DE102017218430A1 - Method for identifying parameterizable geometric curves - Google Patents

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DE102017218430A1
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    • G06V10/753Transform-based matching, e.g. Hough transform

Abstract

Verfahren zur Erkennung von parametrisierbaren geometrischen Kurven mit wenigstens einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter mit den folgenden Schritten: Bereitstellen wenigstens eines Kantenbildes mit Pixeln (M1); Festlegen einer Menge von in dem Kantenbild zu erkennenden Kurven mit wenigstens einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter (M2); Durchführen einer Houghtransformation für mehrere Pixel des Kantenbildes in einen Houghraum (M3); Erkennen eines Kurvenkandidaten, wenn ein Wert an einem Punkt in dem Houghraum größer ist als ein festgelegter erster Schwellwert (M4.1) und/oder Erkennen eines Kurvenkandidaten, wenn ein Wert an einem Punkt in dem Houghraum größer ist als ein zweiter festgelegter Schwellwert und eine Summe von Werten in einer festgelegten Nachbarschaft des Punktes größer ist als ein dritter Schwellwert, wobei der zweite Schwellwert kleiner ist als der erste Schwellwert und der dritte Schwellwert wenigstens gleichgroß wie der erste Schwellwert ist (M4.2); Gruppieren von Kurvenkandidaten zu einer Gruppe, wenn die Kurvenkandidaten wenigstens einen Parameter aufweisen, der nicht mehr als einen vorbestimmten Toleranzwert von dem Parameter eines weiteren Kurvenkandidaten abweicht (M5); Schätzen einer Kurve mittels der gruppierten Kurvenkandidaten (M9).A method of recognizing parametrisable geometric curves having at least a first parameter and a second parameter, comprising the steps of: providing at least one edge image with pixels (M1); Setting a set of curves to be recognized in the edge image with at least a first parameter and a second parameter (M2); Performing a Hough transformation for several pixels of the edge image into a Hough space (M3); Detecting a curve candidate if a value at a point in the Hough space is greater than a predetermined first threshold (M4.1) and / or recognizing a curve candidate if a value at a point in the Hough space is greater than a second predetermined threshold and Sum of values in a specified neighborhood of the point is greater than a third threshold, the second threshold being less than the first threshold and the third threshold being at least equal to the first threshold (M4.2); Grouping curve candidates into a group if the curve candidates have at least one parameter that deviates no more than a predetermined tolerance value from the parameter of another curve candidate (M5); Estimate a curve using the grouped curve candidates (M9).

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von parametrisierbaren geometrischen Kurven sowie ein Fahrerassistenzsystem.The present invention relates to a method for the detection of parametrisierbaren geometric curves and a driver assistance system.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Die US 6807286 B1 zeigt ein Verfahren zur Erkennung von Objekten in Bilddaten von Überwachungskameras.The US Pat. No. 6,807,286 B1 shows a method for detecting objects in image data from surveillance cameras.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein echtzeitfähiges Verfahren zur Erkennung von parametrisierbaren geometrischen Kurven zu schaffen.Against this background, the invention has the object to provide a real-time capable method for the detection of parametrisierbaren geometric curves.

„Echtzeit“ bedeutet, dass das Verfahren simultan zur Realität abläuft."Real time" means that the process is simultaneous with reality.

Parametrisierbare Kurven sind Kurven oder Flächen, die sich als Funktion einer oder mehrerer Parameter beschreiben lassen.Parameterizable curves are curves or surfaces that can be described as a function of one or more parameters.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a driver assistance system having the features of patent claim 17.

Demgemäß ist vorgesehen:

  • - ein Verfahren zur Erkennung von parametrisierbaren geometrischen Kurven mit wenigstens einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter mit den folgenden Schritten:
    • Bereitstellen wenigstens eines Kantenbildes mit Pixeln;
    • Festlegen einer Menge von in dem Kantenbild zu erkennenden Kurven mit wenigstens einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter;
    • Durchführen einer Houghtransformation für mehrere Pixel des Kantenbildes in einen Houghraum;
    • Erkennen eines Kurvenkandidaten, wenn ein Wert an einem Punkt in dem Houghraum größer ist als ein festgelegter erster Schwellwert und/oder Erkennen eines Kurvenkandidaten, wenn ein Wert an einem Punkt in dem Houghraum größer ist als ein zweiter festgelegter Schwellwert und eine Summe von Werten in einer festgelegten Nachbarschaft des Punktes größer ist als ein dritter Schwellwert, wobei der zweite Schwellwert kleiner ist als der erste Schwellwert und der dritte Schwellwert wenigstens gleichgroß wie der erste Schwellwert ist;
    • Gruppieren von Kurvenkandidaten zu einer Gruppe, wenn die Kurvenkandidaten wenigstens einen Parameter aufweisen, der nicht mehr als einen vorbestimmten Toleranzwert von dem Parameter eines weiteren Kurvenkandidaten abweicht;
    • Schätzen einer Kurve mittels der gruppierten Kurvenkandidaten; sowie
  • - ein Fahrerassistenzsystem mit einem Bildsensor, einer Datenspeichereinheit, einer Recheneinheit sowie einer Kommunikationseinheit, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, Verkehrsschilder zu erkennen, indem Bilddaten des Bildsensors von der Recheneinheit zu einem Kantenbild verarbeitet werden und Konturen von Verkehrsschildern in dem Kantenbild mittels einer modifizierten Houghtransformation des Kantenbildes erkannt werden, wobei die Kommunikationseinheit eingerichtet ist, eine Meldung über ein Verkehrsschild auszugeben, nachdem ein Verkehrsschild erkannt wurde.
Accordingly, it is provided:
  • a method for recognizing parameterizable geometric curves having at least a first parameter and a second parameter, comprising the following steps:
    • Providing at least one edge image with pixels;
    • Defining a set of curves to be recognized in the edge image with at least a first parameter and a second parameter;
    • Performing a Hough transformation for several pixels of the edge image into a Hough space;
    • Detecting a curve candidate if a value at a point in the Hough space is greater than a predetermined first threshold and / or detecting a curve candidate if a value at a point in the Hough space is greater than a second predetermined threshold and a sum of values in one predetermined neighborhood of the point is greater than a third threshold, wherein the second threshold is less than the first threshold and the third threshold is at least equal to the first threshold;
    • Grouping curve candidates into a group if the curve candidates have at least one parameter that deviates no more than a predetermined tolerance value from the parameter of another curve candidate;
    • Estimating a curve using the grouped curve candidates; such as
  • a driver assistance system having an image sensor, a data storage unit, a computing unit and a communication unit, wherein the driver assistance system is configured to detect traffic signs by processing image data of the image sensor from the arithmetic unit into an edge image and contours of traffic signs in the edge image by means of a modified Hough transformation of the Edge image are detected, wherein the communication unit is adapted to issue a message on a traffic sign after a traffic sign has been detected.

Ein Kantenbild wird aus einem digitalen Bild durch sogenannte Kantendetektion berechnet, indem benachbarte Bildelemente (Pixel) auf Änderungen ihrer Farbwerte oder Grauwerte analysiert werden.An edge image is calculated from a digital image by so-called edge detection by analyzing adjacent pixels (pixels) for changes in their color values or gray values.

