基于颜色时变特征的交通信号灯重定位方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像处理领域，尤其设及基于颜色时变特征的交通信号灯重定位方法 及装置。
【背景技术】
[0002] 电子警察相机需要实时检测交通信号灯状态W便进行闯红灯行为抓拍。交通信号 灯包括多个指示灯，例如常见的为红绿灯，包括红色指示灯（红灯）及绿色指示灯（绿灯）。 当现场环境不允许安装灯检器时，需要在电警相机通过图像处理灯方法根据视频内容实时 进行交通信号灯检测。
[0003] 如图1所示，电子警察相机应用场景一般为十字路口，交通信号灯距离相机较远， 且信号灯面积较小，一般单个信号灯在20*20像素。所W，当电警相机由于安装杆件热胀冷 缩等原因有微小移动时，交通信号灯在图像上会出现较大偏移。为保证交通信号灯识别的 准确性，需要对交通信号灯进行重定位。
[0004] 目前，现有的重定位技术是在将图1所示的一帖实时图像中，参考图2,进行如下 步骤：
[0005] 步骤1，提取满足色度、亮度和饱和度阔值范围的颜色前景点，得到图2中包含图1 中A所指示的方框位置所代表的指示灯的前景图。常见方法为将图像转化为HSV格式，使 用Η分量确认各像素点的颜色，并通过S分量和V分量过滤灰暗或高亮的像素点。
[0006] 步骤2,对提取出的颜色前景点按行投影得到如图2中前景图右侧所示的行投 影序列coLprojW及按列投影得到图2前景图下方所示的列投影序列;row_p;roj，分别 获取行投影序列及列投影序列的最大波峰的起始位置（wCorSt，wCo巧nd)W及终止位置 (wRowSt,wRowEnd)，其中wCorSt为行投影序列的起始位置，wCo巧nd为行投影序列的终止 位置，wRowSt为列投影序列的起始位置，wRowEnd为列投影序列的终止位置。在图2中用直 线将投影序列中各位置与前景图中对应位置进行标出。
[0007] 步骤3,根据行投影序列及列投影序列的起始位置及终止位置的坐标得到矩形框 (wCorSt,wRowSt)，（wCoriind,wRowEnd)，W常用的红绿灯为交通信号灯的情况下，如果矩形 框中的红色或绿色像素点个数满足一定阔值条件，则该矩形框为信号灯所在区域。
[0008] 但是当红绿灯的附近存在颜色相近的物体时，很难正确定位，尤其是当图像中出 现快速闪过且颜色接近的干扰物时，由于该现有技术是W单帖图像进行定位的，突发性的 干扰很容易被误认为是红绿灯所在位置，因此定位存在较大的误差。
[0009] 综上所述可W看出，现有的交通信号灯重定位技术存在抗干扰能力较弱的问题。
【发明内容】
[0010] 为了解决现有技术存在的抗干扰能力较弱的问题，本发明提供了一种重定位方 法，通过多帖图像周期性重定位方式，排除相近颜色的干扰，提高交通信号灯重定位的抗干 扰能力。
[0011] 一种基于颜色时变特征的交通信号灯重定位方法，用于重定位图像中的交通信号 灯，所述交通信号灯含有多个周期性变换并相互配合W显示交通信号的指示灯，所述交通 信号灯重定位方法包括：
[0012] 分别获取各指示灯的重定位区域，各重定位区域包含完整的指示灯；
[0013]W若干帖为一个定位周期，对单个定位周期内每帖图像的各指示灯重定位区域计 算各像素点与指示灯颜色相对应的颜色分量强度；
[0014] 在每个定位周期结束时，根据定位周期内计算得到的像素点颜色分量强度删除不 满足指示灯特点的像素点，并根据删除后所保留的像素点找到指示灯的中屯、点，将中屯、点 结合指示灯在图像中显示的尺寸确定当前定位周期结束时指示灯的位置。
[0015] 其中像素点对应重定位区域中指示灯颜色的颜色分量强度是指，像素点的颜色可 W分为若干颜色分量，求取与所在重定位区域中的指示灯颜色相同的颜色分量的强度，例 如在绿灯的重定位区域中获取的像素点的颜色分量强度为绿色的强度，同理红灯重定位区 域中的像素点颜色分量强度为红色的强度。在像素点颜色分量强度的计算上可W直接采用 RGB图像，而不需要转换为服V图像，因此可W降低运算量。
