[发明专利]一种箭形交通信号灯候选图像区域的快速提取方法

权利要求书

1.一种箭形交通信号灯候选图像区域的快速提取方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，图像预处理：对待识别的原始图像SrcImage进行预处理，包括将图像从RGB色彩模式变换到HSV色彩模式；

第二步，基于HSV阈值的候选灯体图像分割：根据事先设定的HSV颜色阈值分割出预处理后图像SrcImage中的所有箭形交通信号灯的二值化候选图像区域BinaryROIs，HSV颜色阈值，包括色度H、饱和度S和亮度V的设定概率分布区间；

第三步，事先设定箭形交通信号灯的几何形状变化阈值：包括(1)整体箭形交通信号灯的外接矩形R0的宽高比为μ₀的变化范围；(2)分体成像时，指向箭头的外接矩形R1的宽高比μ₁的变化范围、外接矩形R1的面积与整体箭形交通信号灯的外接矩形R0的面积的比值λ₁₀的变化范围、外接矩形R1的周长与整体箭形交通信号灯的外接矩形R0的周长的比值ρ₁₀的变化范围；(3)分体成像时，尾部直线的外接矩形R2的宽高比μ₂的变化范围、外接矩形R2的面积与整体箭形交通信号灯的外接矩形R0的面积的比值λ₂₀的变化范围、外接矩形R2的周长与整体箭形交通信号灯的外接矩形R0的周长的比值ρ₂₀的变化范围；

第四步，以阈值μ₀、μ₁、μ₂的变化范围划分候选图像：提取二值化候选图像区域BinaryROIs中的所有最外层轮廓线，计算每条外轮廓线的外接矩形，计算这些外接矩形的宽高比μ，分别根据第三步的μ₀、μ₁、μ₂的变化范围将这些BinaryROIs进一步划分为箭形交通信号灯候选图像集合BinaryLights、箭形交通信号灯的指向箭头候选图像集合BinaryArrows和箭形交通信号灯的尾部直线候选图像集合BinaryLines；

第五步，分离箭头灯图像配对拼接：将指向箭头候选图像集合BinaryArrows和尾部直线候选图像集合BinaryLines中的可能配对图像进行拼接，将拼接后的分离式箭形交通信号灯候选图像添加合并到箭形交通信号灯候选图像集合BinaryLights之中，最终获得的集合BinaryLights即为从一个原始图像SrcImage中分割出所有箭形交通信号灯的候选图像区域；其中配对流程为：

(1)计算其中一个指向箭头候选图像的外接矩形R1_k和其中一个尾部直线候选图像的外接矩形R2_k，以及两者的联合图像区域的外接矩形R0_k；

(2)根据以下约束条件判断二者是否配对构成一个箭形交通信号灯，当且仅当所有约束条件都满足时判定配对成功：

约束条件1：R1_k与R2_k的交集不能为空；

约束条件2：R2_k有且仅有两个顶点位于R1_k内部，且这两个顶点的连线是R2_k的短边；

约束条件3：R1_k的面积与R0_k的面积的比值必须位于设定的λ₁₀的变化范围之间；R1_k的周长与R0_k的周长的比值必须位于设定的ρ₁₀的变化范围之间；

约束条件4：R2_k的面积与R0_k的面积的比值必须位于设定的λ₂₀的变化范围之间；R2_k的周长与R0_k的周长的比值必须位于设定的ρ₂₀的变化范围之间；

(3)如果R1_k和R2_k配对成功，则二者是一个箭形交通信号灯的两个独立部分，将与R1_k、R2_k分别对应的轮廓线合并作为一个箭形交通信号灯候选图像区域并入到集合BinaryLights中；

(4)返回(1)，选取下一组未配对成功的指向箭头候选图像和尾部直线候选图像，直至集合BinaryArrows和BinaryLines中的所有元素都进行过配对尝试为止。