專利名稱：：一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種道路交通標(biāo)志的識(shí)別方法，尤其是涉及一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
：智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportationSystem,ITS)是為解決日益嚴(yán)重的城市交通狀況而提出的，是一個(gè)集檢測(cè)、通信、控制和計(jì)算機(jī)等技術(shù)為一體的綜合信息系統(tǒng)，目前已經(jīng)成為廣受關(guān)注的科技領(lǐng)域。道路交通標(biāo)志識(shí)別(TrafficSignRecognition,TSR)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。道路交通標(biāo)志識(shí)別主要包括兩個(gè)基本技術(shù)環(huán)節(jié)首先是交通標(biāo)志的檢測(cè)，包括交通標(biāo)志的定位及必要的預(yù)處理；其次是交通標(biāo)志的判別，包括交通標(biāo)志的特征提取與分類。其中，交通標(biāo)志的檢測(cè)是要解決的關(guān)鍵問題，是實(shí)現(xiàn)交通標(biāo)志正確判別的前提。目前的交通標(biāo)志檢測(cè)研究主要是通過兩條技術(shù)路線進(jìn)行的。首先，由于顏色信息容易受到光照等因素的影響，而灰度圖像需要處理的信息量較少，因此，很多交通標(biāo)志檢測(cè)的研究都是基于灰度圖像進(jìn)行的，但基于灰度圖像的交通標(biāo)志檢測(cè)方法由于不同顏色的灰度級(jí)別有時(shí)相差很小，難以區(qū)分，尤其當(dāng)實(shí)景交通標(biāo)志圖像的對(duì)比度較小或光照不均勻以及有類似交通標(biāo)志特征的干擾時(shí)，這種方法都會(huì)增加誤識(shí)率。其次，就是基于彩色圖像的交通標(biāo)志檢測(cè)，顏色是交通標(biāo)志的重要屬性，相對(duì)于背景區(qū)域，其顏色大都是鮮明醒目的，與周圍區(qū)域形成較強(qiáng)的顏色對(duì)比；同時(shí)，彩色圖像提供的信息比灰度圖像更加豐富，因此，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的迅速提高，應(yīng)用彩色圖像處理技術(shù)進(jìn)行道路交通標(biāo)志檢測(cè)的研究開始增加?；诓噬珗D像的交通標(biāo)志檢測(cè)方法主要有以下幾種(1)利用交通標(biāo)志的顏色信息進(jìn)行圖像分割，然后根據(jù)交通標(biāo)志的大小、長寬比及其在圖像中的位置檢測(cè)出交通標(biāo)志；(2)應(yīng)用交通標(biāo)志的顏色和形狀信息檢測(cè)出交通標(biāo)志；(3)利用顏色空間對(duì)交通標(biāo)志場景圖進(jìn)行分割后，采用遺傳算法進(jìn)一步檢測(cè)出交通標(biāo)志。上述幾種基于彩色圖像的交通標(biāo)志檢測(cè)方法雖然改善了交通標(biāo)志的檢測(cè)效果，但檢測(cè)對(duì)象(即交通標(biāo)志)普遍比較單一，多以某一類(如禁令標(biāo)志或指示標(biāo)志或警告標(biāo)志)或僅選某一類中的若干個(gè)交通標(biāo)志作為檢測(cè)對(duì)象，當(dāng)檢測(cè)對(duì)象的樣本數(shù)較多時(shí)，這些方法的檢測(cè)正確率明顯下降，從而降低了檢測(cè)對(duì)象的識(shí)別率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效提高道路交通標(biāo)志檢測(cè)的有效性，且檢測(cè)正確率較高的交通標(biāo)志檢測(cè)方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法，道路交通標(biāo)志具有基本顏色和基本幾何形狀兩種屬性，所述的基本顏色包括紅色、藍(lán)色、黃色、黑色和白色，所述的基本幾何形狀包括圓形、矩形、正三角形、倒三角形及正八邊形，所述的道路交通標(biāo)志包括禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志及警告標(biāo)志，該檢測(cè)方法包括以下步驟①通過分析道路交通標(biāo)志的基本顏色，確定以紅色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以藍(lán)色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，確定以黑色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為警告標(biāo)志或?yàn)榻顦?biāo)志；通過分析道路交通標(biāo)志的基本幾何形狀，確定以倒三角形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以正八邊形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以圓形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志或?yàn)橹甘緲?biāo)志，確定以矩形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，確定以正三角形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為警告標(biāo)志；②將基本顏色中的紅色記為Q，將基本顏色中的藍(lán)色記為G，將基本顏色中的黑色記為(:3，將基本幾何形狀中的倒三角形記為Sp將基本幾何形狀中的正八邊形記為&，將基本幾何形狀中的圓形記為S3，將基本幾何形狀中的矩形記為S4，將基本幾何形狀中的正三角形記為S5，記基本顏色的集合為VC，VC={Q,C2，C3}，記基本幾何形狀的集合為VS，VS={SnS2，S3，S4，SJ;由第i個(gè)基本顏色&與第j個(gè)基本幾何形狀Sj構(gòu)成顏色形狀對(duì)(Ci，S》，其中，i=1，2，…，n，j二l，2，…，m，n二3，m二5，記禁令標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSPpVCSP丄=KC"S》，(C"C2)，(C"S3)，(C3，S》h記指示標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSP2，VCSP2二{(C2，S3)，(C2，S》h記警告標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSP3，VCSP3={(C3，S5)}，記道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合為VCSPCN，VCSPCN={VCSPpVCSP2，VCSP3}={(C"S》，(Q，S2)，(Q，s3)，(c3，s3)，(c2，s3)，(c2，s4)，(C3，S5)};根據(jù)禁令標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)、指示標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)及警告標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)，構(gòu)造道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系，表示為'rs及=(g,s)+(g，s2)+(,&)+(c3,&)TSG=(C2,S3)+(C2,S4)<7W=(C3，S5)U^+rSG+7W"C!,&)+(q,S2)+(C3)+(C3，&)+(C2,&)+(C2,S4)+(C3,S5)其中，TSR、TSG、TSW、TS均為邏輯變量，TS表示通過攝像裝置獲取的道路交通場景圖像中存在道路交通標(biāo)志，TSR表示道路交通場景圖像中存在禁令標(biāo)志，TSG表示道路交通場景圖像中存在指示標(biāo)志，TSW表示道路交通場景圖像中存在禁令標(biāo)志，TSG表示道路交通場景圖像中存在警告標(biāo)志；根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系，將道路交通標(biāo)志粗分類為七個(gè)交通標(biāo)志子類，該七個(gè)交通標(biāo)志子類分別為紅色_倒三角形交通標(biāo)志、紅色_正八邊形交通標(biāo)志、紅色_圓形交通標(biāo)志、黑色_圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色_圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色_矩形交通標(biāo)志、黑色_正三角形交通標(biāo)志，其中，紅色_倒三角形交通標(biāo)志、紅色_正八邊形交通標(biāo)志、紅色_圓形交通標(biāo)志、黑色_圓形交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，藍(lán)色_圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色_矩形交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，黑色_正三角形交通標(biāo)志為警告標(biāo)志；③通過攝像裝置獲取道路交通場景圖像，定義當(dāng)前獲取的道路交通場景圖像為當(dāng)前道路交通場景圖像，將當(dāng)前道路交通場景圖像的顏色空間從RGB顏色空間變換至HSI顏6色空間，RGB顏色空間的3個(gè)顏色分量分別為紅色R、綠色G和藍(lán)色B，HSI顏色空間的3個(gè)顏色分量分別為色調(diào)H、飽和度S和強(qiáng)度I;④根據(jù)道路交通標(biāo)志的基本顏色，采用基于HSI顏色空間的顏色提取方法對(duì)當(dāng)前道路交通場景圖像進(jìn)行顏色提取，得到二值圖像；⑤采用邊緣檢測(cè)方法對(duì)二值圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，以去除噪聲點(diǎn)，得到疑似道路交通t示志區(qū)域；⑥根據(jù)道路交通標(biāo)志的基本幾何形狀及道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)，判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域是否為確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域；當(dāng)疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域確定為確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域時(shí)，則根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系及確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色和基本幾何形狀，確定確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域所屬的交通標(biāo)志子類，實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的檢測(cè)；當(dāng)疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域確定為非道路交通標(biāo)志區(qū)域時(shí)，則不進(jìn)行處理并結(jié)束。所述的步驟③中將當(dāng)前道路交通場景圖像的顏色空間從RGB顏色空間變換至HSI顏色空間的具體過程為首先分別對(duì)RGB顏色空間的3個(gè)顏色分量進(jìn)行歸一化處理，得到3個(gè)顏色分量各自的歸一化值，記紅色R的歸一化值為r，記綠色G的歸一化值為g，記藍(lán)色B的歸一化值為b，r-^，g-^，6-^;然后利用紅色R的歸一化值r、綠色G的歸一化值g及藍(lán)色B的歸一化值b分別計(jì)算HSI顏色空間的3個(gè)顏色分量，!1±1±^90—肌加〔4)x，+(0，g〉W80,g〈W.n—,g,"其中，3、W^/F="，函數(shù)arctan()為求正切函數(shù)，函數(shù)min()為求最小值函數(shù)。所述的步驟④中對(duì)當(dāng)前道路交通場景圖像進(jìn)行顏色提取所采用的基于HSI顏色空間的顏色提取方法的具體過程為-1、對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的紅色，將紅色相應(yīng)的色調(diào)H的值的取值范圍設(shè)定為[315°，360°]U;對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的藍(lán)色，將藍(lán)色相應(yīng)的色調(diào)H的值的取值范圍設(shè)定為[200°，260°]，并將藍(lán)色相應(yīng)的飽和度S的值的取值范圍設(shè)定為;對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的黑色，將黑色相應(yīng)的飽和度S的值的取值范圍設(shè)定為;-2、遍歷當(dāng)前道路交通場景圖像的每個(gè)像素點(diǎn)，判斷像素點(diǎn)的色調(diào)H的值是否屬于[315°，360°]U，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為0，否則，判斷像素點(diǎn)的色調(diào)H的值是否屬于[200°，260°]且像素點(diǎn)的飽和度S的值是否屬于，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為O，否則，再判斷像素點(diǎn)的飽和度S的值是否屬于，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為O，否則，將該像素點(diǎn)的像素值置為1;-3、獲得二值圖像。所述的步驟⑤中的邊緣檢測(cè)方法為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的膨脹與腐蝕運(yùn)算。所述的步驟⑥的具體步驟為_1、利用公知的霍夫變換獲取疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本幾何形狀，然后判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本幾何形狀是否屬于基本幾何形狀的集合VS，如果是，則繼續(xù)執(zhí)行，否則，確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榉谴_實(shí)的道路交通標(biāo)志，不進(jìn)行處理并結(jié)束；_2、根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色幾何形狀對(duì)，判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色與基本幾何形狀構(gòu)成的二元對(duì)是否屬于道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合VCSPeN，如果是，則確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榇_實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域，并繼續(xù)執(zhí)行，否則，確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榉谴_實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域，不進(jìn)行處理并結(jié)束；_3、根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系及確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色和基本幾何形狀，確定確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域所屬的交通標(biāo)志子類，實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的檢測(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1.通過分析道路交通標(biāo)志的基本顏色和基本幾何形狀，提出顏色形狀對(duì)、并根據(jù)顏色形狀對(duì)構(gòu)造了道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系模型，利用該模型進(jìn)行道路交通標(biāo)志的檢測(cè)，大大提高了道路交通標(biāo)志檢測(cè)的有效性和檢測(cè)正確率；該模型覆蓋了中國所有三大類116種交通標(biāo)志，有利于構(gòu)筑一個(gè)比較完善的TSR系統(tǒng)；2.在檢測(cè)的同時(shí)將道路交通標(biāo)志初步分為七個(gè)交通標(biāo)志子類，即實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的粗分類，這樣，有效地降低了道路交通標(biāo)志識(shí)別(TSR)系統(tǒng)的復(fù)雜性，有利于提高TSR系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和有效性；3.