一种车辆前方行人检测方法及系统的制作方法_2

文档序号:9506519阅读:来源:国知局
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[0048] 与SVM分类单元连接的是目标融合及预警单元,该目标融合及预警单元根据图像 中各目标动态重叠面积和目标的权值进行目标融合,若目标数目不为零则提醒驾驶员注意 行人。
[0049] 与现有技术相比,本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点:
[0050] 本发明通过将LBP特征和HOG特征联合使用,两级检测在整体上提高了行人检测 的准确率;根据基于LBP的SVM的分类情况来动态调节HOG特征提取,降低了计算量,提高 了计算速度,进而及时提醒驾驶员前方行人情况,提高了车辆行驶的安全性。
【附图说明】
[0051] 图1是本发明一种车辆前方行人检测方法步骤流程图。
[0052] 图2是基于LBP特征行人分类器的产生流程图。
[0053] 图3是基于HOG特征行人分类器的产生流程图。
[0054] 图4为本发明一种车辆前方行人检测方法层内目标融合示意图。
[0055] 图5为本发明一种车辆前方行人检测方法层间目标融合示意图。
[0056] 图6为本发明一种车辆前方行人检测系统中摄像机的安装示意图。
[0057] 图7为本发明一种车辆前方行人检测系统各个硬件模块示意图。
【具体实施方式】
[0058] 为便于对本发明的方法及系统有进一步的了解,现结合附图并举较佳实施例详细 说明。
[0059] 本发明通过安装在汽车上的摄像机获取车辆前方图像信息,摄像机的安装如图6 所示。然后对获取的图像信息进行一系列的图像处理与行人识别,判断是否有行人在车辆 前方的危险区域,如果有行人处于危险区则提示驾驶员,达到安全驾驶的目的。
[0060] 如图1所示,一种车辆前方行人检测方法,包括如下步骤:
[0061] (a)通过固定安装在汽车上的摄像机获取车辆前方图像,并对此图像进行实时的 预处理;
[0062] 在步骤(a)中,图像获取是通过摄像机单元,图像获取单元将图像的数字信息传 输给可编程片上系统(S0PC,System On Programmable Chip)芯片,芯片里的图像预处理单 元对其进行预处理。
[0063] (b)对预处理后的图像进行缩放;缩放分1、0· 75、0· 5三级。
[0064] 在步骤(b)中,SOPC将预处理后的图像传输给专用集成电路芯片 (ASIC, Application Specific Integrated Circuit)里的图像缩放单元进行计算。
[0065] (c)对缩放后的图像提取局部二进制模式(LBP, Local Binary Patterns)特征;
[0066] (d)利用提取到的LBP特征和支持向量机(SVM,Support Vector Machine)分类 器进行感兴趣区域(Regions of Interest, ROIs)提取;
[0067] (e)对感兴趣区域提取方向梯度直方图(H0G,Histograms of Oriented Gradients)特征;
[0068] 在步骤(c)和步骤(e)中,LBP特征与HOG特征提取在图7的LBP特征提取单元 和HOG特征提取单元中进行。这里采用ASIC提高了特征提取的速度。LBP特征和HOG特征 提取不是同时进行的,而是条件触发的,即在有图像输入时LBP特征模块提取LBP特征,在 有感兴趣区域产生时HOG特征提取模块才开始工作,两个模块呈流水线模式。
[0069] (f)对感兴趣区域再利用HOG特征和SVM分类器进行目标识别;
[0070] 在步骤(f)中,ASIC中的HOG特征提取单元将HOG特征传输给SOPC中的目标识 别单元,目标识别单元用基于LBP特征的SVM分类器进行目标识别。
[0071] (g)对目标进行层内融合和层间融合并对驾驶员预警。
