专利名称：基于图像识别技术的色盲或色弱者辅助驾驶系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像识别技术领域，尤其涉及一种基于图像识别技术的色盲或色弱者
辅助驾驶系统。
背景技术：
统计数据显示，我国男性色盲率为4. 71±0. 074 %，我国女性色盲率 0. 67±0. 036%，按此比例我国色盲患者约有6000万人。色盲及色弱为遗传因素造成，现有 技术无法进行有效治疗。在这些者中，除全色盲完全不能识别红绿灯外，其它非全色色盲在 一定条件下可以分辨红绿灯，如红色表现为土黄色，绿色表现为浅黄色，等等。虽然具有一 定的色彩识别能力，但色盲或色弱人员在敏感性上比正常人员要慢一些，一般延迟时间在O 至5秒钟左右。色盲或色弱者驾驶机车会带来交通安全隐患，但由于驾驶汽车已经是一种 日常生活的需要，因此为满足将来"色盲禁驾"规定解除的技术需要，有必要开发一种为色 盲或色弱患者服务的辅助驾驶系统。 现有技术中解决色盲或色弱者驾驶机动车技术障碍的方法主要有以下几种
(1)简单地将现有的红绿灯更换为带有图形标识的红绿灯 如中国发明专利200810109725. 9"—种兼顾视力正常者与色盲者的交通信号灯"， 中国实用新型专利200520024223. 8"多功能色盲易识别路口交通信号灯"，中国实用新型专 利200920002604. 4 "—种便于色盲识别的红绿灯"等。采用例如将红灯用红色的(X)表 示，绿灯用(▲)表示，黄灯用黄色(參)表示的技术方案。 以上技术方案虽然可以从根本上解决色盲或色弱者对交通红绿灯的识别，但是在 全国各地并无统一标准，在具体应用中有相当困难。而且如果要实施就需要对全国范围内 的交通信号灯进行全部更换，成本高昂，而且所需周期长。其次，上述技术方案虽然能解决 色盲或色弱者对交通灯的识别，但是依然不能解决色盲或色弱者对刹车灯等紧急信号灯的 识别。 (2)佩戴色盲矫正眼镜 色盲矫正眼镜的工作原理是，在眼镜镜片上进行特殊的镀膜处理，使之具有拦截 一定波长光波透过的功能，对长波长者可透射，对短波长者发生反射。佩戴色盲矫正眼镜 后，色盲或色弱者的大脑通过分析比较两眼所见物像的色差，而达到分辨红绿色彩差异化 的目的。如，中国发明专利98100686. 8 "携带色觉补正片的色盲矫正眼镜"，中国实用新型 专利93224368. 1 "光谱颉颃色盲矫正接触镜"等。上述技术方案使用方便，看图效果卓著， 但不适合平时生活使用，因为会影响对真实色彩的判断，而且这个作用也因人而异。因此色 盲矫正眼镜不仅有应用局限性，而且不适用于驾驶车辆。
(3)计算机色彩补偿技术 随着小型嵌入式计算机运算能力的增强，出现了通过计算机对图像进行色彩补偿 的技术方案。这类方法是使用摄像机将图像采集，不对图像进行识别而直接通过分色法将 图像中的指定颜色统一替换或补偿为用户指定颜色。这种方法是将图像中所有指定的颜色
3进行统一的替换或者补偿，其结果是整个图像色彩发生变化，与驾驶人员习惯的颜色不同， 因此会影响驾车人员对真实色彩的判断，或需要驾驶人员将所见的图案与现实进行比对， 并对全色色盲者无效。如，中国发明专利200480021302. 1 "适合于色盲的汽车用颜色补偿 方法与装置"。 因此，本技术领域中现有的技术方案均具有各自的缺点，无法满足实际需要。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种应用广泛， 成本低廉，容易推广普及的色盲或色弱者辅助驾驶系统。 为实现上述目的，本发明提供了一种基于图像识别技术的色盲或色弱者辅助驾驶 系统，至少包括由控制系统控制的图像采集装置、图像识别模块、图像处理模块，及警示输 出装置，至少包括以下步骤 步骤一，图像采集环节；所述图像采集装置采集车辆前方的图像并传输给所述图 像识别模块； 步骤二，图像识别环节；所述图像识别模块对步骤一获得的所述图像进行图像分
析，依据所述图像中不同区域的色彩、形状、相似性要素识别出所述图像中存在的红绿灯信
号和/或警示标示，并对被识别出的所述红绿灯信号和/或警示标示做出标记； 步骤三，图像处理环节；所述图像处理模块对被标记的所述红绿灯信号和/或警
