[go: up one dir, main page]

RU2488164C1 - Method for localisation of road signs and recognition of their groups and subgroups - Google Patents

Method for localisation of road signs and recognition of their groups and subgroups Download PDF

Info

Publication number
RU2488164C1
RU2488164C1 RU2012112965/08A RU2012112965A RU2488164C1 RU 2488164 C1 RU2488164 C1 RU 2488164C1 RU 2012112965/08 A RU2012112965/08 A RU 2012112965/08A RU 2012112965 A RU2012112965 A RU 2012112965A RU 2488164 C1 RU2488164 C1 RU 2488164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signs
histograms
sign
groups
recognition
Prior art date
Application number
RU2012112965/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Фурсов
Сергей Алексеевич Бибиков
Артем Владимирович Никоноров
Павел Юрьевич Якимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки и изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет) (СГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки и изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН), Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет) (СГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки и изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН)
Priority to RU2012112965/08A priority Critical patent/RU2488164C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2488164C1 publication Critical patent/RU2488164C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Image Analysis (AREA)

Abstract

FIELD: information technologies.SUBSTANCE: method for localisation of road signs and recognition of their groups and subgroups in video frames of images consists in identification of areas of signs location by means of viewing of lines and columns of the image in a sliding window, if orders of colour alternation in the window match the reference one, the appropriate lines and columns are memorised, and the area of image on their crossing is identified as suspicious for location of a sign in it, in which they further identify an area limited with a red border of the sign, and in it, using lines and columns, they build two colour-independent histograms of all counts, which are normed in such a way that their ranges and the number of counts match with the appropriate characteristics of reference histograms, then using the normalised histograms they form a common histogram, and a corresponding vector, which is compared to vectors of references in the specified groups of signs, the decision on whether the current sign belongs to one of the groups of signs is taken on the basis of the criterion of the minimum measure of vector proximity, then in each group they define sign subgroups using histograms of black colour dots, which are formed and compared on the basis of the same rules as histograms used in detection of sign groups.EFFECT: reduced time of localisation and increased reliability of road signs recognition.3 dwg

Description

Изобретение относится к области цифровой обработки изображений и может найти применение в системах активной безопасности автомобилей для выработки дополнительных сигналов предупреждения водителю.The invention relates to the field of digital image processing and may find application in active safety systems of automobiles to generate additional warning signals to the driver.

Известны методы локализации знаков на изображениях, описанные в работах:Known methods for localizing characters in images described in the works:

Shneier, М. Road sign detection and recognition [Text] / M.Shneier // Proc. IEEE Computer Society Int. Conf. on Computer Vision and Pattern Recognition. - 2005. - P.215-222.Shneier, M. Road sign detection and recognition [Text] / M.Shneier // Proc. IEEE Computer Society Int. Conf. on Computer Vision and Pattern Recognition. - 2005. - P.215-222.

Torresen, J.A Camera Based Speed Limit Sign Recognition System [Text] / J.Torresen, J.W.Bakke, Y.Yang // 13th ITS World Congress and Exhibition. - 2006. - P.115-129.Torresen, J.A. Camera Based Speed Limit Sign Recognition System [Text] / J. Torresen, J.W. Bakke, Y. Yang // 13th ITS World Congress and Exhibition. - 2006. - P.115-129.

Saturino Maldonado-Bascon, Sergio Lafuente-Arroyo, Pedro Gil-Jimenez Hi-lario Gomez-Moreno and Francisco Lopez-Ferrers. Road-Sign Detection and Recognition Based on Support Vector Machines // IEEE Transaction on Inteligent Transportation System, vol.8, No.2, June 2007.Saturino Maldonado-Bascon, Sergio Lafuente-Arroyo, Pedro Gil-Jimenez Hi-lario Gomez-Moreno and Francisco Lopez-Ferrers. Road-Sign Detection and Recognition Based on Support Vector Machines // IEEE Transaction on Inteligent Transportation System, vol. 8, No.2, June 2007.