Die Houghtransformation ist ein Verfahren zur Erkennung von parametrisierbaren geometrischen Figuren in einem Kantenbild. Zur Erkennung von geometrischen Objekten wird ein Houghraum geschaffen, in dem für jeden Punkt in dem Kantenbild, der auf einer Kante liegt, mögliche Parameter der zu erkennenden Kurve im Houghraum eingetragen werden. Jeder Punkt im Houghraum entspricht somit einem geometrischen Objekt im Kantenbild. Bei einer Geraden können dies z. B. die Steigung oder der y-Achsen-Abschnitt sein, bei einem Kreis der Mittelpunkt und der Radius. Ergibt sich in dem Houghraum eine Häufung an einem Punkt, lässt sich eine entsprechende Kurve in dem Kantenbild erkennen.The Hough transformation is a method of recognizing parametrisable geometric figures in an edge image. In order to detect geometric objects, a Hough space is created in which possible parameters of the curve to be recognized are entered in the Hough space for each point in the edge image which lies on one edge. Each point in the Hough space thus corresponds to a geometric object in the edge image. In a straight line z. As the slope or the y-axis section, in a circle the center and the radius. If there is an accumulation at one point in the Hough space, a corresponding curve can be recognized in the edge image.

Unter einer Nachbarschaft eines Punktes wird in dieser Anmeldung eine Umgebung des Punktes verstanden, in der Punkte enthalten sind, dessen Abstand zum Punkt kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.A neighborhood of a point in this application means an environment of the point containing points whose distance to the point is less than a predetermined value.

Unter einem Kurvenkandidat wird eine Kurve verstanden, die während des Verfahrens als mögliche parametrisierte Darstellung eines geometrischen Objekts in dem Kantenbild ermittelt wird. Typischerweise werden mittels des Verfahrens mehrere Kurvenkandidaten für die Darstellung eines geometrischen Objekts in dem Kantenbild ermittelt und eine Kurve aus den Kurvenkandidaten ausgewählt.A curve candidate is a curve that is determined during the process as a possible parameterized representation of a geometric object in the edge image. Typically, the method determines a plurality of curve candidates for representing a geometric object in the edge image and selects a curve from the curve candidates.

Unter Farbwertdifferenz wird der Abstand zweier Farbwerte verstanden. Farbwerte lassen sich als höchstens dreidimensionale Vektoren ausdrücken. In einem Kantenbild ist der Farbwert häufig als Grauwert ausgebildet.Color value difference is the distance between two color values. Color values can be express as at most three-dimensional vectors. In an edge image, the color value is often designed as a gray value.

Somit erkennt das erfindungsgemäße Verfahren ein parametrisierbares geometrisches Objekt in einer Kameraaufnahme ausgehend von einem Kantenbild der Kameraaufnahme. Dabei wird festgelegt, welche Kurven in dem Kantenbild zu erkennen sind.Thus, the method according to the invention recognizes a parameterisable geometric object in a camera recording starting from an edge image of the camera recording. It determines which curves are visible in the edge image.

Die festgelegte Menge der zu erkennenden Kurven kann beispielsweise alle Kreise oder Geraden in dem Kantenbild umfassen. Ausgehend von der festgelegten Menge von zu erkennenden Kurven wird eine Houghtransformation auf das Kantenbild angewendet. Die Houghtransformation kann für verschiedene festgelegte Mengen variieren. So unterscheiden sich beispielsweise Houghtransformationen für Geraden, Kreise und Ellipsen. Das Ergebnis der Houghtransformation bzw. der Houghraum wird häufig auch als Akkumulator bezeichnet und ist eine Matrix, dessen Dimension der der Parameterkombination entspricht. Beispielsweise ist der Houghraum für einen zu erkennenden Kreis mit variablem Mittelpunkt und variablen Radius eine dreidimensionale Matrix. Für einen zu erkennenden Kreis mit festem Radius ist der Houghraum eine zweidimensionale Matrix.The set amount of the curves to be recognized may include, for example, all circles or lines in the edge image. Based on the set amount of curves to be recognized, a Hough transform is applied to the edge image. The Hough transformation can vary for different set amounts. For example, Hough transformations are different for lines, circles, and ellipses. The result of the Hough transformation or the Hough space is often referred to as an accumulator and is a matrix whose dimension corresponds to that of the parameter combination. For example, for a circle of variable center and variable radius to be detected, the Hough space is a three-dimensional matrix. For a circle of fixed radius to be recognized, the Hough space is a two-dimensional matrix.

Der Ergebnishoughraum ist eine Matrix, in der alle Parameterkombinationen, die zu einem Kantenpixel führen können, eingetragen sind. Wenn die Pixel in dem Kantenbild eine Kurve mit einer bestimmten Parameterkombination repräsentieren, ist in der Matrix ein erhöhter Wert an der entsprechenden Stelle eingetragen, da dort viele Pixel der Kurve für die Parameterkombination votieren.The result rough space is a matrix in which all parameter combinations that can lead to an edge pixel are entered. If the pixels in the edge image represent a curve with a certain combination of parameters, an increased value is entered in the corresponding location in the matrix, since there many pixels of the curve for the parameter combination vote.

Dementsprechend wird die Kurve mit dieser Parameterkombination erkannt, wenn der entsprechende Wert in der Matrix einen festgelegten Schwellwert übersteigt.Accordingly, the curve is recognized with this combination of parameters if the corresponding value in the matrix exceeds a specified threshold.

Allerdings können beispielsweise Bildrauschen oder auch Defekte in der Kameraaufnahme dazu führen, dass Punkte für eine bestimmte Parameterkombination auf mehrere ähnliche Parameterkombinationen verteilt werden. Deshalb betrachtet das erfindungsgemäße Verfahren auch die Summe der Matrixeinträge in einer vorbestimmten Nachbarschaft einer Parameterkombination.However, for example, image noise or defects in the camera image can lead to points for a certain combination of parameters being distributed over several similar parameter combinations. Therefore, the inventive method also considers the sum of the matrix entries in a predetermined neighborhood of a parameter combination.

Häufig werden für ein zu erkennendes Objekt einer Kameraaufnahme mehrere Kurvenkandidaten erkannt. Dies kann beispielsweise daraus resultieren, dass ein Objekt mehrere Konturlinien aufweist, die in der Kameraaufnahme nah beieinander liegen. Um mehreren Kurvenkandidaten ein Objekt in einer Kameraaufnahme zuzuordnen, werden Kurvenkandidaten mit ähnlichen Parameterkombinationen in einer Gruppe gruppiert. Für das Gruppieren kann auf Clusteralgorithmen zurückgegriffen werden.Frequently, several curve candidates are detected for an object of a camera recording to be recognized. This can result, for example, from the fact that an object has several contour lines that are close together in the camera image. In order to assign an object in a camera recording to several curve candidates, curve candidates with similar parameter combinations are grouped in a group. For grouping, cluster algorithms can be used.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sämtliche Kurvenkandidaten mit einem Parameter, der von einem Parameter eines anderen Kurvenkandidaten nicht mehr als ein festgelegter Wert abweicht, zu einer Gruppe gruppiert werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine neue Gruppe geschaffen wird, wenn ein Parameter eines Kurvenkandidaten um mehr als einen festen Wert von dem Durchschnitt des Parameters der bestehenden Gruppe abweicht.For example, it can be provided that all curve candidates with a parameter that deviates from a parameter of another curve candidate no more than a specified value are grouped into a group. Alternatively it can be provided that a new group is created if a parameter of a curve candidate deviates by more than a fixed value from the average of the parameter of the existing group.

