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专利号: 2017100758889
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于HOG‑CTH组合特征的交通标志识别方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:利用训练样本训练分类器模型

步骤S1‑1:确定训练集;

步骤S1‑2:分别提取所述步骤S1‑1所确定训练集中训练样本图像的方向梯度直方图HOG特征和统计变换直方图CTH特征,并将CTH特征向量细量化,串联HOG和CTH两种特征向量得到HOG‑CTH融合特征向量;

步骤S1‑3:使用线性支持向量机SVM算法对所述步骤S1‑2得到的HOG‑CTH融合特征向量进行训练,获得SVM交通标志分类器;

S2:检测定位实景图中的交通标志图像

步骤S2‑1:在HSV颜色空间下对自然场景下交通标志进行颜色分割;

步骤S2‑2:对所述步骤S2‑1中经颜色分割后的区域进行形态学图像处理;

步骤S2‑3:定位裁剪出分割出的交通标志图像;

S3:利用分类器模型识别交通标志图像

步骤S3‑1:对所述S2中检测定位实景图中的交通标志图像灰度化处理;

步骤S3‑2:提取经灰度化处理的交通标志图像的HOG‑CTH融合特征;

步骤S3‑3:利用S1中已经训练好的SVM交通标志分类器识别出交通标志所属类型。

2.根据权利要求1所述的一种基于HOG‑CTH组合特征的交通标志识别方法,其特征在于,所述步骤S1‑2具体为:采用gamma校正法对输入的交通标志图像进行颜色空间归一化,先转化为灰度图,设Ig(x,y)是(x,y)坐标像素点的灰度值,gamma压缩公式:gamma

Ig(x,y)=Ig(x,y) ,取gamma=0.5         (1)计算交通标志图像每个像素的梯度幅值和方向,使用3×3Sobel模板对交通标志图像进行卷积计算,则Ig(x,y)的梯度为:Gx(x,y)、Gy(x,y)分别代表横向及纵向边缘检测的梯度,而像素点(x,y)的梯度幅值大小G(x,y)和方向θ(x,y)如式(4)和式(5)所示:对于彩色图像可以分别计算它们各个颜色通道的梯度,选择其中幅值最大的值作为该像素点的梯度;

统计单元内梯度直方图,将图像窗口区域划分成均匀分布的cell单元,每个cell单元包含4×4个像素,每个cell单元内把 的梯度方向平均分成9个bin区间,然后在每个cell单元内所有像素的梯度值再分别在各个bin区间进行直方图统计,分别统计cell单元内方向梯度直方图;

归一化区域块内梯度方向直方图,每2×2个cell组成一个block块,一个block块形成

36维的特征向量,利用L2‑范数对整个block块进行归一化,如式(6)所示:其中v为特征向量,||v||2表示v的2阶范数,ε表示一个常数,用以避免分母为0;

序列化形成HOG特征向量,将所有block块的HOG特征进行序列化处理,构成训练样本或检测窗图像最终的HOG特征向量;

计算像素点的统计变换,依次顺时针编号为:p0~p7;依据幅值关系,获得像素点之间的符号差分值:T=t(s(pc‑p0),s(pc‑p1),…,s(pc‑p7))           (7)其中:

式中,t()函数表示符号差分值的联合分布函数;s(pc‑pi)表示当前像素点pc与第i邻域点pi之间的符号差分值;此时当前像素点pc的对应CTH值由式(9)计算得出:式中,N为邻域像素点数量,R为CTH计算半径;

细量化处理:引入0‑1变换的概念,由0到1或由1到0都认为是一次0‑1变换,中心像素点pc的0‑1变换次数u的计算可用式(10)表示:根据像素点的0‑1变换次数来统一化CTH特征值,如式(11)所示:通过统计稀疏化的CTH特征值的直方图,得到相应的特征;

统计block块直方图并做归一化处理,对block块中的CTH直方图也采用L2‑范数进行归一化处理,使HOG和CTH两种特征向量这两类特征相互融合,得到HOG‑CTH融合特征向量;将HOG‑CTH融合特征向量放入线性支持向量机SVM算法中训练,得到SVM交通标志分类器。