專利名稱：一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國男性紅綠色盲患者人數(shù)要占到總?cè)丝诘? %左右，女性紅綠色盲患 者人數(shù)要占到總?cè)丝诘?.8%左右。而我國交通法規(guī)明確規(guī)定，紅綠色盲患者不允許駕駛 機(jī)動(dòng)車，主要原因是紅綠色盲患者不能或不容易分清應(yīng)用普遍的紅綠交通信號(hào)燈，因此存 在著比較大的安全隱患。但是由于駕駛汽車已經(jīng)是一種日常生活的需要，因此為滿足將來 “色盲禁駕”規(guī)定解除的技術(shù)需要，有必要開發(fā)一種為色盲患者服務(wù)的輔助駕駛系統(tǒng)。對(duì)于幫助色盲者清楚地辨識(shí)顏色的傳統(tǒng)技術(shù)，其方法是佩戴有色眼鏡來濾掉特定 波長(zhǎng)范圍內(nèi)的顏色。當(dāng)色盲佩戴有色眼鏡駕車時(shí)，此方法能夠使其清楚地辨別顏色。但是， 此方法存在這樣的問題在正常情況下對(duì)色盲者可見的顏色可能會(huì)有不同的感覺。此外，還 存在一種技術(shù)，其通過衛(wèi)星檢測(cè)交通信號(hào)燈的位置，并使用字符提供交通信號(hào)燈的顏色。此 方案在檢測(cè)復(fù)雜區(qū)域(例如城鎮(zhèn)中心地區(qū))交通信號(hào)燈的準(zhǔn)確位置以及操作準(zhǔn)確性方面具 有一定的局限性，并且該系統(tǒng)存在成本高，難度大的問題。另外，此方案的局限性還在于，當(dāng) 駕駛員希望檢測(cè)前面車輛或周圍建筑物的顏色時(shí)，無法使用此方案進(jìn)行測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的紅綠色盲患者在駕駛機(jī)動(dòng)車時(shí)所存在的上述問題，而 提出了一種可自動(dòng)將交通信號(hào)燈的顏色轉(zhuǎn)化成紅綠色盲駕駛員可識(shí)別顏色的紅綠色盲駕 駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助 識(shí)別系統(tǒng)，包括圖像處理模塊、顯示模塊以及用于采集交通信號(hào)燈原始圖像信息的圖像采 集裝置，圖像采集裝置和顯示模塊均與圖像處理模塊連接，圖像處理模塊將圖像采集裝置 采集得到的原始圖像信息處理成紅綠色盲駕駛員可識(shí)別的終極圖像信息，并發(fā)送至顯示模 塊上進(jìn)行顯示，其特征在于，所述的圖像處理模塊將原始圖像信息處理成終極圖像信息的 過程包括以下步驟a、將原始圖像信息的各像素在紅、綠、藍(lán)三個(gè)色彩通道上分解；使每個(gè)像素顏色通 過一個(gè)一維數(shù)組{Gr，Gg，Gb}來表達(dá)，其中Gr、Gg、Gb分別表示單個(gè)像素中紅色、綠色、藍(lán)色的 分量；b、對(duì)每個(gè)像素的紅、綠顏色進(jìn)行識(shí)別判斷，當(dāng)像素判斷為紅色或綠色時(shí)，進(jìn)入步驟 c，否則進(jìn)入步驟d;C、圖像處理模塊將此像素所表達(dá)的一維數(shù)組自動(dòng)轉(zhuǎn)化成紅綠色盲駕駛員可識(shí)別 顏色的數(shù)組，紅色像素轉(zhuǎn)化后的顏色和綠色像素轉(zhuǎn)化后的顏色不同；d、跳過，不予處理。
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圖像采集裝置采集得到的原始圖像信息為色彩圖像，根據(jù)三原色理論，二維圖像 信息各像素值均由一個(gè)一維數(shù)組{Gr，Gg，Gb}構(gòu)成，其中Gr、Gg、Gb分別表示單個(gè)像素的紅色、 綠色、藍(lán)色分量。每一種分量共有256個(gè)等級(jí)(0 255)，等級(jí)的高低決定著像素在該色彩 分量上的亮度值。幾種特殊的色彩像素表示如下{255，0，0}表示紅色像素；{0，255，0}表 示綠色像素；{0，0，255}表示藍(lán)色像素；{255，255，255}表示白色像素；{0，0，0}表示黑色 像素；{128，128，128}表示亮度級(jí)別為128的灰色像素；當(dāng)像素的色彩數(shù)組{Gr，Gg，Gb}中各 分量為任意值時(shí)，表示某一種確定的顏色。