交通路口闯红灯的视频检测算法

中 图分类 号 ：Ｔ ３ １ Ｐ０． ６
文 献标 识码 ：Ａ
文章 鳊 号 ：１０－ ５９（ ００ ４ ０５ － ２ ０７ ９９ ２１ ）１— ０２ ０
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计算 机光 盘软 件 与应用
工 程 技 术
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２１ ０ ０年第 ｌ 期 ４
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交通路 口闯红灯的视频检测算法
徐 东华 ，何 立居 ，刘利频 （ ． 州航海高等专科 学校 ，广 州 ５ ０２ ；２海 军兵种指挥学 院，广州 ５０ ３ １ 广 １７ ５ ． １４ ０）
Ａ ｓｒ ｃ：ｈ ｐ ｅ ｅ ｐ ｎ ｏ ｒａ ａ ｓ ｏｔ ｅ ｉ ｅｏ ｎ ｒ ｉ ｉ ｒ ｉｇｓ ａ ｌｒ ａｎ ｇ ｔ ｊｎ ｔ ｎｉ ｅｓｎｉ ｒ ｂ ｔ ｔ ｅ ａ ｉ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｔ ｆ ｂ ｎｔ ｎ ｐ ｒ ｖｈｃ ｗ ｅ ｈｐ ｓ ｉ ｎ ｒ ｙＩ ｆ ｃｌ ｈｓ ｕ ｃ ｏ ｓ ｔ ｌ ｏ ａ Ｔ ｒ ｄ ｏ ｕ ｒ ． ｌ ｓ ｓ ｈ ｐ ． Ｙ ｉ ｉ ｓ ｅ ａｆ
摘 要 ：城 市交通 发展 迅速 ，车辆拥 有量 急剧 上升 。交通路 口的信 号灯 对 于 交通 疏 导 至关重要 ，视频 检测 闯红 灯 并 实 现 拍照 处理 ，有 助 于减 少交通 管理 成本 ，提 高管理 效率 。本 文根 据城 市路 口的视 频特 征 ，提 出一 个基 于颜 色特 征周 期性 变 化 的红 灯检 测算 法 。使 用本算 法 ，并利 用 自动 背景计 算技 术 ， 可以 自动检 测红 灯和 闯红灯 车辆 的抓 拍 。 关键 词 ：信号 灯检测 ；颜 色特 征 ； 自动背 景计 算 ；违章抓 拍
一
、
前言
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城 市交通 因为车辆 数据 的急剧增 长而 愈来 愈拥 塞 。 绿灯对 于 红 交通路 口的疏 导起着极 为重要 的作用 。 部分 驾驶人 员存在侥 幸心 理 而闯红 灯的行为 ，对交通 安全 构成威胁 。视频 交通 管理 因其 直观 可 信等特 点，成 为交通管 理的一 个重要 手段 。视频检测 红绿灯 信号 ， 实现 闯红灯抓拍 ，具有 安装方 便的特 点，能够 独立 于路 口的交通信 号系统 ，可 以实现 固定或 者移动 的 闯红灯抓拍 功能 。 视 频检 测交 通灯 信 号 ，可 以替代 红 绿灯 信号 输 出系统 ，并记 录 车辆 冲 闯红灯 直观 过程 。 这种 记录 为交 通 管理提 供 了便 利 ，也 为交 通 执法提 供 了可 靠 、有 力的 法律证 据 。此 外 ，交通 灯 的 自动 定位 与 检测 有着 检验 视频 图像 稳 定性 的作 用 ，实现 视 频检 测系 统 的 自我 故障检 测和 摄像 机 自动 定位 。 二 、信号 灯特 征选 择分 析 交通 灯 一般地 来 说在 场景 中 面积较 小 ，但 是亮 度较 高 。颜 色 总是 红黄 绿三 色 。作为 彩色 视频 图像 ，一 般地 可 以直接 得 Ｒ 、 、Ｇ Ｂ三 基色 的量 值 。这三 种基 色 与灯 的颜 色 刚好一 致 ，所 以不 需要 在进 行颜 色 的空间 的变 换 ，直 接 使用 ＲＢ信 号进行 分 析处 理 。 Ｇ ’ 交通灯 存在 着 三方 面 的特征 ： 一 ） 色单 一 ，即一 般只 有红 （ 颜 黄绿三 色 ；（ ） 二 颜色 在短 期 内不变 ： 般地 至 少在 ｌ 秒 内不变 ； 一 Ｏ （ ）颜 色周 期性 地按 次序 改变 ： 改变 的周 期一 般是 固定 的， 出 三 现的颜 色改 变基 本 固定 ；（ ）交 通灯 的面 积较 小 。 四 三 、信 号灯检 测 算法 本 文提 出 的交通 灯 定位 算法 利用 状 态机 原理 ，根 据颜 色 的转 换 确定 状态 的变 化 ，并记 录 状态 变化 的 时间 ，颜 色变 化具 有严 格 时间规 律性 的点将 是交 通灯 的位置 。 下 面以 红灯 自动定 位 为例 具体 要求 说 明 自动 算法 。 点 的状态 设置 为 ５ ： Ｏ 种 ｓ 一初 始状 态 ； ｌ 第 一次 红色 状态 ； ｓ一 ｓ一 从 红色交 为 非红色 ；ｓ 一 从非 红色 变 为红 色 ；ｓ一 非交 通 灯 ２ ３ ４ 点状 态 。图 ｌ 图 像 中状 态转 换 图 ，交 通 灯像 素点 的状 态转 换 应 为 该沿着 粗 线条 进行 ， 后在 状态 ｓ 最 ２与 ｓ 之 问循 环 。 ａ ， ｂ ， ， ３ （）（） …