一種用于夜間環(huán)境的車輛尾燈對檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及圖像信息感知，具體設(shè)及一種用于夜間環(huán)境 的車輛尾燈對檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交通安全問題已成為世界性的重大問題，而汽車的安全性對人類生命財產(chǎn)的影響 更是不言而喻。隨著高速公路的發(fā)展和汽車性能的提高，汽車行駛速度也相應(yīng)加快，加之汽 車數(shù)量增加 W及交通運(yùn)輸日益繁忙，汽車事故增多所引起的人員傷亡和財產(chǎn)損失，已成為 一個不容忽視的社會問題，汽車的行車安全更顯得非常重要。傳統(tǒng)的被動安全已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 能避免交通的事故發(fā)生，而主動安全技術(shù)由于可W預(yù)防事故的發(fā)生而倍受關(guān)注。視覺傳感 由于具有信息量大、成本低廉的特點，在汽車主動安全領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0003] 車輛檢測技術(shù)是指利用圖像傳感手段對圖像中的車輛捜尋和判定，獲得圖像中車 輛的多種屬性(如位置、速度、形狀、外觀)的過程。它是汽車主動安全領(lǐng)域，尤其是實現(xiàn)追尾 預(yù)警（Forward Collision WarningJCW) W及自動緊急剎車（Automatic Emergen巧 braking，AEB)功能的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0004] 目前，大部分現(xiàn)有車輛檢測方法均是針對日間情況下加 W實現(xiàn)，大多采用基于車 輛外觀的辨識方法，如采用車輛輪廓、對稱性、顏色等等信息。但是，在夜間環(huán)境下，由于缺 乏太陽光的光照，環(huán)境光源僅僅由路燈和本車頭燈(城市環(huán)境下）或者是僅由本車頭燈(郊 外環(huán)境下）構(gòu)成;運(yùn)就導(dǎo)致環(huán)境光源強(qiáng)度低、分布不均的特點，從而使得前方車輛的絕大多 數(shù)外觀信息(輪廓、對稱性、顏色等）由于反射光強(qiáng)的不足而不可獲得，使得現(xiàn)有車輛檢測方 法失效;因此，如何提高夜間車輛檢測的準(zhǔn)確性和實時性，解決夜間實際道路環(huán)境下的車輛 檢測一直是亟待解決的問題。
[0005] 通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)高亮的尾燈是夜間車輛檢測最明顯的特征，在灰度圖像上呈 高亮的白色對，在彩色圖像上是明顯的紅色對，并且基本不受到環(huán)境光源變化的影響，是較 為穩(wěn)定的車輛特征之一。
[0006] 如何提高夜間車輛檢測的準(zhǔn)確性和實時性，解決夜間實際道路環(huán)境下的車輛檢測 一直是亟待解決的問題，為提升夜間車輛檢測的能力，使檢測的更為準(zhǔn)確、更少的錯誤檢 測，本發(fā)明提出一種用于夜間環(huán)境的車輛尾燈對檢測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為解決夜間車輛檢測的準(zhǔn)確性和實時性，提升夜間車輛檢測的能力，使檢 測的更為準(zhǔn)確、更少的錯誤檢測，本發(fā)明提出一種用于夜間環(huán)境的車輛尾燈對檢測方法。 [000引本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0009] -種用于夜間環(huán)境的車輛尾燈對檢測方法，包括如下步驟：
[0010] 步驟1)圖像采集:裝有圖像采集裝置的車輛在夜間行進(jìn)時采集車輛前方的圖像， 記為圖像A;
[0011] 步驟2)圖像A二值化：確定一個闊值Ti對圖像A二值化，闊值T的范圍為T e [ 150， 255]，選取闊值Tl確定類間距離化，其中，類間距離化表示為：
[0012]
[001引Pf為圖像A中假設(shè)屬于車燈的像素 (Pf >Ti) ,Pb為圖像A中假設(shè)不屬于車燈的像素 (Pb<Ti);nf表示的是亮度值大于Tl的像素點個數(shù);加表示的是亮度值小于Tl的像素點個數(shù)； [0014]選取具有最大類間距離Di時對應(yīng)的Tl為闊值;并采用闊值Tl對圖像A進(jìn)行二值化； 高于該闊值Tl的像素置"r，表示白色像素;將其余像素置％"，表示黑色像素；
[001引步驟3)對二值化后的圖像A中像素置"r的連通區(qū)域標(biāo)記:設(shè)提取出的連通區(qū)域數(shù) 目為n，標(biāo)記所有區(qū)域為Zi、Z2…、Zj、…、Zn;
[0016] 步驟4)尾燈對匹配:首先，針對每一個標(biāo)記的連通區(qū)域&，分別計算其如下幾個參 數(shù)：
[0017] (1)面積 A"
[001 引（2)圓形度 R0j:R0j = (Cj)2/Aj;
[0019] (3)最小外接矩形Rctj;
[0020] 其中Cj表示連通區(qū)域&的周長；
[0021] 然后，對任意兩個連通區(qū)域進(jìn)行尾燈對匹配性度量，對n個連通區(qū)域，則產(chǎn)生n(n-1)個匹配性度量值;設(shè)任意兩個連通區(qū)域Za和連通區(qū)域Zb的匹配性度量值為Mab:
