基于双向二维主成分分析的交通标志识别.pdf

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1、第30卷第2期2013年2月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．30No．2Feb．2013doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2013．02．019基于双向二维主成分分析的交通标志识别曲仕茹，张超(西北工业大学自动化学院，陕西西安710129)摘要：针对交通标志识别实时性不足，提出了一种基于双向二维的主成分分析[(2D)2PCA]的交通标志识别算法。首先，对交通标志图像进行去噪归一化等预处理。然后，进行水平和垂

2、直方向的投影，通过特征空间降维提高匹配速度。最后，利用最近邻法进行分类。通过在不同数据库下与传统2DPCA方法的对比仿真表明，2种方法随主特征数目增加，识别率都有所提升；样本数量增加时，(2D)2PCA算法的时间增长速度明显小于2DPCA，满足了识别的实时性要求。关键词：智能运输系统；空间降维；(2D)2PCA；交通标志识别；最近邻法中图分类号：U491．5+2文献标识码：A文章编号：1002—0268(2013)02—0109—05TrafficSignRecognitionBasedonTwo-directional2DP

3、rincipalComponentAnalysisQUShim，ZHANGChao(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShaanxi710129，China)Abstract：Atrafficsignrecognitionalgorithmbasedontwo—directionaltwo—dimensionalprincipalcomponentanalysis[(2D)2PCA]methodisproposedtoimprovereal—

4、timerecognition．Inthisapproach，thetrafficsignimagesarefirstlydenoisedandnormalizedinthepreprocessingstage．Then，theseimagesareprojectedontohorizontalandverticalaxes，whichledtodimensionalityspacereductionsuitableforfastmatching．Finally，thenearestneighbormethodisinvolv

5、edforclassificationonthesedimensionality—reducedimages．Comparisonwithsimulationresultoftraditional2DPCAbasedondifferentdatasetsshowthat(1)bothmethodscanimprovetheirrecognitionratesalongwithanincreasingnumberofPCs；(2)(2D)2PCA’Salgorithmtimegrowthrateissignificantlyle

6、ssthanthatof2DPCAwithanincreasingnumberofsamples，whichverifiedtheabilityoftheproposedmethodonreal—timerecognitiontask．Keywords：ITS；dimensionalityreduction；(2D)2PCA；trafficsignrecognition；nearestneighbormethod0引言交通标志涉及车辆、道路的许多重要交通信息，如对当前车辆的速度警示、前方的道路状况变化、驾驶员的行为制约等。在军

7、用和民用无人驾驶车辆研究项目中，交通标志识别系统作为交通场景信息获取的重要手段，能够有效推动这些项目的技术水平和控制效果的提高；在电子交通地图中，交通标志识别能够向车辆定位提供必要信息。因此，如何快速、准确、有效地识别道路交通标志，对于保证驾驶安全，避免交通事故具有重要意义¨j。交通标志图像包含大量彼此相关因素，从而会造成特征的重复和浪费，增加识别的复杂度嵋o。特征提取是一种有效的特征降维方法，在模式识别、图像处理和计算机视觉中得到了成功的运用。主成分分析法(PCA)旧。4o作为一种特征提取的经典方法被广泛地研究。PCA方法首

8、先要将图像矩阵转换成行向量，这导致了图像向量的维数相当高，增加了收稿日期：2012—07—20基金项目：教育部博士点基金项目(20096102110027)作者简介：曲仕茹(1963一)，女，陕西西安人，教授．(qushiru@nwpu，edu．cn)110公路交通科技第30