浅谈交通标志识别及其算法研究

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1、中南大学硕士学位论文交通标志识别及其算法研究姓名：刘波申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：唐琎20100501摘要交通标志的实时识别是通过安装在交通工具上的摄像机摄取户外自然场景中交通标志图像，输入计算机进行处理完成的，由于户外环境存在多种复杂因素的影响，它比非自然场景下的目标识别更具挑战性。本学位论文结合中国的实际，在交通标志图像库的建立、交通标志图像的预处理算法、交通标志图像的特征提取、交通标志的分类算法以及最后交通标志的判别方法等方面做了一些工作，本文研究内容和取得的主要成果如下：1)由于交通标志的具体形式各国不尽相同，并且国内关于交通标志识别的起步

2、较晚，因此目前国内还没有公开发布的交通标志的数据库。本文对交通标志图像库的建立采取两种方式，第一种方式通过对标准图的图像预处理变换(如旋转、扭曲、加入噪声)来扩充交通标志图库的数量，提高识别的鲁棒性；第二种方式通过不同角度和距离实地拍摄交通标志，然后将拍摄的交通标志图像用实验室的交通标志检测算法把实景图中的交通标志截取出来组成交通标志图库。2)针对交通标志的分类问题和准备识别的交通标志，本文归纳总结了一种由粗到精的分层分类策略并将其应用到交通标志的识别上，根据基于颜色和形状的交通标志检测方法将要识别的交通标志按颜色和形状首先粗分类为六大类，然后再对每一类采用识别算法进行

3、识别，从而提高了分类速度和鲁棒性。3)将Gabor特征提取和二维的主成分分析应用到交通标志的识别上，并基于光照控制预处理、Gabor特征提取、二维的主成分分析、分类方法(包括模板匹配、BP神经网络以及支持向量机)等理论，提出了四种交通标志牌的识别方法。而后针对不同图像库使用同一方法做了对比实验，发现经过光照控制的图像库的对提高方法识别率有较大帮助，并且在同一图像库条件下，对四种不同方法在识别率和运行时间上做了对比。4)在降低交通标志识别的错误识别率和加大正确检测与误检测图像的特征区分度方面做了研究，首先根据前期检测到的标志和误检测的图像之间区分度不高的问题，引入了特征向

4、量的单位化，增加Gabor特征提取获取图像的纹理特征以增加标志图像与误检测图像之间区分度，并设定了判断表达式，通过实验证明该方法对交通标志识别的最终判别达到了很好的效果。关键词交通标志识别，二维主成分分析，Gabor小波，模板匹配，神经网络，支持向量机IIABSTRACTTrafficsignsfromnaturalscenesarereceivedfromthevideoonboardandtobeputtocomputers．Thenthroughtheimageprocessingusingthedevelopedalgorithmsincomputer,traf

5、ficsignscallberecognizedatrealtime．Butthestudyofrecognitionoftrafficsignsfromnaturalscenesismoredifficultandwithmorechallengethanthestudyinnon—naturalscenes．ThisdissertationcombinesthepracticalsituationinChina，ImageLibraryfortrafficsigns，Imagepre—processingalgorithmfortrafficsigns，Imagef

6、eatureextractionoftrafficsigns，classificationoftrafficsignsandCriterionfortrafficsignshavebeendevelopedinthisdissertation．Thecontentandthemainresultsachievedareasfollows：(1)Becausethespecificformoftrafficsignsindifferentcountryarenotidentical．Anddomestictrafficsignrecognitionstarts1ate．T

7、herefore．therearenotyetpubliclyavailabledatabaseoftrafficsignsinchina．ImageLibraryfortrafficsignsintwoways．Firstly,transformthestandardtrafficsignimagebypreprocessingtransformation(suchasrotation，distortion，addingnoise)toexpandthenumberoftrafficsigns，improvingtherobustnes