基于车载红外图像的行人检测方法研究

发布时间：2020-07-11 02:13

【摘要】：随着汽车工业的高速发展,交通安全问题日益严峻,尤其夜间交通安全问题已成为社会关注的热点之一。通过车载红外摄像机,能够有效获取夜间道路画面,从而扩展驾驶员的视野范围,减少交通事故的发生。因此,研究基于红外图像的行人检测方法对提高交通安全具有重要的理论意义和应用价值。论文的主要研究工作包括以下几项:1研究红外图像的采集及预处理。在分析红外图像特点的基础上进行红外图像的采集和滤波,并通过中值滤波获得最好的滤波效果,保证了红外图像的质量。2研究红外图像行人检测的传统处理方法。研究基于特征提取与机器学习的红外图像行人检测算法,将方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)相结合进行行人检测。实验结果表明,该方法行人识别的准确率可达76.5%,但检测速率较低。3研究基于深度卷积神经网络的行人检测算法。针对传统红外行人检测方法在复杂背景下的行人检测准确率和实时性不高的问题,提出一种基于改进YOLO的远红外图像行人检测方法:以本文采集的高质量夜间远红外图像为样本,对网络进行训练,调整网络训练策略、优化候选框的筛选规则、更改网络输入分辨率以提高训练效果,得到检测效果最佳的行人预测模型;同时提出车速与视频图像分辨率的关联模型,发挥车载红外图像行人检测系统的最佳性能,进一步提高驾驶的安全性。在基于自制数据集上的对比实验表明,该方法与传统方法相比,平均准确率从76.5%提高到91.2%,每秒传输帧数从0.1493fps提高到25.4fps,满足车载情况下的准确性和实时性需求。4研究基于双目红外传感器的图像拼接技术。针对夜间驾驶视野范围要求较高的问题,研究基于双目红外图像的拼接技术,并利用尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)和随机抽样一致性算法(Random Sample Consensus,RANSAC)实现基于双目红外传感器的图像拼接。通过实验,表明了算法的可行性并实现了夜间驾驶视野范围的扩大,进一步提高了夜间驾驶及行人的安全性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;U463.6
【图文】：

红外传感器,机芯组件,面探测器

故本系统懫用的红外传感器由非制冷红外探测器组成，型号为烟台艾睿光电科逡逑技有限公司自主研发的ＸＣｏｒｅ邋ＬＡ系列非制冷红外机芯组件，以氧化钒非制冷红外焦平逡逑面探测器为核心器件，响应波段为８？１４ｐｍ，如图２－１所示。逡逑图２－１邋ＸＣｏｒｅ邋ＬＡ红外传感器逡逑７逡逑

分割方法,行人,感兴趣区域,帧间差

对其进行标记，然后通过模式识别的方式进行区域识别，最终实现行人检测。逡逑感兴趣区域（Ｒｅｇｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｉｎｔｅｒｅｓｔ，邋ＲＯＩ）为可能出现行人的区域，对它的标记是一种逡逑对行人的粗略定位。如图３－ｌ（ａ）所示，由于行人为热源，在红外图像中行人位于像素较逡逑亮的区域，与背景的差异明显，因此基于ＲＯＩ区域的检测方法尤其适用于基于远红外图逡逑像的行人检测。在保证漏检率的情况下，这种方法可以快速地定位出行人目标，但是一逡逑旦确定了感兴趣区域，如果存在漏检，则后续的行人检测步骤不再可能识别出漏检的行逡逑人，因此，此方法对ＲＯＩ区域定位准确率的要求较氋。逡逑（ａ）原始红外图像逦（ｂ）阈值分割结果逡逑（ｃ）邋ＲＯＩ定位结果逡逑图３－１阈值分割结果逡逑感兴趣区域的分割方法大致可分为基于阈值的分割方法和基于特征点的感兴趣区逡逑域分割方法，另外还有利用帧间差来确定行人区域的方法。逡逑基于阈值的ＲＯＩ区域分割方法在红外行人检测方面的应用广泛，然而这种基于阈值逡逑１５逡逑

行人,红外,检测方法,模板

都吸收了大量的热量，它们的红外热辐射量明显氋于行人，因此，此时的红外图像的特逡逑点就跟通常情况下不同，即行人区域的像素灰度值低于环境，位于在红外图像中较暗的逡逑区域。如图３－２这种情况下，阈值分割不能将行人区域正确地分割出来。由此可见，在逡逑现有的ＲＯＩ阈值分割方法中，并没有一种方式能够完全适用于不同环境下的红外目标检逡逑测中的感兴趣区域分割。逡逑基于ＲＯＩ区域分割的红外行人分类方法与传统的基于滑动窗口检测再分类的方法逡逑相比，减少了大量的计算，可以提高算法的实时性。但是，此类行人检测方法对ＲＯＩ逡逑区域的定位准确性要求高，一旦漏检对后续行人结果的准确性影响较大，所以与滑动窗逡逑口法相比，基于感兴趣区域分割的行人检测方法在准确性方面还有所不足。逡逑（ａ）原始红外图像逦（ｂ）阈值分割结果逡逑⑷ＲＯＩ定位结果逡逑图３－２炎热夏季夜晚的红外图像逡逑３．１．２基于模板匹配的红外行人检测方法逡逑基于模板匹配的红外行人检测方法是指通过建立红外行人模板，把待检测的图像与逡逑模板进行匹配，达到行人检测的目的。庄家俊［２７］等人提出了一种基于概率模板的红外行逡逑人检测方法，针对行人可能的三个方位（向左、向右、正中）分别设计了三个对应的概逡逑率模板

【参考文献】