[0072] 所述步骤(a)中对图像预处理包括归一化图像大小、灰度化、有效检测区分割的 操作。
[0073] 所述步骤(b)中根据检测目标大小的不同,对预处理后的图像采用插值法进行多 级缩放。
[0074] 所述步骤(d)中的SVM分类器是根据LBP特征已经训练好的,用此分类器提取各 级图像中感兴趣区域;基于LBP特征行人分类器的产生包括以下步骤:
[0075] 步骤一,打开样本图像:样本图像包括一定数目的含有行人的正样本和一定数目 的负样本,样本的大小为固定格式,如64*128 ;
[0076] 步骤二,图像灰度化,将彩色的图像转换为灰度图像,降低图像处理数据量;
[0077] 步骤三,对图像里的每一个像素进行LBP编码,像素点(X,y)的LBP特征计算公式 为:
[0079] 其中,i为像素点(x,y)周围第i个像素序列,当第i个像素值大于等于像素点 (x,y)的像素值时,4取1,否则取0〇 i的起始点为邻域内任意一点,编码完成后,将循环的 二进制LBP编码数从0到1或者从1到0跳变次数多于两次的分为一类,其余的每一个循 环编码为一类,得到新的均匀模式LBP编码;
[0080] 步骤四,将样本图像每16*16个像素组成一个块,得到此像素块的59维的LBP特 征向量,再将所有像素块的特征向量串联起来,构成样本图像的LBP特征向量;
[0081] 步骤五,将步骤四得到的LBP特征向量导入到MATLAB中,采用线性SVM进行离线 训练;
[0082] 步骤六,经过一定数量的正负样本的训练,得到基于LBP特征的行人分类SVM。
[0083] 所述步骤(f)中SVM分类器是根据HOG特征已经训练好的,用此分类器对感兴趣 区域进行目标识别;基于HOG特征行人分类器的产生包括以下步骤:
[0084] 步骤一,打开样本图像:样本图像包括一定数目的含有行人的正样本和一定数目 的负样本,样本的大小为固定格式,如64*128 ;
[0085] 步骤二,图像灰度化,将彩色的图像转换为灰度图像,降低图像处理数据量;
[0086] 步骤三,对灰度图像的每一个像素点采用水平卷积算子[_1,0, 1]和垂直卷积算 子[-1,0, 1]τ进行水平方向和垂直方向梯度计算,得到像素点(X,y)梯度为:
[0090] 其中,H(x+1,y)、H(x-1,y)、H(x,y+1)、H(x,y-Ι)分别代表(x+1,y)、(x-1,y)、 !1(1,7+1)、!1(1,7-1)处的像素值,6 )!(1,7)、6¥(1,7)、0(^,7)分别表示为(^,7)点的水平方 向梯度值、垂直方向梯度值和梯度方向;
[0091] 步骤四,采用优化的三线性插值对图像的块中每一个"细胞"中的像素梯度进行映 射,得到整个块的各个"细胞"梯度直方图,优化的三线性插值的卷子算子Conv为:
[0093] 步骤五,先计算各直方图在这个块中的密度,然后根据这个密度对块中的各个细 胞单元做归一化;
[0094] 步骤六,每一个块归一化完成后,得到此块的特征向量,将图像中所有块的特征向 量级联起来构成整个图像的HOG特征向量;
[0095] 步骤七,将步骤六到的HOG特征向量导入到MATLAB中,采用线性SVM进行离线训 练;
[0096] 步骤八,经过一定数量的正负样本的训练,得到基于HOG特征的行人分类SVM。
[0097] 所述步骤(g)中先根据图像中各目标动态重叠面积和目标的权值进行目标融合, 再对各级图像中目标进行融合,得到最终目标后提醒对驾驶员有行人在危险区内活动。层 内融合如图4所示,若两个目标重叠的面积超过一个固定的阈值,则将两个目标合为一个, 新目标的位置为原目标的重心。层间融合如图5所示,若两个目标的重叠面积超过一个固 定阈值,则将两个目标合为一个,新目标的位置及大小根据线性插值的方法得到。经过层内 融合与层间融合后的目标为最终确定的目标,找到目标后即
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