Ren, F. General traffic sign recognition by feature matching [Text] / F.Ren, J.Huang, R.Jiang, R.Klette // IEEE 24th Int. Conf. Image and Vision Computing. - 2009. - Issue: Ivcnz. - P.409-414.,Ren, F. General traffic sign recognition by feature matching [Text] / F. Ren, J. Huang, R. Jiang, R. Klette // IEEE 24th Int. Conf. Image and Vision Computing. - 2009. - Issue: Ivcnz. - P.409-414.,

в которых для определения области знака анализируются цветовые компоненты. Подход к детектированию знаков на основе цветовой фильтрации не требователен к вычислительным ресурсам, однако известные методы не всегда могут отличить (например, красный) знак от других объектов такого же цвета, а также не различают типы знаков с окантовкой одинакового цвета (предупреждающие и запрещающие), что приводит к существенному увеличению вычислительных затрат на последующих этапах и, в конечном итоге, к снижению качества распознавания, т.к. текущее изображение приходится сравнивать с большим числом эталонов знаков в базе данных.in which the color components are analyzed to determine the area of the sign. The approach to detecting signs based on color filtering is not demanding on computational resources, however, well-known methods cannot always distinguish (for example, red) a sign from other objects of the same color, nor can they distinguish types of characters with a border of the same color (warning and prohibiting), which leads to a significant increase in computational costs in subsequent stages and, ultimately, to a decrease in recognition quality, because the current image has to be compared with a large number of character standards in the database.

Ближайшим прототипом изобретения является «Устройство, метод и компьютерная программа для определения дорожных знаков на изображении» (патент № US 2010/0067805, МПК G06K 9/46, опубликовано 18.03.2010), в котором реализуют эапы детектирования, отслеживания, нормализации и распознавания. Для установления факта наличия знака на каждом текущем изображении (видеокадре) определяют размеры фрагментов эллипсов и прямых линий, являющихся граничными для запрещающих и предупреждающих знаков. При этом в качестве признаков используют цветочувствительные вейвлеты Хаара, построенные в различных (до 9-ти) цветовых представлениях. Для измерения признаков используются цифровые цветовыделяющие фильтры. Окончательное решение принимается по результатам сопоставления результатов распознавания в различных цветовых представлениях изображений на последовательности кадров.The closest prototype of the invention is the “Device, method and computer program for determining traffic signs in the image” (patent No. US 2010/0067805, IPC G06K 9/46, published 03/18/2010), which implements stages of detection, tracking, normalization and recognition. To establish the fact of the presence of a sign on each current image (video frame), the sizes of fragments of ellipses and straight lines, which are boundary for prohibitory and warning signs, are determined. At the same time, Haar color-sensitive wavelets constructed in various (up to 9) color representations are used as signs. Digital color filters are used to measure symptoms. The final decision is made by comparing the results of recognition in various color representations of images on a sequence of frames.

Недостаток указанного способа состоит в большой задержке распознавания и выработки предупреждающих сигналов водителю, связаной с тем, что выделение областей нахождения знаков цифровыми цветовыделяющими фильтрами осуществляется путем определения размеров фрагментов эллипсов и прямых линий, с использованием большого числа представлений на последовательности кадров, что требует больших вычислительных затрат. Кроме того, на этапе детектирования группы предупреждающих, запрещающих и других знаков, а также подгруппы в группах знаков, определяемые по сходству изображений, не классифицируются, поэтому на завершающем этапе собственно распознавания выбор осуществляется из всего множества знаков. Поскольку при этом необходимо осуществлять сопоставление текущего изображения с большим числом эталонов, в конечном итоге, это приводит к большой задержке и снижает надежность распознавания.The disadvantage of this method is the large delay in the recognition and generation of warning signals to the driver, due to the fact that the identification of areas of signs with digital color filters is carried out by determining the sizes of fragments of ellipses and straight lines, using a large number of representations on a sequence of frames, which requires large computational costs . In addition, at the detection stage, groups of warning, prohibiting, and other signs, as well as subgroups in groups of signs, determined by the similarity of images, are not classified, therefore, at the final stage of recognition itself, the selection is made from the whole set of signs. Since it is necessary to compare the current image with a large number of standards, in the end, this leads to a large delay and reduces the reliability of recognition.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в сокращении времени локализации и повышении надежности распознавания дорожных знаков.The problem to which the invention is directed, is to reduce the time of localization and increase the reliability of recognition of road signs.

