车辆整体特征提取方法及车辆型号识别方法
【专利摘要】本发明提供了一种车辆整体特征提取方法及车辆型号识别方法。所述车辆整体特征提取方法，用于从目标车辆所在图像中提取目标车辆整体特征；所述方法包括：在图像中定位目标车辆的车牌，并且归一化目标车辆车牌在坐标系中的位置，使其与模板车辆车牌在坐标系中的位置一致；对目标车辆及其所在坐标系进行几何校正，归一化目标车辆的姿态，使其与模板车辆的姿态一致；对目标车辆进行缩放处理，归一化目标车辆的车牌尺寸，使其与模板车辆的车牌尺寸一致；提取目标车辆预设区域的轮廓，以所述目标车辆预设区域轮廓的指定特征作为所述车辆整体特征。因此，本发明可以为车辆型号识别提供有力的技术支持。
【专利说明】车辆整体特征提取方法及车辆型号识别方法【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理【技术领域】，尤其涉及一种车辆整体特征提取方法及车辆型号识别方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着计算机及互联网技术的飞速发展，各种机动车数量的迅猛增长，各类信息包括与交通相关的信息呈现爆炸式增长的态势。为了能够更加安全、高效的管理这些信息，智能交通系统应运而生。智能交通系统可以在收费卡口，停车场，刑事追踪等方面展现出强大的作用。
[0003]智能交通系统中采集的车辆信息包括车牌号码、车辆颜色、车辆型号等，其中车辆型号识别在车辆道路监控中有着举足轻重的作用，是车辆信息中不可或缺的一部分。当车牌号码无法识别或者无法区分时，车辆型号等其他车辆信息就成为区分车辆的依据。例如在违规套牌车辆识别中，必须通过非号牌信息来区分同号牌车辆，车辆型号信息就是首选
之一 O
[0004]在进行车辆型号识别时，通常需要提取车辆的整体特征，例如提取车辆的车头特征或者提取车辆的车尾特征。现有的电警和卡口对抓拍到的车辆图片均具备车牌识别的功能，但是如何进行车 辆整体特征的提取，现有技术中并没有公开很好的解决方案。
【发明内容】
[0005]针对【背景技术】中的部分或者全部问题，本发明提供一种车辆整体特征提取方法及车辆型号识别方法。
[0006]具体的，所述车辆整体特征提取方法，用于从目标车辆所在图像中提取目标车辆整体特征；所述方法包括:
[0007]在所述图像中定位目标车辆的车牌，并且归一化所述目标车辆车牌在坐标系中的位置，使其与模板车辆车牌在坐标系中的位置一致；
[0008]对所述目标车辆及其所在坐标系进行几何校正，归一化所述目标车辆的姿态，使其与模板车辆的姿态一致；
[0009]对目标车辆进行缩放处理，归一化所述目标车辆的车牌尺寸，使其与模板车辆的车牌尺寸一致；
[0010]提取目标车辆预设区域的轮廓，以所述目标车辆预设区域轮廓的指定特征作为所述车辆整体特征。
[0011]所述车辆型号识别方法包括:
[0012]根据权利要求上述的车辆整体特征提取方法从目标车辆所在图像中提取目标车辆整体特征；
[0013]将目标车辆的整体特征与模板车辆对应的整体特征进行比对，若相似度超过预设范围，则认为目标车辆与模板车辆的型号相同。[0014]由以上技术方案可见，本发明所提供的车辆整体特征提取方法中，首先定位目标车辆的车牌，归一化目标车辆车牌在坐标系中位置、目标车辆的姿态以及目标车辆的车牌尺寸，使其与模板车辆车牌在坐标系中的位置、模板车辆的姿态以及车牌尺寸一致，从而使目标车辆和模板车辆具有位置不变性、姿态不变性以及尺度不变性，接着提取目标车辆预设区域的轮廓，以目标车辆预设区域轮廓的指定特征作为车辆整体特征，完成车辆整体特征的提取，从而为车辆型号识别提供技术支持。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本发明一种实施方式中车辆整体特征提取方法的流程示意图；
[0017]图2是本发明一种实施方式中目标车辆车牌几何校正过程示意图；
