TW201623067A - 燈號警示裝置及其方法、電腦可讀取紀錄媒體、及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種燈號警示裝置，包含一影像擷取單元以及一處理單元。該影像擷取單元用以連續拍攝載具的道路影像。該處理單元係配置成執行以下程式，該程式包含有：一號誌偵測模組，係對應該交通號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的追蹤框架；一行車偵測模組，係判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；以及一決策模組，係於判定該載具處於該靜止狀態時啟動一決策模式，並於該交通號誌的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。

Description

燈號警示裝置及其方法、電腦可讀取紀錄媒體、及電 腦程式產品

本發明係有關於一種燈號警示裝置及其方法，尤指一種用以偵測號誌狀態以提示駕駛人的燈號警示裝置及其方法。

注意力係屬於一種心理學概念，藉由控制心智將導致局部刺激的意識水平提高，令知覺選擇性的集中於某件事物上。一般而言，注意力可分為選擇性注意力、持續性注意力、以及分散性注意力。選擇性注意力係指當下是否能夠將注意力集中在單一活動的能力，不易受其他外在不相關刺激所影響；持續性注意力係指於一段時間內將注意力維持在連續的活動上的能力；分散性注意力係指在同一時間進行兩件或以上的任務的能力。對於駕駛而言，開車須要高度的專注力，開車的任務必須優先於其他次要的任務，是以，駕駛必須特別針對選擇性注意力以及持續性注意力的部分進行加強。

通常駕駛在等待號誌變燈的時間內，注意力容易被其他的次要任務吸引，使次要任務的優先層級反而高過駕駛的任務。此時，駕駛容易因為分心做其他事情或是思緒不集中，導致號誌變燈時卻不能發現。

一般為解決駕駛注意力不集中的問題，部分高階車輛係藉由配置駕駛輔助儀協助提升駕駛的注意力。駕駛輔助儀具有採集眼睛、面部影像及車輛內外部狀態的功能，將所收集到的環境資料進行分析，判斷駕駛的注意力狀況、以及即時的車況，並主動紀錄及提示車輛行駛狀況。惟，目前市面上的駕駛輔助儀均未能於駕駛等待的號誌的時間內協助駕駛追蹤號誌的狀況，使駕駛於號誌變燈時仍不知道要前行，進而造成交通問題。

本發明之主要目的，在於解決駕駛因分心而未能注意到號誌變燈的問題。

為達到上述目的，本發明係提供一種燈號警示裝置，包含有一影像擷取單元，以及一連接於該影像擷取單元的處理單元。該影像擷取單元係連續拍攝一載具的道路影像。該處理單元係配置成執行以下程式，該程式包含有：一號誌偵測模組，根據該道路影像，偵測一交通號誌的燈號；一行車偵測模組，係判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；以及一決策模組，係於判定該載具處於該靜止狀態時啟動一決策模式，並於該交通號誌的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。

進一步地，該號誌偵測模組依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該交通號誌的成分，並對應該交通號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的追蹤框架。

本發明之另一目的在於提供一種燈號警示裝置，包 含有一影像擷取單元，以及一連接於該影像擷取單元的處理單元。該影像擷取單元連續拍攝載具的道路影像。該處理單元係配置成執行以下程式，該程式包含有：一尾燈偵測模組，根據該道路影像，偵測一前車尾燈的燈號；一行車偵測模組，係判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；以及一決策模組，係於判定該載具處於該靜止狀態時啟動一決策模式，並於該前車尾燈的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。

進一步地，該尾燈偵測模組依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該前車尾燈的成分，並對應該前車尾燈設定一追蹤該前車尾燈的燈號的追蹤框架。

本發明之另一目的在於提供一種燈號警示裝置，包含有一影像擷取單元，以及一連接於該影像擷取單元的處理單元。該影像擷取單元連續拍攝載具的道路影像。該處理單元係配置成執行以下程式，該程式包含有：一號誌偵測模組，根據該道路影像，偵測一交通號誌的燈號；一尾燈偵測模組，根據該道路影像，偵測一前車尾燈的燈號；一行車偵測模組，係判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；以及一決策模組，係於判定該載具處於該靜止狀態時啟動一決策模式，並於該交通號誌或該前車尾燈的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。

進一步地，該號誌偵測模組依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該交通號誌的成分，並對應該交通 號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的追蹤框架。

