检测交通灯点亮状态的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字图像处理技术领域，特别涉及一种检测交通灯点亮状态的方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 智能交通系统中的监控相机通常架设在道路、建筑物等出入口，对来往车辆及周 边情况进行图像采集；以便智能交通系统依据上述图像采集信息对车辆进行过往记录、流 量统计、车速测量、闯红灯取证等。
[0003] 智能交通系统的电子警察设备利用上述图像采集信息进行闯红灯取证的过程中， 对于路段仅设置有基本单灯的情况，即，该基本单灯点亮时只呈现一种颜色，比如红色或者 绿色，当该基本单灯点亮时，维持一种交通秩序；当该基本单灯熄灭时，维持另一种交通秩 序；电子警察设备首先判断基本单灯的点亮状态，然后根据采集到的车辆信息和基本单灯 的点亮状态，判断车辆是否有闯红灯的情况。
[0004] 现有技术判断基本单灯的点亮状态的方法为：获取基本单灯的原始采集图像对应 的YUV图像；计算每一帧图像的平均亮度值；根据经验设置一个固定亮度阈值，将每一帧图 像的平均亮度值与该固定亮度阈值进行比较，从而判断基本单灯的点亮状态。然而，由于在 判断基本单灯点亮或熄灭时没有准确的参照对象，当基本单灯的图像亮度受光照条件、天 气、相机功能等外界因素的影响，比如，由于阳光照射基本单灯，使得熄灭的基本单灯亮度 偏高的情况，采用现有检测方法很可能会误检。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种检测交通灯点亮状态的方法和装置，准确计算判断交 通灯点亮状态的亮度阈值，降低对行使车辆闯红灯行为的误检率。
[0006] -方面，本发明实施例提供了一种检测交通灯点亮状态的方法，所述方法包括：
[0007] 获取基本单灯的目标状态图像集合，所述目标状态图像集合同时包含亮灯图像和 灭灯图像；
[0008] 按照预置算法动态计算目标亮度阈值；
[0009] 根据所述目标亮度阈值检测所述基本单灯的点亮状态。
[0010] 可选地，所述获取基本单灯的目标状态图像集合，包括：
[0011] 按照预设时间间隔h将预设记录时间对应的状态图像集合进行分组，获得s个亮 度数据分组；
[0012] 计算当前记录时间对应的方差均值W115和均值方差^ ,其中，所述方差均值W115为 每组亮度数据方差的平均值；所述均值方差用"为每组亮度数据平均值的方差；
[0013] 计算前一个记录时间对应的方差均值W1151和均值方差Ifr 1;
[0014] 比较所述当前记录时间和前一个记录时间对应的方差均值和均值方差，若满足第 一预置条件，则判定所述当前记录时间获取的状态图像集合为所述目标状态图像集合，所 述第一预置条件为：汗了 ，且，^ < ^T1，其中，p表示记录状态图像集合的次数。
[0015] 可选地，计算状态图像集合的方差均值，包括：
[0016] 根据所述亮度数据分组，按照以下公式计算第一均值U,，所述第一均值U,为每组 亮度数据的平均值：
[0018] 其中，L1表示帧标识为i的一帧图像的平均亮度值；j表示分组序号，j e (1，S); η表示每组亮度数据的个数，n = f*h，其中，f表示帧率，h表示分组时间间隔；
[0019] 根据所述亮度数据分组和所述第一均值U,，按照以下公式计算第一方差V,，所述 第一方差V,为每组亮度数据的方差：
[0021] 根据所述第一方差V,采用以下公式，计算一个状态图像集合的方差均值W 1:
[0023] 计算状态图像集合的均值方差，包括：
[0024] 根据所述第一均值U,，采用以下公式计算第二均值U，其中，所述第二均值U为所 述s组亮度数据的平均值：
[0026] 根据所述第二均值U和所述第一均值U,，采用以下公式计算均值方差W2，所述均值 方差W2为所述第一均值U ,的方差：
[0028] 可选地，所述按照预置算法动态计算目标亮度阈值，包括：
[0029] 将所述目标状态图像集合对应的亮度数据按照大小进行排序，获取最大均值U_ 和最小均值u_;
[0030] 根据所述最大均值Unax和所述最小均值U _确定初始亮度阈值；
[0031] 根据所述初始亮度阈值初步确定所述目标状态图像集合中的亮灯图像和灭灯图 像；
[0032] 根据初步确定的亮灯图像和灭灯图像的平均亮度数据，开始计算迭代亮度阈值 Tk;
[0033] 根据所述迭代亮度阈值Tk进一步确定亮灯图像和灭灯图像，并根据所述亮灯图像 和灭灯图像的平均亮度数据，迭代计算所述迭代亮度阈值；