Указанная цель достигается тем, что в способе локализации дорожных знаков и распознавания их групп и подгрупп, заключающемся в выделении областей нахождения знаков на видеокадрах цифровыми цветовыделяющими фильтрами, согласно изобретению выделение области нахождения знака осуществляют в два этапа, на первом этапе для выделения областей нахождения знаков последовательно просматривают строки и столбцы изображения скользящим окном, размер которого задают исходя из максимально возможного при заданном допустимом разрешении, при каждом положении окна определяют порядок чередования цветов и сопоставляют его с установленными заранее порядками чередования цветов на эталонах дорожных знаков, при совпадении порядков чередования цветов соответствующие строки и столбцы запоминают, а область изображения на их пересечении выделяют как подозрительную на нахождение в ней знака, на следующем этапе в найденной подозрительной области выделяют область, ограниченную красной границей знака, и в выделенной области по строкам и столбцам строят две, не зависящие от цвета, гистограммы всех отсчетов, обе гистограммы нормируют таким образом, чтобы их диапазоны и количество отсчетов совпадали с соответствующими характеристиками эталонных гистограмм, далее из построенных нормированных гистограмм путем их присоединения формируют общую гистограмму и соответствующий ей вектор, этот вектор сопоставляют, в смысле заданной меры близости, со сформированными по тому же правилу векторами эталонов заданных групп знаков, решение о принадлежности текущего знака к одной из групп знаков принимают по любому известному критерию минимума меры близости векторов, затем в каждой группе определяют подгруппы знаков по гистограммам точек черного цвета, которые формируются и сопоставляются по тем же правилам, что и общие, не зависящие от цвета, гистограммы, использовавшиеся при определении группы знаков.This goal is achieved by the fact that in the method of localizing road signs and recognizing their groups and subgroups, which consists in highlighting the areas of signs on the video frames with digital color filters, according to the invention, the area of the location of the sign is carried out in two stages, in the first stage to highlight areas of the signs look at the rows and columns of the image with a sliding window, the size of which is set based on the maximum possible at a given allowable resolution, for each the position of the window determines the order of the alternation of colors and compares it with pre-established order of alternating colors on the standards of road signs, if the order of alternating colors coincides, the corresponding rows and columns are remembered, and the image area at their intersection is identified as suspicious of finding a sign in it, at the next stage the suspicious area found, an area bounded by the red border of the sign is selected, and two histograms, independent of color, are built on the rows and columns of the selected area of all samples, both histograms are normalized so that their ranges and the number of samples coincide with the corresponding characteristics of the standard histograms, then from the constructed normalized histograms, by adding them, form a common histogram and its corresponding vector, this vector is compared, in the sense of a given measure of proximity, with the formed according to the same rule, by vectors of standards of given groups of characters, the decision on whether the current character belongs to one of the groups of characters is made according to any known criterion min minimum of the measure of proximity of the vectors, then each group define subgroups marks Histogram black dots, which are formed and compared to the same rules as the general, independent of the color histogram used in the determination of a group of characters.

Далее приводится раскрывающее существо заявленного предложения описание примера реализации способа локализации и распознавания групп и подгрупп знаков, имеющих красную границу или красный фон: предупреждающие, запрещающие, знак «уступите дорогу», знак «стоп», знак «проезд запрещен» (предписывающие и информационные знаки, обрабатываются отдельно по тому же принципу, но с использованием отсчетов синего цвета).The following is a description of an example of an embodiment of the claimed proposal, which implements a method for localizing and recognizing groups and subgroups of signs that have a red border or a red background: warning, prohibiting, give way sign, stop sign, no traffic sign (prescriptive and information signs are processed separately according to the same principle, but using blue samples).

На фиг.1 приведены примеры чередования цветов знаков: а) «Обгон запрещен»; б) «Уступите дорогу»; в) «Ограничение скорости» (50 км/час), где приняты обозначения для цветов: к - красный, б - белый, ч - черный.Figure 1 shows examples of alternating colors of characters: a) "Overtaking is prohibited"; b) “Give way”; c) “Speed limit” (50 km / h), where the designations for colors are accepted: k - red, b - white, h - black.

На фиг.2 приведены нормированные общие гистограммы групп знаков: а) предупреждающих; б) «Уступите дорогу»; в) запрещающего «Проезд запрещен»; д) запрещающего «Движение без остановки запрещено».Figure 2 shows the normalized general histograms of groups of signs: a) warning; b) “Give way”; c) prohibiting "No entry"; e) prohibiting "Movement without stopping is prohibited."

