CN104268508A - 便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法。色盲色弱人员在通过设有交通信号灯的路口时，首先将该便携式设备的后置摄像头对准路口的交通信号灯，并通过手指触屏方式确定交通信号灯在屏幕上的位置，然后该设备的交通信号灯识别系统将利用机器视觉和数字图像处理的相关算法，判断手工所确定位置处的交通信号灯的颜色，并把识别结果同时以屏幕文字提示和扬声器播音两种形式反馈给用户。本发明的有益效果是：辅助色盲色弱人员正确判断交通信号灯，弥补色盲色弱人员只能靠信号灯相对位置判断交通信号的缺憾；同时，对于色盲色弱人员在其他场合快速正确判定色彩信息也有重要帮助。

Description

便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法

技术领域

本发明涉及一种便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法。

背景技术

色盲是指缺乏或完全没有辨别色彩的能力。通常说的色盲多是指红绿色盲。根据相关部门的统计数据，在我国男性色盲发病率为4.71±0.074％，女性色盲率为0.67±0.036％，色盲基因携带者的频率为8.98％。多数色盲患者属于遗传性疾病，是一种基因的缺陷，先天性色觉障碍终生不变，目前尚缺乏特效治疗。有先天性色觉障碍者，在生产生活中有诸多的麻烦和限制。比如，我国相关的法律法规以及行业规范等就规定交通运输、化学、医药等工作人员必须有正常的色觉。

许多情况下，色盲色弱人员只能按照交通信号灯的相对位置来判断当前交通信号灯的状态，这给日常出行带来很多不便；另外，在其他的日常生活中，色盲色弱人员也经常需要判断颜色。

随着智能手机的日益普及，智能手机的功能也越来越强大，其所配置的触摸屏和前后置摄像头分辨率越来越高、CPU运行速度越来越快、内存卡和缓存容量越来越大等，人们在其上开发了许多便捷实用的软件系统，显然这也为解决色盲色弱人员在日常生活中的颜色判断带来了福音。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种简单易行的便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明的一种便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法，包括以下

步骤：

步骤1，在智能手机中装载颜色识别系统，并在该颜色识别系统中建立颜色识别数据库，颜色识别数据库中存储了多种颜色各自在HSV颜色空间模型中色度H、饱和度S和亮度V的参数分布范围；

步骤2，采用智能手机的摄像头对准交通信号灯并拍照，颜色识别系统将拍摄的照片进行处理，进一步选定该照片中暗色区域框中鲜艳和亮度较高的颜色；

步骤3，将步骤2最终选定的颜色进行分析处理，得出该颜色在HSV颜色空间模型中的色度H、饱和度S和亮度V的参数分布范围，并与颜色识别数据库中存储的参数分布范围进行比对，得出匹配度最高的颜色名称并以文字形式显示在智能手机的显示屏上或语音播报。

上述步骤1中HSV颜色空间模型由RGB颜色空间转换而来，具体公式如下：

max＝max(R，G，B)；

min＝min(R，G，B)；

V＝max(R，G，B)；

S＝(max-min)/max；

If R＝max，H＝60*(G-B)/(max-min)；

If G＝max，H＝120+60*(B-R)/(max-min)；

If B＝max，H＝240+60*(R-G)/(max-min)；

If H<0，H＝H+360。

本发明的有益效果是：辅助色盲色弱人员正确判断交通信号灯，弥补色盲色弱人员只能靠信号灯相对位置判断交通信号的缺憾；同时，对于色盲色弱人员在其他场合快速正确判定色彩信息也有重要帮助。

附图说明

图1为本发明的开始使用状态的示意图。

图2为本发明的最终使用状态的示意图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细的描述：

本发明的便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法，是为了解决色盲色弱人员在日常生活中辨别颜色，包括在出行时判别交通信号灯，我们利用日益普及的智能手机提出一种面向色盲色弱人员的交通信号灯辨别方法。具体包括以下步骤：

步骤1，在智能手机中装载颜色识别系统，并在该颜色识别系统中建立颜色识别数据库，颜色识别数据库中存储了多种颜色各自在HSV颜色空间模型中色度H、饱和度S和亮度V的参数分布范围。

本发明选择的是HSV颜色空间的简单阈值模型，其中H是色度，描述颜色的种类，主要与光的波长有光；S是饱和度，描述颜色的深、浅、浓、淡；V是亮度，描述像素的整体亮度而不考虑色彩。

