基于形状匹配和分析的交通标志自动识别算法研究

摘要

进入二十一世纪机以来，世界各国经济高速发展，而交通运输也随着汽车数量的快速增加不堪重负，交通拥堵，交通事故已经成为困扰城市发展的重大问题。智能交通系统越来越受到政府、学者的高度重视，被科学家誉为解决交通问题的最佳途径，其中交通标志识别又是智能交通系统的关键技术，吸引了众多科学家在此领域中的投入。本文总结前人的科研经验，以自然场景的交通标志图像为研究对象，研究了交通标志从复杂自然场景中的快速定位以及交通标志识别。主要介绍了以下几个方面的工作：
　　首先，本文针对从自然场景中交通标志的采集图像，考虑到图像光照的变化，拍摄角度不同，距离不同等问题，采用了颜色模型的转换，灰度归一化，图像尺寸归一化等图像预处理。
　　其次，提出了基于直线包络交通标志快速定位的方法。利用颜色信息以及统计直线信息，获取目标候选区域，然后利用形态学运算和种子填充方法获取标记的独立连通区域，再利用交通标志的纵横比、内部孔洞信息将交通标志从目标候选区域中准确定位出来。
　　最后，利用形状上下文思想匹配算法识别交通标志。根据内轮廓特征点的协方差矩阵特征根乘积来估计曲率，求取曲率的极值点，运用形状上下文思想描述特征点的距离和角度信息，然后用余弦相似度度量和八皇后优化匹配策略来识别目标交通标志，并通过本文采集的交通标志数据库来验证算法性能。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2交通标志识别的国内外研究现状

1.3交通标志识别的技术关键与难点

1.4本文的结构安排

第2章 交通标志以及识别的技术理论

2.1交通标志的概述

2.2交通标志具体特征分析

2.3图像处理的基础算法介绍

2.4图像尺寸归一化

2.5本章小结

第3章 基于直线包络快速定位交通标志方法

3.1交通标志定位的总体思路

3.2颜色阈值的分割提取

3.3连通区域的标记

3.4实验结果与分析

3.5算法性能测试

3.6本章小结

第4章 交通标志匹配识别算法

4.1基于不变矩和神经网络的交通标志识别算法

4.2模板匹配算法

4.3相似度匹配算法

4.4算法的验证和对比

4.5本章小结

第5章 交通标志识别算法的实现

5.1交通标志图像数据库

5.2图像直线包络分割的具体实现

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