車輛整體特征提取方法及車輛型號(hào)識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種車輛整體特征提取方法及車輛型號(hào)識(shí)別方法。所述車輛整體特征提取方法，用于從目標(biāo)車輛所在圖像中提取目標(biāo)車輛整體特征；所述方法包括：在圖像中定位目標(biāo)車輛的車牌，并且歸一化目標(biāo)車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置，使其與模板車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置一致；對(duì)目標(biāo)車輛及其所在坐標(biāo)系進(jìn)行幾何校正，歸一化目標(biāo)車輛的姿態(tài)，使其與模板車輛的姿態(tài)一致；對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行縮放處理，歸一化目標(biāo)車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛的車牌尺寸一致；提取目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域的輪廓，以所述目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓的指定特征作為所述車輛整體特征。因此，本發(fā)明可以為車輛型號(hào)識(shí)別提供有力的技術(shù)支持。
【專利說明】車輛整體特征提取方法及車輛型號(hào)識(shí)別方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種車輛整體特征提取方法及車輛型號(hào)識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著計(jì)算機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機(jī)動(dòng)車數(shù)量的迅猛增長，各類信息包括與交通相關(guān)的信息呈現(xiàn)爆炸式增長的態(tài)勢。為了能夠更加安全、高效的管理這些信息，智能交通系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。智能交通系統(tǒng)可以在收費(fèi)卡口，停車場，刑事追蹤等方面展現(xiàn)出強(qiáng)大的作用。
[0003]智能交通系統(tǒng)中采集的車輛信息包括車牌號(hào)碼、車輛顏色、車輛型號(hào)等，其中車輛型號(hào)識(shí)別在車輛道路監(jiān)控中有著舉足輕重的作用，是車輛信息中不可或缺的一部分。當(dāng)車牌號(hào)碼無法識(shí)別或者無法區(qū)分時(shí)，車輛型號(hào)等其他車輛信息就成為區(qū)分車輛的依據(jù)。例如在違規(guī)套牌車輛識(shí)別中，必須通過非號(hào)牌信息來區(qū)分同號(hào)牌車輛，車輛型號(hào)信息就是首選
之一 O
[0004]在進(jìn)行車輛型號(hào)識(shí)別時(shí)，通常需要提取車輛的整體特征，例如提取車輛的車頭特征或者提取車輛的車尾特征?，F(xiàn)有的電警和卡口對(duì)抓拍到的車輛圖片均具備車牌識(shí)別的功能，但是如何進(jìn)行車 輛整體特征的提取，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有公開很好的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)【背景技術(shù)】中的部分或者全部問題，本發(fā)明提供一種車輛整體特征提取方法及車輛型號(hào)識(shí)別方法。
[0006]具體的，所述車輛整體特征提取方法，用于從目標(biāo)車輛所在圖像中提取目標(biāo)車輛整體特征；所述方法包括:
[0007]在所述圖像中定位目標(biāo)車輛的車牌，并且歸一化所述目標(biāo)車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置，使其與模板車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置一致；
[0008]對(duì)所述目標(biāo)車輛及其所在坐標(biāo)系進(jìn)行幾何校正，歸一化所述目標(biāo)車輛的姿態(tài)，使其與模板車輛的姿態(tài)一致；
[0009]對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行縮放處理，歸一化所述目標(biāo)車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛的車牌尺寸一致；
[0010]提取目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域的輪廓，以所述目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓的指定特征作為所述車輛整體特征。
[0011]所述車輛型號(hào)識(shí)別方法包括:
[0012]根據(jù)權(quán)利要求上述的車輛整體特征提取方法從目標(biāo)車輛所在圖像中提取目標(biāo)車輛整體特征；
[0013]將目標(biāo)車輛的整體特征與模板車輛對(duì)應(yīng)的整體特征進(jìn)行比對(duì)，若相似度超過預(yù)設(shè)范圍，則認(rèn)為目標(biāo)車輛與模板車輛的型號(hào)相同。