提出了基于特征顏色和SNCC的交通標志識別與跟蹤方案

提出了基于特征顏色和SNCC的交通標志識別與跟蹤方案，該方案用于智能車輛的交通標志識別與跟蹤.在YCbCr色彩空間對交通場景圖像進行顏色閾值分割，提取交通標志所在區(qū)域.根據(jù)標準交通標志的背景和內(nèi)景特征顏色，設計標準父通標志的背景和內(nèi)景顏色特征匹配模板.以背景和內(nèi)景顏色特征匹配模板作為模板，采用模板匹配技術和SNCC計算匹配度，識別潛在交通標志圖像和交通標志.在Matlab/Simulink環(huán)境下，基于視頻與圖像處理模塊集和用戶自定義函模塊構(gòu)建仿真模型，進行仿真研究，給出了交通場景視頻中交通標志的識別和跟蹤軌跡仿真結(jié)果.結(jié)果表明，采用本文的交通標志識別與跟蹤方案，計算量少，提高系統(tǒng)的效率，達到了較好的識別效果.關鍵詞：智能交通；交通標志識別；簡化歸一化互相關法；智能車輛；YCbCr空間；模板匹配：跟蹤軌跡TrafficsigndetectionandrecognitionofvehicleautonomousnavigationhispaperproposesaschemeoftrafficsignsrecognitionandtrackingbasedonfeaturecolorandSNCCalgorithm,whichisusedintrafficsignsrecognitionandtrackingofintelligentvehicles?InYCbCrcolorspace,colorsegmentationofthetrafficsceneimagesiscalculatedandtrafficsignregionsareobtmned?Accordingtobackgroundandinteriorcolorfeatureofthestandardtrafficsigns,backgroundandinteriorcolormatchingtemplatesoftrafficsignscolorfeaturearedesigned?ThebackgroundandtheinteriorcolormatchingtemplatesareasthematchingtemplatesthetemplatematchingtechnologyandtheSNCCalgorithmtocalculatematchingdegreeareusedtodrawandrecognizetheimagesoftrafficsignsIntheMatlab/Simulinkenvironment,thesimulationmodelisestablishedbyusingvideoandimageprocessingblocksetandUser?DefinedFunctionsmodule?Basedonsimulationmodel,recognitionresultsandthetrackingofthetrafficsignsinthetrafficscenevideoaregiven?Theexperimentalresultsshowthattheschemeoftrafficsignsrecognitionandtrackingcanimprovetheefficiencyofthesystem,andhaslesscalculationamount,andhasthebetterrecognitioneffect?Keywords：intelligenttransportation；trafficsignrecognition；simplifiednormalizedcrosscorrelation；intelligentvehicles；YCbCrcolorspace；templatematching；tracking近年來，隨著社會的進步，人們對圖像及視頻的質(zhì)量要求越來越高。因此，圖像視頻的處理也越來越受到人們重視。通常，從攝像儀和掃描儀所獲得的顏色，以及計算機顯示所用的顏色都是RGB色空間。