[0034] 判断当前迭代亮度阈值或所述当前迭代亮度阈值对应的迭代计算次数是否满足 第二预置条件，若否，返回上一步，继续迭代计算所述迭代亮度阈值；其中，所述第二预置条 件为：相邻两次的迭代亮度阈值之差的绝对值小于第二预设阈值，或者，当前迭代亮度阈值 对应的迭代计算次数大于等于第三预设阈值；
[0035] 若所述当前迭代亮度阈值或所述当前迭代亮度阈值对应的迭代计算次数满足所 述第二预置条件，则将所述当前迭代亮度阈值确定为所述目标亮度阈值。
[0036] 可选地，所述检测交通灯点亮状态的方法还包括：
[0037] 确定所述目标迭代亮度阈值的计算时间；
[0038] 将所述计算时间与预设时间阈值作比较；
[0039] 若所述计算时间超过预设时间阈值，则重新采样所述基本单灯的目标状态图像集 合并计算所述目标亮度阈值。
[0040] 对应的，提供了一种检测交通灯点亮状态的装置，所述装置包括：
[0041] 目标图像获取模块，用于获取基本单灯的目标状态图像集合，所述目标状态图像 集合同时包含亮灯图像和灭灯图像；
[0042] 阈值计算模块，用于按照预置算法动态计算目标亮度阈值；
[0043] 检测模块，用于根据所述目标亮度阈值检测所述基本单灯的点亮状态。
[0044] 可选的，所述目标图像获取模块包括：
[0045] 分组子模块，用于按照预设时间间隔h将预设记录时间对应的状态图像集合进行 分组，获得s个亮度数据分组；
[0046] 第一计算子模块，用于计算当前记录时间对应的方差均值W115和均值方差If%其 中，所述方差均值W1P为每组亮度数据方差的平均值；所述均值方差IT为每组亮度数据平 均值的方差；
[0047] 第二计算子模块，用于计算前一个记录时间对应的方差均值W1151和均值方差 wrl ；
[0048] 第一判断子模块，用于比较所述当前记录时间和前一记录时间对应的方差均值和 均值方差，若满足第一预置条件，则判断所述当前记录时间获取的状态图像集合为目标状 态图像集合，所述第一预置条件为：哼 >部，且，柯《町―1，其中，P表示记录状态图像集 合的次数。
[0049] 可选的，所述第一计算子模块和第二计算子模块均包括：用于计算方差均值的第 一计算单元和用于计算均值方差的第二计算单元；其中，所述第一计算单元包括：
[0050] 第一均值计算子单元，用于根据所述亮度数据分组，按照以下公式计算第一均值 Uj，所述第一均值Uj为每组亮度数据的平均值：
[0052] 其中，L1表示帧标识为i的一帧图像的平均亮度值；j表示分组序号，j e (1，s); η表示每组亮度数据的个数，n = f*h，其中，f表示帧率，h表示分组时间间隔；
[0053] 第一方差计算子单元，用于根据所述亮度数据分组和所述第一均值U,，按照以下 公式计算第一方差V,，所述第一方差V,为每组亮度数据的方差：
[0055] 方差均值计算子单元，用于根据所述第一方差V,采用以下公式，计算一个状态图 像集合的方差均值W1:
[0057] 所述第二计算单元包括：
[0058] 第二均值计算子单元，用于根据所述第一均值U,，采用以下公式计算第二均值U， 其中，所述第二均值U为所述s组亮度数据的平均值：
[0060] 均值方差计算子单元，用于根据所述第二均值U和所述第一均值％，采用以下公式 计算均值方差W2，所述均值方差W2为所述第一均值U ,的方差：
[0062] 可选的，所述阈值计算模块包括：
[0063] 极值确定子模块，用于将所述目标状态图像集合对应的亮度数据按照大小进行排 序，获取最大均值Uniax和最小均值U
[0064] 初始阈值确定子模块，用于根据所述最大均值Umax和所述最小均值U min确定初始 亮度阈值；
[0065] 状态区分子模块，用于根据所述初始亮度阈值初步确定所述目标状态图像集合中 的亮灯图像和灭灯图像；
[0066] 开始迭代计算子模块，用于根据初步确定的亮灯图像和灭灯图像的平均亮度数 据，开始计算迭代亮度阈值Tk;
[0067] 迭代运算子模块，用于根据所述迭代亮度阈值1\进一步确定亮灯图像和灭灯图 像，并根据所述亮灯图像和灭灯图像的平均亮度数据，迭代计算所述迭代亮度阈值；
[0068] 判断子模块，用于判断当前迭代亮度阈值或所述当前迭代亮度阈值对应的迭代计 算次数是否满足第二预置条件，若否，返回所述迭代运算子模块，继续迭代计算所述迭代亮 度阈值；其中，所述第二预置条件为：相邻两次的迭代亮度阈值之差的绝对值小于第二预 设阈值，或者，当前迭代亮度阈值对应的迭代计算次数大于等于第三预设阈值；
[0069]目标阈值确定子模块，用于在所述当前迭代亮度阈值或所述当前迭代亮度阈值对 应的迭代计算次数满足所述第二预置条件的情况下，将所述当前迭代亮度阈值确定为所述 目标亮度阈值。
[0070] 可选的，所述检测交通灯点亮状态的装置还包括：
[0071] 计算时间确定模块，用于确定所述目标迭代亮度阈值的计算时间；