交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)及其方法，包含:視頻信號采集系統(tǒng)、視頻信號處理系統(tǒng)、提醒信號輸出系統(tǒng)；完成將識別到的交通信號轉(zhuǎn)換成擬人語音和清晰的信號再現(xiàn)。所述視頻信號采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線，將壓縮后的圖像傳遞給視頻信號處理處理系統(tǒng)處理，實現(xiàn)對采集回來的實時圖像中的交通標識信息進行識別和對比；最后通過提醒信號輸出系統(tǒng)輸出，實現(xiàn)對駕駛?cè)藛T進行語音提醒，同時還通過視頻輸出，將識別到的信號圖像重現(xiàn)，避免錯誤提醒。本發(fā)明可以實時監(jiān)控所處的特定環(huán)境的路面的交通信號，對衛(wèi)星信號沒有依賴，不會因為衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫沒有更新而造成錯誤。而且，得益于其實時性，其反饋結(jié)果更準確。
【專利說明】交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能交通領(lǐng)域，尤其涉及一種基于嵌入式平臺的交通信號圖像信息識 別與提醒系統(tǒng)及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 1.公安部2013年新交通法規(guī)于1月1日起執(zhí)行，部分新交通標識的出現(xiàn)可能會引 起大部分駕駛?cè)藛T的不適應(yīng)和錯誤操作，從而導(dǎo)致一些原本可以避免的交通事故。
[0003] 2.車載GPS在路線導(dǎo)航方面有著天然的優(yōu)勢，但是對于實時交通信號，卻要依賴 于人工判斷。
[0004] 3. "汽車電子狗"只能提前提醒車主電子眼或測速雷達的存在，卻對于交通信號毫 無作用。
[0005] 4.疲勞駕駛時有發(fā)生，成為僅次于酒駕的第二大交通事故誘因，通過語音提醒的 輔助下，可以很好地預(yù)防類似的交通事故的發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)及其方 法，本發(fā)明的技術(shù)特征如下：
[0007] -種交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)，包含：
[0008] 視頻信號采集系統(tǒng)，用于完成視頻采集，將外部的物理環(huán)境信號轉(zhuǎn)化成可被利用 的信號；
[0009] 視頻信號處理系統(tǒng)，用于完成先從采集模塊傳遞過來的數(shù)字信息中識別出正確的 交通信號；
[0010] 提醒信號輸出系統(tǒng)；完成將識別到的交通信號轉(zhuǎn)換成擬人語音和清晰的信號再 現(xiàn)。
[0011] 所述視頻信號采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線，將壓縮后的圖像傳遞給視頻信號處理處理 系統(tǒng)處理，實現(xiàn)對采集回來的實時圖像中的交通標識信息進行識別和對比；最后通過提醒 信號輸出系統(tǒng)輸出，實現(xiàn)對駕駛?cè)藛T進行語音提醒，同時還通過視頻輸出，將識別到的信號 圖像重現(xiàn)，避免錯誤提醒。
[0012] 所述視頻信號采集系統(tǒng)使用壓縮RGB格式輸出的微型彩色攝像頭0V7560,圖像傳 輸使用SCCB總線傳輸。
[0013] 所述視頻信號處理處理系統(tǒng)包括：ARM9架構(gòu)的三星SBC2440微處理器，所述微處 理器外圍連接有穩(wěn)壓電源模塊，快速可擦除編程閃存NAND Flash模塊，高速傳輸閃存NOR Flash模塊，外部RAM模塊，通用輸入輸出接口。
[0014] 所述提醒信號輸出系統(tǒng)包括音頻輸出模塊和視頻輸出模塊；
[0015] 音頻輸出模塊用于實現(xiàn)根據(jù)處理后的正確選擇找到相對應(yīng)的mp3格式的發(fā)聲進而 輸出，實現(xiàn)對駕駛?cè)藛T的聽覺刺激，促使其做出反應(yīng)；
[0016] 視頻輸出模塊用于將處理后的正確選擇將交通信號在液晶顯示屏上更清晰地重 現(xiàn)，實現(xiàn)對駕駛?cè)藛T的視覺刺激，促使其做出反應(yīng)；
[0017] 所述音頻輸出模塊和視頻輸出模塊相互獨立，分別掛接在系統(tǒng)總線上，同步協(xié)作。
[0018] 一種交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)方法，使用上述的系統(tǒng)，其步驟如下：
[0019] (1)、視頻信號采集系統(tǒng)完成視頻采集，將外部的物理環(huán)境信號轉(zhuǎn)化成可被利用的 信號；
[0020] (2)、將步驟（1)采集的信號傳遞給視頻信號處理系統(tǒng)處理，從中識別出正確的交 通信號；
[0021] (3)、將步驟（2)的正確的交通信號傳遞給提醒信號輸出系統(tǒng)，將識別到的交通信 號轉(zhuǎn)換成友好的擬人語音和清晰的信號再現(xiàn)。
[0022] 所述步驟（2)中視頻信號處理系統(tǒng)的處理方法如下：