Ausgehend von der Gruppe der Kurvenkandidaten wird eine Parameterkombination einer das Objekt in der Kameraaufnahme darstellenden Kurve geschätzt. Für die Schätzung kann auf verschiedene Schätzungsmethoden, z.B. Mitteln oder gewichtetes Mitteln der Parameter, zurückgegriffen werden. Alternativ kann die Gruppe der Kurvenkandidaten weiter selektiert werden.Based on the group of curve candidates, a parameter combination of a curve representing the object in the camera image is estimated. For the estimation, different estimation methods, e.g. Means or weighted averaging of the parameters. Alternatively, the group of curve candidates can be further selected.

Eine Meldung von einer Kommunikationseinheit eines Fahrerassistenzsystems kann beispielsweise an einen Fahrer oder an ein Steuergerät, welches ein Fahrzeug steuert, gerichtet sein. Somit kann die Meldung beispielsweise als Warnsignal oder als Steuersignal ausgebildet sein.A message from a communication unit of a driver assistance system can be directed, for example, to a driver or to a control unit which controls a vehicle. Thus, the message can be configured for example as a warning signal or as a control signal.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the other dependent claims and from the description with reference to the figures of the drawing.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Verfahren eingerichtet, Kreise zu erkennen, wobei der erste Parameter als Radius und der zweite Parameter als Mittelpunkt ausgebildet ist. Durch die Einschränkung des Verfahrens auf Kreise lassen sich Rechenzeit bzw. Rechenoperationen einsparen.According to a preferred embodiment of the invention, the method is configured to detect circles, wherein the first parameter is designed as a radius and the second parameter as the center. By restricting the method to circles, computing time or arithmetic operations can be saved.

Ferner ist das Erkennen von Kreisen in einigen Echtzeit-Anwendungen besonders relevant. Beispielsweise ist es in Fahrerassistenzsystemen wünschenswert, Verkehrsschilder, insbesondere runde Verkehrsschilder zu erkennen, da diese beispielsweise eine einzuhaltende maximale Geschwindigkeit vorgeben oder über die Aufhebung einer einzuhaltenden maximalen Geschwindigkeit informieren.Furthermore, circling is particularly relevant in some real-time applications. For example, in driver assistance systems, it is desirable to detect traffic signs, in particular round traffic signs, since these, for example, specify a maximum speed to be maintained or inform about the cancellation of a maximum speed to be maintained.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Verfahren ferner folgende Schritte: Bilden einer Farbwertdifferenz zwischen wenigstens zwei Punkten eines Kurvenkandidaten für mehrere Kurvenkandidaten der Gruppe; Ermitteln von wenigstens einem Parameter eines Kurvenkandidaten mit der geringsten Farbwertdifferenz; Schätzen von wenigstens einer Kurve mittels des wenigstens einen ermittelten Parameters.According to a preferred development of the invention, the method further comprises the following steps: forming a color value difference between at least two points of a curve candidate for a plurality of curve candidates of the group; Determining at least one parameter of a curve candidate having the least chrominance difference; Estimating at least one curve by means of the at least one determined parameter.

Somit wird die Gruppe der Kurvenkandidaten weiter selektiert, um die Schätzung der Parameter der das Objekt darstellenden Kurve weiter zu verbessern. Somit lassen sich ein oder mehrere Parameter genauer abschätzen, insbesondere wenn das Mitteln der Parameter von Kurvenkandidaten einer Gruppe zu einem nicht zufriedenstellenden Ergebnis führt.Thus, the group of curve candidates is further selected to further enhance the estimation of the parameters of the curve representing the object. Thus, one or more parameters can be estimated more accurately, especially if the averaging of the parameters of curve candidates of a group leads to an unsatisfactory result.

Das Ermitteln eines Parameters eines Kurvenkandidaten mit der geringsten Farbwertdifferenz beruht auf der Annahme, dass Pixel, die auf einer Kurve liegen einen identischen Farbwert aufweisen. Dementsprechend lässt sich überprüfen, ob ein Kurvenkandidat global oder an bestimmten Punkten auf ein Objekt passt.The determination of a parameter of a curve candidate with the lowest color value difference is based on the assumption that pixels lying on a curve have an identical color value. Accordingly, it is possible to check whether a curve candidate matches an object globally or at certain points.

Es versteht sich, dass es auch möglich ist, Farbwertdifferenzen über mehrere Punkte eines Kurvenkandidaten zu summieren und im Folgenden den Parameter eines Kurvenkandidaten mit der geringsten Summe der Farbwertdifferenzen zu ermitteln.It is understood that it is also possible to sum color value differences over several points of a curve candidate and to subsequently determine the parameter of a curve candidate with the lowest sum of the color value differences.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Farbwertdifferenz als Grauwertdifferenz ausgebildet. Kantenbilder sind häufig in einer schwarzweißen Darstellung oder in einer schwarz-weiß-grauen Darstellung gespeichert. In diesem Fall lassen sich Rechenoperationen einsparen, wenn eine Grauwertdifferenz statt einer Farbwertdifferenz aus vollbesetzten Farbvektoren ermittelt wird. Vollbesetzte Farbwerte sind dreidimensionale Vektoren, wohingegen Grauwerte eine Zahl sind.According to a preferred embodiment of the invention, the color value difference is designed as a gray value difference. Edge images are often stored in a black-and-white representation or in a black-and-white-gray representation. In this case, arithmetic operations can be saved if a gray value difference is determined instead of a color value difference of fully occupied color vectors. Full color values are three-dimensional vectors, whereas gray values are a number.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn eine Farbwertdifferenz zwischen zwei symmetrischen, insbesondere punktsymmetrischen Punkten gebildet wird. Wird die Farbwertdifferenz für eine Kreislinie gebildet, können die Punkte der Farbwertdifferenz beispielsweise bezüglich einer Kreisdiagonale gegenüberliegende Punkte einer Kreislinie sein.It is expedient if a color value difference between two symmetrical, in particular point-symmetrical points is formed. If the color value difference is formed for a circular line, the points of the color value difference can be, for example, opposite points of a circular line with respect to a circle diagonal.

Punktsymmetrien werden in vielen Kameraaufnahmen erhalten, selbst wenn die Kameraaufnahmen verzerrt sind. So wird beispielsweise im Kfz-Bereich häufig auf verzerrte Kameraaufnahmen zurückgegriffen, bei welchen Punktsymmetrien erhalten bleiben.Point symmetry is preserved in many camera shots, even if the camera shots are distorted. For example, in the automotive sector, distorted camera shots are frequently used, in which point symmetries are preserved.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird ein Durchschnittswert für den ersten und/oder für den zweiten Parameter für Kurvenkandidaten der Gruppe ermittelt. In vielen Fällen ist der Durchschnittswert eines Parameters von Kurvenkandidaten einer Gruppe bereits eine ausreichend gute Abschätzung.According to a preferred embodiment of the invention, an average value for the first and / or for the second parameter for curve candidates of the group is determined. In many cases, the average value of a parameter of curve candidates of a group is already a sufficiently good estimate.

Bei Verfahren, die erhöhten Sicherheitsanforderungen genügen sollen, ist es dennoch zweckmäßig, eine Parameterschätzung zu präzisieren, indem eine Farbwertdifferenz für Kurvenkandidaten mit einem Parameter, der innerhalb eines vorbestimmten Suchbereichs um den Durchschnittswert des Parameters der Gruppe liegt, zu ermitteln.However, in methods intended to meet increased safety requirements, it is still appropriate to specify a parameter estimate by determining a color value difference for curve candidates having a parameter that is within a predetermined search range around the average value of the parameter of the group.

