计算公式如下：ρLk=HLkLLk---(10)]]>ρRk=HRkLRk---(11)]]>计算远光灯判定条件1为：ρ_Lk+ρ_Rk＜th_ρ，    （12）其中，th_ρ为远光灯的判断阈值；计算远光灯判定条件2为：S_R+S_L＞2·Th_S，      （13）其中，th_S为远光灯的判断阈值，为同一水平位置上所有连通域的平均面积；当条件1和条件2同时满足时，表明该车辆的远光灯处于开启状态，否则，判定为处于关闭状态；重复步骤5、步骤6，直到所有的车辆全部判断完成。