進一步地，該尾燈偵測模組依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該前車尾燈的成分，並對應該前車尾燈設定一追蹤該前車尾燈的燈號的追蹤框架。

進一步地，該處理單元係連結至該載具的行車電腦以取得該載具的行車狀態。

進一步地，該行車偵測模組係藉由計算該道路影像中的變動量確認該載具是否處於該靜止狀態。

進一步地，所述之燈號警示裝置包含有一連結於該處理單元的警示單元，該警示單元係於接收到該警示訊號時對使用者進行提示。

本發明之另一目的在於提供一種燈號警示方法，包含有：連續拍攝載具的道路影像；根據該道路影像，偵測一交通號誌的燈號；根據該道路影像，偵測一前車尾燈的燈號；判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；於該載具處於該靜止狀態時，並於該交通號誌或該前車尾燈的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。

進一步地，該偵測交通號誌的燈號的步驟係包含：依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為交通號誌的成分，並對應該交通號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的第一追蹤框架，進一步地，該第一追蹤框架係依據以下方法被設 定：依據該道路影像定義出可能出現該交通號誌的區域；於該區域中搜尋出可能為該交通號誌的色彩特徵的色塊做為參考特徵；依據該色塊的位置、比例或藉由該色塊周側連通區塊邊緣決定該第一追蹤框架的範圍。

進一步地，所述達到預設條件係依據以下的方法進行決策：藉由該第一追蹤框架持續追蹤該交通號誌的燈號；於該交通號誌的燈號由紅燈轉為綠燈時輸出該警示訊號。

進一步地，所述達到預設條件係依據以下的方法進行決策：藉由該第一追蹤框架搜尋該交通號誌內的數字圖形；紀錄該數字圖形，並於該數字圖形所對應的數值小於或等於一預設數值時輸出該警示訊號。

進一步地，該偵測前車尾燈的燈號的步驟係包含：依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該前車尾燈的成分，並對應該前車尾燈設定一追蹤該前車尾燈的燈號的第二追蹤框架。

進一步地，該第二追蹤框架係依據以下方法被設定：依據該道路影像定義出可能出現前方車輛的區域；於該區域中依據形態特徵搜尋出可能為該前方車輛的物件；依據該物件的位置、比例或藉由該物件的邊緣決定該第二追蹤框架的範圍。

進一步地，所述達到預設條件係依據以下的方法進行決策：藉由該第二追蹤框架持續追蹤該前車尾燈的燈號；於該前車尾燈的煞車燈燈號熄滅時輸出該警示訊號。

進一步地，所述的靜止狀態係依據以下之方法被確認：連續拍攝該載具的道路影像；計算該道路影像前後影像圖帧的變化量，並於該變化量小於一閾值時，判定該載具係操作於該靜止狀態。

進一步地，所述的靜止狀態係依據以下之方法被確認：連結至行車電腦以取得該載具的各部參數；藉由載具的轉速、剎車參數判定該載具是否操作於該靜止狀態。

本發明之另一目的在於提供一種電腦可讀取紀錄媒體，其上記錄一程式，當運算主機載入該程式並執行後，係可完成以下之方法：連續拍攝載具的道路影像；根據該道路影像，偵測一交通號誌的燈號；根據該道路影像，偵測一前車尾燈的燈號；判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；於該載具處於該靜止狀態時，並於該交通號誌或該前車尾燈的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。

