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禁令标志和警告标志检测技术研究

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英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 主要研究内容及难点

1.2.1 研究内容

1.2.2 研究难点

1.3 论文结构安排

第二章 交通标志检测的研究现状和相关技术

2.1 国外研究现状

2.2 国内研究进展

2.3 检测相关技术

2.3.1 基于颜色的方法

2.3.2 基于形状的方法

2.3.3 其他方法

第三章 基于颜色的禁令和警告标志分割算法研究

3.1 引言

3.2 预处理技术

3.2.1 GAMMA校正

3.2.2 对比度拉伸

3.3 基于颜色空间的分割法

3.3.1 RGB颜色空间分割法

3.3.2 HSV颜色空间分割法

3.4 改进的简单向量滤波器SVF分割法

3.5 去噪

3.6 分割结果比较和小结

第四章 基于形状特征的禁令标志和警告标志检测技术研究

4.1 引言

4.2 基于圆形和三角形的交通标志检测方法

4.3 HOUGH变换圆检测法

4.4 基于圆形度参数的目标提取法概述

4.5 改进的圆形度法检测圆

4.5.1 预处理

4.5.2 连通区域标记及区域特征参数提取

4.5.3 圆形度检测圆的具体步骤

4.6 拐角检测三角形

4.7 改进的基于三角形参数的三角形目标提取检测法

4.8 检测结果比较和小结

第五章 交通标志跟踪检测

5.1 引言

5.2 跟踪方法分类

5.3 卡尔曼滤波器原理

5.4 改进卡尔曼滤波器检测标志

5.5 实验结果与小结

第六章 总结与展望

6.1 主要工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果

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摘要

本文对自然场景中道路交通标志检测方法进行了研究,总结出一套道路交通标志实时检测算法。主要研究内容如下:
   (1)禁令标志和警告标志颜色分割方法。主要研究了RGB和HSV颜色空间下的颜色分割方法,以及简单向量滤波器SVF颜色分割方法。RGB空间的分割效果不稳定,易受气候和场景条件影响;HSV空间需要从RGB到HSV空间的非线性变换,计算量较大,耗时长,不利于标志实时检测;简单向量滤波器原理简单,利用单色提取因子,提取标志颜色。本文改进了简单向量滤波器颜色分割算法。在简单向量滤波器单色提取基础上,加入标志对应颜色的三分量差值进一步提取颜色。
   (2)禁令标志形状检测方法。主要研究了HOUGH变换圆检测法、圆形度法和拐角检测法。HOUGH变换圆检测法涉及复杂运算量,同时需要预先给定一些限制条件,对于交通标志的实时检测有一定局限性;圆形度方法利用圆形度值对标志形状进行度量,原理简单,易于实现。本文改进了圆形度方法进行禁令标志圆形检测。引进了区域几何宽、高和几何宽高比。利用区域几何宽高比和几何宽、高,可以实现区域粗分割,利于提高检测效率。
   (3)警告标志形状检测方法。本文采用提取三角形特征参数的方法检测三角形,利用三角形度对标志三角形形状进行度量,与拐角检测相比,节省了计算时间,有利于实时检测。
   (4)交通标志的跟踪检测方法。对于实时检测交通标志,利用跟踪检测的方法可以快速提高检测效率。本文主要研究了KALMAN滤波跟踪,在跟踪的结果上进行标志检测,改进了KALMAN滤波器单目标跟踪方法,实现对交通标志进行多目标跟踪检测。
   实验表明,本文提出的颜色分割和形状检测算法对于禁令标志和警告标志有很好的适用性。该方法节省了交通标志检测时间,提高了标志检测的准确度。

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