示标示做图像处理，将所述图像中被标记的红绿灯信号和/或警示标示的颜色替换为色盲
或色弱者可识别的颜色； 步骤四，警示环节；所述警示输出装置接受到颜色被替换后的红绿灯信号和/或 警示标示后，通过图像显示装置显示给色盲或色弱的驾驶者。 在本发明的较佳实施方式中，步骤二中，所述图像识别模块先对所述图像进行色 彩识别，识别出所述图像中存在的红绿灯信号和/或警示标示的色彩；然后对识别结果进 行形状相似性识别，识别出所述图案中红绿灯信号和/或警示标示，以剔除所述图像中其 它同色彩但非红绿灯信号和/或警示标示的图案。 在本发明的较佳实施方式中，所述图像采集装置为摄像机或CCD传感器或C0MS传 感器。 在本发明的较佳实施方式中，所述警示输出装置还包括一音频处理模块，所述音 频处理模块依据所述图像识别环节分析的结果，通过声音输出设备输出警示声音或语音提 示。 在本发明的另一较佳实施方式中，所述声音输出设备为喇叭或蜂鸣器，所述警示 声音或语音提示根据用户设定的要求预设。 本发明的辅助驾驶系统能识别出车辆前方图像中存在的红绿灯信号和/或警示 灯光，并可以将识别结果以色彩补偿或图形替换的方式显示，所以可适用于所有色盲色弱者。 在现有的硬件平台上，本发明的辅助驾驶系统可以做到识别后的结果与现实情形 的时差控制在200ms左右。在显示输出时，仅对识别出的图像中存在的红绿灯信号和/或 警示灯光进行了色彩补偿或图形替换，不影响驾驶者对日常生活习惯色彩判断，这样就大
4大加快了驾驶人员的判读速度。 本发明仅需要在机动车上安装摄像机、识别计算机、显示器及喇叭等设备，成本较
低且不需要对外界设备如信号灯等做变动，因此具有极好的经济性和可实现性。 与现有技术相比，本发明不是简单地使用光学原理使色盲或色弱者分辨红绿灯，
而是使用计算机图像识别技术，先对道路上的交通指示灯以及刹车灯等警示灯光进行识
别，然后将识别出的交通指示灯或刹车灯等使用指定颜色或图形替换后显示给驾驶人员，
还可以同时以声音的方式传达给驾驶人员，以便于色盲或色弱者的安全驾驶。 由于本发明并不对非交通标示进行处理，因此有别与现有技术中对整个图像中全
部的色彩和亮度进行简单替换的技术方案，所以不会影响色弱驾驶人员对其它"真实色彩"
的判断。 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明的系统一具体实施例的结构原理图；
图2是本发明的系统第一具体实施例的工作原理示意图；
图3是本发明的系统第二具体实施例的工作原理示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的色盲或色弱者辅助驾驶系统，至少包括由控制系统控制的 图像采集装置、图像识别模块、图像处理模块，及警示输出装置。
其中，图像采集装置为摄像机或CCD传感器或C0MS传感器。 如图2所示为本发明的色盲或色弱者辅助驾驶系统第一具体实施例的工作原理 示意图，至少包括以下步骤 步骤一图像采集环节，图像采集装置采集车辆前方的图像并传输给图像识别模 块。 步骤二图像识别环节，图像识别模块对步骤一获得的图像进行图像分析，依据图 像中不同区域的色彩、形状、相似性等要素，识别出图像中存在的红绿灯信号和/或警示标 示，并对被识别出的红绿灯信号和/或警示标示做出标记。 具体地，图像识别模块先对图像进行预处理，对图像中存在的红绿灯信号和/或 警示标示的色彩进行识别；如果识别结果是"有"，再进入形状相似性判断，识别出图案中红 绿灯信号和/或警示标示，以剔除图像中其它同色彩但非红绿灯信号和/或警示标示的图 案，如建筑、图像装饰、广告牌等干扰物体。 步骤三图像处理环节，图像处理模块对被标记的红绿灯信号和/或警示标示做图 像处理，将图像中被标记的红绿灯信号和/或警示标示的颜色替换为色盲或色弱者可识别 的颜色。具体如，可将红灯信号替换为某种蓝色信号。 步骤四警示环节，警示输出装置接受到颜色被替换后的红绿灯信号和/或警示标 示后，通过图像显示装置显示给色盲或色弱的驾驶者。 