Dieser Weiterbildung der Erfindung liegt die Annahme zugrunde, dass der beste Schätzwert häufig in einer Umgebung des durchschnittlichen Werts eines Parameters einer Gruppe zu finden ist.This embodiment of the invention is based on the assumption that the best estimate is frequently found in an environment of the average value of a parameter of a group.

Somit wird das Ergebnis gegenüber gemittelten Parametern weiter präzisiert, wobei gegenüber einer Ermittlung von Farbwertdifferenzen für jeden Kurvenkandidaten einer Gruppe Rechenleistung eingespart wird.Thus, the result is further refined compared to averaged parameters, saving computing power compared to determining color value differences for each curve candidate of a group.

Dabei kann der vorbestimmte Suchbereich um den Durchschnitt des Parameters anwendungsspezifisch festgelegt werden. Typischerweise wächst ein optimaler vorbestimmter Suchbereich mit der Streuung der Kurvenkandidaten um eine zu ermittelnde Kurve.In this case, the predetermined search range can be determined by the average of the parameter application-specific. Typically, an optimal predetermined search range grows with the scatter of the curve candidates around a curve to be determined.

Dabei ist es weiter vorteilhaft, wenn mehrere Kantenbilder mit verschiedenen Auflösungen bereitgestellt werden und abhängig von dem Durchschnitt des Parameters eine Auflösung des Kantenbildes, aus welchem die Farbwertdifferenz gebildet wird, ausgewählt wird.It is further advantageous if several edge images are provided with different resolutions and, depending on the average of the parameter, a resolution of the edge image from which the color value difference is formed is selected.

Häufig verarbeiten Systeme, die Verfahren zur Erkennung von Objekten in Bilddaten ausführen, Kameraaufnahmen in mehreren Auflösungen. Somit kann diese zusätzliche Information, die in einem System bereits vorhanden ist, auch zur Verbesserung der Genauigkeit des Verfahrens zur Erkennung von Kurvenparametrisierungen verwendet werden. Dabei ist es zweckmäßig, eine große Auflösung zu wählen, wenn ein flächenbezogener Parameter klein ausfällt, wohingegen bei größeren Objekten eine geringere Auflösung ausreichend sein kann. Somit lassen sich Speicher und Rechenoperationen bei nahezu gleichbleibender Genauigkeit des Verfahrens reduzieren.Often, systems that perform methods of detecting objects in image data process camera shots in multiple resolutions. Thus, this additional information already present in a system can also be used to improve the accuracy of the curve parameterization detection method. It is expedient to choose a high resolution if a surface-related parameter is small, whereas for larger objects a lower resolution may be sufficient. Thus, memory and arithmetic operations can be reduced with almost constant accuracy of the method.

Dabei können optimale Auflösungen für flächenbezogene Parameter in einer Tabelle gespeichert sein. Flächenbezogene Parameter sind Parameter, die die begrenzte Fläche einer Kurve beeinflussen.Optimal resolutions for area-related parameters can be stored in a table. Area-related parameters are parameters that influence the limited area of a curve.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Farbwertdifferenz für zwei Teilabschnitte eines Kurvenkandidaten ermittelt wird. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand gegenüber einem globalen Vergleich der Farbwerte einer Kurve reduziert werden.It is advantageous if the color value difference is determined for two subsections of a curve candidate. In this way, the computational effort compared to a global comparison of the color values of a curve can be reduced.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird ein Parameterbereich, auf den der erste und/oder der zweite Parameter der zu erkennenden Kurve beschränkt sind, festgelegt. Somit lässt sich vorbekanntes Wissen, beispielsweise über eine ungefähre Position oder Größe eines zu erkennenden Objektes nutzen, um Rechenoperationen zu sparen. According to a preferred development of the invention, a parameter range to which the first and / or the second parameter of the curve to be detected is restricted is defined. Thus, previously known knowledge, for example about an approximate position or size of an object to be recognized, can be used to save arithmetic operations.

In einem Verfahren, welches eingerichtet ist, Verkehrsschilder zu erkennen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass nur in einem bestimmten Bereich einer Kameraaufnahme nach Konturen von Schildern gesucht wird oder beispielsweise ein Radius bereits im Vorfeld auf einen bestimmten Bereich eingeschränkt wird. In a method that is set up to detect traffic signs, it may be provided, for example, that only contours of signs are searched for in a specific area of a camera recording or, for example, a radius is restricted in advance to a specific area.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn eine Auflösung des Kantenbildes, für welches die Houghtransformation durchgeführt wird, in Abhängigkeit des festgelegten Parameterbereichs gewählt wird.It is advantageous if a resolution of the edge image, for which the Hough transformation is performed, is selected as a function of the specified parameter range.

Analog zu der Wahl der Auflösung eines Kantenbildes zur Ermittlung der Farbwertdifferenz lässt sich die Genauigkeit des Verfahrens weiter verbessern, wenn für kleine flächenbezogene Parameter eine große Auflösung eines Kantenbildes zur Durchführung der Houghtransformation ausgewählt wird. Somit lässt sich auch für den Houghraum ein genaueres Ergebnis erreichen.Analogous to the choice of the resolution of an edge image for determining the color value difference, the accuracy of the method can be further improved if, for small area-related parameters, a large resolution of an edge image is selected for performing the Hough transformation. Thus, a more accurate result can be achieved for the Houghraum.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird für wenigstens einen ersten Parameter ein erster Kurvenkandidat mit einem höchsten Wert des Parameters unter den Kurvenkandidaten der Gruppe ermittelt und der Parameter der zu erkennenden Kurve wird mittels des ersten Parameters des ersten Kurvenkandidaten geschätzt. Für eine bessere Verständlichkeit ist der erste Kurvenkandidat im Folgenden als „maximaler Kurvenkandidat“ bezeichnet.According to a preferred development of the invention, a first curve candidate with a highest value of the parameter among the curve candidates of the group is determined for at least one first parameter, and the parameter of the curve to be recognized is estimated by means of the first parameter of the first curve candidate. For clarity, the first curve candidate is hereinafter referred to as the "maximum curve candidate".

Eine Schätzung aufgrund eines Höchstwertes eines Parameters einer Gruppe von Kurvenkandidaten ist bei der Schätzung von flächenbezogenen Parametern vorteilhaft. Auf diese Weise wird keine Information abgeschnitten, wenn ein flächenbezogener Parameter zu gering abgeschätzt wird.An estimate based on a maximum value of a parameter of a group of curve candidates is advantageous in the estimation of area-related parameters. In this way, no information is truncated if an area-related parameter is underestimated.

Dabei ist es ferner vorteilhaft, einen zweiten Kurvenkandidaten (berührender Kurvenkandidat) zu ermitteln, der den maximalen Kurvenkandidaten berührt, wobei die Differenz eines zweiten Parameters des maximalen und des berührenden Kurvenkandidaten ermittelt wird und der erste Parameter der zu erkennenden Kurve mittels des ersten Parameters des maximalen Kurvenkandidaten und der Differenz des zweiten Parameters des maximalen und des berührenden Kurvenkandidaten geschätzt wird.It is also advantageous to determine a second curve candidate (touching curve candidate) that touches the maximum curve candidate, wherein the difference of a second parameter of the maximum and the touching curve candidate is determined and the first parameter of the curve to be detected by means of the first parameter of the maximum Curve candidates and the difference of the second parameter of the maximum and the touching curve candidate is estimated.