因此，本發明相較於前述習知技術具有以下之優異效果：

1.本發明係追蹤環境中的號誌及前車尾燈影像，於號誌由紅轉綠時，係可適時的提醒駕駛者注意，以利駕駛快速的將注意力轉移至開車的事件上。

2.本發明係可整合至行車紀錄器或駕駛輔助儀上，與其他駕輔功能併用，提供駕駛完善的引導指示。

100‧‧‧燈號警示裝置

10‧‧‧影像擷取單元

11‧‧‧道路影像

20‧‧‧處理單元

A1‧‧‧號誌偵測模組

A2‧‧‧尾燈偵測模組

A3‧‧‧行車偵測模組

A4‧‧‧決策模組

211A‧‧‧第一追蹤框架

211B‧‧‧第一追蹤框架

221A‧‧‧第二追蹤框架

221B‧‧‧第二追蹤框架

30‧‧‧儲存單元

40‧‧‧警示單元

M‧‧‧燈號色塊中心的位置

K1‧‧‧參考常數

K2‧‧‧參考常數

K3‧‧‧參考常數

K4‧‧‧參考常數

N‧‧‧物件的中心點

S‧‧‧二邊界常數

L‧‧‧框架邊長常數

D1‧‧‧邊界位置

D2‧‧‧邊界位置

FR‧‧‧第二象限

步驟S1-步驟S5

步驟S21-步驟S23

步驟S31-步驟S33

步驟S41A-步驟S42A

步驟S421A-步驟S423A

步驟S41B-步驟S42B

步驟S51A-步驟S52A

步驟S51B-步驟S52B

步驟S51C-步驟S52C

圖1，係為本發明燈號警示裝置的方塊示意圖。

圖2，係為本發明燈號警示裝置的使用狀態示意圖。

圖3，係揭示所拍攝的道路影像。

圖4，係揭示交通號誌正面影像。

圖5，係揭示交通號誌的影像示意圖。

圖6，係揭示所拍攝的車道示意圖。

圖7，係揭示前車車尾正面影像。

圖8，係揭示前車車尾影像示意圖。

圖9，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(一)。

圖10，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(二)。

圖11，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(三)。

圖12-A，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(四)。

圖12-AA，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(五)。

圖12-B，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(六)。

圖13-A，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(七)。

圖13-B，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(八)。

圖13-C，係揭示本發明燈號警示方法的流程示意圖(九)。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必按實際比例繪製，而有誇大之情況，該等圖式及其比例並非用以限制本發明之範圍。

本發明係提供一種燈號警示裝置及其方法，以下係舉複數實施例分別說明之：

燈號警示裝置：

請參閱「圖1」及「圖2」，係為本發明燈號警示裝置之方塊示意圖及使用狀態示意圖，如圖所示：本發明之燈號警示裝置100，主要係包含有一影像擷取單元10，一連結於該影像擷取單元10的處理單元20，一用以儲存或暫存資料的儲存單元30，以及一連結於該處理單元20的警示單元40。

所述的影像擷取單元10係設置於載具上，用以連續拍攝該載具於行駛中所拍攝到的道路影像11，所述的道路影像11係儲存或暫存於該儲存單元30中。該影像擷取單元10可以是任何具有電荷耦合元件(Charge coupled device,CCD)鏡頭、互補 式金氧半電晶體(Complementary Metal Oxide Semiconductor Transistors,CMOS)鏡頭、或紅外線鏡頭的攝影機，亦可以是可取得深度資訊的影像擷取設備，例如是深度攝影機(Depth Camera)或立體攝影機。

所述的處理單元20以及該儲存單元30係可共同構成一電腦或處理器，例如是個人電腦、工作站、主機電腦或其他型式之電腦或處理器，在此並不限制其種類。

於一較佳實施例中，該處理單元20係耦接於該儲存單元30。該處理單元20可為中央處理器(Central Processing Unit,CPU)，或是其他可程式化並具有一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。

所述的儲存單元30可以是任何型態的固定或可移動隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory,ROM)、快閃記憶體(Flash Memory)或類似元件或上述元件的組合。該儲存單元30亦可由一或更多個可存取之非揮發性記憶構件所構成。具體而言，其可為硬碟、記憶卡，亦可為積體電路或韌體。

所述的警示單元40係可為揚聲器、燈號、顯示裝置或是任何其他可提示警示訊息予使用者(駕駛者)的輸出設備， 於本發明中並不欲予以限定該警示單元40的種類。

所述的處理單元20係可載入並執行以下程式，所述的程式依其任務不同，係包含有號誌偵測模組A1、尾燈偵測模組A2、行車偵測模組A3、以及決策模組A4。以下係分別針對號誌偵測模組A1、尾燈偵測模組A2、行車偵測模組A3、以及決策模組A4所進行並處理的任務分別進行說明：

號誌偵測模組A1

所述的號誌偵測模組A1用以根據該道路影像，偵測一交通號誌的燈號。該號誌偵測模組A1係依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像11的可能為該交通號誌的成分，並對應該交通號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的第一追蹤框架211A、211B(請參照圖4與圖5)，藉以即時的追蹤該交通號誌的燈號。

以下係揭示一種可行的具體實施態樣，該號誌偵測模組A1係經由該儲存單元30(或直接經由該影像擷取單元10)取得複數個道路影像11，並藉由影像處理模組針對該道路影像11進行影像處理，將影像調整為易於該號誌偵測模組A1辨識的形式。

