[发明专利]基于视频分析的交通信号灯定位、识别与分类方法

摘要

本发明涉及智能交通领域，尤其涉及基于视频分析的交通信号灯定位、识别与分类方法，利用交通信号灯的颜色变化规律性，即每个交通信号灯有规律地被点亮与熄灭并持续一定的时间，通过跟踪图像中相关像素点的颜色变化规律，识别监控视频中信号灯所处的区域位置，从而进一步确定信号灯位置，之后根据信号灯的图像特征对信号灯进行分类。本发明的有益效果在于该方法操作方便、能实现信号灯的自动检测与分类，具有良好的鲁棒性和适应性，为交通违法和信号灯故障的自动检测提供支持。

主权项

基于视频分析的交通信号灯定位、识别与分类方法，通过视频设备实时采集视频图像，其特征在于：(1)将视频图像的RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，得到当前视频图像各像素点的色调、饱和度、亮度；(2)对各像素点的H、S、V值进行颜色分类，并根据分类结果在单通道空白颜色分类结果标记图像Iresult上设置对应的灰度值；(3)对颜色分类结果标记图像Iresult通过轮廓检测获得轮廓的外接矩形区域集合，并将其作为疑似信号灯区域集合，通过是否纯色方法对疑似信号灯区域集合进行过滤获得信号灯候选区域集合；(4)更新历史信号灯候选区域集合；所述更新历史信号灯候选区域集合具体包括以下步骤：若当前帧图像是视频中的第一帧图像，则将所有的信号灯候选区域加入历史候选区域集合；若不满足上述条件，则通过判断两个矩形区域是否为重复区域方法和纯色检测方法来进行对历史候选区域的筛选：若两个矩形区域重复，则重复区域保留在历史候选区域集合中并且记录该区域的位置信息、当前颜色信息；若两个矩形区域不重复，则把当前帧视频图像的信号灯候选区域添加到历史候选区域集合中留做进一步的检验；若区域颜色为纯色，则在历史候选集合中保留该区域信息并进一步判断：若当该纯颜色和区域所记录的当前颜色相同时，累计该纯颜色连续出现的次数，并统计该区域总共连续出现的次数；若当颜色发生改变时，则记录当前颜色和该颜色的突变次数，并把当前颜色更新为该颜色；若该区域颜色不为纯色，则将其从历史候选区域中删除；(5)判断视频数据是否读取完毕，是则跳转到步骤(6)，否则跳转到步骤(1)；(6)判断历史候选区域集合中区域记录的颜色突变次数以及颜色持续时间是否大于相应阈值；若是，则确定为信号灯区域，否则不为信号灯区域；(7)建立交通信号灯图像库，对图像库中的信号灯图像进行灰度化、平滑和去噪处理，提取图像的HOG方向梯度直方图信息作为特征向量，训练SVM分类器，获到信号灯形状识别模型；(8)调用信号灯形状识别模型对步骤(6)确定的信号灯区域内的信号灯的形状进行分类，输出分类结果。