HSV颜色空间模型分离了色彩的灰度信息和颜色信息，HSV可以由RGB颜色空间转换而来，具体公式如下：

max＝max(R，G，B)；

min＝min(R，G，B)；

V＝max(R，G，B)；

S＝(max-min)/max；

If R＝max，H＝60*(G-B)/(max-min)；

If G＝max，H＝120+60*(B-R)/(max-min)；

If B＝max，H＝240+60*(R-G)/(max-min)；

If H<0，H＝H+360。

在HSV颜色空间下各个颜色的分布范围，据此可以判断交通信号灯的颜色如表1所示：

表1：HSV空间下各个颜色的分布范围

步骤2，采用智能手机的后置摄像头对准交通信号灯并拍照，颜色识别系统将拍摄的照片进行处理，进一步选定该照片中暗色区域框中鲜艳和亮度较高的颜色。当用户在交通路口需要识别交通信号灯时，首先启动该便携式设备上安装的颜色识别数据库，然后利用智能手机的后置摄像头对准要交通路口的交通信号灯，并通过手指触屏方式指定交通信号灯在屏幕上的位置。颜色识别数据库利用智能手机的摄像头和平台API函数获得后置摄像头图像和用户通过触屏所指定的交通信号灯在触摸屏上的位置，并利用数字图像处理中的颜色识别算法识别出所指定位置处的颜色信息。具体方法如下：

1、在识别交通信号灯时，需要准确确定用户所指定的包含交通信号灯在触摸屏上的位置。如图1所示，这是由于用户在指定触摸屏上交通信号灯的位置时，往往不够精确，即用户所指定的位置可能在实际的交通信号灯附近。因此，需要将用户指定的触屏位置适当拓展，确保包含用户需要了解的交通信号灯。图1中A为拓展区域，B为用户指定区域。

2、分析用户所指定的拓展的触屏范围内的颜色信息，主要是红色、绿色和黄色信息。在识别颜色时，由于适当拓展的范围一般情况下可能会包括天空、树木、电线、线杆、建筑物等物体，因此必须排除这些干扰物体。考虑到交通信号灯的箭头、圆团等显示必定出现在一个暗色框架内，因此在进行颜色识别时必须要在拓展的范围内的暗色区域中寻找鲜艳和亮度较高的颜色，主要是红色、绿色和黄色。

步骤3，将步骤2最终选定的颜色进行分析处理，得出该颜色在HSV颜色空间模型中的色度H、饱和度S和亮度V的参数分布范围，并与颜色识别数据库中存储的参数分布范围进行比对，可以参照表1进行颜色判别，得出匹配度最高的颜色名称并以文字形式显示在智能手机的显示屏上或通过语音播报形式告知用户。如图2所示，C为闪烁的光圈，表示判断的为光圈内颜色。D为显示的颜色文字名称。

本发明还可以帮助色盲色弱人员在其他场合快速正确判定色彩信息，例如当用户需要判定某个位置的颜色信息时，只需要将安装该软件的智能手机的前置摄像头对准相应位置，并用手指触屏方式指定需要判定颜色的位置，系统就可以自动显示和播放相应的颜色信息。

以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (2)

1.一种便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在智能手机中装载颜色识别系统，并在该颜色识别系统中建立颜色识别数据库，颜色识别数据库中存储了多种颜色各自在HSV颜色空间模型中色度H、饱和度S和亮度V的参数分布范围；

步骤2，采用智能手机的摄像头对准交通信号灯并拍照，颜色识别系统将拍摄的照片进行处理，进一步选定该照片中暗色区域框中鲜艳和亮度较高的颜色；

步骤3，将步骤2最终选定的颜色进行分析处理，得出该颜色在HSV颜色空间模型中的色度H、饱和度S和亮度V的参数分布范围，并与颜色识别数据库中存储的参数分布范围进行比对，得出匹配度最高的颜色名称并以文字形式显示在智能手机的显示屏上或语音播报。

2.根据权利要求1所述便携式色盲色弱人员交通信号灯辨别方法，其特征在于：步骤1中HSV颜色空间模型由RGB颜色空间转换而来，具体公式如下：

max＝max(R，G，B)；

min＝min(R，G，B)；

V＝max(R，G，B)；

S＝(max-min)/max；

If R＝max，H＝60*(G-B)/(max-min)；

If G＝max，H＝120+60*(B-R)/(max-min)；

If B＝max，H＝240+60*(R-G)/(max-min)；

If H<0，H＝H+360。