可以大幅度化簡交通標(biāo)志信息的復(fù)雜性，這是實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)、并在檢測(cè)階段同時(shí)解決粗分類問題的基礎(chǔ)；4.由于本發(fā)明方法提出了顏色形狀對(duì)的概念，即考慮了道路交通標(biāo)志的基本顏色與基本幾何形狀之間的唯一的確定性關(guān)系，這樣不僅能使后續(xù)的道路交通標(biāo)志檢測(cè)能夠有效地檢測(cè)出道路交通標(biāo)志，而且可使得在檢測(cè)的過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的粗分類，本發(fā)明方法構(gòu)造的道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系模型為后續(xù)的道路交通標(biāo)志的有效檢測(cè)提供了良好的基礎(chǔ)。圖1為禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志和警告標(biāo)志的部分典型樣本示例；圖2為禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志和警告標(biāo)志與顏色的關(guān)系示意圖；圖3為禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志和警告標(biāo)志與幾何形狀的關(guān)系示意圖；圖4為道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀之間唯一確定關(guān)系的基本框架示意圖；圖5為本發(fā)明方法的基本處理框圖；圖6a為模擬的道路交通場景圖像；圖6b為顏色提取后得到的二值圖像；圖6c為邊緣檢測(cè)后得到的疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域；圖6d為檢測(cè)得到的道路交通標(biāo)志。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。我國直接與道路交通安全有關(guān)的交通標(biāo)志共有116個(gè)(不包括可派生的交通標(biāo)志)，分為三大類，分別為禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志和警告標(biāo)志。其中，禁令標(biāo)志42個(gè)，指示標(biāo)志29個(gè)，警告標(biāo)志45個(gè)，圖1給出了三類標(biāo)志的部分典型樣本示例。目前，對(duì)交通標(biāo)志的檢測(cè)提出了兩類方法，即基于灰度圖像的交通標(biāo)志檢測(cè)方法和基于彩色圖像的交通標(biāo)志檢測(cè)方法，其中基于彩色圖像的交通標(biāo)志檢測(cè)方法為了提高交通標(biāo)志檢測(cè)的有效性，充分利用了交通標(biāo)志的兩個(gè)突出特征即顏色和幾何形狀信息，但卻忽略了交通標(biāo)志的另一個(gè)重要特征，即其顏色與幾何形狀之間具有唯一的確定性關(guān)系。而本發(fā)明在分析了道路交通標(biāo)志的基本顏色和基本幾何形狀這兩種屬性的基礎(chǔ)上，提出了顏色形狀對(duì)的概念，即考慮了道路交通標(biāo)志的基本顏色與基本幾何形狀之間的唯一的確定性關(guān)系，這樣不僅能使后續(xù)的道路交通標(biāo)志檢測(cè)能夠有效地檢測(cè)出道路交通標(biāo)志，而且可使得在檢測(cè)的過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的粗分類。在顏色形狀對(duì)的基礎(chǔ)上，構(gòu)造道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系模型，該模型為后續(xù)的道路交通標(biāo)志的有效檢測(cè)提供了良好的保障。同時(shí)在道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系模型的基礎(chǔ)上提出了一種新的道路交通標(biāo)志檢測(cè)方法，該方法覆蓋了所有三大類116個(gè)中國道路交通標(biāo)志，在實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的同時(shí)將道路交通標(biāo)志初步分為七個(gè)交通標(biāo)志子類，即實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的粗分類，這樣有效地降低了道路交通標(biāo)志識(shí)別(TSR)系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了TSR系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和有效性。首先分別對(duì)各類道路交通標(biāo)志的基本顏色和基本幾何形狀進(jìn)行分析。從116個(gè)道路交通標(biāo)志可知，該116個(gè)道路交通標(biāo)志主要由五種基本顏色構(gòu)成，分別為紅色、藍(lán)色、黃色、黑色和白色。其中，禁令標(biāo)志以紅色為其基本顏色，白色為其底色，內(nèi)核圖案以黑色為主，另有兩個(gè)特殊的禁令標(biāo)志為白底黑色；指示標(biāo)志的基本顏色為藍(lán)色，內(nèi)核圖案以白色為主；警告標(biāo)志以黃色為其基本顏色，邊框及其內(nèi)核圖案為黑色?？紤]到45個(gè)警告標(biāo)志中有約四分之一的標(biāo)志內(nèi)核圖案的黑色成分較多，以至于黃色部分不能形成一個(gè)規(guī)則的形狀，如圖1中的警告標(biāo)志W(wǎng)10所示。因此，若采用黃色作為警告標(biāo)志的基本顏色建立"顏色與幾何形狀的關(guān)系模型"，將會(huì)使道路交通標(biāo)志檢測(cè)方法對(duì)警告標(biāo)志的檢測(cè)變得很復(fù)雜。考慮到警告標(biāo)志的外緣都是具有一定寬度的黑色，且具有規(guī)則的形狀屬性，于是，本發(fā)明采用黑色作為警告標(biāo)志的基本顏色。另外，從圖1中可獲知，大部分道路交通標(biāo)志都有一個(gè)很細(xì)的外輪廓線。但實(shí)踐表明，拍攝得到的道路交通標(biāo)志實(shí)景圖中，這些很細(xì)的外輪廓線都比較模糊，甚至看不到，因此，這些很細(xì)的外輪廓線對(duì)道路交通標(biāo)志識(shí)別的影響完全可以忽略不計(jì)。于是，若忽略白色、黃色和其它次要因素，則顏色與三大類道路交通標(biāo)志之間的關(guān)系可用圖2表示，具體表述如下1)、以紅色為基本顏色的道路交通標(biāo)志必為禁令標(biāo)志；2)、以藍(lán)色為基本顏色的道路交通標(biāo)志必為指示標(biāo)志；3)、以黑色為基本顏色的道路交通標(biāo)志或?yàn)榫鏄?biāo)志、或?yàn)榻顦?biāo)志。我國的116個(gè)道路交通標(biāo)志共有五種基本幾何形狀，分別為圓形、矩形、正三角形、倒三角形和正八邊形。其中，圓形、矩形和正三角形的數(shù)量較多，為三大類道路交通標(biāo)志的主要幾何形狀，倒三角形和正八邊形各有1個(gè)，且都是禁令標(biāo)志，其余40個(gè)禁令標(biāo)志均為圓形；29個(gè)指示標(biāo)志有圓形和矩形兩種幾何形狀；45個(gè)警告標(biāo)志的基本幾何形狀為正三角形。因此，幾何形狀與三大類道路交通標(biāo)志之間的關(guān)系如圖3所示，具體表述如下1)、圓形或?yàn)榻顦?biāo)志、或?yàn)橹甘緲?biāo)志；2)、矩形必為指示標(biāo)志；3)、正三角形必為警告標(biāo)志；4)、倒三角形和正八邊形必為禁令標(biāo)志。其次，確定顏色形狀對(duì)及顏色形狀對(duì)集合。根據(jù)以上對(duì)三大類116個(gè)道路交通標(biāo)志的顏色屬性與幾何形狀屬性的分析，可以得出一個(gè)重要的結(jié)論道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀之間的確存在著唯一確定性的關(guān)系，即紅色圓形、紅色倒三角形、紅色八邊形和黑色圓形的標(biāo)志均為禁令標(biāo)志，藍(lán)色圓形和藍(lán)色矩形的標(biāo)志均為指示標(biāo)志，黑色正三角形的標(biāo)志為警告標(biāo)志。圖4給出了道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀之間唯一確定性關(guān)系的基本框架示意圖。本發(fā)明定義的顏色形狀對(duì)及顏色形狀對(duì)集合如下。