請一併參閱「圖3」所示，該號誌偵測模組A1係將所拍攝到的道路影像11定義為四個象限，並將其中的第二象限FR(若為右駕則設定第一象限)設定為影像中的感興趣區域，並針對該感興趣區域搜尋任何符合對應號誌特徵的物件。所述的號誌特徵可藉由預先針對不同號誌形態所建立的資料庫，於啟動偵測 時，該號誌偵測模組A1係依據號誌的色彩、或形態特徵判斷號誌所屬的類型並定位該號誌於影像中的座標。

取得所述的座標後，該號誌偵測模組A1依據該色塊的位置、比例或藉由該色塊周側連通區塊邊緣決定該第一追蹤框架211A、211B的範圍。

以下係舉二不同實施例輔以圖式進行說明：

(一)藉由連通區塊定義第一追蹤框架211A

請參閱「圖4」，於一較佳實施態樣中，該號誌偵測模組A1係可將該號誌燈號色塊的位置設定為中心，並檢測該色塊周側的連通區塊，將該連通區塊的外輪廓直接設定為該第一追蹤框架211A，以便追蹤該號誌內的所有燈號。

藉由該第一追蹤框架211A，該號誌偵測模組A1係可即時的追蹤該第一追蹤框架211A內的所有燈號，以判斷該燈號目前的狀態。

(二)藉由燈號比例定義第一追蹤框架211B

請參閱「圖5」，於一較佳實施態樣中，該號誌偵測模組A1可將該號誌燈號色塊的位置設定為中心，並依據該燈號色塊的大小比例設置一第一追蹤框架211B。如圖所示，首先係設定該燈號色塊中心的位置為M(x1,y1)，接續計算該色塊的面積、周長或直徑，將該面積、周長或直徑依據預先設定的比例得到至少四個參考常數K1-K4。最後藉由該參考常數K1-K4定義出四個邊界M(x,y；x1+K1>x>x1-K2,y1+K3>y>y1-K4)，藉由該 四個邊界所界定的區域定義所述的第一追蹤框架211B。

於設定該第一追蹤框架211B後，該號誌偵測模組A1將可依據燈號的種類紀錄對應的數據，所述的數據例如號誌種類(紅綠燈、平交道號誌、方向號誌、數字號誌、行人穿越號誌等)，藉由所取得的參數不同，將會做出不同的決策，此部分於後段的決策模組A4將有更進一步的說明。

尾燈偵測模組A2

該尾燈偵測模組A2用以根據該道路影像，偵測一前車尾燈的燈號。該尾燈偵測模組A2係依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像11的可能為該前車尾燈的成分，並對應該前車尾燈設定一追蹤該前車尾燈的燈號的第二追蹤框架221A、221B。

以下係揭示一種可行的具體實施態樣，該尾燈偵測模組A2係經由該儲存單元30(或直接經由該影像擷取單元10)取得複數個道路影像11，並藉由影像處理模組針對該道路影像11進行影像處理，將影像調整為易於該尾燈偵測模組A2辨識的形式。

請一併參閱「圖6」所示，該尾燈偵測模組A2係將所拍攝到的道路影像11設定一車道偵測區塊，定義出可能出現前方車輛的區域，該車道偵測區塊可藉由車道地面上的延伸線決定範圍，或由預先設定的二分設於左右二側的漸進線(基於影像遠近的透視概念)所決定，將該車道偵測區塊設定為影像中的感興趣區域，並針對該感興趣區域搜尋任何符合對應尾燈特徵的物 件。所述的尾燈特徵可藉由預先針對不同車輛形態所建立的資料庫，於啟動偵測時，該尾燈偵測模組A2係依據一般車輛的形態特徵判斷可能為車輛的物件。

取得所述可能為車輛的物件後，該尾燈偵測模組A2依據該物件的位置、比例或藉由該物件的邊緣決定該第二追蹤框架221A、221B的範圍。

(一)藉由物件比例定義第二追蹤框架221A

請參閱「圖7」，於一較佳實施態樣中，該尾燈偵測模組A2藉由形態特徵搜尋到該符合對應前方車輛的物件後，係依據權重設定該物件的中心點為N(x,y)，接續計算該物件整體所佔據影像中的面積、或徑長，將該面積、或徑長依據預先設定的比例得到二邊界常數S，以及框架邊長常數L。代入該等比例常數至該中心點N(x2,y2)藉以計算出對應於該物件二側的邊界位置D1(x2+S,y2)、D2(x2-S,y2)，接續再將該邊界位置D1、D2設定為中心並代入該框架邊長常數L作為邊界值D1(x,y；x2+S+L/2>x>x2+S-L/2,y2+L/2>y>y2-L/2)、D2(x,y；x2-S+L/2>x>x2-S-L/2,y2+L/2>y>y2-L/2)以定義出所述的第二追蹤框架221A。

