車輛整體特征提取方法及車輛型號識別方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種車輛整體特征提取方法及車輛型號識別方法。所述車輛整體特征提取方法，用于從目標車輛所在圖像中提取目標車輛整體特征；所述方法包括：在圖像中定位目標車輛的車牌，并且歸一化目標車輛車牌在坐標系中的位置，使其與模板車輛車牌在坐標系中的位置一致；對目標車輛及其所在坐標系進行幾何校正，歸一化目標車輛的姿態(tài)，使其與模板車輛的姿態(tài)一致；對目標車輛進行縮放處理，歸一化目標車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛的車牌尺寸一致；提取目標車輛預設區(qū)域的輪廓，以所述目標車輛預設區(qū)域輪廓的指定特征作為所述車輛整體特征。因此，本發(fā)明可以為車輛型號識別提供有力的技術支持。
【專利說明】車輛整體特征提取方法及車輛型號識別方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術領域】，尤其涉及一種車輛整體特征提取方法及車輛型號識別方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著計算機及互聯(lián)網技術的飛速發(fā)展，各種機動車數(shù)量的迅猛增長，各類信息包括與交通相關的信息呈現(xiàn)爆炸式增長的態(tài)勢。為了能夠更加安全、高效的管理這些信息，智能交通系統(tǒng)應運而生。智能交通系統(tǒng)可以在收費卡口，停車場，刑事追蹤等方面展現(xiàn)出強大的作用。
[0003]智能交通系統(tǒng)中采集的車輛信息包括車牌號碼、車輛顏色、車輛型號等，其中車輛型號識別在車輛道路監(jiān)控中有著舉足輕重的作用，是車輛信息中不可或缺的一部分。當車牌號碼無法識別或者無法區(qū)分時，車輛型號等其他車輛信息就成為區(qū)分車輛的依據(jù)。例如在違規(guī)套牌車輛識別中，必須通過非號牌信息來區(qū)分同號牌車輛，車輛型號信息就是首選
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[0004]在進行車輛型號識別時，通常需要提取車輛的整體特征，例如提取車輛的車頭特征或者提取車輛的車尾特征?，F(xiàn)有的電警和卡口對抓拍到的車輛圖片均具備車牌識別的功能，但是如何進行車 輛整體特征的提取，現(xiàn)有技術中并沒有公開很好的解決方案。

【發(fā)明內容】

[0005]針對【背景技術】中的部分或者全部問題，本發(fā)明提供一種車輛整體特征提取方法及車輛型號識別方法。
[0006]具體的，所述車輛整體特征提取方法，用于從目標車輛所在圖像中提取目標車輛整體特征；所述方法包括:
[0007]在所述圖像中定位目標車輛的車牌，并且歸一化所述目標車輛車牌在坐標系中的位置，使其與模板車輛車牌在坐標系中的位置一致；
[0008]對所述目標車輛及其所在坐標系進行幾何校正，歸一化所述目標車輛的姿態(tài)，使其與模板車輛的姿態(tài)一致；
[0009]對目標車輛進行縮放處理，歸一化所述目標車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛的車牌尺寸一致；
[0010]提取目標車輛預設區(qū)域的輪廓，以所述目標車輛預設區(qū)域輪廓的指定特征作為所述車輛整體特征。
[0011]所述車輛型號識別方法包括:
[0012]根據(jù)權利要求上述的車輛整體特征提取方法從目標車輛所在圖像中提取目標車輛整體特征；
[0013]將目標車輛的整體特征與模板車輛對應的整體特征進行比對，若相似度超過預設范圍，則認為目標車輛與模板車輛的型號相同。