顏色形狀對(duì)的定義記拍攝得到的道路交通標(biāo)志實(shí)景圖像區(qū)域?yàn)锳，道路交通標(biāo)志實(shí)景圖像區(qū)域A具有n個(gè)基本顏色和m個(gè)基本幾何形狀，記第i個(gè)基本顏色為Ci，記第j個(gè)基本幾何形狀為Sj，根據(jù)道路交通標(biāo)志實(shí)景圖像區(qū)域A的第i個(gè)基本顏色&和第j個(gè)基本幾何形狀Sj，構(gòu)建一個(gè)二元對(duì)(Ci，Sj)，令CSPk二(Ci，Sj)|k=1，2，…，l，其中，i=1，2，…，n，j=1，2，…，m，1=nXm，確定二元對(duì)CSPk為道路交通標(biāo)志實(shí)景圖像區(qū)域A的一個(gè)顏色形狀對(duì)(CSP，Color-Sh即ePair)。顏色形狀對(duì)集合的定義記拍攝得到的道路交通標(biāo)志實(shí)景圖像區(qū)域?yàn)锳，道路交通標(biāo)志實(shí)景圖像區(qū)域A具有n個(gè)基本顏色和m個(gè)基本幾何形狀，記第i個(gè)基本顏色為Ci，記基本顏色的集合為VC，VC={Q,C2，…，Cn}，記第j個(gè)基本幾何形狀為Sj，記基本幾何形狀的集合為VS，VS二(S"S2，…，SJ;根據(jù)道路交通標(biāo)志實(shí)景圖像區(qū)域A的第i個(gè)顏色屬性Ci和第j個(gè)幾何形狀屬性Sj，構(gòu)建道路交通標(biāo)志實(shí)景圖像區(qū)域A中的顏色形狀對(duì)，記為CSPk，CSPk=(Ci，Sj)Ik=1，2，…，1，記由1個(gè)顏色形狀對(duì)組成的顏色形狀對(duì)集合為VCSP，VCSP={CSPk|k=1，2，…，lh或VCSP={(Ci，Sj)|i=1，2，...，n，j=l，2，…，mh其中，1=nXm。如果在后續(xù)的交通標(biāo)志檢測(cè)過程中利用本發(fā)明提出的顏色形狀對(duì)，則可以在檢測(cè)時(shí)尋找到滿足交通標(biāo)志顏色與幾何形狀匹配的有效區(qū)域。下面，以指示標(biāo)志為例進(jìn)一步說明本發(fā)明提出的顏色形狀對(duì)。首先，指示標(biāo)志的基本顏色為藍(lán)色，其次，指示標(biāo)志的形狀為圓形或矩形。這樣，指示標(biāo)志應(yīng)具有固定的顏色形狀對(duì)(藍(lán)色，圓形)與(藍(lán)色，矩形)。依此類推，便可以得到以顏色形狀對(duì)表示的顏色與幾何形狀的關(guān)系模型。在此，用CpCyQ和C4分別表示我國道路交通標(biāo)志的基本顏色為紅色、藍(lán)色、黑色和其它顏色，其它顏色包括白色和黃色；用SpS^S^S^Ss和Se分別表示我國道路交通標(biāo)志的基本幾何形狀為倒三角形、正八邊形、圓形、矩形、正三角形和其它形狀，其他形狀包括道路交通標(biāo)志內(nèi)核圖案的各種形狀。那么，根據(jù)上面對(duì)道路交通標(biāo)志基本顏色和基本幾何形狀的分析以及顏色形狀對(duì)和顏色形狀對(duì)集合的定義可知，我國三大類116個(gè)道路交通標(biāo)志的基本顏色的集合可表示為VC={&，C2，C3}，基本幾何形狀的集合可表示為VS={SnS2，S3，S4，SJ，記我國道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合為VCSPeN，記禁令標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合為VCSPp記指示標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合為VCSP2，記警告標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合為VCSP^其中，VCSPpVCSP2、VCSP3均為VCSPra的子集，根據(jù)分析可得到VCSP丄={(Q，S》，(Q，S2)，(Q，S3)，(C3，S3)}，VCSP2={(C2，S3)，(C2，S4)}，VCSP3={(c3，S5)}，VCSPCN={VCSPpVCSP2，VCSP3}={(Q，S》，(Q，s2)，(c"s3)，(c3，s3)，(c2，s3)，(c2，s4)，(c3，s5)}由上述分析可知，我國道路交通標(biāo)志可用7個(gè)顏色形狀對(duì)來描述，其中，禁令標(biāo)志有4個(gè)、指示標(biāo)志有2個(gè)、警告標(biāo)志有1個(gè)顏色形狀對(duì)。如果用邏輯變量TS來表示道路交通場景圖中存在道路交通標(biāo)志，用TSR、TSG、TSW分別表示道路交通場景圖中存在禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志和警告標(biāo)志，則建立道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系(Color-GeometricModel,CGM)，道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系用邏輯表達(dá)式可表示為'，=,s)+，s2)+(c!,&)+(c3,s3)rsG=(c2,s3)+(c2,s4)r^rs及+蕩+re『-(c!,s!)+(c!，S2)+(Ci,&)+(C3，&)+(C2,S3)+(C2，S4)+(C3,S5)該道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系模型表明，我國的三大類116個(gè)道路交通標(biāo)志可以由7個(gè)顏色形狀對(duì)來表示，每個(gè)顏色形狀對(duì)表示道路交通標(biāo)志的1個(gè)子類。因此，116個(gè)道路交通標(biāo)志被分為7個(gè)子類，實(shí)現(xiàn)了道路交通標(biāo)志的粗分類，具體分類情況為(1)、42個(gè)禁令標(biāo)志分為4個(gè)子類38個(gè)紅色圓形標(biāo)志，2個(gè)黑色圓形標(biāo)志，1個(gè)紅色倒三角形標(biāo)志，1個(gè)正八邊形標(biāo)志；這4個(gè)子類分別對(duì)應(yīng)于顏色形狀對(duì)(C"S3)，(C3，S3)，(C"S》，(Q，S2);(2)、29個(gè)指示標(biāo)志分為2個(gè)子類16個(gè)藍(lán)色圓形標(biāo)志，13個(gè)藍(lán)色矩形標(biāo)志；這2個(gè)子類分別對(duì)應(yīng)于顏色形狀對(duì)(C2，S3)，(C2，S4);(3)、45個(gè)警告標(biāo)志只有1個(gè)子類，對(duì)應(yīng)于顏色形狀對(duì)(C3，S5)。由于116個(gè)道路交通標(biāo)志被分為7個(gè)子類，每個(gè)子類的樣本數(shù)大為減少，因此將大大提高道路交通標(biāo)志識(shí)別(TSR)系統(tǒng)的識(shí)別效率和識(shí)別正確率。在上述分析的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法，如圖5所示，該檢測(cè)方法包括以下步驟①通過分析道路交通標(biāo)志的基本顏色，確定以紅色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以藍(lán)色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，確定以黑色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為警告標(biāo)志或?yàn)榻顦?biāo)志；通過分析道路交通標(biāo)志的基本幾何形狀，確定以倒三角形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以正八邊形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以圓形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志或?yàn)橹甘緲?biāo)志，確定以矩形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，確定以正三角形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為警告標(biāo)志。