1.3 国内外研究现状
2 可见光道路检测
2.1 消失点检测
由于摄像机的透视投影变化,道路边缘在图像中相较于一点,我们称之为道路的消失点。消失点被广泛应用于计算机视觉应用的各个方面,比如3D影响等。总的来说,人造的环境中一般有2到3个消失点,这与不同建筑结构在水平和垂直方向的不同平行线的相关,比如说墙。但是在乡村道路中,消失点往往是在前视相机的光学中心方向上,由近似直线道路边缘的末端决定的。消失点在检测道路方向中有着十分重要的作用,因为所有平行的道路边缘线,道路边缘,甚至由前车留下的车辙和轮胎痕迹都趋向于一个消失点(如图1a所示)。在弯道中,消失点则交汇于道路边缘的切线上(如图1b所示)。
(a) (b)
图1(a)为平行道路边界相交于十字处(消失点),(b)为弯道中道路边界相交于十字处
道路消失点的检测可以确定道路的主方向,还可以利用消失点划分出感兴趣区域,从而可以缩小之后要处理的图像的范围,提高处理速度。
车辙和轮胎的痕迹表现在图像的纹理方向上。因此本文中,提出一种检测图像中每个点的纹理方向的方法,基于纹理的方法是用了一组Gabor滤波器,根据每个像素点的最大的滤波器反映作为其主要的纹理方向。然后让每个点的主要纹理方向投票选出道路的消失点,获得最大票数的点即为道路的消失点。
2.1.1 Gabor变换
Gabor变换属于加窗傅立叶变换,Gabor函数可以在频域不同尺度、不同方向上提取相关的特征。另外Gabor函数与人眼的生物作用相仿,所以经常用作纹理识别上,并取得了较好的效果。
二维滤波函数可以表示为:源:自~751·论`文'网·www.751com.cn/
(2.1)
其中 , ,常数 , 为方向,径向频率 ,空间频率 。
Gabor函数实际上是复数形式的函数,在实际的滤波过程中需要对其进行分解,得到下列公式:
Gabor滤波器与原图像进行卷积时,需要分别用实部和虚部与原图像进行卷积,其中实部对图像进行滤波得到的是图像平滑的效果,虚部则是一个有效的边缘检测算子。[4]
为了估计每个像素点的纹理主导方向,将输入的灰度图像 和一组Gabor滤波器用事先定义好的方向来进行卷积