[0014]由以上技術方案可見，本發(fā)明所提供的車輛整體特征提取方法中，首先定位目標車輛的車牌，歸一化目標車輛車牌在坐標系中位置、目標車輛的姿態(tài)以及目標車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛車牌在坐標系中的位置、模板車輛的姿態(tài)以及車牌尺寸一致，從而使目標車輛和模板車輛具有位置不變性、姿態(tài)不變性以及尺度不變性，接著提取目標車輛預設區(qū)域的輪廓，以目標車輛預設區(qū)域輪廓的指定特征作為車輛整體特征，完成車輛整體特征的提取，從而為車輛型號識別提供技術支持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明一種實施方式中車輛整體特征提取方法的流程示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明一種實施方式中目標車輛車牌幾何校正過程示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明一種實施方式中目標車輛預設區(qū)域輪廓的曲率圖繪制過程示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]本實施例中首先提供了 一種車輛整體特征提取方法，應用在電警和卡口等應用中，用于從目標車輛所在圖像中提取目標車輛整體特征，進而可以與預設的模板車輛(即依據(jù)特定的規(guī)范取得的圖像)整體特征進行比較，進行車輛型號識別。然而由于拍攝的圖像中，目標車輛的坐標位置、尺寸大小以及姿態(tài)各異，這樣則會使得目標車輛與模板車輛不具備可比性。因此，首先需要歸一化目標車輛車牌在坐標系中位置、目標車輛的姿態(tài)以及目標車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛車牌在坐標系中的位置、模板車輛的姿態(tài)以及車牌尺寸一致。如圖1中所示，所述車輛整體特征提取方法主要包括以下步驟:
[0021]S1.在所述圖像中定位目標車輛的車牌，并且歸一化所述目標車輛車牌在坐標系中的位置，使其與模板車輛車牌在坐標系中的位置一致:
[0022]一般的電警或卡口應用實現(xiàn)中均具備車牌識別功能，車牌識別包括車牌定位、號碼識別等環(huán)節(jié)。在車牌定位環(huán)節(jié)中，可以定位出目標車輛的車牌位置以及車牌邊框。為了規(guī)范管理，通常模板車輛所在坐標系是以模板車輛車牌的中心位置為原點，以模板車輛的車牌橫向邊框方向為X軸，以模板車輛的車牌縱向邊框方向為I軸。因此，為了使目標車輛的車牌位置與模板車輛的車牌位置在坐標系的中的位置一致，本實施例中以目標車輛車牌的中心位置為原點，以目標車輛車牌的橫向邊框方向為X軸、縱向邊框方向為y軸，建立坐標系，歸一化目標車輛車牌在坐標系中的位置，從而使目標車輛與模板車輛位置一致。容易理解的是，當模板車輛在坐標系中其他位置時，可以通過其他相應的方式調整目標車輛所在坐標系，歸一化所述目標車輛車牌在坐標系中位置，在此不再贅述。[0023]S2.對所述目標車輛及其所在坐標系進行幾何校正，歸一化所述目標車輛的姿態(tài)，使其與模板車輛的姿態(tài)一致:
[0024]通常而言，模板車輛所在坐標系為直角坐標系，并且該直角坐標系的X軸與水平方向一致、y軸與豎直方向一致。如圖2中所示，幾何校正過程其實就是使目標車輛與模板車輛的姿態(tài)一致化過程，也就是使得目標車輛所在的坐標系與模板車輛所在的坐標系方向一致。此外，由于在電警或卡口應用中，攝像機一般是正對著機動車道進行取像，因此目標車輛的中軸線一般偏離坐標系y軸的角度很小。因此，為了簡化操作，本實施例中的幾何校正過程可以只考慮旋轉，而無需考慮重投影。
[0025]進一步的，本實施例中對目標車輛進行幾何校正的過程可以具體包括:
[0026]S21.首先基于二維離散傅里葉變換確定目標車輛所在的坐標系的χ軸相對于水平方向的傾斜角度。而目標車輛所在的坐標系的X軸相對于水平方向的傾斜角度也就是目標車輛車牌橫向邊框相對于水平方向的傾斜角度。而車牌橫向邊框平行于車輛的一些橫向邊緣，而且一般車輛的橫向邊緣比較多，比如進風口底部邊緣和頂部邊緣以及車輛底盤邊緣等等。因此，通過檢測車輛的一些橫向邊緣直線段，并對直線段進行二維離散傅里葉變換，找出橫向邊緣相對于水平方向的傾斜角度，就可以確定目標車輛所在的坐標系的X軸相對于水平方向的傾斜角度。
[0027]S22.按照目標車輛所在坐標系的χ軸相對于水平方向的傾斜角度，旋轉目標車輛以及其所在坐標系，使目標車輛所在坐標系的X軸與水平方向一致。
[0028]容易理解的是，當模板車輛所在坐標系坐標軸為其他方向時，可以通過其他相應的方式調整目標車輛所在坐標系的坐標軸方向，歸一化所述目標車輛的姿態(tài)，在此不再贅述。
[0029]S3.對目標車輛進行縮放處理，歸一化目標車輛與模板車輛的車牌尺寸:
[0030]通過旋轉使目標車輛的姿態(tài)歸一化后，目標車輛在不同場景下的成像大小不一，因此還需要使目標車輛與模板車輛的尺寸一致。雖然不同型號車輛的規(guī)格各不相同，但是車牌的尺寸是固定的，因此，可以通過縮放目標車輛，使得目標車輛與模板車輛的車牌尺寸大小一致，即說明目標車輛的尺寸已經歸一化。
[0031]進一步的，在進行縮放處理時，縮放因子可以按照下式計算:
[0032]
【權利要求】
1.一種車輛整體特征提取方法，用于從目標車輛所在圖像中提取目標車輛整體特征；其特征在于，所述方法包括: 在所述圖像中定位目標車輛的車牌，并且歸一化所述目標車輛車牌在坐標系中的位置，使其與模板車輛車牌在坐標系中的位置一致； 對所述目標車輛及其所在坐標系進行幾何校正，歸一化所述目標車輛的姿態(tài)，使其與模板車輛的姿態(tài)一致； 對目標車輛進行縮放處理，歸一化所述目標車輛的車牌尺寸，使其與模板車輛的車牌尺寸一致； 提取目標車輛預設區(qū)域的輪廓，以所述目標車輛預設區(qū)域輪廓的指定特征作為所述車輛整體特征。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，模板車輛所在坐標系以所述模板車輛車牌中心位置為原點，模板車輛車牌橫向邊框方向為χ軸、縱向邊框方向為y軸；所述歸一化目標車輛在坐標系中位置包括: 以所述目標車輛車牌的中心位置為原點，以所述目標車輛車牌的橫向邊框方向為χ軸、縱向邊框方向為I軸，建立坐標系。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，模板車輛所在坐標系χ軸與水平方向一致、y軸與豎直方向一致；所述對目標車輛進行幾何校正包括: 基于二維離散傅里葉變換，通過目標車輛車牌橫向邊框相對于水平方向的傾斜角度確定所述目標車輛所在坐標系的χ軸相對于水平方向的傾斜角度； 按照目標車輛所在坐標系的χ軸相對于水平方向的傾斜角度，旋轉目標車輛以及其所在坐標系，使所述目標車輛所在坐標系的χ軸與水平方向一致。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述對目標車輛進行縮放處理包括: 對所述目標車輛按照縮放因子α進行縮放；其中: 所述縮放因子 a=a1=a2/2,a1=w/w1,a2=H/H1，所述W'和H'分別為所述目標車輛車牌的長和寬，W和H分別為模板車輛車牌的長和寬。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述預設區(qū)域的輪廓包括: 左右車燈、進風口以及底盤邊緣中的一種或多種。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述指定特征包括目標車輛預設區(qū)域輪廓的質心位置(-x,-y)；其中:-x=1/nn∑i-1xi,-y=1/Nn∑i-1yi為預設區(qū)域輪廓點的數(shù)目，(Xi，yi)為預設區(qū)域輪廓上每
個點的坐標值。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述指定特征還包括目標車輛預設區(qū)域輪廓的曲率圖； 所述曲率圖所在坐標系的原點為所述質心位置、χ軸與水平方向一致、y軸與豎直方向一致，并且，所述曲率圖沿預定起點以及方向繪制。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定特征還包括目標車輛預設區(qū)域的HOG特征；所述預設區(qū)域為進風口。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述預設區(qū)域為對稱形狀，所述提取目標車輛預設區(qū)域的輪廓之后還包括: 根據(jù)目標車輛預設區(qū)域的輪廓的曲率圖以及質心對所述預設區(qū)域進行對稱性校驗。
10.一種車輛型號識別方法，其特征在于，包括: 根據(jù)權利要求1-9任意一項所述的車輛整體特征提取方法從目標車輛所在圖像中提取目標車輛整體特征； 將目標車輛的整體特征與模板車輛對應的整體特征進行比對，若相似度超過預設范圍，則認為目標車輛與模板車 輛的型號相同。
【文檔編號】G06K9/00GK103870832SQ201410109999
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權日:2014年3月21日
【發(fā)明者】吳參毅 申請人:浙江宇視科技有限公司