На фиг.3 приведены нормированные гистограммы отсчетов черного цвета эталонных изображений из группы предупреждающих знаков: а) для подгруппы, включающей знаки 1.20.1-1.20.3 - «Сужение дороги»; б) для подгруппы, включающей знаки 2.3.2-2.3.7 - «Примыкание второстепенной дороги» (ГОСТ Р 52290-2004).Figure 3 shows the normalized histograms of samples of black color reference images from the group of warning signs: a) for a subgroup including signs 1.20.1-1.20.3 - "Narrowing the road"; b) for the subgroup including signs 2.3.2-2.3.7 - “Adjacent secondary road” (GOST R 52290-2004).

На первом этапе для определения областей, подозрительных на нахождение изображения дорожного знака, последовательно просматривают строки и столбцы изображения скользящим окном, размер которого задают исходя из максимально возможного при заданном допустимом разрешении. Допустимое разрешение определяется требованием надежного распознавания знаков и обеспечивается регистрацией видеокадров на определенном расстоянии. При каждом положении окна определяют и запоминают порядок чередования цветов. Сформировнный кортеж, описывающий порядок чередования цветов, сопоставляют с возможными заранее определенными кортежами цветов для эталонов дорожных знаков. Например, для большинства предупреждающих знаков этот кортеж состоит из чередования «белого» и «черного» цветов, притом кортеж, почти для всех знаков, начинается и завершается признаком, обозначающим «красный» цвет. На фиг.1 приведены примеры кортежей красного, белого и черного цветов для предупреждающего знака «обгон запрещен», «уступите дорогу» и запрещающего знака «ограничение максимальной скорости» (до 50 км/час).At the first stage, in order to identify areas suspicious of finding the image of a road sign, rows and columns of the image are sequentially scanned by a sliding window, the size of which is set based on the maximum possible for a given allowable resolution. Permissible resolution is determined by the requirement for reliable character recognition and is provided by the registration of video frames at a certain distance. At each position of the window, the order of alternating colors is determined and remembered. The formed tuple describing the order of the alternation of colors is compared with possible predetermined tuples of colors for the standards of road signs. For example, for most warning signs, this tuple consists of alternating “white” and “black” colors, moreover, the tuple, for almost all signs, begins and ends with a sign indicating “red” color. Figure 1 shows examples of tuples of red, white and black colors for the warning sign "overtaking is prohibited", "give way" and the prohibiting sign "maximum speed limit" (up to 50 km / h).

При совпадении сформированного кортежа с одним из кортежей базы эталонных изображений соответствующие строки и столбцы запоминают, а область изображения на их пересечении выделяют как подозрительную на нахождение в ней знака. На пересечении средней строки и среднего столбца выделенной области определяют координаты центральной точки. Далее в выделенной подозрительной области «вырезают» внутреннюю часть знака, ограниченную границей красного цвета, имеющей вид окружности - для запрещающих и треугольника - для предупреждающих знаков.If the formed tuple coincides with one of the tuples of the base of reference images, the corresponding rows and columns are remembered, and the image area at their intersection is identified as suspicious of a sign in it. At the intersection of the middle row and the middle column of the selected area, the coordinates of the center point are determined. Further, in the highlighted suspicious area, the inside of the sign is “cut out”, limited by a red border that looks like a circle for prohibiting and a triangle for warning signs.

Выделение внутренней области знака, ограниченной красной границей, осуществляют с использованием алгоритма типа «заливка». Алгоритм «заливки» заключается в просмотре и сохранении координат отсчетов во всех направлениях от центральной точки, которая была определена на пересечении средней строки и среднего столбца выделенной области на предыдущем этапе, к периферии до первого пересечения с красной границей. Далее «вырезанное» изображение просматривают по строкам и столбцам и в каждой строке и каждом столбце подсчитывают общее число пикселей в выделенной области. В результате получают две гистограммы (для строк - i и столбцов - j) всех анализируемых отсчетов в выделенной области.The selection of the inner region of the sign bounded by the red border is carried out using an algorithm of the type "fill". The “fill” algorithm consists in viewing and saving the coordinates of the samples in all directions from the center point, which was determined at the intersection of the middle row and middle column of the selected area at the previous stage, to the periphery until the first intersection with the red border. Next, the “cut out” image is viewed in rows and columns, and in each row and each column, the total number of pixels in the selected area is counted. The result is two histograms (for rows - i and columns - j) of all analyzed samples in the selected area.