[0018]图3是本发明一种实施方式中目标车辆预设区域轮廓的曲率图绘制过程示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]本实施例中首先提供了 一种车辆整体特征提取方法，应用在电警和卡口等应用中，用于从目标车辆所在图像中提取目标车辆整体特征，进而可以与预设的模板车辆(即依据特定的规范取得的图像)整体特征进行比较，进行车辆型号识别。然而由于拍摄的图像中，目标车辆的坐标位置、尺寸大小以及姿态各异，这样则会使得目标车辆与模板车辆不具备可比性。因此，首先需要归一化目标车辆车牌在坐标系中位置、目标车辆的姿态以及目标车辆的车牌尺寸，使其与模板车辆车牌在坐标系中的位置、模板车辆的姿态以及车牌尺寸一致。如图1中所示，所述车辆整体特征提取方法主要包括以下步骤:
[0021]S1.在所述图像中定位目标车辆的车牌，并且归一化所述目标车辆车牌在坐标系中的位置，使其与模板车辆车牌在坐标系中的位置一致:
[0022]一般的电警或卡口应用实现中均具备车牌识别功能，车牌识别包括车牌定位、号码识别等环节。在车牌定位环节中，可以定位出目标车辆的车牌位置以及车牌边框。为了规范管理，通常模板车辆所在坐标系是以模板车辆车牌的中心位置为原点，以模板车辆的车牌横向边框方向为X轴，以模板车辆的车牌纵向边框方向为I轴。因此，为了使目标车辆的车牌位置与模板车辆的车牌位置在坐标系的中的位置一致，本实施例中以目标车辆车牌的中心位置为原点，以目标车辆车牌的横向边框方向为X轴、纵向边框方向为y轴，建立坐标系，归一化目标车辆车牌在坐标系中的位置，从而使目标车辆与模板车辆位置一致。容易理解的是，当模板车辆在坐标系中其他位置时，可以通过其他相应的方式调整目标车辆所在坐标系，归一化所述目标车辆车牌在坐标系中位置，在此不再赘述。[0023]S2.对所述目标车辆及其所在坐标系进行几何校正，归一化所述目标车辆的姿态，使其与模板车辆的姿态一致:
[0024]通常而言，模板车辆所在坐标系为直角坐标系，并且该直角坐标系的X轴与水平方向一致、y轴与竖直方向一致。如图2中所示，几何校正过程其实就是使目标车辆与模板车辆的姿态一致化过程，也就是使得目标车辆所在的坐标系与模板车辆所在的坐标系方向一致。此外，由于在电警或卡口应用中，摄像机一般是正对着机动车道进行取像，因此目标车辆的中轴线一般偏离坐标系y轴的角度很小。因此，为了简化操作，本实施例中的几何校正过程可以只考虑旋转，而无需考虑重投影。
[0025]进一步的，本实施例中对目标车辆进行几何校正的过程可以具体包括:
[0026]S21.首先基于二维离散傅里叶变换确定目标车辆所在的坐标系的χ轴相对于水平方向的倾斜角度。而目标车辆所在的坐标系的X轴相对于水平方向的倾斜角度也就是目标车辆车牌横向边框相对于水平方向的倾斜角度。而车牌横向边框平行于车辆的一些横向边缘，而且一般车辆的横向边缘比较多，比如进风口底部边缘和顶部边缘以及车辆底盘边缘等等。因此，通过检测车辆的一些横向边缘直线段，并对直线段进行二维离散傅里叶变换，找出横向边缘相对于水平方向的倾斜角度，就可以确定目标车辆所在的坐标系的X轴相对于水平方向的倾斜角度。
[0027]S22.按照目标车辆所在坐标系的χ轴相对于水平方向的倾斜角度，旋转目标车辆以及其所在坐标系，使目标车辆所在坐标系的X轴与水平方向一致。
[0028]容易理解的是，当模板车辆所在坐标系坐标轴为其他方向时，可以通过其他相应的方式调整目标车辆所在坐标系的坐标轴方向，归一化所述目标车辆的姿态，在此不再赘述。
[0029]S3.对目标车辆进行缩放处理，归一化目标车辆与模板车辆的车牌尺寸:
[0030]通过旋转使目标车辆的姿态归一化后，目标车辆在不同场景下的成像大小不一，因此还需要使目标车辆与模板车辆的尺寸一致。虽然不同型号车辆的规格各不相同，但是车牌的尺寸是固定的，因此，可以通过缩放目标车辆，使得目标车辆与模板车辆的车牌尺寸大小一致，即说明目标车辆的尺寸已经归一化。