Diese Präzisierung des Verfahrens beruht auf der Annahme, dass eine zu erkennende Kurve den maximalen Kurvenkandidaten einer Gruppe berührt. Die Schätzung des beispielsweise flächenbezogenen Parameters lässt sich somit weiter verbessern, indem ein zweiter Parameter, beispielsweise ein ortsbezogener Parameter, des maximalen Kurvenkandidaten mit dem entsprechenden Parameter des berührenden Kurvenkandidaten verglichen wird. Der erste Parameter der Kurve wird dann mittels des Höchstwerts des ersten Parameters und der Differenz der weiteren Parameter zwischen dem maximalen und berührenden Kurvenkandidaten genauer abgeschätzt.This refinement of the method is based on the assumption that a curve to be recognized touches the maximum curve candidate of a group. The estimate of the area-related parameter can thus be further improved by comparing a second parameter, for example a location-related parameter, of the maximum curve candidate with the corresponding parameter of the touching curve candidate. The first parameter of the curve is then more accurately estimated by means of the maximum value of the first parameter and the difference of the other parameters between the maximum and the touching curve candidate.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der erste (flächenbezogene) Parameter als Radius eines Kreises oder als Halbachsenlänge einer Ellipse ausgebildet ist und der zweite (ortsbezogene) Parameter als Mittelpunkt des Kreises oder der Ellipse ausgebildet ist. Werden ein Kurvenkandidat mit dem größten Radius einer Gruppe von Kurvenkandidaten (maximaler Kurvenkandidat) und ein berührender Kurvenkandidat ermittelt, lässt sich der Radius des Kreises aufgrund des Abstands der Mittelpunkte der beiden Kurvenkandidaten genauer abschätzen, indem von dem Radius des maximalen Kurvenkandidaten der Abstand der Mittelpunkte subtrahiert wird.For example, it can be provided that the first (surface-related) parameter is designed as a radius of a circle or as a half-axis length of an ellipse and the second (location-related) parameter is formed as the center of the circle or the ellipse. If a curve candidate with the largest radius of a group of curve candidates (maximum curve candidate) and a touching curve candidate is determined, the radius of the circle can be estimated more precisely by subtracting the centers of the two curve candidates by subtracting the distance of the center points from the radius of the maximum curve candidate becomes.

Figurenlistelist of figures

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

  • 1 ein schematisches Blockbild gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Ansicht eines Verfahrensschrittes einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 eine schematische Ansicht eines Verfahrensschrittes einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 eine schematische Ansicht eines Verfahrensschrittes einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 ein schematisches Blockbild gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:
  • 1 a schematic block diagram according to an embodiment of the invention;
  • 2 a schematic view of a method step of an embodiment of the invention;
  • 3 a schematic view of a method step of an embodiment of the invention;
  • 4 a schematic view of a method step of an embodiment of the invention;
  • 5 a schematic block diagram according to an embodiment of the invention;

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.

In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. In the figures of the drawings are the same, functionally identical and equivalent elements, features and components - unless otherwise stated - each provided with the same reference numerals.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

1 zeigt die Schritte M1-M9 eines Verfahrens zur Erkennung von Kreisen. Sofern sich aus der folgenden Beschreibung nichts anderes ergibt ist für die Verfahrensabfolge keine feste Reihenfolge vorgesehen. 1 shows the steps M1 - M9 a method for detecting circles. Unless otherwise stated in the following description, no fixed order is provided for the sequence of processes.

M1 zeigt das Bereitstellen wenigstens eines Kantenbildes mit Pixeln. M2 zeigt das Festlegen der Menge von in dem Kantenbild zu erkennenden Kurven mit einem Radius zwischen 9 und 17 Pixeln und einem beliebigen Mittelpunkt. M3 zeigt das Durchführen einer Houghtransformation für die Pixel des Kantenbildes in einen Houghraum. M1 shows providing at least one edge image with pixels. M2 shows the setting of the amount of curves to be recognized in the edge image with a radius between 9 and 17 Pixels and any center. M3 shows performing a Hough transformation for the pixels of the edge image into a Hough space.

M4.1 zeigt das Erkennen eines Kurvenkandidaten, wenn ein Wert an einem Punkt in dem Houghraum größer ist als ein festgelegter erster Schwellwert. M4.2 zeigt das Erkennen eines Kurvenkandidaten, wenn ein Wert an einem Punkt in dem Houghraum größer ist als ein zweiter festgelegter Schwellwert und eine Summe von Werten in einer festgelegten Nachbarschaft des Punktes größer ist als ein dritter Schwellwert, wobei der zweite Schwellwert kleiner ist als der erste Schwellwert und der dritte Schwellwert wenigstens gleichgroß wie der erste Schwellwert ist. Die Schritte M4.1 und M.4.2 können nacheinander, wobei keine Reihenfolge festgelegt ist, oder gleichzeitig durchgeführt werden. M4.1 Figure 11 shows the detection of a curve candidate when a value at a point in the Hough space is greater than a predetermined first threshold. M4.2 Figure 11 shows the detection of a curve candidate when a value at a point in the gross space is greater than a second predetermined threshold and a sum of values in a specified neighborhood of the point is greater than a third threshold, the second threshold being less than the first threshold and the third threshold is at least equal to the first threshold. The steps M4.1 and M.4.2 can be performed sequentially, with no order set, or concurrently.

M5 zeigt das Gruppieren von Kurvenkandidaten zu einer Gruppe, wenn die Kurvenkandidaten einen Radius aufweisen, der höchstens 40 % von dem Durchschnittswert des Radius der bestehenden Gruppe abweicht und höchstens 30% des Durchschnittswerts des Radius von einem durchschnittlichen Mittelpunkt entfernt ist. M5 shows the grouping of curve candidates into a group when the curve candidates have a radius that deviates at most 40% from the average value of the radius of the existing group and is at most 30% of the average value of the radius from an average center point.

M6 zeigt das Bilden einer Grauwertdifferenz zwischen zwei Kreissegmenten die sich bezüglich einer Kreisdiagonale gegenüberliegen. Dabei wird die Differenz aus den Grauwerten zweier gegenüberliegender Pixel gebildet und die Differenzen aller Pixel der Kreissegmente summiert. M6 shows the formation of a gray value difference between two circle segments which face each other with respect to a circle diagonal. In this case, the difference is formed from the gray values of two opposing pixels and the differences of all pixels of the circle segments are summed.

M7 zeigt das Ermitteln des Mittelpunktes mittels einer geringsten Summe der Grauwertdifferenzen. M7 shows the determination of the center by means of a least sum of the gray value differences.

M8.1 zeigt das Ermitteln des Kurvenkandidaten mit dem größten Radius einer Gruppe von Kurvenkandidaten und das Ermitteln eines Kurvenkandidaten, der den Kurvenkandidaten mit dem größten Radius berührt. Das Verfahren schätzt den Radius des Kreises ab, indem von dem maximalen Radius der Abstand der Mittelpunkte der beiden Kurvenkandidaten subtrahiert wird. M8.1 shows the determination of the curve candidate with the largest radius of a group of curve candidates and the determination of a curve candidate that touches the curve candidate with the largest radius. The method estimates the radius of the circle by subtracting from the maximum radius the distance between the centers of the two curve candidates.

