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专利号: 2024100104377
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Haar特征和改进HOG特征的车辆检测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、利用Haar特征对前方车辆目标进行初始分割,包括以下子步骤:S1.1、采集车辆前方图像的正负样本,并进行预处理;

S1.2、构造积分图像,并进行多尺度缩放;

S1.3、提取缩放后的积分图像的Haar特征;

S1.4、采用Adaboost算法训练弱分类器;

S1.5、依据权重把弱分类器组合成强分类器;

S1.6、实时采集车辆前方的图像,输入到强分类器中,输出前视遮罩图;

S2、利用HOG特征对输出的前视遮罩图进行分析,精确提取前方车辆目标,包括以下子步骤;

S2.1、初始化最小检测窗口、细胞单元和块的大小、滑动步长和缩放因子;

S2.2、对前视遮罩图进行颜色空间变换,将RGB图像转化到HSL空间,提取H、S、L三通道图像;

S2.3、分别提取H、S、L三个通道图像的HOG特征;

S2.3包括以下子步骤:

S2.3.1、首先将H通道、S通道或L通道图像分成若干个细胞单元,每2×2个细胞单元组合成一个块单元;

S2.3.2、计算每个细胞单元的每个像素点的水平梯度dx和垂直梯度dy,梯度的大小和方向由公式(2)和(3)求得,并得到细胞单元的梯度方向直方图;

θ(x,y)=arctan((L(x,y+1)‑L(x,y‑1))/(L(x+1,y)‑L(x‑1,y)));    (3)其中,L(x,y)为灰度图像在第x行第y个像素上的像素值,A(x,y)和θ(x,y)分别为细胞单元在(x,y)点的梯度值和梯度方向;

S2.3.3、对梯度方向直方图进行多尺度缩放,得到多张不同尺度的梯度方向直方图,每张梯度方向直方图生成9幅积分图像;

S2.3.4、滑动检测窗口对积分图像进行滑动检测;

在检测窗口中滑动块单元,以每个像素的梯度幅值为权值,通过检索积分图像对细胞单元的梯度方向直方图进行计数,形成一组9维HOGC特征向量;

因此,由4个细胞单元构成的块单元能够形成一组36维HOGB特征向量;

S2.3.5、对所有块单元对应的36维HOGB特征向量归一化:其中V是36维HOGB特征向量,V*是归一化后的特征向量,ε是常数;

将检测窗口内所有块单元归一化后的特征向量级联组合,形成HOG特征向量;

S2.3.6、对三个通道的前视图遮罩图的HOG特征向量采用加权平均的方法进行融合;

采用主成分分析法对融合后的HOG特征向量进行降维;

S2.4、以车辆目标的HOG特征作为正向样本,以非车辆区域的HOG特征作为负向样本,训练SVM分类器,得到一个训练好的SVM分类器,用于精确识别车辆目标,输出检测到的车辆目标的最终图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于Haar特征和改进HOG特征的车辆检测方法,其特征在于,S1.1中,采集车辆前方视频,从视频序列中选择多幅图像,将图像划分为正负样本,正样本为包含车辆的图像,负样本为道路上的非车辆图像;

将图像转换为灰度图像,采用Gamma滤波对灰度图像进行处理,减少图像中阴影和光照的变化。

3.根据权利要求2所述的一种基于Haar特征和改进HOG特征的车辆检测方法,其特征在于,S1.2中,根据公式(1)对预处理后的图像中的每个像素点进行扫描,构造积分图像;

其中,LG(x,y)为位置(x,y)处的积分图像值,L(x',y')为位置(x',y')处的像素值;

对积分图像进行多尺度缩放得到多张不同尺度的积分图像。

4.根据权利要求3所述的一种基于Haar特征和改进HOG特征的车辆检测方法,其特征在于,S1.3中,分别选取不同尺度的4个边缘特征和8个线性特征对所有正样本和负样本的积分图像进行密集扫描,得到不同尺度和位置的矩形特征向量。

5.根据权利要求4所述的一种基于Haar特征和改进HOG特征的车辆检测方法,其特征在于,S1.4包括以下子步骤:S1.4.1、给定样本集,样本设为(x1,y1),(x2,y2)…(xn,yn);

S1.4.2、对权重进行初始化和归一化:

S1.4.3、基于每个特征训练一个弱分类器h(x,f,p,θ):其中,x代表一个检测子窗口,f为特征,p指示不等号的方向,θ为阈值;

计算所有弱分类器的加权错误率;

S1.4.4、选择最佳的弱分类器hi(x);

S1.4.5、按照该最佳弱分类器调整权重;

S1.4.6、得到最终的强分类器。

6.根据权利要求5所述的一种基于Haar特征和改进HOG特征的车辆检测方法,其特征在于,S1.5中,训练时,减少被正确分类的样本权重,增加被错误分类的样本权重,整合所有的弱分类器,构成最终的强分类器。