交通標(biāo)志檢測與識別技術(shù)分析

趙寧波　李柳群　馬朋飛

摘 要：本文闡述了交通標(biāo)志的檢測，交通標(biāo)志的識別等內(nèi)容。 交通標(biāo)志的檢測與識別是一項(xiàng)十分艱巨的時(shí)代任務(wù)，要求相關(guān)工作人員認(rèn)真在實(shí)踐中進(jìn)行思考和探索，保證對于交通標(biāo)志進(jìn)行細(xì)化的研究，這對于智能代步工具的發(fā)展起著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：交通標(biāo)志；檢測；識別；技術(shù)分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.238

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通行業(yè)也在逐步強(qiáng)化，但是人們雖然享受著交通代步工具的便利，但也面臨著越來越擁堵的交通情況，在實(shí)際的道路使用過程中，交通標(biāo)志的相應(yīng)問題得到了社會(huì)各界廣泛的關(guān)注。對于基礎(chǔ)交通標(biāo)志的檢測和識別技術(shù)，雖然我國在相應(yīng)的研發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有了很大的突破，但是還需要更加深化的研究和升級。

1 交通標(biāo)志的檢測

對于交通標(biāo)志的檢測，主要進(jìn)行的就是對于顏色和形狀的檢測，但是形狀檢測手段的實(shí)施中，相應(yīng)的技術(shù)手段不能提供十分明確的數(shù)據(jù)體現(xiàn)，因此主要進(jìn)行的就是對于交通標(biāo)志顏色信息的甄別和測試。目前，我國研究比較健全的檢測方式主要是針對彩色模型分量差值的色彩分析。

1.1 三色模型分割算法

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的分析，在差異性的亮度情況下，相同的顏色會(huì)根據(jù)不同的分量差值形成一定的區(qū)域范圍，三色模型的相對差值就是交通標(biāo)志分割算法的實(shí)質(zhì)。在實(shí)際推算中三色模型形成的基本結(jié)構(gòu)是：

并且保證相應(yīng)的關(guān)系式：當(dāng)（r-g）>0.08&（r-b）>0.08時(shí)，相應(yīng)的顏色關(guān)系顯示，呈現(xiàn)的就是紅色的像素；當(dāng)（r-b）>0.12&（g-b）>0.12時(shí)，相應(yīng)的顏色關(guān)系顯示，呈現(xiàn)的就是黃色像素；當(dāng)（b-g）>0.01&（b-r）>0.01時(shí)，相應(yīng)的顏色關(guān)系顯示，呈現(xiàn)的就是藍(lán)色像素。當(dāng)基礎(chǔ)數(shù)值不在這個(gè)關(guān)系范圍內(nèi)，顯示的就是其他形式的色素。

1.2 交通基礎(chǔ)標(biāo)志的區(qū)域過濾

在自然環(huán)境中，存在著許多與交通標(biāo)志相似的事物，這會(huì)導(dǎo)致吸引人群關(guān)注的區(qū)域是非交通標(biāo)注區(qū)域，而實(shí)際分割時(shí)就會(huì)形成錯(cuò)誤的基礎(chǔ)分割。并且這些區(qū)域無論是從顏色還是形狀都有很大的波動(dòng)性和不確定性，差異的區(qū)分也不是很明顯。就要求人們在對交通標(biāo)志關(guān)注時(shí)，進(jìn)行特性化標(biāo)志的記憶，形成比較穩(wěn)定的識別結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明，人們通過標(biāo)志的基本性特征來確定基礎(chǔ)閾值，能有效對相應(yīng)的混淆標(biāo)志進(jìn)行合理化過濾。在實(shí)體的標(biāo)志留存過程中，由于角度和視線的差異，可以盡量擴(kuò)展閾值范圍，保證正確的交通標(biāo)志不被遺漏。對于交通標(biāo)志的基本閾限有這樣的數(shù)據(jù)指導(dǎo)，詳見表1。

在實(shí)體化的交通標(biāo)志區(qū)域的分割和劃分過程中，需要對相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)具有的特殊性質(zhì)和標(biāo)志性特點(diǎn)進(jìn)行基礎(chǔ)判別，形成的局部區(qū)域數(shù)量直接決定相應(yīng)人群的區(qū)域搜索時(shí)間，區(qū)域分割數(shù)目與區(qū)域搜索時(shí)間成線性正比?？偨Y(jié)起來就是，相關(guān)工作人員先進(jìn)行相應(yīng)圖像的采集，然后進(jìn)行相應(yīng)的空間差值分割，以保證正確地尋找全部的目標(biāo)區(qū)域。在對區(qū)域進(jìn)行劃分時(shí)，初步判斷是否滿足基本閾值，對于不符合的項(xiàng)目進(jìn)行目標(biāo)的刪除，最終形成基礎(chǔ)形狀的判斷以及基本含義的識別。

2 交通標(biāo)志的識別

2.1 通過模板匹配識別交通標(biāo)志

在實(shí)際的交通標(biāo)志識別過程中，模板匹配方法是比較常規(guī)的識別手段，不僅計(jì)算比較簡約，而且在具體實(shí)際操作中也比較容易實(shí)現(xiàn)，另外，在實(shí)體操作過程匯總也可運(yùn)用其很好地?cái)U(kuò)展性能進(jìn)行優(yōu)化的標(biāo)志識別，基于以上的模板優(yōu)勢，使相應(yīng)的模板匹配識別方法成為了多數(shù)研究者比較熱衷的研究模式。在實(shí)際的模板匹配操作中，比較常用的運(yùn)算角度主要有三種，多角度模板、多尺度模板以及模板匹配的相似度度量。多角度模板主要特點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)模板圖像的數(shù)量堆積，形成精確識別目標(biāo)的最終結(jié)果。多尺度模板的主要特點(diǎn)是對模板內(nèi)部信息的識別，形成簡單穩(wěn)定的相似性計(jì)算。模板匹配的相似度度量就是針對相似度進(jìn)行一定的閾值限制，基本相似的情況就同屬相同的交通標(biāo)志。

2.2 交通標(biāo)志檢測的基礎(chǔ)結(jié)果

在實(shí)際的檢測結(jié)果比較過程中，比較常用的手段有兩種：相關(guān)系數(shù)度量法和歐式距離法。都能對相應(yīng)的識別率進(jìn)行基礎(chǔ)的提升，但是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，還是相關(guān)系數(shù)度量法的基礎(chǔ)效果更好。因?yàn)椋趯?shí)際操作中，不會(huì)形成比較明顯的對應(yīng)關(guān)系，并且外界的因素影響也隨之減少很多，尤其是對于離散噪聲的削減程度。因此，使用相關(guān)系數(shù)度量法能有效地判斷相應(yīng)的交通標(biāo)志檢測結(jié)果，對于交通標(biāo)志的識別正確率也能得到有效地提升。詳細(xì)的抽樣數(shù)據(jù)請見表2。

3 結(jié)束語

交通標(biāo)志的檢測與識別是一項(xiàng)十分艱巨的時(shí)代任務(wù)，要求相關(guān)工作人員認(rèn)真在實(shí)踐中進(jìn)行思考和探索，保證對于交通標(biāo)志進(jìn)行細(xì)化的研究，這對于智能代步工具的發(fā)展起著非常重要的作用。相關(guān)的研究人員和項(xiàng)目監(jiān)管人員要從根本應(yīng)用的角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和探索，才能有效助推智能化識別時(shí)代的發(fā)展。總而言之，強(qiáng)化交通標(biāo)志的檢測和識別技術(shù)，是具有劃時(shí)代意義的研究方向。

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