M9 zeigt das Schätzen einer Kurve mittels der gruppierten Kurvenkandidaten, indem die Kurve mittels der ermittelten Parameterkonfiguration gemäß der Schritte M8.1 für den Radius und M7 für den Mittelpunkt geschätzt wird. M9 FIG. 12 shows the estimation of a curve by means of the grouped curve candidates, by the curve being determined by means of the determined parameter configuration according to the steps M8.1 for the radius and M7 is estimated for the midpoint.

Die 2 zeigt eine detaillierte Ansicht der Schritte am 4.1 und 4.2. In der 2 sind mehrere Ausschnitte eines Ergebnishoughraumes 10, 11 und 12 dargestellt. Bei den Houghräumen 10, 11 und 12 handelt es sich jeweils um zweidimensionale Ausschnitte einer Akkumulatormatrix. Das Verfahren ist derart konfiguriert, dass ein Kreiskandidat erzeugt wird, wenn ein Eintrag in den Houghräumen 10, 11 oder 12 größer ist als 15. Dementsprechend wird ein Kreis mit Parametern erzeugt, wie sie der Adresse in der Matrix des Eintrags 17 mit dem Wert 16 entsprechen. Dementsprechend erzeugt der Schritt 4.1 in den Ausschnitten 10 und 11 der Houghräume keinen Kreiskandidaten. Bei den Ausschnitten aus den Houghräumen 10, 11 und 12 handelt es sich um Ausschnitte aus dreidimensionalen Matrizen. Dementsprechend weist jeder Eintrag in den Ausschnitten 10, 11 und 12 eine dreidimensionale Adresse auf, in der der Radius mit einer Dimension und der Mittelpunkt mit zwei Dimensionen gespeichert sind.The 2 shows a detailed view of the steps on 4.1 and 4.2 , In the 2 are several clippings of a result gross space 10 . 11 and 12 shown. At the Houghräumen 10 . 11 and 12 each are two-dimensional sections of an accumulator matrix. The method is configured such that a district candidate is generated when an entry in the Houghräumen 10 . 11 or 12 greater than 15. Accordingly, a circle is generated with parameters such as the address in the matrix of the entry 17 with the value 16 correspond. Accordingly, the step generates 4.1 in the clippings 10 and 11 the Houghräume no district candidate. At the excerpts from the Houghräumen 10 . 11 and 12 These are excerpts from three-dimensional matrices. Accordingly, each entry points in the clippings 10 . 11 and 12 a three-dimensional address that stores the radius with one dimension and the center with two dimensions.

Das Verfahren ist zudem derart konfiguriert, dass ein Kreis erzeugt wird, wenn ein Eintrag der Matrix größer ist als 5 und die Summe des Eintrags mit seiner Nachbarschaft größer ist als 17. Dies trifft für die Nachbarschaft 13 zu. Dementsprechend wird in dem Ausschnitt 10 des Houghraums in der zweiten Zeile ebenfalls ein Kreis mit einer der Adresse des Eintrags entsprechenden Parameterkombination erzeugt. Für die Nachbarschaft 14 wird hingegen kein Kreis erzeugt, da die Summe der Einträge der Nachbarschaft 14 kleiner ist als 17. Ferner wird in der Nachbarschaft 15 des Ausschnitts 11 des Houghraums kein Kreis erzeugt, da die Summe der Einträge der Nachbarschaft 15 kleiner ist als 17. Ferner wird in dem Ausschnitt 12 des Houghraums in der Nachbarschaft 16 kein Kreis erzeugt, da die Summe der Einträge der Nachbarschaft 16 kleiner ist als 17.The method is also configured such that a circle is generated when an entry of the matrix is larger than 5 and the sum of the entry with its neighborhood is greater than 17 , This is true for the neighborhood 13 to. Accordingly, in the clipping 10 of the Houghraums in the second line also generates a circle with the address of the entry corresponding parameter combination. For the neighborhood 14 however, no circle is generated because the sum of the entries of the neighborhood 14 is smaller than 17 , Further, in the neighborhood 15 of the clipping 11 of the Houghraums no circle generated, since the sum of the entries of the neighborhood 15 is smaller than 17 , Further, in the clipping 12 of the Houghraum in the neighborhood 16 no circle is generated because the sum of the entries of the neighborhood 16 is smaller than 17 ,

Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Verfahrensschritte M6 und M7. Die 3 zeigt ein Objekt 20 in einem Kantenbild 30 mit der Auflösung 760 × 475 Pixel. Der Kreis 21 stellt den Kreis mit dem durchschnittlichen Radius und dem durchschnittlichen Mittelpunkt seiner Gruppe dar. Es ist ersichtlich, dass der Radius des Kreises 21 zwar in etwa zu dem Objekt 20 passt, jedoch der Mittelpunkt 23 des Kreises 21 gegenüber dem Mittelpunkt 28 des tatsächlichen Kreises 22 verschoben ist. Das Verfahren stellt in dem Schritt M6 durch Bilden der Grauwertdifferenz zwischen zwei Kreissegmenten des Kreises 21 fest, dass der Kreis 21 das Objekt 20 nicht mit zufriedenstellender Genauigkeit beschreibt.The 3 shows an embodiment of the method steps M6 and M7 , The 3 shows an object 20 in an edge picture 30 with the resolution 760 × 475 pixels. The circle 21 represents the circle with the average radius and the center of its group. It can be seen that the radius of the circle 21 Although approximately to the object 20 fits, but the center 23 of the circle 21 opposite the center 28 of actual circle 22 is moved. The procedure presents in the step M6 by forming the gray value difference between two circle segments of the circle 21 notice that the circle 21 the object 20 not described with satisfactory accuracy.

Um einen Kreis zu finden, der das Objekt 20 genauer beschreibt, bildet das Verfahren auch Grauwertdifferenzen für Kreise mit einem Mittelpunkt, der innerhalb des Suchbereichs 24 liegt. Der Suchbereich 24 entspricht einer Nachbarschaft von 5 × 5 Pixeln des Mittelpunkts 23 des Kreises 21.To find a circle containing the object 20 in more detail, the method also forms gray scale differences for circles having a center within the search area 24 lies. The search area 24 corresponds to a neighborhood of 5x5 pixels of the center 23 of the circle 21 ,

In dem Schritt M7 wird ermittelt, dass der Kreis 22 die geringste Grauwertdifferenz über die Kreissegmente 25 und 26 der in dem Suchbereich 24 enthaltenen Kreise aufweist.In the step M7 it is determined that the circle 22 the lowest gray value difference over the circle segments 25 and 26 in the search area 24 having contained circles.

Dabei wird die Grauwertdifferenz ermittelt, indem die Grauwerte von Pixeln auf dem Kreissegment 25 von den Grauwerten der Pixel in dem Kreissegment 26 subtrahiert werden. Dabei wird von dem Grauwert eines Pixels in dem Kreissegment 25 der Grauwert des gegenüberliegenden Pixels in dem Kreissegment 26 subtrahiert. In der 3 sind beispielhaft die Kreisdiagonalen 27a, 27b und 27c zwischen zwei gegenüberliegenden Pixeln dargestellt. Dementsprechend schätzt das Verfahren die Kontur des Objekts 20 durch den Kreis 22 um den Mittelpunkt 28 ab.The gray value difference is determined by the gray values of pixels on the circle segment 25 from the gray values of the pixels in the circle segment 26 be subtracted. It is the gray value of a pixel in the circle segment 25 the gray value of the opposite pixel in the circle segment 26 subtracted. In the 3 are exemplary the circle diagonals 27a . 27b and 27c between two opposite pixels. Accordingly, the method estimates the contour of the object 20 through the circle 22 around the center 28 from.