如果不進行轉(zhuǎn)換，在傳輸和處理過程中，會占用大量的帶寬和存儲量，不利于傳輸和處理。為此，人們找到了另一種色空間YCbCr。因為人們對亮度的變化比對色度的變化更為敏感，所以減少帶寬引起的顏色損失很小,人眼幾乎感覺不出來?；谝陨显?需要找出一種RGB到Y(jié)CbCr的轉(zhuǎn)換方法。在此，給出了色空間從RGB到Y(jié)CbCr轉(zhuǎn)換的設計以及FPGA的實現(xiàn)。近年來，隨著社會的進步，人們對圖像及視頻的質(zhì)量要求越來越高。因此，圖像視頻的處理也越來越受到人們重視。通常，從攝像儀和掃描儀所獲得的顏色，以及計算機顯示所用的顏色都是RGB色空間。如果不進行轉(zhuǎn)換，在傳輸和處理過程中，會占用大量的帶寬和存儲量，不利于傳輸和處理。為此，人們找到了另一種色空間YCbCr。因為人們對亮度的變化比對色度的變化更為敏感，所以減少帶寬引起的顏色損失很小，人眼幾乎感覺不出來?；谝陨显?，需要找出一種RGB到Y(jié)CbCr的轉(zhuǎn)換方法。在此，給出了色空間從RGB到Y(jié)CbCr轉(zhuǎn)換的設計以及FPGA的實現(xiàn)。、、RGB色空間與YCbCr色空間RGB色空間YC6Cr色空間R7G7B7到Y(jié)CbCr的轉(zhuǎn)換色空間從R'G'B'到Y(jié)C6Cr的轉(zhuǎn)換方程如下根據(jù)三基色原理，可以利用三種基色配出各種不同的彩色。在選擇基色時，應力求獲得方法簡單，色度穩(wěn)定、準確，以及由其配出的顏色盡可能多。RGB色空間是一種簡單實用的色空間，被普遍使用在計算機系統(tǒng)和因特網(wǎng)中，它能使顏色從—個平臺映射到另外一個平臺而不會嚴重丟失顏色信息。在RGB顏色空間中，1個帶顏色的圖像采樣是用3個值來表示1個像素點的相對的紅、綠和藍色比(三種光線的主樣構(gòu)成顏色)。任何一種顏色都可以通過將紅、綠和藍以不同的比例相混而得到。RGB是一種相加成像系統(tǒng)，由紅、綠、藍三種基色疊加，以產(chǎn)生各種需要的顏色。RGB經(jīng)過伽瑪校正后，被表示為R7G7B7。每個元素范圍為0?255(8b)。當三個元素均為0時，產(chǎn)生黑色；均為255時，產(chǎn)生白色。RGB色空間可以被想象成一個三維坐標系統(tǒng)。該坐標系統(tǒng)的三條軸線各代表紅、綠、藍。RGB色空間被廣泛應用于計算機圖形設備中，CRT和LCD分別通過對每個像素點的紅綠藍值進行顯示來得到各種顏色。從一個通常的觀察距離來看，不同的構(gòu)成部分可以達到顏色上的真實感，很適合人眼的光學特性。表1所示是100%飽和度和100%幅度彩條信號的RGB值，常作為視頻測試信息使用。RGB色空間被廣泛用于計算機圖像設備中的原因是，計算機顯示器需要利用紅、綠、藍三種顏色形成各種顏色，使用RGB色空間可以簡化系統(tǒng)的設計和結(jié)構(gòu)。另外，由于RGB色空間已被廣泛使用多年，有大量的相關資源可以利用。然而，當需要處理真實世界的圖像信息時，使用RGB色空間并不是最有效的方法，因為它們需要三路相同的帶寬，而且對這三路信息的讀取需要大量的存儲空間，同時也增加了操作的復雜程度。因此，根據(jù)不同的要求，需要不同的色空間來代替RGB色空間。最常用的色空間是WQ，YUV，YCbCr，這三種色空間互相關聯(lián)又有所區(qū)別。由于目前很多視頻標準都使用亮度信息和兩個色差信息，故這里主要討論YCbCr色空間。YCbCr色空間YCbCr色空間是作為ITU—RBT.601的一部分而開發(fā)出來的，它被用于電視信號的傳送。與RGB色空間相比，YCbCr用亮度和兩個色差信號來表示顏色，其中y代表亮度信息，使用8b的16?235級電平；色差信息C6和Cr使用其中的16?240級電平。因為人眼對亮度的變化比對色度的變化更敏感，所以減少帶寬引起的顏色損失很小，人眼幾乎感覺不出來。因此，不必用與y—樣的速率來傳輸c6和Cr信息。這樣就減少了存儲量和帶寬，因而相關費用也就減少了。YCbCr有4：4：4，4：2：2，4：1：1以及4：2：0等幾種抽樣格式，如圖1到圖3所示，它們以不同的速率來傳輸