Далее гистограммы нормируют. Для этого определяют координаты начала - i1, j1 и конца - in, jn каждой из двух гистограмм, т.е. порядковые номера отсчетов первого и последнего ненулевых значений. Эти координаты задают размеры прямоугольника, в который вписана выделенная область изображения знака. Полученные размеры сравнивают с их минимально возможными значениями, заданными с учетом допустимого разрешения, необходимого для распознавания знака.Further, the histograms are normalized. To do this, determine the coordinates of the beginning - i 1 , j 1 and the end - i n , j n of each of the two histograms, i.e. serial numbers of samples of the first and last nonzero values. These coordinates specify the dimensions of the rectangle into which the selected area of the sign image is inscribed. The obtained sizes are compared with their minimum possible values given taking into account the permissible resolution required for character recognition.

Обе полученные гистограммы масштабируют таким образом, чтобы количество отсчетов каждой гистограммы было равно количеству отсчетов iэ, jэ эталонных гистограмм групп знаков. Для этого значения отсчетов гистограмм p(i), i = i 1 , i n ¯

Figure 00000001
, p(j), j = j 1 , j n ¯
Figure 00000002
перенумеровывают по правилу:Both obtained histograms are scaled so that the number of samples of each histogram is equal to the number of samples i e , j e of reference histograms of groups of signs. For this, the values of the histogram samples p (i), i = i one , i n ¯
Figure 00000001
, p (j), j = j one , j n ¯
Figure 00000002
renumber by the rule:

p ( i ) = p ( i ¯ )

Figure 00000003
, i = i 1 , i э ¯
Figure 00000004
, p ( i ) = p ( i ¯ )
Figure 00000003
, i = i one , i uh ¯
Figure 00000004
,

p ( j ) = p ( j ¯ )

Figure 00000005
, j = j 1 , j э ¯
Figure 00000006
, p ( j ) = p ( j ¯ )
Figure 00000005
, j = j one , j uh ¯
Figure 00000006
,

гдеWhere

i ¯ = [ a i i ]

Figure 00000007
, j ¯ = [ a j j ]
Figure 00000008
, i ¯ = [ a i i ]
Figure 00000007
, j ¯ = [ a j j ]
Figure 00000008
,

a i = L i ( i n i 1 )

Figure 00000009
, a j = L j ( j n j 1 )
Figure 00000010
- коэффициенты преобразования, a Li, Lj - заданные эталонные длины гистограмм по направлениям изменения индексов i, j соответственно. a i = L i ( i n - i one )
Figure 00000009
, a j = L j ( j n - j one )
Figure 00000010
are the conversion coefficients, a L i , L j are the specified reference histogram lengths in the direction of change of the indices i, j, respectively.

Полученные масштабированные гистограммы нормируют по правилу:The obtained scaled histograms are normalized according to the rule:

p ¯ ( i ) = p ( i ) i = i 1 , i э ¯ p ( i )

Figure 00000011
, p ¯ ( i ) = p ( i ) i = i one , i uh ¯ p ( i )
Figure 00000011
,

p ¯ ( j ) = p ( j ) j = j 1, j э ¯ p ( j )

Figure 00000012
p ¯ ( j ) = p ( j ) j = j one, j uh ¯ p ( j )
Figure 00000012

и путем присоединения двух гистограмм формируют общую гистограмму, характеризующую распределение всех отсчетов в выделенной области.and by attaching two histograms, a common histogram is formed that characterizes the distribution of all samples in the selected area.

Далее нормированную общую гистограмму сопоставляют с заданными при тех же значениях Li, Lj общими гистограммами p(i), p(j) эталонов распознаваемых групп знаков - Zm, m = 1, M ¯

Figure 00000013
и устанавливают принадлежность к одной из них - Z ^ m .
Figure 00000014
В данном случае для установления степени «похожести» гистограмм использовался критерий максимума функции корреляции:Next, the normalized general histogram is compared with the given general histograms p (i), p (j) of the standards of recognizable sign groups given for the same values of L i , L j - Z m , m = one, M ¯
Figure 00000013
and establish belonging to one of them - Z ^ m .
Figure 00000014
In this case, to establish the degree of "similarity" of the histograms, the criterion of the maximum correlation function was used:

Z ^ m : Q ( Z ^ m ) = max m Q ( Z m )

Figure 00000015
, m = 1, M ¯
Figure 00000016
, Z ^ m : Q ( Z ^ m ) = max m Q ( Z m )
Figure 00000015
, m = one, M ¯
Figure 00000016
,

где Q ( Z m ) = p ¯ ( i ) , P ( i ) p ¯ ( i ) P ( i ) .