②將基本顏色中的紅色記為Q，將基本顏色中的藍(lán)色記為G，將基本顏色中的黑色記為(:3，將基本幾何形狀中的倒三角形記為Sp將基本幾何形狀中的正八邊形記為&，將基本幾何形狀中的圓形記為S3，將基本幾何形狀中的矩形記為S4，將基本幾何形狀中的正三角形記為S5，記基本顏色的集合為VC，VC={Q,C2，C3}，記基本幾何形狀的集合為VS，VS={SnS2，S3，S4，SJ;由第i個(gè)基本顏色&與第j個(gè)基本幾何形狀Sj構(gòu)成顏色形狀對(duì)(Ci，S》，其中，i=1，2，…，n，j二l，2，…，m，n二3，m二5，記禁令標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSPpVCSP丄=KC"S》，(C"S2)，(C"S3)，(C3，S》h記指示標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSP2，VCSP2二{(C2，S3)，(C2，S》h記警告標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSP3，VCSP3={(C3，S5)}，記道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合為VCSPCN，VCSPCN={VCSPpVCSP2，VCSP3}={(C"S》，(Q，S2)，(Q，s3)，(c3，s3)，(c2，s3)，(c2，s4)，(C3，S5)};根據(jù)禁令標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)、指示標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)及警告標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)，構(gòu)造道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系，表示為rs及=,s)+，s2)+(c!,s。+(c3，s3)rsG=(c2,&)+(c2，s4)n=(c3，s5)7^，+rsG+r,卞,s)+(Ci,S2)+(q，S3)+(C3,S3)+(C2，S3)+(C2，&)+(C3,S5)其中，TSR、TSG、TSW、TS均為邏輯變量，TS表示通過攝像裝置獲取的道路交通場景圖像中存在道路交通標(biāo)志，TSR表示道路交通場景圖像中存在禁令標(biāo)志，TSG表示道路交通場景圖像中存在指示標(biāo)志，TSW表示道路交通場景圖像中存在禁令標(biāo)志，TSG表示道路交通場景圖像中存在警告標(biāo)志；根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系，將道路交通標(biāo)志粗分類為七個(gè)交通標(biāo)志子類，該七個(gè)交通標(biāo)志子類分別為紅色_倒三角形交通標(biāo)志、紅色_正八邊形交通標(biāo)志、紅色_圓形交通標(biāo)志、黑色_圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色_圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色_矩形交通標(biāo)志、黑色_正三角形交通標(biāo)志，其中，紅色_倒三角形交通標(biāo)志、紅色_正八邊形交通標(biāo)志、紅色_圓形交通標(biāo)志、黑色_圓形交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，藍(lán)色_圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色_矩形交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，黑色_正三角形交通標(biāo)志為警告標(biāo)志。③通過攝像裝置獲取道路交通場景圖像，定義當(dāng)前獲取的道路交通場景圖像為當(dāng)前道路交通場景圖像，將當(dāng)前道路交通場景圖像的顏色空間從RGB顏色空間變換至HSI顏色空間，RGB顏色空間的3個(gè)顏色分量分別為紅色R、綠色G和藍(lán)色B，HSI顏色空間的3個(gè)顏色分量分別為色調(diào)H、飽和度S和強(qiáng)度I。由于HSI顏色空間能夠體現(xiàn)出人類視覺特征，且HSI顏色空間表示的道路交通場景圖像的顏色屬性和幾何形狀屬性更為明顯，易于后續(xù)的顏色提取、邊緣檢測(cè)等。在此，將當(dāng)前道路交通場景圖像的顏色空間從RGB顏色空間變換至HSI顏色空間的具體過程為首先分別對(duì)RGB顏色空間的3個(gè)顏色分量進(jìn)行歸一化處理，得到3個(gè)顏色分量各自的歸一化值，記紅色R的歸一化值為r，記綠色G的歸一化值為g，記藍(lán)色B的歸一化值為b，r二Jj，g二^，6-^;然后利用紅色R的歸一化值r、綠色G的歸一化值8及藍(lán)色8的歸一化值13分別計(jì)算^1顏色空間的3個(gè)顏色分量，/=^^，//=90—arctan「4V，+(0,g〉W80,g〈W3-i—"，6),甘中？=2/>十&@數(shù)arctan()為求正切函數(shù)，函數(shù)min()為求最小值函數(shù)。④根據(jù)道路交通標(biāo)志的基本顏色，采用基于HSI顏色空間的顏色提取方法對(duì)當(dāng)前道路交通場景圖像進(jìn)行顏色提取，即可得到二值圖像。在此，基于HSI顏色空間的顏色提取方法是根據(jù)道路交通標(biāo)志的基本顏色確定HSI顏色空間的顏色分量的取值范圍的，當(dāng)前道路交通場景圖像中的各個(gè)像素點(diǎn)由HIS顏色空間的三個(gè)顏色分量表示，道路交通標(biāo)志的基本顏色有紅色、藍(lán)色和黑色，在具體的顏色提取過程中只用到了色調(diào)H和飽和度S兩個(gè)顏色分量，道路交通標(biāo)志的基本顏色對(duì)應(yīng)的色調(diào)H和飽和度S的取值范圍如表1所示。在此，顏色提取方法的具體過程為-1、對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的紅色，將紅色相應(yīng)的色調(diào)H的值的取值范圍設(shè)定為[315°，360°]U;對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的藍(lán)色，將藍(lán)色相應(yīng)的色調(diào)H的值的取值范圍設(shè)定為[200°，260°]，并將藍(lán)色相應(yīng)的飽和度S的值的取值范圍設(shè)定為;對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的黑色，將黑色相應(yīng)的飽和度S的值的取值范圍設(shè)定為;④-2、遍歷當(dāng)前道路交通場景圖像的每個(gè)像素點(diǎn)，判斷像素點(diǎn)的色調(diào)H的值是否屬于[315。，360°]U，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為0，否則，判斷像素點(diǎn)的色調(diào)H的值是否屬于[200°，260°]且像素點(diǎn)的飽和度S的值是否屬于，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為O，否則，再判斷像素點(diǎn)的飽和度S的值是否屬于，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為0，否則，將該像素點(diǎn)的像素值置為1;-3、獲得二值圖像。表1道路交通標(biāo)志的基本顏色對(duì)應(yīng)的色調(diào)H和飽和度S的取值范圍表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表1中"一"表示不予考慮。⑤采用邊緣檢測(cè)方法對(duì)二值圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，以去除噪聲點(diǎn)，得到疑似道路交通t示志區(qū)域。邊緣檢測(cè)又稱邊緣提取，相關(guān)的具體方法有很多，在此具體實(shí)施例中以采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的膨脹與腐蝕運(yùn)算為例，腐蝕是膨脹的對(duì)偶運(yùn)算，它們都不是可逆運(yùn)算，相應(yīng)的公式如下a.二值膨脹設(shè)向量加法的兩個(gè)操作數(shù)分別來自于X和B，并且取到任意可能的組合，則膨脹運(yùn)算Z05可定義為^十5二0es2:/-;c+6,;ceX且6e5〉；b.二值腐蝕設(shè)向量減法的兩個(gè)操作數(shù)分別來自于X和B，并且取到任意可能的組合，則腐蝕運(yùn)算Xe5可定義為Xe5={/ee2:+6eX，對(duì)于每一個(gè)6e5}。在此，利用形態(tài)學(xué)中的膨脹與腐蝕運(yùn)算對(duì)二值圖像進(jìn)行腐蝕和膨脹，膨脹與腐蝕進(jìn)行的次數(shù)取決于有效像素點(diǎn)的數(shù)量，是一個(gè)變量。