反過來，圖像中每一個(gè)像素的顏色，均能夠用色 彩數(shù)組{。Gg, GJ量化表示。圖像采集裝置實(shí)時(shí)采集原始圖像信息，并發(fā)送至圖像處理模塊進(jìn)行處理，圖像處 理模塊根據(jù)原始圖像信息中各像素在三個(gè)顏色通道上的亮度值信息，確定該像素所屬的顏 色。識(shí)別出其中的綠色像素或紅色像素，并將其轉(zhuǎn)化成紅綠色盲駕駛員可識(shí)別顏色在顯示 模塊上予以顯示，駕駛員可通過顯示模塊了解到當(dāng)前交通信號(hào)燈的狀況。當(dāng)然，綠色像素各 自轉(zhuǎn)化后的顏色與紅色像素轉(zhuǎn)化后的顏色是要不同的。在上述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)中，所述的步驟b中，判 斷該像素是否為紅色的標(biāo)準(zhǔn)為200彡Gr彡255，0彡Gg彡50，0彡Gb彡50。在上述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)中，所述的步驟b中，判 斷該像素是否為綠色的標(biāo)準(zhǔn)為0彡Gr彡50，200彡Gg彡255，0彡Gb彡50。理論上，紅色像素在圖像數(shù)據(jù)中以{255，0，0}狀態(tài)存儲(chǔ)。但實(shí)際上，由于交通信號(hào) 燈中裝置自身的特點(diǎn)以及受光線的影響，處于紅燈狀態(tài)時(shí)采集的圖像中紅燈處的像素也不 是純粹的紅色，而是在一定程度上屬于紅色范圍。因此在算法中要進(jìn)行閾值設(shè)定，將一定范 圍的色彩認(rèn)定為紅色區(qū)分出來。當(dāng)某一個(gè)像素同時(shí)滿足200 < Gr < 255，0 < Gg < 50，0 < Gb < 50這三個(gè)條件時(shí)， 此像素即可被認(rèn)定為紅色；否則不認(rèn)定為紅色。同理，當(dāng)某一個(gè)像素同時(shí)滿足0 < & ( 50， 200 < Gg < 255，0 < Gb < 50這三個(gè)條件時(shí)，此像素即可被認(rèn)定為綠色；否則不認(rèn)定為綠色。在上述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)中，所述的步驟c中，當(dāng) 像素判斷為紅色時(shí)，圖像處理模塊將該像素轉(zhuǎn)化成黑色，其數(shù)組變?yōu)閧0，0，0}。在上述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)中，所述的步驟c中，當(dāng) 像素判斷為綠色時(shí)，圖像處理模塊將該像素轉(zhuǎn)化成白色，其數(shù)組變?yōu)閧255，255，255}。在上述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)中，所述的圖像采集裝置 為攝像頭。在上述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)中，所述的輔助識(shí)別系統(tǒng) 還包括有一控制開關(guān)，該控制開關(guān)與圖像處理模塊連接用于控制整個(gè)輔助系統(tǒng)的工作狀 態(tài)。在上述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)中，所述的顯示模塊為液
晶顯不屏。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)可將圖像采集裝置采集得到的原始圖像信息進(jìn)行處理， 識(shí)別出其中的紅色和綠色，并轉(zhuǎn)換成紅綠色盲駕駛員能夠識(shí)別的顏色，在遇到交通信號(hào)燈 時(shí)，駕駛員只需觀察顯示模塊即可了解到交通信號(hào)燈狀況。對(duì)圖像信息的處理簡(jiǎn)單可靠，實(shí) 時(shí)性和準(zhǔn)確性均滿足實(shí)際要求，能夠?yàn)榧t綠色盲駕駛員提供準(zhǔn)確的視覺信息，有較廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是本紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖像處理模塊將原始圖像信息處理成終極圖像信息過程的流程圖。