Figure 00000017
Where Q ( Z m ) = p ¯ ( i ) , P ( i ) p ¯ ( i ) P ( i ) .
Figure 00000017

На фиг.2 приведены примеры нормированных общих гистограмм групп знаков: а) предупреждающих; б) «Уступите дорогу»; в) запрещающего «Проезд запрещен»; д) запрещающего «Движение без остановки запрещено».Figure 2 shows examples of normalized general histograms of groups of signs: a) warning; b) “Give way”; c) prohibiting "No entry"; e) prohibiting "Movement without stopping is prohibited."

После того как по общим нормированным гистограммам определены группы знаков, в каждой группе определяют подгруппы знаков. Для этого в выделенной области по тем же правилам, описанным выше, строят нормированные гистограммы отсчетов черного цвета, которые сопоставляют по критерию максимума функции корреляции с нормированными гистограммами отсчетов черного цвета эталонных изображений знаков. В результате такого сопоставления определяются подгрупы групп предупреждающих и запрещающих знаков.After groups of signs are determined by the general normalized histograms, subgroups of signs are determined in each group. To do this, in the selected area according to the same rules described above, normalized histograms of black samples are constructed, which are compared by the criterion of the maximum of the correlation function with normalized histograms of black samples of reference images of signs. As a result of this comparison, subgroups of groups of warning and prohibiting signs are determined.

На фиг.3 приведены примеры нормированных гистограмм отсчетов черного цвета эталонных изображений из группы предупреждающих знаков: а) для подгруппы, включающей знаки 1.20.1-1.20.3 «Сужение дороги»; б) для подгруппы, включающей знаки 2.3.2-2.3.7 «Примыкание второстепенной дороги» (ГОСТ Р 52290-2004).Figure 3 shows examples of normalized histograms of black samples of reference images from the group of warning signs: a) for a subgroup including signs 1.20.1-1.20.3 "Narrowing the road"; b) for a subgroup including signs 2.3.2-2.3.7 “Junction of a secondary road” (GOST R 52290-2004).

Далее с использованием координат граничных точек, определенных по общей гистограмме выделенной области и координатам соответственных точек на эталонных изображениях, осуществляют афинное преобразование выделенной области знака с целью приведения текущего изображения к эталонному по масштабу и углу поворота.Then, using the coordinates of the boundary points determined by the general histogram of the selected area and the coordinates of the corresponding points on the reference images, an affine transformation of the selected area of the sign is carried out in order to bring the current image to the reference in scale and angle of rotation.

Заключительный этап распознавания конкретного знака может быть реализован любым из известных способов. В настоящем примере выделенную область текущего изображения преобразуют к бинарному, при этом задают порог на уровне 0,75 от значения средней яркости. Все эталонные изображения также представляют в виде бинарных по тому же правилу. Далее выделенные области текущего и эталонного бинарных изображений сопоставляют. Решение принимается по минимуму относительного числа несовпадающих пикселей на множестве знаков, входящих в подгруппу, которая определена на предшествующих этапах.The final stage of recognition of a particular character can be implemented by any of the known methods. In the present example, the selected area of the current image is converted to binary, and a threshold is set at 0.75 of the average brightness value. All reference images are also presented in binary form according to the same rule. Next, the selected areas of the current and reference binary images are compared. The decision is made at the minimum of the relative number of mismatched pixels on the set of characters included in the subgroup, which is defined in the previous steps.

В данном случае время распознавания существенно сокращается, а надежность возрастает, т.к. число знаков, с которыми сопоставляется текущее бинарное изображение, сравнительно невелико за счет предварительного распознавания группы, которой принадлежит текущий знак, по общим гистограммам и подгруппы по гистограммам «черного» цвета. Например, по форме гистограмм «черного» цвета уверенно распознается подгруппа, включающая следующие знаки: «Пересечение с второстепенной дорогой» и «Примыкание второстепенной дороги». Поэтому для определения конкретного предупреждающего знака в этой подгруппе достаточно решить задачу выбора из 7 знаков (знаки 2.3.1-2.3.7, ГОСТ Р52290-2004).In this case, the recognition time is significantly reduced, and the reliability increases, because the number of characters with which the current binary image is mapped is relatively small due to preliminary recognition of the group to which the current character belongs by the general histograms and the subgroup by the “black” histograms. For example, the shape of the “black” histograms confidently recognizes a subgroup that includes the following signs: “Intersection with a minor road” and “Adjacent secondary road”. Therefore, to determine a specific warning sign in this subgroup, it is enough to solve the problem of choosing from 7 characters (signs 2.3.1-2.3.7, GOST R52290-2004).