Die 4 zeigt eine Kurve 42 zusammen mit einem Ausführungsbeispiel der Verfahrensschritte M8.0 bzw. M8.1 zur Schätzung des Radius 43 der Kurve 42. Hierfür wird zunächst der Kreis bzw. Kurvenkandidat 40 mit dem größten Radius 41 seiner Gruppe der Kurvenkandidaten ermittelt. Somit ist sichergestellt, dass keine Information, die außerhalb einer Kreislinie eines zu kleinen Radius liegt, verloren geht. Im Folgenden wird nach einem Kreis gesucht, der den Kurvenkandidat 40 berührt. Somit wird der Kreis mit dem Mittelpunkt 44 ermittelt. Im Folgenden wird der Abstand des Mittelpunktes 44 zu dem Mittelpunkt 45 des Kurvenkandidaten 40 ermittelt und der Radius der Kurve 42 geschätzt, indem von dem Radius 41 des Kurvenkandidaten 40 der Abstand der Mittelpunkte 44 und 45 subtrahiert wird.The 4 shows a curve 42 together with an embodiment of the method steps M8.0 or. M8.1 to estimate the radius 43 the curve 42 , For this purpose, first the circle or curve candidate 40 with the largest radius 41 determined his group of curve candidates. This ensures that no information that is outside a circle of too small a radius is lost. The following section looks for a circle that contains the curve candidate 40 touched. Thus, the circle becomes the center 44 determined. The following is the distance of the midpoint 44 to the center 45 of the curve candidate 40 determined and the radius of the curve 42 estimated by the radius 41 of the curve candidate 40 the distance between the centers 44 and 45 is subtracted.

Die 5 zeigt ein Fahrerassistenzsystem 50 mit einem Bildsensor 51, einer Datenspeichereinheit 52, einer Recheneinheit 53 sowie einer Kommunikationseinheit 54. Das Fahrerassistenzsystem 50 ist eingerichtet, Verkehrsschilder zu erkennen, indem Bilddaten des Bildsensors 51 von der Recheneinheit 53 zu einem Kantenbild 30 verarbeitet werden und Konturen von Verkehrsschildern in dem Kantenbild 30 mittels einer modifizierten Houghtransformation des Kantenbildes 30 erkannt werden. Dabei ist die Kommunikationseinheit 54 eingerichtet, eine Meldung über ein erkanntes Verkehrsschild auszugeben.The 5 shows a driver assistance system 50 with an image sensor 51 , a data storage unit 52 , a computing unit 53 as well as a communication unit 54 , The driver assistance system 50 is set up to detect traffic signs by using image data from the image sensor 51 from the arithmetic unit 53 to an edge picture 30 be processed and contours of traffic signs in the edge image 30 by means of a modified Hough transformation of the edge image 30 be recognized. Here is the communication unit 54 set up to issue a message via a recognized traffic sign.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Ausschnitt eines HoughraumsDetail of a Houghroom
1111
Ausschnitt eines HoughraumsDetail of a Houghroom
1212
Ausschnitt eines HoughraumsDetail of a Houghroom
1313
Nachbarschaftneighborhood
1414
Nachbarschaftneighborhood
1515
Nachbarschaftneighborhood
1616
Nachbarschaftneighborhood
1717
Eintrag entry
2020
Objektobject
2121
Kreiscircle
2222
Kreiscircle
2323
MittelpunktFocus
2424
Suchbereichsearch area
2525
Kreissegmentcircular segment
2626
Kreissegmentcircular segment
27a-c27a-c
Kreisdiagonalecircle diagonal
2828
MittelpunktFocus
3030
Kantenbild edge image
4040
Kurvenkandidatcurve candidate
4141
Radiusradius
4242
KurveCurve
4343
Radiusradius
4444
MittelpunktFocus
4545
Mittelpunkt Focus
M1-M9M1-M9
einzelne Verfahrensschritte individual process steps
5050
FahrerassistenzsystemDriver assistance system
5151
Bildsensorimage sensor
5252
DatenspeichereinheitData storage unit
5353
Recheneinheitcomputer unit
5454
Kommunikationseinheitcommunication unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6807286 B1 [0002]US 6807286 B1 [0002]

Claims (17)