圖中，1、圖像處理模塊；2、顯示模塊；3、圖像采集裝置；4、控制開關(guān)。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。如圖1所示，本紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)包括圖像處理模塊1、顯 示模塊2以及用于采集交通信號(hào)燈原始圖像信息的圖像采集裝置3，圖像采集裝置3和顯示 模塊2均與圖像處理模塊1連接，圖像處理模塊1上還連接有一控制開關(guān)4，控制開關(guān)4可 切斷或接通圖像處理模塊1、圖像采集裝置3和液晶顯示屏的電源。如圖2所示，圖像采集裝置3采集得到原始圖像信息，并將該原始圖像信息發(fā)送至 圖像處理模塊1中進(jìn)行處理，圖像處理模塊1將接收到的原始圖像信息處理成終極圖像信 息后發(fā)送至顯示模塊2進(jìn)行顯示。圖像處理模塊1將原始圖像信息處理成終極圖像信息的過程包括以下步驟a、將原始圖像信息的各像素在紅、綠、藍(lán)三個(gè)色彩通道上分解；使每個(gè)像素顏色通 過一個(gè)一維數(shù)組{Gr，Gg，Gb}來表達(dá)，其中Gr、Gg、Gb分別表示單個(gè)像素中紅色、綠色、藍(lán)色的 分量；b、對(duì)每個(gè)像素的紅、綠顏色進(jìn)行識(shí)別判斷，當(dāng)某像素同時(shí)滿足200 ^ Gr ^ 255， O^ Gg ^ 50,0 ^ Gb ^ 50時(shí)，則判斷該像素為紅色，并進(jìn)入步驟c，否則進(jìn)入步驟d ；同理， 當(dāng)某像素同時(shí)滿足0彡Gr ( 50,200 ( Gg^ 255,0 ^ Gb ^ 50時(shí)，則判斷該像素為紅色，并 進(jìn)入步驟c，否則進(jìn)入步驟d;C、圖像處理模塊1將判斷為紅色的像素轉(zhuǎn)化成黑色，其數(shù)組變?yōu)閧0，0，0}，將判斷 為綠色的像素轉(zhuǎn)化成白色，其數(shù)組變?yōu)閧255，255，255}；d、跳過，不予處理。圖像采集裝置3采集得到的原始圖像信息為色彩圖像，根據(jù)三原色理論，二維圖 像信息各像素值均由一個(gè)一維數(shù)組{Gr，Gg，Gb}構(gòu)成，其中Gr、Gg、Gb分別表示單個(gè)像素的紅 色、綠色、藍(lán)色分量。每一種分量共有256個(gè)等級(jí)(0 255)，等級(jí)的高低決定著像素在該色 彩分量上的亮度值。幾種特殊的色彩像素表示如下{255，0，0}表示紅色像素；{0，255，0} 表示綠色像素；{0，0，255}表示藍(lán)色像素；{255，255，255}表示白色像素；{0，0，0}表示黑色像素；{128，128，128}表示亮度 級(jí)別為128的灰色像素；當(dāng)像素的色彩數(shù)組{Gr，Gg，Gb}中各分量為任意值時(shí)，表示某一種確 定的顏色。反過來，圖像中每一個(gè)像素的顏色，均能夠用色彩數(shù)組{&，Gg，Gb}量化表示。本實(shí)施例中，圖像采集裝置3為攝像頭，顯示模塊2為液晶顯示屏，為了使駕駛員 在不同的車輛行駛姿態(tài)下均能夠獲取交通信號(hào)燈信息，攝像頭的視野范圍應(yīng)該足夠?qū)拸V， 因此攝像頭為焦距可調(diào)和鏡頭方向可旋轉(zhuǎn)式，以適應(yīng)不同的駕駛工況避免出現(xiàn)視野盲區(qū)。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替 代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，包括圖像處理模塊(1)、顯示模塊(2)以及用于采集交通信號(hào)燈原始圖像信息的圖像采集裝置(3)，圖像采集裝置(3)和顯示模塊(2)均與圖像處理模塊(1)連接，圖像處理模塊(1)將圖像采集裝置(3)采集得到的原始圖像信息處理成紅綠色盲駕駛員可識(shí)別的終極圖像信息，并發(fā)送至顯示模塊(2)上進(jìn)行顯示，其特征在于，所述的圖像處理模塊(1)將原始圖像信息處理成終極圖像信息的過程包括以下步驟a、將原始圖像信息的各像素在紅、綠、藍(lán)三個(gè)色彩通道上分解；使每個(gè)像素顏色通過