[0014]由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明所提供的車輛整體特征提取方法中，首先定位目標(biāo)車輛的車牌，歸一化目標(biāo)車輛車牌在坐標(biāo)系中位置、目標(biāo)車輛的姿態(tài)以及目標(biāo)車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置、模板車輛的姿態(tài)以及車牌尺寸一致，從而使目標(biāo)車輛和模板車輛具有位置不變性、姿態(tài)不變性以及尺度不變性，接著提取目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域的輪廓，以目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓的指定特征作為車輛整體特征，完成車輛整體特征的提取，從而為車輛型號(hào)識(shí)別提供技術(shù)支持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式中車輛整體特征提取方法的流程示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式中目標(biāo)車輛車牌幾何校正過程示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式中目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓的曲率圖繪制過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]本實(shí)施例中首先提供了 一種車輛整體特征提取方法，應(yīng)用在電警和卡口等應(yīng)用中，用于從目標(biāo)車輛所在圖像中提取目標(biāo)車輛整體特征，進(jìn)而可以與預(yù)設(shè)的模板車輛(即依據(jù)特定的規(guī)范取得的圖像)整體特征進(jìn)行比較，進(jìn)行車輛型號(hào)識(shí)別。然而由于拍攝的圖像中，目標(biāo)車輛的坐標(biāo)位置、尺寸大小以及姿態(tài)各異，這樣則會(huì)使得目標(biāo)車輛與模板車輛不具備可比性。因此，首先需要?dú)w一化目標(biāo)車輛車牌在坐標(biāo)系中位置、目標(biāo)車輛的姿態(tài)以及目標(biāo)車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置、模板車輛的姿態(tài)以及車牌尺寸一致。如圖1中所示，所述車輛整體特征提取方法主要包括以下步驟:
[0021]S1.在所述圖像中定位目標(biāo)車輛的車牌，并且歸一化所述目標(biāo)車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置，使其與模板車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置一致:
[0022]一般的電警或卡口應(yīng)用實(shí)現(xiàn)中均具備車牌識(shí)別功能，車牌識(shí)別包括車牌定位、號(hào)碼識(shí)別等環(huán)節(jié)。在車牌定位環(huán)節(jié)中，可以定位出目標(biāo)車輛的車牌位置以及車牌邊框。為了規(guī)范管理，通常模板車輛所在坐標(biāo)系是以模板車輛車牌的中心位置為原點(diǎn)，以模板車輛的車牌橫向邊框方向?yàn)閄軸，以模板車輛的車牌縱向邊框方向?yàn)镮軸。因此，為了使目標(biāo)車輛的車牌位置與模板車輛的車牌位置在坐標(biāo)系的中的位置一致，本實(shí)施例中以目標(biāo)車輛車牌的中心位置為原點(diǎn)，以目標(biāo)車輛車牌的橫向邊框方向?yàn)閄軸、縱向邊框方向?yàn)閥軸，建立坐標(biāo)系，歸一化目標(biāo)車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置，從而使目標(biāo)車輛與模板車輛位置一致。容易理解的是，當(dāng)模板車輛在坐標(biāo)系中其他位置時(shí)，可以通過其他相應(yīng)的方式調(diào)整目標(biāo)車輛所在坐標(biāo)系，歸一化所述目標(biāo)車輛車牌在坐標(biāo)系中位置，在此不再贅述。[0023]S2.對(duì)所述目標(biāo)車輛及其所在坐標(biāo)系進(jìn)行幾何校正，歸一化所述目標(biāo)車輛的姿態(tài)，使其與模板車輛的姿態(tài)一致:
[0024]通常而言，模板車輛所在坐標(biāo)系為直角坐標(biāo)系，并且該直角坐標(biāo)系的X軸與水平方向一致、y軸與豎直方向一致。如圖2中所示，幾何校正過程其實(shí)就是使目標(biāo)車輛與模板車輛的姿態(tài)一致化過程，也就是使得目標(biāo)車輛所在的坐標(biāo)系與模板車輛所在的坐標(biāo)系方向一致。此外，由于在電警或卡口應(yīng)用中，攝像機(jī)一般是正對(duì)著機(jī)動(dòng)車道進(jìn)行取像，因此目標(biāo)車輛的中軸線一般偏離坐標(biāo)系y軸的角度很小。因此，為了簡化操作，本實(shí)施例中的幾何校正過程可以只考慮旋轉(zhuǎn)，而無需考慮重投影。
[0025]進(jìn)一步的，本實(shí)施例中對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行幾何校正的過程可以具體包括:
[0026]S21.首先基于二維離散傅里葉變換確定目標(biāo)車輛所在的坐標(biāo)系的χ軸相對(duì)于水平方向的傾斜角度。而目標(biāo)車輛所在的坐標(biāo)系的X軸相對(duì)于水平方向的傾斜角度也就是目標(biāo)車輛車牌橫向邊框相對(duì)于水平方向的傾斜角度。而車牌橫向邊框平行于車輛的一些橫向邊緣，而且一般車輛的橫向邊緣比較多，比如進(jìn)風(fēng)口底部邊緣和頂部邊緣以及車輛底盤邊緣等等。因此，通過檢測車輛的一些橫向邊緣直線段，并對(duì)直線段進(jìn)行二維離散傅里葉變換，找出橫向邊緣相對(duì)于水平方向的傾斜角度，就可以確定目標(biāo)車輛所在的坐標(biāo)系的X軸相對(duì)于水平方向的傾斜角度。
[0027]S22.按照目標(biāo)車輛所在坐標(biāo)系的χ軸相對(duì)于水平方向的傾斜角度，旋轉(zhuǎn)目標(biāo)車輛以及其所在坐標(biāo)系，使目標(biāo)車輛所在坐標(biāo)系的X軸與水平方向一致。
[0028]容易理解的是，當(dāng)模板車輛所在坐標(biāo)系坐標(biāo)軸為其他方向時(shí)，可以通過其他相應(yīng)的方式調(diào)整目標(biāo)車輛所在坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向，歸一化所述目標(biāo)車輛的姿態(tài)，在此不再贅述。
[0029]S3.對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行縮放處理，歸一化目標(biāo)車輛與模板車輛的車牌尺寸:
[0030]通過旋轉(zhuǎn)使目標(biāo)車輛的姿態(tài)歸一化后，目標(biāo)車輛在不同場景下的成像大小不一，因此還需要使目標(biāo)車輛與模板車輛的尺寸一致。雖然不同型號(hào)車輛的規(guī)格各不相同，但是車牌的尺寸是固定的，因此，可以通過縮放目標(biāo)車輛，使得目標(biāo)車輛與模板車輛的車牌尺寸大小一致，即說明目標(biāo)車輛的尺寸已經(jīng)歸一化。