Существенное снижение общих вычислительных затрат на локализацию и распознавание дорожных знаков, а также повышение надежности распознавания обеспечивается за счет введения процедур распознавания групп знаков по общим нормированным гистограммам, а также подгрупп в группах по нормированным гистограммам «черного» цвета. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна». Снижение общих вычислительных затрат обеспечивает сокращение времени формирования предупредительных сигналов водителю, что в конечном итоге обеспечивает повышение безопасности движения на дорогах.A significant reduction in the overall computational costs for the localization and recognition of road signs, as well as an increase in the recognition reliability, is ensured by the introduction of recognition procedures for groups of signs by common normalized histograms, as well as subgroups in groups by normalized histograms of "black" color. Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty." Reducing overall computing costs reduces the time it takes to generate warning signals to the driver, which ultimately provides improved road safety.

Claims (1)

Способ локализации дорожных знаков и распознавания их групп и подгрупп, заключающийся в выделении областей нахождения знаков на видеокадрах цифровыми цветовыделяющими фильтрами, отличающийся тем, что выделение области нахождения знака осуществляют в два этапа, на первом этапе для выделения областей нахождения знаков последовательно просматривают строки и столбцы изображения скользящим окном, размер которого задают исходя из максимально возможного при заданном допустимом разрешении, при каждом положении окна определяют порядок чередования цветов и сопоставляют его с установленными заранее порядками чередования цветов на эталонах дорожных знаков, при совпадении порядков чередования цветов соответствующие строки и столбцы запоминают, а область изображения на их пересечении выделяют как подозрительную на нахождение в ней знака, на следующем этапе в найденной подозрительной области выделяют область, ограниченную красной границей знака, и в выделенной области по строкам и столбцам строят две, не зависящие от цвета, гистограммы всех отсчетов, обе гистограммы нормируют таким образом, чтобы их диапазоны и количество отсчетов совпадали с соответствующими характеристиками эталонных гистограмм, далее из построенных нормированных гистограмм путем их присоединения формируют общую гистограмму и соответствующий ей вектор, этот вектор сопоставляют, в смысле заданной меры близости, со сформированными по тому же правилу векторами эталонов заданных групп знаков, решение о принадлежности текущего знака к одной из групп знаков принимают по любому известному критерию минимума меры близости векторов, затем в каждой группе определяют подгруппы знаков по гистограммам точек черного цвета, которые формируются и сопоставляются по тем же правилам, что и общие, не зависящие от цвета, гистограммы, использовавшиеся при определении группы знаков. A method of localizing road signs and recognizing their groups and subgroups, which consists in highlighting the areas of signs on the video frames with digital color filters, characterized in that the area of the location of the sign is carried out in two stages, at the first stage, lines and columns of the image are sequentially viewed a sliding window, the size of which is set based on the maximum possible at a given permissible resolution, at each position of the window, the order of black is determined colors and compare it with pre-established color rotation patterns on the standards of road signs, if the color rotation orders coincide, the corresponding rows and columns are remembered, and the image area at their intersection is identified as suspicious of the sign in it, at the next stage in the suspicious area found the area bounded by the red border of the sign, and in the selected area, two histograms of all samples, both histograms normal so that their ranges and the number of readings coincide with the corresponding characteristics of the reference histograms, then from the constructed normalized histograms, by forming them, a common histogram and its corresponding vector are formed, this vector is compared, in the sense of a given proximity measure, to the vectors formed according to the same rule standards of given groups of signs, the decision on whether the current sign belongs to one of the groups of signs is made according to any known criterion of the minimum measure of proximity of vectors, then to zhdoy group define subgroups marks Histogram black dots, which are formed and compared to the same rules as the general, independent of the color histogram used in the determination of a group of characters.
RU2012112965/08A 2012-04-03 2012-04-03 Method for localisation of road signs and recognition of their groups and subgroups RU2488164C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112965/08A RU2488164C1 (en) 2012-04-03 2012-04-03 Method for localisation of road signs and recognition of their groups and subgroups