(二)藉由該物件的邊緣定義第二追蹤框架221B

請參閱「圖8」，於一較佳實施態樣中，該尾燈偵測模組A2藉由形態特徵搜尋到該符合對應前方車輛的物件後，係由權重比例找到該物件中二側的位置。接續，由該二側位置依據色 彩、或依據灰階程度的不同，找到該物件中符合尾燈特徵的物件(例如紅色區塊、黃色區塊、或是與周側連通區域明顯不同的區塊)，擷取出該尾燈的邊界，藉以作為第二追蹤框架221B。

於設定該第二追蹤框架221B後，該尾燈偵測模組A2將可依據燈號的變化判斷前車是否已開始行駛，例如藉由前車的燈號前後亮度的變化量判斷前車是否行駛、或是藉由前車燈號於影像中的位置或面積(越遠面積越小)判斷前車是否駛離，並將此部分資料做為參考數據傳送至該決策模組A4。

上述的號誌偵測模組A1及尾燈偵測模組A2針對影像處理的程序可藉由分別或同一的影像處理模組或獨立的影像處理晶片進行處理，於本發明中並不設限。所述的影像處理模組主要係可用於進行例如灰階處理、二值化處理、濾鏡處理、上色處理、特徵擷取、影像相減或其他類此的影像處理程序，於本發明中並不予以限制。

行車偵測模組A3

該行車偵測模組A3係判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態。以下揭示二種可行的實施態樣

(一)藉由行車電腦進行判斷

所述的處理單元20係可連結至載具上的行車電腦藉以讀取載具的各部參數。具體而言，所述的行車電腦係可為用以監控車輛狀態的發動機控制器(Engine Control Unit,ECU)或是任何其他可以判斷行車狀態的監控設備，於本發明中並不欲予以限 定該行車電腦的種類。於車輛啟動時，該行車偵測模組A3係主動擷取該行車電腦所記錄的參數，藉此，可判斷載具係處於行駛或停止狀態。所擷取的參數例如可為引擎的轉速數值、煞車數值、或是車輛當前的檔位，於本發明中並不予以限制。

(二)藉由前後影像變化量進行判斷

所述的行車偵測模組A3係可直接存取該儲存單元30內的道路影像11，並計算該道路影像11前後影像圖帧的變化量，並於該變化量小於一閾值時，判定該載具係操作於一靜止狀態。具體而言，該行車偵測模組A3係可先將該前後道路影像11的圖禎先分別進行灰階處理，取得前後圖禎的灰階影像。接續將二二灰階影像藉由影像相減法相減，取得前後圖禎的影像的變動分布圖，最後再將該變動分布圖經由二值化處理，取得變動的像素變化量，藉由變化的像素數量判斷車輛是否處於行駛的狀態，於所述的變化量小於一閾值時，判定該載具係操作於該靜止狀態。惟，上述的方式僅為本發明可供參考的其中一具體實施態樣，本發明並不欲限制於上述的實施態樣。

決策模組A4

該決策模組A4係於取得上述的參數及變數後，基於所取得的參數不同將產生不同的決策結果。該決策模組A4偵測到靜止狀態時係啟動一決策模式，並於該交通號誌的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。所述的預設條件及對應的警示訊息如下：

情境一、僅偵測到交通號誌的燈號

當前方無車輛時，駕駛因紅燈而停止，此時該行車偵測模組A3係判斷載具係處於一靜止狀態，於該靜止狀態中，該決策模組A4係啟動一決策模式，於該號誌偵測模組A1藉由該第一追蹤框架211A、211B偵測到該紅燈變為綠燈時，所述的決策模組A4將藉由該警示單元40傳遞一告知駕駛燈號已變更的警示訊息(適用於一般的紅綠燈)。於另一較佳實施例中，當該號誌偵測模組A1藉由該第一追蹤框架211A、211B追蹤該燈號上所顯示的數字低於一預設的門檻值時，所述的決策模組A4將藉由該警示單元40傳遞一告知駕駛變燈剩餘時間的警示訊息(適用於具有倒數計時燈號的號誌)。於另一較佳實施例中，當該號誌偵測模組A1藉由該第一追蹤框架211A、211B追蹤該燈號上係顯示一轉彎圖樣時，該決策模組A4係依據轉彎圖樣的方向，藉由該警示單元40傳遞一告知駕駛左彎、或右彎的警示訊息(適用於具有方向指示燈號的號誌)。