一個(gè)一維數(shù)組{Gr，Gg，Gb}來表達(dá)，其中Gr、Gg、Gb分別表示單個(gè)像素中紅色、綠色、藍(lán)色的分量；b、對(duì)每個(gè)像素的紅、綠顏色進(jìn)行識(shí)別判斷，當(dāng)像素判斷為紅色或綠色時(shí)，進(jìn)入步驟c，否則進(jìn)入步驟d；c、圖像處理模塊(1)將此像素所表達(dá)的一維數(shù)組自動(dòng)轉(zhuǎn)化成紅綠色盲駕駛員可識(shí)別顏色的數(shù)組，紅色像素轉(zhuǎn)化后的顏色和綠色像素轉(zhuǎn)化后的顏色不同；d、跳過，不予處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，其特征 在于，所述的步驟b中，判斷該像素是否為紅色的標(biāo)準(zhǔn)為200 ≤ Gr ≤ 255,0 ≤ Gg ≤ 50, 0 ≤ Gb ≤ 50。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，其特征 在于，所述的步驟b中，判斷該像素是否為綠色的標(biāo)準(zhǔn)為0 ≤ Gr ≤ 50，200 ≤ Gg ≤ 255， 0 ≤ Gb ≤ 50。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，其特征 在于，所述的步驟c中，當(dāng)像素判斷為紅色時(shí)，圖像處理模塊(1)將該像素轉(zhuǎn)化成黑色，其數(shù) 組變?yōu)閧0，0，0}。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，其特征 在于，所述的步驟c中，當(dāng)像素判斷為綠色時(shí)，圖像處理模塊(1)將該像素轉(zhuǎn)化成白色，其數(shù) 組變?yōu)閧255,255,255}。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，其 特征在于，所述的圖像采集裝置(3)為攝像頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，其 特征在于，所述的輔助識(shí)別系統(tǒng)還包括有一控制開關(guān)(4)，該控制開關(guān)(4)與圖像處理模塊 (1)連接用于控制整個(gè)輔助系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，其 特征在于，所述的顯示模塊(2)為液晶顯示屏。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，屬于圖像識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的顏色輔助識(shí)別技術(shù)成本高和適用范圍小的問題。本紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)，包括圖像處理模塊、顯示模塊以及圖像采集裝置，圖像處理模塊將圖像采集裝置采集得到的原始圖像信息處理成紅綠色盲駕駛員可識(shí)別的圖像信息，并發(fā)送至顯示模塊上進(jìn)行顯示，具體步驟如下a、將原始圖像信息的各像素在紅、綠、藍(lán)三個(gè)色彩通道上分解；b、對(duì)顏色進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)判斷為紅色或綠色時(shí)，進(jìn)入步驟c，否則進(jìn)入步驟d；c、將像素自動(dòng)轉(zhuǎn)化成紅綠色盲駕駛員可識(shí)別的顏色；d、不予處理。本紅綠色盲駕駛員交通信號(hào)燈輔助識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性高。
文檔編號(hào)G06T7/40GK101964114SQ20101028306
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者丁勇, 余見山, 劉巍, 劉紅剛, 李書福, 楊健, 武波濤, 潘之杰, 趙福全 申請(qǐng)人:浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團(tuán)有限公司