⑥根據(jù)道路交通標(biāo)志的基本幾何形狀及道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)，判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域是否為確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域，當(dāng)疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域確定為確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域時(shí)，則根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系及確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色和基本幾何形狀，確定確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域所屬的交通標(biāo)志子類，實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的檢測(cè)；當(dāng)疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域確定為非道路交通標(biāo)志區(qū)域時(shí)，則不進(jìn)行處理并結(jié)束。具體步驟為-1、利用公知的霍夫變換獲取疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本幾何形狀，然后判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本幾何形狀是否屬于基本幾何形狀的集合VS，如果是，則繼續(xù)執(zhí)行，否則，確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榉谴_實(shí)的道路交通標(biāo)志，不進(jìn)行處理并結(jié)束；_2、根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色幾何形狀對(duì)，判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色與基本幾何形狀構(gòu)成的二元對(duì)是否屬于道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合VCSP^，如果是，則確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榇_實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域，并繼續(xù)執(zhí)行，否則，確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榉谴_實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域，不進(jìn)行處理并結(jié)束；_3、根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系及確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色和基本幾何形狀，確定確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域所屬的交通標(biāo)志子類，實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的檢測(cè)與粗分類。上述步驟⑥-1中對(duì)于疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本幾何形狀的獲取可采用現(xiàn)有的任意成熟的幾何形狀判別方法，其中，以霍夫變換的效果較好，因此在此具體實(shí)施例中采用霍夫變換來實(shí)現(xiàn)幾何形狀的判別。在利用本發(fā)明方法進(jìn)行道路交通標(biāo)志檢測(cè)后，檢測(cè)的結(jié)果實(shí)際上是一個(gè)粗分類的結(jié)果，對(duì)于粗分類后的每個(gè)交通標(biāo)志子類的后續(xù)處理均可通過一個(gè)分類器或判別器進(jìn)行處理，且復(fù)雜度不同。例如，交通標(biāo)志子類1和交通標(biāo)志子類2由于都只包含了一個(gè)道路交通標(biāo)志，所以后續(xù)處理很簡單，只要一個(gè)判別器即可，目的是濾除誤檢測(cè)的結(jié)果。而交通標(biāo)志子類7就不同了，共有45個(gè)道路交通標(biāo)志，涵蓋了整整一大類道路交通標(biāo)志——警告標(biāo)志，因此，交通標(biāo)志子類7的后續(xù)處理比較復(fù)雜，需要進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)分類和判別。以下為通過仿真實(shí)驗(yàn)來說明本發(fā)明方法的可行性和可實(shí)現(xiàn)性。由于獲得全部116個(gè)道路交通標(biāo)志的實(shí)際場景圖像比較困難，因此除了采用部分道路交通場景圖像作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象之外，主要是采用了大量模擬的道路交通場景圖像作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。所謂模擬的道路交通場景圖像，就是將116個(gè)道路交通標(biāo)志的標(biāo)準(zhǔn)圖形(包括扭曲變形的圖形)分別粘貼在不同的實(shí)拍道路交通場景圖像上來代替實(shí)拍的道路交通標(biāo)志。模擬的道路交通場景圖像的數(shù)據(jù)共有4組，其中1組是直接采用標(biāo)準(zhǔn)的道路交通標(biāo)志制作的，另外3組是模擬幾何失真的，即采用扭曲度分別為5。、10°和15°的標(biāo)準(zhǔn)道路交通標(biāo)志制作的模擬的道路交通場景圖像。每組數(shù)據(jù)均有116個(gè)道路交通標(biāo)志，共有464幅模擬的道路交通場景圖像。圖6a給出了一幅模擬的道路交通場景圖像，采用基于HSI顏色空間的顏色提取方法對(duì)圖6a所示的圖像進(jìn)行顏色提取，得到的二值圖像如圖6b所示，但由于提取得到的二值圖像往往存在很多的噪聲點(diǎn)，從圖6b中也可以看出，為去除圖6b所示的圖像中的噪聲點(diǎn)，需對(duì)圖6b所示的圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，由于本發(fā)明主要采用了腐蝕和膨脹運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)邊緣檢測(cè)，在此，經(jīng)腐蝕膨脹后得到疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域如圖6c所示。在對(duì)圖6c所示的圖像進(jìn)行基本幾何形狀判定時(shí)，由于考慮到基本幾何形狀的集合VS中的道路交通標(biāo)志的基本幾何形狀的拐角特征，因此在仿真實(shí)驗(yàn)中利用現(xiàn)有的拐角模板匹配法確定疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本幾何形狀，然后根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色幾何形狀對(duì)，判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色與基本幾何形狀構(gòu)成的二元對(duì)是否屬于道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合VCSPeN，經(jīng)判斷后圖6b所示的圖像滿足條件，再根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系模型及確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色和基本幾何形狀，確定確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域所屬的交通標(biāo)志子類，實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的檢測(cè)，檢測(cè)得到的結(jié)果如圖6d所示。從上述仿真實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果來看，采用本發(fā)明方法進(jìn)行道路交通標(biāo)志的檢測(cè)的正確率能夠達(dá)到100%，證明本發(fā)明方法具有良好的準(zhǔn)確性、魯棒性和實(shí)時(shí)性，從而證明了本發(fā)明方法的可行性和可實(shí)現(xiàn)性，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果表明本發(fā)明方法不僅同時(shí)實(shí)現(xiàn)了三大類道路交通標(biāo)志的粗分類，而且直接將這三大類116個(gè)道路交通標(biāo)志分為七個(gè)交通標(biāo)志子類。為了進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明方法的有效性，對(duì)4組道路交通標(biāo)志進(jìn)行了細(xì)分類(即判別)研究，4組道路交通標(biāo)志即其中1組是標(biāo)準(zhǔn)的道路交通標(biāo)志及另外3組是采用扭曲度分別為5°、10°和15°的道路交通標(biāo)志。