Verfahren zur Erkennung von parametrisierbaren geometrischen Kurven mit wenigstens einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen wenigstens eines Kantenbildes (30) mit Pixeln (M1); - Festlegen einer Menge von in dem Kantenbild zu erkennenden Kurven mit wenigstens einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter (M2); - Durchführen einer Houghtransformation für mehrere Pixel des Kantenbildes in einen Houghraum (10; 11; 12) (M3); - Erkennen eines Kurvenkandidaten (21; 22; 40), wenn ein Wert (17) an einem Punkt in dem Houghraum größer (10; 11; 12) ist als ein festgelegter erster Schwellwert (M4.1) und/oder Erkennen eines Kurvenkandidaten (21; 22; 40), wenn ein Wert an einem Punkt in dem Houghraum größer ist als ein zweiter festgelegter Schwellwert und eine Summe von Werten in einer festgelegten Nachbarschaft (13; 14; 15) des Punktes größer ist als ein dritter Schwellwert, wobei der zweite Schwellwert kleiner ist als der erste Schwellwert und der dritte Schwellwert wenigstens gleichgroß wie der erste Schwellwert ist (M4.2); - Gruppieren von Kurvenkandidaten (21; 22; 40) zu einer Gruppe, wenn die Kurvenkandidaten (21; 22; 40) wenigstens einen Parameter aufweisen, der nicht mehr als einen vorbestimmten Toleranzwert von dem Parameter eines weiteren Kurvenkandidaten (21; 22; 40) abweicht (M5); - Schätzen einer Kurve mittels der gruppierten Kurvenkandidaten (21; 22; 40) (M9).Method for identifying parameterizable geometric curves having at least a first parameter and a second parameter with the following steps: - providing at least one edge image (30) with pixels (M1); Setting a set of curves to be recognized in the edge image with at least a first parameter and a second parameter (M2); - performing a Hough transformation for several pixels of the edge image into a Hough space (10; 11; 12) (M3); Detecting a curve candidate (21; 22; 40) if a value (17) at a point in the Hough space is greater (10; 11; 12) than a defined first threshold value (M4.1) and / or recognition of a curve candidate ( 21; 22; 40) if a value at a point in the Hough space is greater than a second predetermined threshold and a sum of values in a predetermined neighborhood (13; 14; 15) of the point is greater than a third threshold; second threshold is less than the first threshold and the third threshold is at least equal to the first threshold (M4.2); Grouping curve candidates (21; 22; 40) into a group if the curve candidates (21; 22; 40) have at least one parameter which does not exceed a predetermined tolerance value of the parameter of another curve candidate (21; 22; 40) deviates (M5); Estimation of a curve by means of the grouped curve candidates (21, 22, 40) (M9). Verfahren nach Anspruch 1, welches Kreise (21; 22) erkennt, wobei der erste Parameter als Radius (41; 43) und der zweite Parameter als Mittelpunkt (23; 28; 44; 45) ausgebildet ist.Method according to Claim 1 which detects circles (21; 22), wherein the first parameter is designed as a radius (41; 43) and the second parameter as a center point (23; 28; 44; 45). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches ferner folgende Schritte umfasst: - Bilden einer Farbwertdifferenz zwischen wenigstens zwei Punkten eines Kurvenkandidaten (21; 22; 40) für mehrere Kurvenkandidaten (21; 22; 40) der Gruppe (M6); - Ermitteln von wenigstens einem Parameter eines Kurvenkandidaten (21; 22; 40) mit der geringsten gebildeten Farbwertdifferenz (M7); - Schätzen von wenigstens einer Kurve mittels des wenigstens einen ermittelten Parameters (M9).Method according to one of the preceding claims, which further comprises the following steps: - forming a color value difference between at least two points of a curve candidate (21; 22; 40) for a plurality of curve candidates (21; 22; 40) of the group (M6); - determining at least one parameter of a curve candidate (21; 22; 40) having the lowest color value difference (M7) formed; Estimation of at least one curve by means of the at least one determined parameter (M9). Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Farbwertdifferenz als Grauwertdifferenz ausgebildet ist.Method according to Claim 3 , wherein the color value difference is designed as a gray value difference. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Farbwertdifferenz zwischen zwei symmetrischen, insbesondere punktsymmetrischen Punkten gebildet wird.Method according to Claim 3 or 4 , wherein the color value difference between two symmetrical, in particular point-symmetrical points is formed. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Durchschnitt für den ersten und/oder zweiten Parameter für Kurvenkandidaten (21; 22; 40) der Gruppe ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein an average for the first and / or second parameter for curve candidates (21; 22; 40) of the group is determined. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Farbwertdifferenz für Kurvenkandidaten (21; 22; 40) mit einem Parameter, der innerhalb eines vorbestimmten Suchbereichs (24) um den Durchschnitt des Parameters liegt, ermittelt wird.Method according to Claim 6 in which the color value difference for curve candidates (21; 22; 40) is determined with a parameter lying within a predetermined search range (24) around the average of the parameter. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei mehrere Kantenbilder (30) mit verschiedenen Auflösungen bereitgestellt werden und abhängig von dem Durchschnitt des Parameters eine Auflösung des Kantenbildes (30), aus welchem die Farbwertdifferenz gebildet wird, ausgewählt wird.Method according to Claim 6 or 7 in which a plurality of edge images (30) are provided with different resolutions and, depending on the average of the parameter, a resolution of the edge image (30) from which the chrominance difference is formed is selected. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 3-8, wobei die Farbwertdifferenz für zwei Teilabschnitte (25; 26) eines Kurvenkandidaten (21; 22; 40) ermittelt wird.Method according to one of the preceding Claims 3 - 8th in which the color value difference is determined for two subsections (25; 26) of a curve candidate (21; 22; 40). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Parameterbereich, auf den der erste und/oder zweite Parameter der zu erkennenden Kurven beschränkt ist, festgelegt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a parameter range to which the first and / or second parameter of the curves to be detected is restricted is determined. Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Auflösung des Kantenbildes (30), für welches die Houghtransformation durchgeführt wird, in Abhängigkeit des festgelegten Parameterbereichs gewählt wird.Method according to Claim 10 in which a resolution of the edge image (30) for which the Hough transformation is performed is selected as a function of the specified parameter range. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei für wenigstens einen ersten Parameter ein erster Kurvenkandidat (21; 22; 40) mit dem höchsten Wert des Parameters unter den Kurvenkandidaten (21; 22; 40) der Gruppe ermittelt wird und der erste Parameter der zu erkennenden Kurve (42) mittels des ersten Parameters des ersten Kurvenkandidaten (21; 22; 40) geschätzt wird (M8.0).Method according to one of the preceding claims, wherein for at least a first parameter a first curve candidate (21; 22; 40) with the highest value of the parameter among the curve candidates (21; 22; 40) of the group is determined and the first parameter of the one to be recognized Curve (42) is estimated by means of the first parameter of the first curve candidate (21; 22; 40) (M8.0). Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein zweiter Kurvenkandidat (21; 22; 40) ermittelt wird, der den ersten Kurvenkandidaten (21; 22; 40) berührt, wobei die Differenz eines zweiten Parameters des ersten und des zweiten Kurvenkandidaten (21; 22; 40) ermittelt wird und der erste Parameter der zu erkennenden Kurve (42) mittels des ersten Parameters des ersten Kurvenkandidaten (21; 22; 40) und der Differenz des zweiten Parameters des ersten und des zweiten Kurvenkandidaten (21; 22; 40) geschätzt wird (M8.1).Method according to Claim 12 in which a second curve candidate (21; 22; 40) is determined which touches the first curve candidate (21; 22; 40), wherein the difference of a second parameter of the first and second curve candidates (21; 22; 40) is determined and the first parameter of the curve (42) to be detected is estimated by means of the first parameter of the first curve candidate (21; 22; 40) and the difference of the second parameter of the first and second curve candidates (21; 22; 40) (M8.1) , Verfahren nach Anspruch 13, wobei der erste Parameter als Radius (41; 43) eines Kreises (21; 22; 40) oder als Halbachselnlänge einer Ellipse ausgebildet ist und wobei der zweite Parameter als Mittelpunkt (23; 28; 44; 45) des Kreises (21; 22; 40) oder der Ellipse ausgebildet ist.Method according to Claim 13 , wherein the first parameter is formed as a radius (41; 43) of a circle (21; 22; 40) or as a half-axis length of an ellipse and wherein the second parameter is the center (23; 28; 44; 45) of the circle (21; 22 ; 40) or the ellipse is formed. Recheneinheit zur Erkennung von Verkehrsschildern in einem digitalen Bild, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14 durchzuführen. Arithmetic unit for the detection of traffic signs in a digital image, wherein the arithmetic unit is set up, the method according to one of Claims 1 - 14 perform. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um die Funktionen gemäß einem der Ansprüche 1-14 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einer Recheneinheit ausgeführt wird.Computer program with program code means for performing the functions according to one of Claims 1 - 14 perform when the computer program is executed on a computing unit. Fahrerassistenzsystem (50) mit einem Bildsensor (51), einer Datenspeichereinheit (52), einer Recheneinheit (53) sowie einer Kommunikationseinheit (54), wobei das Fahrerassistenzsystem (50) eingerichtet ist, Verkehrsschilder zu erkennen, indem Bilddaten des Bildsensors (51) von der Recheneinheit (53) zu einem Kantenbild (30) verarbeitet werden und Konturen von Verkehrsschildern in dem Kantenbild (30) mittels einer modifizierten Houghtransformation des Kantenbildes (30) erkannt werden, wobei die Kommunikationseinheit (54) eingerichtet ist, eine Meldung über ein erkanntes Verkehrsschild auszugeben. Driver assistance system (50) with an image sensor (51), a data storage unit (52), a computing unit (53) and a communication unit (54), wherein the driver assistance system (50) is adapted to recognize traffic signs by image data of the image sensor (51) of processing the arithmetic unit (53) into an edge image (30) and recognizing contours of traffic signs in the edge image (30) by means of a modified Hough transformation of the edge image (30), wherein the communication unit (54) is set up, a message about a recognized traffic sign issue.
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