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112965/08A RU2488164C1 (en) 2012-04-03 2012-04-03 Method for localisation of road signs and recognition of their groups and subgroups

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2488164C1 true RU2488164C1 (en) 2013-07-20

Family

ID=48791278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012112965/08A RU2488164C1 (en) 2012-04-03 2012-04-03 Method for localisation of road signs and recognition of their groups and subgroups

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2488164C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707695C2 (en) * 2016-11-16 2019-11-28 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Method, system and computer-readable data storage media for foliage detection using range data

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2268499C2 (en) * 2003-12-30 2006-01-20 Владимир Степанович Никитин Method for increasing road traffic safety by means of visualization of road signs within vehicle cabin and device for realization of said method
RU59638U1 (en) * 2006-07-06 2006-12-27 Александр Васильевич Ерасов TRANSPORT MOTION SAFETY CONTROL SYSTEM
US7466841B2 (en) * 2004-08-16 2008-12-16 Siemens Corporate Research, Inc. Method for traffic sign detection
US20100067805A1 (en) * 2006-12-18 2010-03-18 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Device, method and computer program for identifying a traffic sign in an image
WO2011141016A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Conti Temic Microelectronic Gmbh Method for detecting traffic signs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2268499C2 (en) * 2003-12-30 2006-01-20 Владимир Степанович Никитин Method for increasing road traffic safety by means of visualization of road signs within vehicle cabin and device for realization of said method
US7466841B2 (en) * 2004-08-16 2008-12-16 Siemens Corporate Research, Inc. Method for traffic sign detection
RU59638U1 (en) * 2006-07-06 2006-12-27 Александр Васильевич Ерасов TRANSPORT MOTION SAFETY CONTROL SYSTEM
US20100067805A1 (en) * 2006-12-18 2010-03-18 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Device, method and computer program for identifying a traffic sign in an image
WO2011141016A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Conti Temic Microelectronic Gmbh Method for detecting traffic signs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707695C2 (en) * 2016-11-16 2019-11-28 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Method, system and computer-readable data storage media for foliage detection using range data

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Babu et al. Vehicle number plate detection and recognition using bounding box method
CN109740478B (en) Vehicle detection and recognition method, device, computer equipment and readable storage medium
Maldonado-Bascón et al. Road-sign detection and recognition based on support vector machines
US10025998B1 (en) Object detection using candidate object alignment
Yuan et al. Robust traffic sign recognition based on color global and local oriented edge magnitude patterns
US20090034791A1 (en) Image processing for person and object Re-identification
CN112651293B (en) Video detection method for road illegal spreading event
Maya et al. Performance analysis of lane detection algorithm using partial Hough transform
CN105139011B (en) A vehicle identification method and device based on a marker image
US9805277B2 (en) Apparatus and method for detecting bar-type traffic sign in traffic sign recognition system
CN103310199B (en) Based on the vehicle model recognition methods of high-definition remote sensing data
Babbar et al. A new approach for vehicle number plate detection
CN107563301A (en) Red signal detection method based on image processing techniques
Zhang et al. AG3line: Active grouping and geometry-gradient combined validation for fast line segment extraction
Deng et al. Detection and recognition of traffic planar objects using colorized laser scan and perspective distortion rectification
Oruklu et al. Real-time traffic sign detection and recognition for in-car driver assistance systems
CN116311132A (en) Deceleration strip identification method, deceleration strip identification device, deceleration strip identification equipment and storage medium
Mammeri et al. North-American speed limit sign detection and recognition for smart cars
Yong et al. Real-time traffic cone detection for autonomous vehicle
Suchitra et al. Detection & classification of arrow markings on roads using signed edge signatures
Jia et al. Design of Traffic Sign Detection and Recognition Algorithm Based on Template Matching
RU2488164C1 (en) Method for localisation of road signs and recognition of their groups and subgroups
Fan et al. An efficient framework for recognizing traffic lights in night traffic images
Kobayashi et al. A method for traffic sign detection and recognition based on genetic algorithm
Wang et al. A traffic sign detection method with high accuracy and efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140404

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20151220

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170404