未經(jīng)本發(fā)明方法處理的對(duì)象為116個(gè)道路交通標(biāo)志，每個(gè)道路交通標(biāo)志對(duì)應(yīng)一個(gè)判別器，而經(jīng)本發(fā)明方法處理后的對(duì)象為七個(gè)交通標(biāo)志子類，每個(gè)交通標(biāo)志子類對(duì)應(yīng)一個(gè)判別器，可知本發(fā)明方法對(duì)道路交通標(biāo)志的判別更為有效，且所使用的判別器也更少。在此，采用支持向量機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為判別系統(tǒng)，分別對(duì)現(xiàn)有的基于彩色圖像的交通標(biāo)志檢測(cè)方法檢測(cè)得到的結(jié)果與本發(fā)明方法檢測(cè)得到的結(jié)果進(jìn)行判別，判別的正確率如表2所示。表2采用支持向量機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為判別系統(tǒng)分別對(duì)現(xiàn)有的基于彩色圖像的交通標(biāo)志檢測(cè)方法與本發(fā)明方法檢測(cè)得到的結(jié)果進(jìn)行判別的正確率比較<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>從表2中可以看出本發(fā)明方法能夠?yàn)楹罄m(xù)的道路交通標(biāo)志的判別提供良好地保障，大大提高了判別的正確率。權(quán)利要求一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法，道路交通標(biāo)志具有基本顏色和基本幾何形狀兩種屬性，所述的基本顏色包括紅色、藍(lán)色、黃色、黑色和白色，所述的基本幾何形狀包括圓形、矩形、正三角形、倒三角形及正八邊形，所述的道路交通標(biāo)志包括禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志及警告標(biāo)志，其特征在于該檢測(cè)方法包括以下步驟①通過分析道路交通標(biāo)志的基本顏色，確定以紅色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以藍(lán)色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，確定以黑色為基本顏色的道路交通標(biāo)志為警告標(biāo)志或?yàn)榻顦?biāo)志；通過分析道路交通標(biāo)志的基本幾何形狀，確定以倒三角形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以正八邊形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，確定以圓形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志或?yàn)橹甘緲?biāo)志，確定以矩形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，確定以正三角形為基本幾何形狀的道路交通標(biāo)志為警告標(biāo)志；②將基本顏色中的紅色記為C1，將基本顏色中的藍(lán)色記為C2，將基本顏色中的黑色記為C3，將基本幾何形狀中的倒三角形記為S1，將基本幾何形狀中的正八邊形記為S2，將基本幾何形狀中的圓形記為S3，將基本幾何形狀中的矩形記為S4，將基本幾何形狀中的正三角形記為S5，記基本顏色的集合為VC，VC＝{C1，C2，C3}，記基本幾何形狀的集合為VS，VS＝{S1，S2，S3，S4，S5}；由第i個(gè)基本顏色Ci與第j個(gè)基本幾何形狀Sj構(gòu)成顏色形狀對(duì)(Ci，Sj)，其中，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m，n＝3，m＝5，記禁令標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSP1，VCSP1＝{(C1，S1)，(C1，S2)，(C1，S3)，(C3，S3)}，記指示標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSP2，VCSP2＝{(C2，S3)，(C2，S4)}，記警告標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)構(gòu)成的集合為VCSP3，VCSP3＝{(C3，S5)}，記道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合為VCSPCN，VCSPCN＝{VCSP1，VCSP2，VCSP3}＝{(C1，S1)，(C1，S2)，(C1，S3)，(C3，S3)，(C2，S3)，(C2，S4)，(C3，S5)}；根據(jù)禁令標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)、指示標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)及警告標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)，構(gòu)造道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系，表示為<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>TSR</mi><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>3</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>TSG</mi><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>4</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>TSW</mi><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>3</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>5</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>TS</mi><mo>=</mo><mi>TSR</mi><mo>+</mo><mi>TSG</mi><mo>+</mo><mi>TSW</mi><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>3</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>4</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mn>3</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>S</mi><mn>5</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>其中，TSR、TSG、TSW、TS均為邏輯變量，TS表示通過攝像裝置獲取的道路交通場景圖像中存在道路交通標(biāo)志，TSR表示道路交通場景圖像中存在禁令標(biāo)志，TSG表示道路交通場景圖像中存在指示標(biāo)志，TSW表示道路交通場景圖像中存在禁令標(biāo)志，TSG表示道路交通場景圖像中存在警告標(biāo)志；根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系，將道路交通標(biāo)志粗分類為七個(gè)交通標(biāo)志子類，該七個(gè)交通標(biāo)志子類分別為紅色-倒三角形交通標(biāo)志、紅色-正八邊形交通標(biāo)志、紅色-圓形交通標(biāo)志、黑色-圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色-圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色-矩形交通標(biāo)志、黑色-正三角形交通標(biāo)志，其中，紅色-倒三角形交通標(biāo)志、紅色-正八邊形交通標(biāo)志、紅色-圓形交通標(biāo)志、黑色-圓形交通標(biāo)志為禁令標(biāo)志，藍(lán)色-圓形交通標(biāo)志、藍(lán)色-矩形交通標(biāo)志為指示標(biāo)志，黑色-正三角形交通標(biāo)志為警告標(biāo)志；③通過攝像裝置獲取道路交通場景圖像，定義當(dāng)前獲取的道路交通場景圖像為當(dāng)前道路交通場景圖像，將當(dāng)前道路交通場景圖像的顏色空間從RGB顏色空間變換至HSI顏色空間，