[发明专利]倒计时交通信号灯状态检测方法及基于此方法的监控系统

摘要

本发明提供了一种基于视频的倒计时交通信号灯状态检测方法及基于此方法的监控系统。该方法首先获取当前帧中的信号灯区间，进而进行颜色识别以判断有无颜色错误，接着对路口各相位的信号灯颜色进行逻辑运算以判断有无颜色冲突，然后对倒计时字符图像进行预处理并用模糊PCA方法识别字符，判断字符有无缺陷、各相位的时序是否混乱、相位间的时间有无冲突。该监控系统包括摄像机单元、工业控制计算机、网络设备和计算机检测系统，工业控制计算机经网线接收摄像机单元拍摄的图像序列，通过机器视觉的方法实时识别信号灯的状态，当信号灯故障时将信息发送给计算机监控系统，使得交通管理部门能及时采取相应的措施，减少交通事故的发生。

主权项

基于视频的倒计时交通信号灯状态识别方法,其特征在于,包含以下步骤:第一步，获取待处理信号灯的当前帧图像；第二步， 获取当前帧中信号灯区间；第三步，识别信号灯颜色属性；第四步，判断有无颜色错误，若信号灯呈现红、绿、黄之外的颜色，则将错误信息发给管理中心；第五步， 若无颜色错误，对路口各相位的信号灯颜色进行逻辑运算，以判断有无相位间的颜色冲突，若有冲突则将信息发送到管理中心，否则进行倒计时字符识别；第六步，对信号灯倒计时字符图像进行预处理；第七步，通过模糊PCA识别方法识别倒计时字符并判断字符是否存在缺陷，若字符存在缺陷则将信息传送到管理中心，否则进行时序判断；第八步，对同一信号灯相邻两帧的识别结果进行判断是否存在时序混乱，若时序混乱则将混乱信息发送到管理中心，否则进行下一步；第九步，协同判断同一路口的各相位的倒计时时间是否存在冲突，若存在冲突，则将冲突信息发送到管理中心，否则返回第一步；其中，所述的识别信号灯颜色属性是联合RGB和HSI两颜色空间实现的，其进一步包括下列步骤：(1) 在RGB空间中计算每一像素的R、G、B三分量的最大差值，根据最大差值将像素分为彩色和非彩色两类像素；(2) 计算信号灯区间中彩色像素的比例，若彩色像素的比例小于给定的阈值，则认为当前信号灯颜色错误，否则将信号灯区间图像转换到HSI空间；(3) 计算彩色像素的H分量的直方图，统计以峰值为中心、与峰值偏离小于给定阈值T3的主颜色均值，根据主颜色均值到标准红色（H=0）、黄色（H=0.1667）、绿色（H=0.3333）的距离，判断信号灯的颜色是红、黄、绿或其他颜色，如果是其他颜色，则认为当前信号灯颜色错误；其中，所述的模糊PCA识别方法过程如下：(1)收集倒计时字符组的样本集，计算它们的模糊度并根据模糊度分成子集；(2)对每个子集分别生成每个字符组的PCA子空间投影矩阵；(3)计算当前待识别的字符组的模糊度并据此选择相应的子集，进而分别计算待识别字符组在各子空间的投影残差距离，取得最小残差距离且距离小于给定阈值的子类即为识别结果。