情境二、僅偵測到前方尾燈燈號

當前方有車輛、卻未能拍攝到號誌時(例如前方車輛遮蔽號誌、抑或是一般道路塞車)，此時該行車偵測模組A3係判斷載具係處於一靜止狀態，於該靜止狀態中，該決策模組A4係啟動一決策模式，於該尾燈偵測模組A2藉由該第二追蹤框架221A、221B偵測到前方車輛的尾燈燈號變化時，所述的決策模組A4將藉由該警示單元40傳遞一告知駕駛前車車輛已行駛的警示 訊息。

情境三、同時偵測到交通號誌及前方尾燈的燈號

駕駛載具因紅燈而停止，此時該行車偵測模組A3係判斷載具係處於一靜止狀態。於該靜止狀態中，該決策模組A4係啟動一決策模式，並藉由該號誌偵測模組A1及尾燈偵測模組A2取得號誌及前車的狀態。於該決策模式中，如前方車輛尾燈及前方號誌同時被檢測到時，除上述情境一、及情境二所述的情況，該決策模組A4係可藉由號誌燈號的狀態及前車尾燈燈號的狀態進行決策，例如當號誌由紅燈轉為綠燈的前置條件達成時，該決策模組A4係藉由該尾燈偵測模組A2判斷前車尾燈的燈號是否變更，當所偵測到該前車尾燈的燈號變更時，則藉由該警示單元40傳遞一告知駕駛注意的警示訊息；當前車尾燈未變更時則不提醒。此態樣適用於道路塞車時的情境，並可降低誤判的機率。

以上係已針對本發明硬體的部分、及所相對應執行的任務進行詳細的說明，接續，將針對本發明之方法步驟進一步進行說明。

燈號警示方法

請一併參閱「圖9」，係本發明第一實施態樣的流程示意圖，如圖所示：本發明係提供一燈號警示方法，該方法係可配合電子裝置使用。該電子裝置係可為但不限定為一行車紀錄器、駕駛輔助儀、前述的燈號警示裝置100等或其他類此之電子裝置。該 電子裝置係包含有影像擷取單元10，連結於該影像擷取單元10的處理單元20，用以儲存或暫存資料的儲存單元30，以及連結於該處理單元20的警示單元40。

所述的燈號警示方法包含有以下的步驟：首先，於該載具停止時，藉由影像擷取單元10連續拍攝載具的道路影像11；(步驟S1)

此時，該處理單元20根據該道路影像11，偵測一交通號誌的燈號。具體而言，該處理單元20係依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像11中可能為交通號誌的成分，並對應該交通號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的第一追蹤框架211A、211B；(步驟S2)

於追蹤該交通號誌的同時，該處理單元20根據該道路影像11，偵測一前車尾燈的燈號。具體而言，該處理單元20係依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像11的可能為前車尾燈的成分，並對應該前車尾燈設定一追蹤該交通號誌的燈號的第二追蹤框架221A、221B；(步驟S3)

判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態(此步驟可執行於步驟S2及步驟S3前作為觸發條件，亦可設置於步驟S5之後作為最終決策程序，於本發明中並不欲予以限制)；(步驟S4)

當判定該載具處於該靜止狀態時，且該交通號誌或該前車尾燈的燈號滿足一預設條件時，輸出一警示訊號至該警示 單元40，藉由該警示單元40提供駕駛正確的指示。(步驟S5)

請一併參閱「圖10」，於步驟S2中，該第一追蹤框架211A係依據以下方法被設定：依據該道路影像11定義出可能出現該交通號誌的區域。於此步驟中，係可藉由該號誌偵測模組A1將所拍攝到的道路影像11定義為四個象限，並將其中的第二象限FR(若為右駕則設定第一象限)設定為影像中的感興趣區域；(步驟S21)