如图3所示，为本发明的第二具体实施例，本实施例的实施方式与上述实施例基本相同，所不同之处在于，在形状相似性判断结果为"有"之后，先读取用户预配置方案，再 进入替换图像操作。 增加这一环节的有益效果在于，广大了本发明的应用性，增强了本发明的互动性。 使本发明的系统可以根据不同驾驶者做个性化的调节。 本实施例中，警示输出装置还包括一音频处理模块。音频处理模块依据图像识别 环节判断的结果，通过声音输出设备输出警示声音或语音提示。 声音输出设备可以为喇叭或蜂鸣器。警示声音或语音提示也可以根据用户设定的 要求预设。 本发明的辅助驾驶系统，具有适用性广，判读速度快，经济性好，互动性强的特点。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创 造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员 依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术 方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。
权利要求
一种基于图像识别技术的色盲或色弱者辅助驾驶系统，至少包括由控制系统控制的图像采集装置、图像识别模块、图像处理模块，及警示输出装置，至少包括以下步骤步骤一，图像采集环节；所述图像采集装置采集车辆前方的图像并传输给所述图像识别模块；步骤二，图像识别环节；所述图像识别模块对步骤一获得的所述图像进行图像分析，依据所述图像中不同区域的色彩、形状、相似性要素识别出所述图像中存在的红绿灯信号和/或警示标示，并对被识别出的所述红绿灯信号和/或警示标示做出标记；步骤三，图像处理环节；所述图像处理模块对被标记的所述红绿灯信号和/或警示标示做图像处理，将所述图像中被标记的红绿灯信号和/或警示标示的颜色替换为色盲或色弱者可识别的颜色；步骤四，警示环节；所述警示输出装置接受到颜色被替换后的红绿灯信号和/或警示标示后，通过图像显示装置显示给色盲或色弱的驾驶者。
2. 如权利要求l所述的色盲或色弱者辅助驾驶系统，其特征在于步骤二中，所述图像 识别模块先对所述图像进行色彩识别，识别出所述图像中存在的红绿灯信号和/或警示标 示的色彩；然后对识别结果进行形状相似性识别，识别出所述图案中红绿灯信号和/或警 示标示，以剔除所述图像中其它同色彩但非红绿灯信号和/或警示标示的图案。
3. 如权利要求1所述的色盲或色弱者辅助驾驶系统，其特征在于所述图像显示装置 为显示器。
4. 如权利要求1所述的色盲或色弱者辅助驾驶系统，其特征在于所述图像采集装置为摄像机或CCD传感器或C0MS传感器。
5. 如权利要求1所述的色盲或色弱者辅助驾驶系统，其特征在于所述警示输出装置 还包括一音频处理模块，所述音频处理模块依据所述图像识别环节分析的结果，通过声音 输出设备输出警示声音或语音提示。
6. 如权利要求1所述的色盲或色弱者辅助驾驶系统，其特征在于所述声音输出设备为喇叭或蜂鸣器。
7. 如权利要求5所述的色盲或色弱者辅助驾驶系统，其特征在于所述警示声音或语音提示根据用户设定的要求预设。
全文摘要
本发明公开了一种基于图像识别技术的色盲或色弱者辅助驾驶系统，包括控制系统、图像采集装置、图像识别模块、图像处理模块及警示输出装置，包括步骤一，图像采集环节采集车辆前方的图像并传输给图像识别模块；步骤二，图像识别环节对图像进行图像分析，依据不同区域的色彩、形状、相似性要素识别出存在的红绿灯信号和/或警示标示，并对被识别出的红绿灯信号和/或警示标示做出标记；步骤三，图像处理环节对上述被标记的标示做图像处理，将其颜色替换为色盲或色弱者可识别的颜色；步骤四，警示环节通过图像显示装置或声音输出设备显示给色盲或色弱的驾驶者。本发明为色盲或色弱驾驶车者有效地显示交通信号灯及警示标志。
文档编号G06K9/78GK101783964SQ201010127770
公开日2010年7月21日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者郝盼 申请人:上海乐毅信息科技有限公司