RGB顏色空間的3個(gè)顏色分量分別為紅色R、綠色G和藍(lán)色B，HSI顏色空間的3個(gè)顏色分量分別為色調(diào)H、飽和度S和強(qiáng)度I；④根據(jù)道路交通標(biāo)志的基本顏色，采用基于HSI顏色空間的顏色提取方法對(duì)當(dāng)前道路交通場景圖像進(jìn)行顏色提取，得到二值圖像；⑤采用邊緣檢測(cè)方法對(duì)二值圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，以去除噪聲點(diǎn)，得到疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域；⑥根據(jù)道路交通標(biāo)志的基本幾何形狀及道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)，判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域是否為確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域，當(dāng)疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域確定為確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域時(shí)，則根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系及確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色和基本幾何形狀，確定確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域所屬的交通標(biāo)志子類，實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的檢測(cè)；當(dāng)疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域確定為非道路交通標(biāo)志區(qū)域時(shí)，則不進(jìn)行處理并結(jié)束。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟③中將當(dāng)前道路交通場景圖像的顏色空間從RGB顏色空間變換至HSI顏色空間的具體過程為首先分別對(duì)RGB顏色空間的3個(gè)顏色分量進(jìn)行歸一化處理，得到3個(gè)顏色分量各自的歸一化值，記紅色R的歸一化值為r，記綠色G的歸一化值為g，記藍(lán)色B的歸一化值為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>然后利用紅色R的歸一化值r、綠色G的歸一化值g及藍(lán)色B的歸一化值b分別計(jì)算HSI顏色空間的3個(gè)顏色分量，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>函數(shù)arctan()為求正切函數(shù)，函數(shù)min()為求最小值函數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟④中對(duì)當(dāng)前道路交通場景圖像進(jìn)行顏色提取所采用的基于HSI顏色空間的顏色提取方法的具體過程為④-l、對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的紅色，將紅色相應(yīng)的色調(diào)H的值的取值范圍設(shè)定為[315。，360°]U;對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的藍(lán)色，將藍(lán)色相應(yīng)的色調(diào)H的值的取值范圍設(shè)定為[200°，260°]，并將藍(lán)色相應(yīng)的飽和度S的值的取值范圍設(shè)定為;對(duì)于道路交通標(biāo)志的基本顏色中的黑色，將黑色相應(yīng)的飽和度S的值的取值范圍設(shè)定為;-2、遍歷當(dāng)前道路交通場景圖像的每個(gè)像素點(diǎn)，判斷像素點(diǎn)的色調(diào)H的值是否屬于[315。，360°]U，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為O，否則，判斷像素點(diǎn)的色調(diào)H的值是否屬于[200°，260°]且像素點(diǎn)的飽和度S的值是否屬于，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為0，否則，再判斷像素點(diǎn)的飽和度S的值是否屬于，如果是，則將該像素點(diǎn)的像素值置為O，否則，將該像素點(diǎn)的像素值置為1;-3、獲得二值圖像。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟⑤中的邊緣檢測(cè)方法為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的膨脹與腐蝕運(yùn)算。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟⑥的具體步驟為-1、利用公知的霍夫變換獲取疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本幾何形狀，然后判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本幾何形狀是否屬于基本幾何形狀的集合VS，如果是，則繼續(xù)執(zhí)行，否則，確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榉谴_實(shí)的道路交通標(biāo)志，不進(jìn)行處理并結(jié)束；_2、根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色幾何形狀對(duì)，判斷疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色與基本幾何形狀構(gòu)成的二元對(duì)是否屬于道路交通標(biāo)志的所有顏色形狀對(duì)的集合VCSPCN，如果是，則確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榇_實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域，并繼續(xù)執(zhí)行，否則，確定該疑似道路交通標(biāo)志區(qū)域?yàn)榉谴_實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域，不進(jìn)行處理并結(jié)束；_3、根據(jù)道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系及確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域的基本顏色和基本幾何形狀，確定確實(shí)的道路交通標(biāo)志區(qū)域所屬的交通標(biāo)志子類，實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的檢全文摘要本發(fā)明公開了一種道路交通標(biāo)志的檢測(cè)方法，通過分析道路交通標(biāo)志的基本顏色和基本幾何形狀，提出顏色形狀對(duì)、并根據(jù)顏色形狀對(duì)構(gòu)造了道路交通標(biāo)志的顏色與幾何形狀的關(guān)系模型，利用該模型進(jìn)行道路交通標(biāo)志的檢測(cè)，大大提高了道路交通標(biāo)志檢測(cè)的有效性和檢測(cè)正確率；該模型覆蓋了中國所有三大類116種交通標(biāo)志，有利于構(gòu)筑一個(gè)比較完善的TSR系統(tǒng)；在檢測(cè)的同時(shí)將道路交通標(biāo)志初步分為七個(gè)交通標(biāo)志子類，即實(shí)現(xiàn)道路交通標(biāo)志的粗分類。這樣，有效地降低了道路交通標(biāo)志識(shí)別(TSR)系統(tǒng)的復(fù)雜性，有利于提高TSR系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和有效性；此外，可以大幅度化簡交通標(biāo)志信息的復(fù)雜性，這是實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)、并在檢測(cè)階段同時(shí)解決粗分類問題的基礎(chǔ)。文檔編號(hào)G06T7/40GK101702197SQ20091015406公開日2010年5月5日申請(qǐng)日期2009年10月26日優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日發(fā)明者朱雙東申請(qǐng)人:寧波大學(xué)