於該區域中搜尋出可能為該交通號誌的色彩特徵的色塊做為參考特徵。藉由該色塊追蹤該交通號誌的同時，係可藉由形態特徵搜尋符合交通號誌的物件，以降低辨識錯誤的機率；(步驟S22)

依據該色塊的位置、比例或藉由該色塊周側連通區塊邊緣決定該第一追蹤框架211A的範圍。(步驟S23)

請一併參閱「圖11」，於步驟S3中，該第二追蹤框架221A、221B係依據以下方法被設定：依據該道路影像11定義出可能出現前方車輛的區域。可藉由車道地面上的延伸線決定範圍，或由預先設定的二分設於左右二側的漸進線(基於影像遠近的透視概念)所決定，將該車道偵測區塊設定為影像中的感興趣區域；(步驟S31)

於該區域中依據形態特徵搜尋出可能為該前方車輛的物件。可藉由預先針對不同車輛形態所建立的資料庫，於啟動偵測時，透過該尾燈偵測模組A2利用Adaboost演算法依據一般 車輛的形態特徵判斷可能為車輛的物件；(步驟S32)

依據該物件的位置、比例或藉由該物件的邊緣決定該第二追蹤框架221A、221B的範圍。(步驟33)

請一併參閱「圖12-A」及「圖12-B」，，於步驟S4中，所述的靜止狀態係依據以下之二種方法被確認：

方法一、(如圖12-A)

連續拍攝載具的道路影像11；(步驟S41A)

計算該道路影像11前後影像圖帧的變化量，並於該變化量小於一閾值時，判定該載具係操作於一靜止狀態。(步驟S42A)

請參閱「圖12-AA」，於一較佳的實施態樣中，步驟42A係可分解為以下的步驟：將該前後道路影像11的圖禎先分別進行灰階處理，取得前後圖禎的灰階影像；(步驟S421A)

接續將二二灰階影像藉由影像相減法相減，取得前後圖禎的影像的變動分布圖；(步驟S422A)

再將該變動分布圖經由二值化處理，取得變動的像素變化量；(步驟S423A)

於所述的變化量小於一閾值時，判定該載具係操作於該靜止狀態。(步驟S424A)

方法二、(如圖12-B)

連結至行車電腦以取得該載具的各部參數；(步驟 S41B)

藉由載具的轉速、剎車參數判定該載具是否操作於一靜止狀態。(步驟S42B)

請一併參閱「圖13-A」至「圖13-C」，於步驟S5中，所述達到預設條件係依據以下的三種方法進行決策：

方法一、(圖13-A)

藉由第一追蹤框架211A、211B持續追蹤該交通號誌的燈號；(步驟S51A)

於該交通號誌的燈號由紅燈轉為綠燈時輸出該警示訊號。(步驟S52A)

方法二、(圖13-B)

藉由第一追蹤框架211A、211B搜尋該交通號誌內的數字圖形；(步驟S51B)

紀錄該數字圖形，並於該數字圖形所對應的數值小於或等於一預設數值時輸出該警示訊號。(步驟S52B)

方法三、(圖13-C)

藉由第二追蹤框架221A、221B持續追蹤該前車尾燈的燈號；(步驟S51C)

於該前車尾燈的煞車燈燈號熄滅時輸出該警示訊號。(步驟S52C)

本發明之方法步驟亦可作為一種軟體程式實施，用以儲存於光碟片、硬碟、半導體記憶裝置等電腦可讀取記錄媒體， 並藉由該電腦可讀取記錄媒體載置於電子裝置上為該電子裝置所存取使用。具體而言，該電子裝置可以為小型的可攜式電子裝置、行車紀錄裝置、行車安全輔助裝置、車輛系統的ODB(On-board diagnostics)、電腦設備、或類此之電子裝置等。

綜上所述，本發明係追蹤環境中的號誌及前車尾燈影像，於號誌由紅轉綠時，係可適時的提醒駕駛者注意，以利駕駛快速的將注意力轉移至開車的事件上。本發明係可整合至行車紀錄器或駕駛輔助儀上，與其他駕輔功能併用，提供駕駛完善的引導指示。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

100‧‧‧燈號警示裝置

10‧‧‧影像擷取單元

11‧‧‧道路影像

20‧‧‧處理單元

A1‧‧‧號誌偵測模組

A2‧‧‧尾燈偵測模組

A3‧‧‧行車偵測模組

A4‧‧‧決策模組

30‧‧‧儲存單元

40‧‧‧警示單元

Claims (21)