[0023] 先通過調(diào)用視覺庫中的邊緣檢測算法，先從視頻信號采集系統(tǒng)傳遞過來的大量數(shù) 字信息中提取出有用的交通信號數(shù)字信息，然后再通過調(diào)用視覺庫中的對比算法，將提取 到的交通信號數(shù)字信息與標準交通信號庫中的眾多數(shù)字信息進行對比，選取相似程度最高 的作為識別出的結(jié)果1，然后間隔〇. ls，重復(fù)上述步驟，選取相似程度最高的作為識別出的 結(jié)果2,直到結(jié)果1與結(jié)果2相同，做出正確的選擇。
[0024] 所述邊緣檢測算法的特征如下：
[0025] 提取有用的數(shù)字信息，利用訓練好的Haar級聯(lián)分類，被檢測的目標依次通過每一 個分類器，通過所有分類器的即可判定為交通信號圖區(qū)域，利用歸一化積相關(guān)灰度匹配方 法：

【權(quán)利要求】
1. 一種交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)，其特征在于包含： 視頻信號采集系統(tǒng)，用于完成視頻采集，將外部的物理環(huán)境信號轉(zhuǎn)化成可被利用的信 號； 視頻信號處理系統(tǒng)，用于完成先從采集模塊傳遞過來的數(shù)字信息中識別出正確的交通 信號； 提醒信號輸出系統(tǒng)；完成將識別到的交通信號轉(zhuǎn)換成擬人語音和清晰的信號再現(xiàn)。 所述視頻信號采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線，將壓縮后的圖像傳遞給視頻信號處理處理系統(tǒng) 處理，實現(xiàn)對采集回來的實時圖像中的交通標識信息進行識別和對比；最后通過提醒信號 輸出系統(tǒng)輸出，實現(xiàn)對駕駛?cè)藛T進行語音提醒，同時還通過視頻輸出，將識別到的信號圖像 重現(xiàn)，避免錯誤提醒。
2. 如權(quán)利要求1所述的交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻信 號采集系統(tǒng)使用壓縮RGB格式輸出的微型彩色攝像頭0V7560,圖像傳輸使用SCCB總線傳 輸。
3. 如權(quán)利要求1所述的交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻信 號處理處理系統(tǒng)包括：ARM9架構(gòu)的三星SBC2440微處理器，所述微處理器外圍連接有穩(wěn)壓 電源模塊，快速可擦除編程閃存NAND Flash模塊，高速傳輸閃存NOR Flash模塊，外部RAM 模塊，通用輸入輸出接口。
4. 如權(quán)利要求1所述的交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述提醒信 號輸出系統(tǒng)包括音頻輸出模塊和視頻輸出模塊； 音頻輸出模塊用于實現(xiàn)根據(jù)處理后的正確選擇找到相對應(yīng)的mp3格式的發(fā)聲進而輸 出，實現(xiàn)對駕駛?cè)藛T的聽覺刺激，促使其做出反應(yīng)； 視頻輸出模塊用于將處理后的正確選擇將交通信號在液晶顯示屏上更清晰地重現(xiàn)，實 現(xiàn)對駕駛?cè)藛T的視覺刺激，促使其做出反應(yīng)； 所述音頻輸出模塊和視頻輸出模塊相互獨立，分別掛接在系統(tǒng)總線上，同步協(xié)作。
5. -種交通信號圖像信息識別與提醒系統(tǒng)方法，其特征在于使用如權(quán)利要求1所述的 系統(tǒng)，其步驟如下： (1) 、視頻信號采集系統(tǒng)完成視頻采集，將外部的物理環(huán)境信號轉(zhuǎn)化成可被利用的信 號； (2) 、將步驟（1)采集的信號傳遞給視頻信號處理系統(tǒng)處理，從中識別出正確的交通信 號； (3) 、將步驟（2)的正確的交通信號傳遞給提醒信號輸出系統(tǒng)，將識別到的交通信號轉(zhuǎn) 換成友好的擬人語音和清晰的信號再現(xiàn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的交通信號圖像信息識別與提醒方法，其特征在于，所述步驟（2) 中視頻信號處理系統(tǒng)的處理方法如下： 先通過調(diào)用視覺庫中的邊緣檢測算法，先從視頻信號采集系統(tǒng)傳遞過來的大量數(shù)字信 息中提取出有用的交通信號數(shù)字信息，然后再通過調(diào)用視覺庫中的對比算法，將提取到的 交通信號數(shù)字信息與標準交通信號庫中的眾多數(shù)字信息進行對比，選取相似程度最高的作 為識別出的結(jié)果1，然后間隔〇. ls，重復(fù)上述步驟，選取相似程度最高的作為識別出的結(jié)果 2,直到結(jié)果1與結(jié)果2相同，做出正確的選擇。
7.如權(quán)利要求5所述的交通信號圖像信息識別與提醒方法，其特征在于，所述邊緣檢 測算法的特征如下： 提取有用的數(shù)字信息，利用訓練好的Haar級聯(lián)分類，被檢測的目標依次通過每一個分 類器，通過所有分類器的即可判定為交通信號圖區(qū)域，利用歸一化積相關(guān)灰度匹配方法：
匹配的圖像稱為模板，記為T(m，n)，被匹配的圖像為S(m，n)，其中被匹配圖像被模板 覆蓋的部分叫作子圖，記為SU (m，n)，在被匹配圖像中的起始位置為（i，j)，匹配過程是 由模板從被匹配圖像的左下角開始匹配，通過被匹配圖像和模板圖像在各個像素位置的相 關(guān)系數(shù)R(i，j)進行匹配，相關(guān)值最大的點就是最佳匹配位置。
【文檔編號】G08G1/09GK104332065SQ201410636997
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】蔡昌春, 鄧立華, 江冰, 張建勇, 鄧志祥, 伍星 申請人:河海大學常州校區(qū)