交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù)的發(fā)展

汽車(chē)電子

交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù)的發(fā)展

交通信號(hào)燈對(duì)汽車(chē)的正常行駛起著非常關(guān)鍵的作用。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)和識(shí)別交通信號(hào)燈是無(wú)人駕駛汽車(chē)在城市環(huán)境中行駛的基本要求，也是先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。同時(shí)，設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)還可以幫助色盲或色弱人群對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行識(shí)別。

交通信號(hào)燈識(shí)別具有多種方法，但都包括顏色分割、形態(tài)學(xué)處理兩個(gè)過(guò)程。其中，顏色分割主要是對(duì)攝像頭采集的圖像進(jìn)行處理，處理時(shí)將亮度高于周?chē)膮^(qū)域標(biāo)記為不同強(qiáng)度的白色，形成灰度圖像；形態(tài)學(xué)處理則是對(duì)圖像分割出的區(qū)域進(jìn)行形態(tài)學(xué)識(shí)別，辨別出圓形或箭頭形狀的交通信號(hào)燈。雖然交通信號(hào)燈被設(shè)計(jì)成易識(shí)別的顏色，但是來(lái)自外部環(huán)境的影響因素仍可能影響識(shí)別結(jié)果。這類(lèi)影響首先包括光線穿過(guò)大氣或玻璃可能產(chǎn)生色調(diào)變化和光暈干擾，其次是汽車(chē)故障燈、制動(dòng)車(chē)燈以及廣告牌、行人過(guò)路燈產(chǎn)生的反射，最后是惡劣天氣和太陽(yáng)位置變化產(chǎn)生的影響。而無(wú)法消除這些影響的主要原因在于，目前設(shè)計(jì)的識(shí)別算法是基于法國(guó)巴黎礦業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究中心提供的道路圖像公共數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訓(xùn)練的。該數(shù)據(jù)庫(kù)包含11179幀交通信號(hào)燈圖像和9168處手動(dòng)標(biāo)記的交通燈，對(duì)于識(shí)別算法的訓(xùn)練和驗(yàn)證太少，且圖像幀為平面圖像。為了改變這種現(xiàn)狀，利用加拿大灰點(diǎn)工業(yè)相機(jī)公司生產(chǎn)的三目立體電荷耦合器件（CCD）相機(jī)，對(duì)美國(guó)圣地亞哥境內(nèi)的交通信號(hào)燈圖像進(jìn)行采集，采集了46418禎交通信號(hào)燈圖像，其上標(biāo)注了112971處交通信號(hào)燈，據(jù)此建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，稱(chēng)之為L(zhǎng)ISA交通信號(hào)燈數(shù)據(jù)庫(kù)。由于采用了三目立體CCD相機(jī)，因此每一幀圖像包含了交通信號(hào)燈的立體信息。利用該數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)識(shí)別算法進(jìn)行訓(xùn)練的結(jié)果顯示，對(duì)交通信號(hào)燈識(shí)別的準(zhǔn)確率由80%升高至93%。

Mark P.Philipsen et al. 2015 12th IEEE International Conference on Advanced Video and Signal Based Surveillance,Niagara Falls Aug.25-28,2015.

編譯：張振偉