[0022] 匹配性度量值為Mab的計算函數(shù)如下：
[0023] Mab = O. 2*Size_rateab+0.15*Round_rateab+0.55*0verlap_rateab
[0024] 其中：Size_rateab表明面積的匹配度，具體計算方式是連通區(qū)域Za和連通區(qū)域Zb 中較小的面積比上較大的面積;其計算公式如下：
[0025]
[0026] Round_rateab表明圓形度的匹配度，具體計算方式是連通區(qū)域Za和連通區(qū)域Zb中 較小的圓形度比上較大的圓形度;其計算公式如下：
[0027]
[002引 Overlap_rateab表明水平方向上的重合度，其計算方式為連通區(qū)域Za和連通區(qū)域 Zb的最小外接矩形Rcta、最小外接矩形Rctb在垂直方向上的投影的重合部分的長度比連通 區(qū)域Za和連通區(qū)域Zb的最小外接矩形Rcta、最小外接矩形Rctb投影總長;投影總長=(Rcta和 Rctb長度和-重合部分的長度）；
[0029] 連通區(qū)域Za和連通區(qū)域Zb的匹配性度量值Mab>0.75,則認(rèn)為連通區(qū)域Za和連通區(qū) 域Zb共同組成了一個尾燈對。
[0030] 進(jìn)一步的，步驟1)中所述圖像采集裝置為CCD或CMOS攝像機(jī)。
[0031 ]進(jìn)一步的，步驟1)中圖像采集裝置安裝于車輛后視鏡下方。
[0032]進(jìn)一步的，步驟2)中選定圖像A的下二分之一部分作為感興趣區(qū)域(ROI) W減少后 續(xù)計算量。
[0033] 進(jìn)一步的，步驟2)中，闊值T的范圍為T e [ 200，255 ]。
[0034] 有益效果：
[0035] 1.-種用于夜間環(huán)境的車輛尾燈對檢測方法通過利用尾燈形狀、面積、位置信息， 構(gòu)建尾燈對匹配函數(shù)，實現(xiàn)紅色尾燈對的檢測和定位。
[0036] 2.提升了夜間車輛檢測的準(zhǔn)確性和實時性能力，使檢測的更為準(zhǔn)確、更少的錯誤 檢測。
[0037] 3.圖像采集裝置安裝于車輛后視鏡下方，從而確保獲得本車前方視野合適，畫面 清晰的圖像。
[0038] 4.選定圖像A的下二分之一部分作為初始感興趣區(qū)域(ROI)減少了后續(xù)計算量，節(jié) 省了時間成本。
[0039] 5.闊值T的范圍定為Te [200,255]，提高了計算效率。
【附圖說明】
[0040] 圖1為本發(fā)明實施方案流程圖；
[0041] 圖2為本發(fā)明中重合度計算示意圖；
[0042] 圖3為本發(fā)明圖像采集流程圖；
【具體實施方式】
[0043] 為使本發(fā)明便于理解，對W下幾個專業(yè)概念進(jìn)行說明：
[0044] 感興趣區(qū)域(ROI)為region of interest;
[0045] 連通區(qū)域:是數(shù)學(xué)的基本概念之一。設(shè)D是平面區(qū)域，如果D內(nèi)任一閉曲線所圍的部 分都屬于D，則稱D為平面單連通區(qū)域。
[0046] -種用于夜間環(huán)境的車輛尾燈對檢測方法，包括如下步驟：
[0047] 步驟1)圖像采集:裝有圖像采集裝置的車輛在夜間行進(jìn)時采集車輛前方的圖像， 記為圖像A;
[004引步驟2)圖像A二值化：確定一個闊值Ti對圖像A二值化，闊值T的范圍為T e [ 150， 255]，選取闊值Tl確定類間距離化，其中，類間距離化表示為：
[0049]
[0050] Pf為圖像A中假設(shè)屬于車燈的像素(pf>Ti) ,Pb為圖像A中假設(shè)不屬于車燈的像素 (Pb<Ti);nf表示的是亮度值大于Tl的像素點個數(shù);加表示的是亮度值小于Tl的像素點個數(shù)；
[0051] 選取具有最大類間距離Di時對應(yīng)的Tl為闊值;并采用闊值Tl對圖像A進(jìn)行二值化； 高于該闊值Tl的像素置"r，表示白色像素;將其余像素置％"，表示黑色像素；
[0052] 步驟3)對二值化后的圖像A中像素置"r的連通區(qū)域標(biāo)記:設(shè)提取出的連通區(qū)域數(shù) 目為n，標(biāo)記所有區(qū)域為Zi、Z2…、Zj、…、Zn;
[0053] 步驟4)尾燈對匹配:首先，針對每一個標(biāo)記的連通區(qū)域&，分別計算其如下幾個參 數(shù)：
[0054] (1)面積八"
[005引（2)圓形度 R0j:R0j = (Cj)2/Aj;
[0056] (3)最小外接矩形Ret"
[0057] 其中Cj表示連通區(qū)域&的周長；
[005引然后，對任意兩個連通區(qū)域進(jìn)行尾燈對匹配性度量，對n個連通區(qū)域，則產(chǎn)生n(n-1)個匹配性度量值;設(shè)任意兩個連通區(qū)域Za和連通區(qū)域Zb的匹配性度量值為Mab:
[0化9]匹配性度量值為Mab的計算函數(shù)如下：
[0060] Mab = O. 2*Size_rateab+0.15*Round_rateab+0.55*0verlap_rateab
[0061 ] 其中：Size_rateab表明面積的匹配度，具體計算方式是連通區(qū)域Za和連通區(qū)域Zb 中較小的面積比上較大的面積;其計算公式如下：
[0062]
[0063] Round_rateab表明圓形度的匹配度，具體計算方式是連通區(qū)域Za和連通區(qū)域Zb中 較小的圓形度比上較大的圓形度;其計算公式如下：
[0064]
[0065]