[发明专利]一种道路边缘检测方法

权利要求书

1.一种道路边缘检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采集道路视频图像，对图像进行预处理；

S2：采用Gabor滤波器来提取纹理方向；

S3：通过投票的方式确定初始消失点位置；

S4：对道路边缘进行初始定位；

S5：消失点迭代重估，以迭代方式，不断地更新消失点及道路边缘，直到前后两次更新的消失点距离小于阈值，得到正确的道路边缘。

2.根据权利要求1所述的道路边缘检测方法，其特征在于，采用Gabor滤波器来提取纹理方向的具体方法如下：

1）2维Gabor小波表达式：

；

其中，，w是径向频率，φ是小波方向；x,y为Gabor小波中心坐标，k是个常数，它的值由带宽确定，参数选取：

，bw为带宽，λ是波长，；

2）设I(x,y)是图像I在(x,y)处的灰度值，滤波器的输出值是图像I与上述2维Gabor小波表达式卷积得到的，计算公式为：

；

其中，w，φ分别为Gabor滤波器的尺度和方向；

3）采用FFT来计算卷积，把时间复杂度降到,根据卷积理论，步骤2）中公式等效于：

；

推出：

；

其中，代表Fourier变换；

4）用的幅值来描述滤波器的输出大小，数学表达式为：

；

5）设为尺度w的个数，为方向φ的个数，对于任意像素，都有个输出值与之对应，将尺度维w平均，可得到个方向值，也就是：

；

其中，A表示求平均值，在中，最大值对应的φ，即为像素的纹理方向；

；

6）采用置信度描述响度的可靠性程度，置信度表达式为：

；

为最大方向值，M(z)为与图像大小相同的矩阵，其元素值为像素z的最大输出值。

3.根据权利要求1所述的道路边缘检测方法，其特征在于，通过投票的方式确定初始消失点位置的具体步骤如下：

1）设p(x,y)为图像的像素点，α(p)为对应的纹理方向，过p(x,y)建立方向为α的射线：；

2）将图像宽、高均分成N等份，N=100，建立一个与图像块一一对应的2维数组，数组元素的初始值设为0；

3）记录射线经过的所有图像块的位置，将其对应的数组元素值加1；

4）所有像素投票之后，统计2维数组各元素的值，将最大值对应的图像块中心作为消失点的位置。

4.根据权利要求1所述的道路边缘检测方法，其特征在于，对道路边缘进行初始定位的具体步骤如下：

1）以消失点为起点，向下依次每隔作为一条射线，取，射线角度范围在10°-170°内；

2）将射线的邻域作为感兴趣区域；

3）统计该区域内，纹理方向α与射线方向之差在5°内的像素比例，即为方向一致率，并将最大值对应的射线作为道路边缘。

5.根据权利要求1所述的道路边缘检测方法，其特征在于，消失点迭代重估的具体方法如下：

1）假设为第i次检测到的边缘，为其消失点，在上，以为中心，去长度为100的直线段，依次每隔若干个像素采样，并计算对应的MS值；

2）比较所有MS的值，将最大值对应的采样点作为最新消失点，即为；将它对应的射线作为另一条边缘，即为；

3）将作为参考边缘，重复上述步骤，得到消失点及另一条边缘，至此，完成一次迭代过程；

4）重复迭代，直到则停止迭代。

6.根据权利要求2所述的道路边缘检测方法，其特征在于，取值bw1=,λ=4。

7.根据权利要求2所述的道路边缘检测方法，其特征在于，置信度设为0。