[0031]進(jìn)一步的，在進(jìn)行縮放處理時(shí)，縮放因子可以按照下式計(jì)算:
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種車輛整體特征提取方法，用于從目標(biāo)車輛所在圖像中提取目標(biāo)車輛整體特征；其特征在于，所述方法包括: 在所述圖像中定位目標(biāo)車輛的車牌，并且歸一化所述目標(biāo)車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置，使其與模板車輛車牌在坐標(biāo)系中的位置一致； 對(duì)所述目標(biāo)車輛及其所在坐標(biāo)系進(jìn)行幾何校正，歸一化所述目標(biāo)車輛的姿態(tài)，使其與模板車輛的姿態(tài)一致； 對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行縮放處理，歸一化所述目標(biāo)車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛的車牌尺寸一致； 提取目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域的輪廓，以所述目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓的指定特征作為所述車輛整體特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，模板車輛所在坐標(biāo)系以所述模板車輛車牌中心位置為原點(diǎn)，模板車輛車牌橫向邊框方向?yàn)棣州S、縱向邊框方向?yàn)閥軸；所述歸一化目標(biāo)車輛在坐標(biāo)系中位置包括: 以所述目標(biāo)車輛車牌的中心位置為原點(diǎn)，以所述目標(biāo)車輛車牌的橫向邊框方向?yàn)棣州S、縱向邊框方向?yàn)镮軸，建立坐標(biāo)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，模板車輛所在坐標(biāo)系χ軸與水平方向一致、y軸與豎直方向一致；所述對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行幾何校正包括: 基于二維離散傅里葉變換，通過目標(biāo)車輛車牌橫向邊框相對(duì)于水平方向的傾斜角度確定所述目標(biāo)車輛所在坐標(biāo)系的χ軸相對(duì)于水平方向的傾斜角度； 按照目標(biāo)車輛所在坐標(biāo)系的χ軸相對(duì)于水平方向的傾斜角度，旋轉(zhuǎn)目標(biāo)車輛以及其所在坐標(biāo)系，使所述目標(biāo)車輛所在坐標(biāo)系的χ軸與水平方向一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行縮放處理包括: 對(duì)所述目標(biāo)車輛按照縮放因子α進(jìn)行縮放；其中: 所述縮放因子 a=a1=a2/2,a1=w/w1,a2=H/H1，所述W'和H'分別為所述目標(biāo)車輛車牌的長和寬，W和H分別為模板車輛車牌的長和寬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)區(qū)域的輪廓包括: 左右車燈、進(jìn)風(fēng)口以及底盤邊緣中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述指定特征包括目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓的質(zhì)心位置(-x,-y)；其中:-x=1/nn∑i-1xi,-y=1/Nn∑i-1yi為預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓點(diǎn)的數(shù)目，(Xi，yi)為預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓上每
個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述指定特征還包括目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域輪廓的曲率圖； 所述曲率圖所在坐標(biāo)系的原點(diǎn)為所述質(zhì)心位置、χ軸與水平方向一致、y軸與豎直方向一致，并且，所述曲率圖沿預(yù)定起點(diǎn)以及方向繪制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定特征還包括目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域的HOG特征；所述預(yù)設(shè)區(qū)域?yàn)檫M(jìn)風(fēng)口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)區(qū)域?yàn)閷?duì)稱形狀，所述提取目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域的輪廓之后還包括: 根據(jù)目標(biāo)車輛預(yù)設(shè)區(qū)域的輪廓的曲率圖以及質(zhì)心對(duì)所述預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行對(duì)稱性校驗(yàn)。
10.一種車輛型號(hào)識(shí)別方法，其特征在于，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的車輛整體特征提取方法從目標(biāo)車輛所在圖像中提取目標(biāo)車輛整體特征； 將目標(biāo)車輛的整體特征與模板車輛對(duì)應(yīng)的整體特征進(jìn)行比對(duì)，若相似度超過預(yù)設(shè)范圍，則認(rèn)為目標(biāo)車輛與模板車 輛的型號(hào)相同。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK103870832SQ201410109999
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】吳參毅 申請(qǐng)人:浙江宇視科技有限公司