[0016] 本发明通过划定重定位区域，将红绿灯不可能出现的位置上存在的颜色接近的干 扰物进行了排除，并且采用多帖图像周期性地根据颜色特征进行定位，通过一个周期内像 素点的颜色与交通信号灯颜色进行综合的比对，排除不符合交通信号灯颜色变化特点的干 扰，将交通信号灯的在一段时间内的特点加W考虑，从而避免了突发干扰对交通信号灯重 定位所造成的影响，提高交通信号灯的定位准确度。
[0017] 进一步而言，所述重定位区域获取方式为，在初始图像帖中获取各个指示灯的原 始位置，各原始位置为含有对应的完整指示灯的区域，W原始位置中屯、点作为重定位区域 中屯、，将表示原始位置的区域周向扩大r倍形成的区域作为重定位区域，其中r大于1。
[0018] 重定位区域为信号灯从最初的位置可能偏移的区域。在方法初始化时，进行获取， 后续每一次定位均在初始化时获取的重定位区域中进行。
[0019] 进一步而言，保留的各个像素点需满足的指示灯特点包括：在单个定位周期内的 最大颜色分量强度、在单个定位周期内最大亮起持续时间、在单个定位周期内最大焰灭持 续时间、在单个定位周期内的最大颜色分量强度变化差值，其中最大亮起持续时间为颜色 分量强度被判定为亮起的最大持续时间，最大焰灭持续时间为颜色分量强度被判定为焰灭 的最大持续时间。
[0020] 通过最大颜色分量强度的匹配，排除一些颜色分量强度上不满足的干扰物。例如 附近颜色相近的房屋；由于指示灯的亮灭时间上固定且周期性交替的，因此通过亮起持续 时间及焰灭持续时间排除一些突发的干扰物，例如塑料袋、快速开过的车等，由于定位周期 中可能还包含有不完整的亮起或焰灭持续时间，因此选取最大的亮起或焰灭持续时间进行 判断；由于同一图像中可能会拍摄到远处非关注区域的红绿灯，其颜色强度及周期性与关 屯、的红绿灯相同或相近，容易导致误判，但运类远处的红绿灯，其颜色强度波动范围受其距 离影响通常较小，因此通过最大颜色分量强度变化差值的匹配可W排除运类红绿灯。
[0021] 进一步而言，所述定位周期为图像中所有待重定位的指示灯完成一次完整变换的 周期。
[0022] 设定该定位周期使得所有的指示灯均能够进行完整的亮灭变换过程，便于对像素 点的亮灭持续时间进行比对。
[0023] 进一步而言，还包括：
[0024] 在得到像素点的颜色分量强度时计算颜色分量强度的包络，对应地在定位周期结 束时根据各像素点在定位周期内的包络进行像素点的删除；
[0025] 根据阔值将像素点的包络进行二值化，其中单个像素点在当前定位周期进行包络 二值化的阔值为该像素点在上一个定位周期中颜色分量强度包络最大值与最小值的平均 值。
[0026] 由于像素点的颜色分量强度受外界因素影响会有一定的变化，因此通过求取包络 根据包络进行亮灭持续时间的判断，能够保证各像素点的亮灭状态稳定并连续，避免因遮 挡或车灯等突发造成亮灭持续时间统计错误。
[0027] 单个指示灯只存在亮起和焰灭两种状态，但图像中可能因光照和遮挡导致颜色强 度并不是两极分化的，因此通过二值化方法将像素通过口限判断加W划分，无需关注具体 的颜色分量强度值，W符合指示灯的亮灭特性。通过二值化可W得到亮起和焰灭的持续时 间。
[0028] 进一步而言，进行所述包络二值化得到第一值及第二值，其中第一值大于第二值， 对应地，进行保留的像素点需满足的指示灯特点包括最大亮起持续时间、最大焰灭持续时 间、最大包络值及最大包络差值，进行像素点的删除包括：
[0029] 对于重定位区域内存在的各个像素点，统计单个定位周期内第一值的持续时间作 为指示灯的亮起持续时间，第二值的持续时间作为指示灯的焰灭持续时间，将最大亮起持 续时间或者最大焰灭持续时间小于预设时长的像素点删除；
[0030] 获取各个像素点的颜色分量强度包络的最大包络值及最小包络值，并将最大包络 值与最小包络值相减得到最大包络差值；
[0031] 设置第一 口限值，并删除最大包络值小于第一口限值的像素点；
[0032] 设置第二口限值，并删除最大包络差值小于第二口限值的像素点。
[0033] 最大包络值与第一口限值的比较实质上为颜色分量强度的比较，最大包络差值与 第二口限值的比较为颜色分量强度变化的比较。其中根据持续时