[0031]进一步的，在进行缩放处理时，缩放因子可以按照下式计算:
[0032]
【权利要求】
1.一种车辆整体特征提取方法，用于从目标车辆所在图像中提取目标车辆整体特征；其特征在于，所述方法包括: 在所述图像中定位目标车辆的车牌，并且归一化所述目标车辆车牌在坐标系中的位置，使其与模板车辆车牌在坐标系中的位置一致； 对所述目标车辆及其所在坐标系进行几何校正，归一化所述目标车辆的姿态，使其与模板车辆的姿态一致； 对目标车辆进行缩放处理，归一化所述目标车辆的车牌尺寸，使其与模板车辆的车牌尺寸一致； 提取目标车辆预设区域的轮廓，以所述目标车辆预设区域轮廓的指定特征作为所述车辆整体特征。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模板车辆所在坐标系以所述模板车辆车牌中心位置为原点，模板车辆车牌横向边框方向为χ轴、纵向边框方向为y轴；所述归一化目标车辆在坐标系中位置包括: 以所述目标车辆车牌的中心位置为原点，以所述目标车辆车牌的横向边框方向为χ轴、纵向边框方向为I轴，建立坐标系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，模板车辆所在坐标系χ轴与水平方向一致、y轴与竖直方向一致；所述对目标车辆进行几何校正包括: 基于二维离散傅里叶变换，通过目标车辆车牌横向边框相对于水平方向的倾斜角度确定所述目标车辆所在坐标系的χ轴相对于水平方向的倾斜角度； 按照目标车辆所在坐标系的χ轴相对于水平方向的倾斜角度，旋转目标车辆以及其所在坐标系，使所述目标车辆所在坐标系的χ轴与水平方向一致。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对目标车辆进行缩放处理包括: 对所述目标车辆按照缩放因子α进行缩放；其中: 所述缩放因子 a=a1=a2/2,a1=w/w1,a2=H/H1，所述W'和H'分别为所述目标车辆车牌的长和宽，W和H分别为模板车辆车牌的长和宽。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设区域的轮廓包括: 左右车灯、进风口以及底盘边缘中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述指定特征包括目标车辆预设区域轮廓的质心位置(-x,-y)；其中:-x=1/nn∑i-1xi,-y=1/Nn∑i-1yi为预设区域轮廓点的数目，(Xi，yi)为预设区域轮廓上每
个点的坐标值。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述指定特征还包括目标车辆预设区域轮廓的曲率图； 所述曲率图所在坐标系的原点为所述质心位置、χ轴与水平方向一致、y轴与竖直方向一致，并且，所述曲率图沿预定起点以及方向绘制。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定特征还包括目标车辆预设区域的HOG特征；所述预设区域为进风口。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设区域为对称形状，所述提取目标车辆预设区域的轮廓之后还包括: 根据目标车辆预设区域的轮廓的曲率图以及质心对所述预设区域进行对称性校验。
10.一种车辆型号识别方法，其特征在于，包括: 根据权利要求1-9任意一项所述的车辆整体特征提取方法从目标车辆所在图像中提取目标车辆整体特征； 将目标车辆的整体特征与模板车辆对应的整体特征进行比对，若相似度超过预设范围，则认为目标车辆与模板车 辆的型号相同。
【文档编号】G06K9/00GK103870832SQ201410109999
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】吴参毅 申请人:浙江宇视科技有限公司