1. 一種燈號警示裝置，包含：一影像擷取單元，連續拍攝一載具的道路影像；一處理單元，係配置成執行以下程式，該程式包含有：一號誌偵測模組，根據該道路影像，偵測一交通號誌的燈號；一行車偵測模組，係判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；以及一決策模組，係於判定該載具處於該靜止狀態時啟動一決策模式，並於該交通號誌的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之燈號警示裝置，其中，該號誌偵測模組依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該交通號誌的成分，並對應該交通號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的追蹤框架。
3. 一種燈號警示裝置，包含：一影像擷取單元，連續拍攝載具的道路影像；一處理單元，係配置成執行以下程式，該程式包含有：一尾燈偵測模組，根據該道路影像，偵測一前車尾燈的燈號；一行車偵測模組，係判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；以及一決策模組，係於判定該載具處於該靜止狀態時啟動一決策模式，並於該前車尾燈的燈號達到一預設條件時，輸出一 警示訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之燈號警示裝置，其中，該尾燈偵測模組依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該前車尾燈的成分，並對應該前車尾燈設定一追蹤該前車尾燈的燈號的追蹤框架。
5. 一種燈號警示裝置，包含：一影像擷取單元，連續拍攝載具的道路影像；一處理單元，係配置成執行以下程式，該程式包含有：一號誌偵測模組，根據該道路影像，偵測一交通號誌的燈號；一尾燈偵測模組，根據該道路影像，偵測一前車尾燈的燈號；一行車偵測模組，係判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；以及一決策模組，係於判定該載具處於該靜止狀態時啟動一決策模式，並於該交通號誌或該前車尾燈的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之燈號警示裝置，其中，該號誌偵測模組依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該交通號誌的成分，並對應該交通號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的追蹤框架。
7. 如申請專利範圍第5項所述之燈號警示裝置，其中，該尾燈偵測模組依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該前車尾燈的成分，並對應該前車尾燈設定一追蹤該前車尾燈的 燈號的追蹤框架。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項任一項所述之燈號警示裝置，其中，該處理單元係連結至該載具的行車電腦以取得該載具的行車狀態。
9. 如申請專利範圍第1項至第7項任一項所述之燈號警示裝置，其中，該行車偵測模組係藉由計算該道路影像中的變動量確認該載具是否處於該靜止狀態。
10. 如申請專利範圍第1項至第7項任一項所述之燈號警示裝置，更進一步包含有一連結於該處理單元的警示單元，該警示單元係於接收到該警示訊號時對使用者進行提示。
11. 一種燈號警示方法，包含有：連續拍攝載具的道路影像；根據該道路影像，偵測一交通號誌的燈號；根據該道路影像，偵測一前車尾燈的燈號；判斷該載具的行車狀態以確認該載具是否處於一靜止狀態；於該載具處於該靜止狀態時，並於該交通號誌或該前車尾燈的燈號達到一預設條件時，輸出一警示訊號。
12. 如申請專利範圍第11項所述之燈號警示方法，其中，該偵測交通號誌的燈號的步驟係包含：依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該交通號誌的成分，並對應該交通號誌設定一追蹤該交通號誌的燈號的第一追蹤框架，
13. 如申請專利範圍第12項所述之燈號警示方法，其中，該第一 追蹤框架係依據以下方法被設定：依據該道路影像定義出可能出現該交通號誌的區域；於該區域中搜尋出可能為該交通號誌的色彩特徵的色塊做為參考特徵；依據該色塊的位置、比例或藉由該色塊周側連通區塊邊緣決定該第一追蹤框架的範圍。
14. 如申請專利範圍第12項所述之燈號警示方法，其中，所述達到預設條件係依據以下的方法進行決策：藉由第一追蹤框架持續追蹤該交通號誌的燈號；於該交通號誌的燈號由紅燈轉為綠燈時輸出該警示訊號。
15. 如申請專利範圍第12項所述之燈號警示方法，其中，所述達到預設條件係依據以下的方法進行決策：藉由該第一追蹤框架搜尋該交通號誌內的數字圖形；紀錄該數字圖形，並於該數字圖形所對應的數值小於或等於一預設數值時輸出該警示訊號。
16. 如申請專利範圍第11項所述之燈號警示方法，其中，該偵測前車尾燈的燈號的步驟係包含：依據位置、色彩或形態特徵偵測該道路影像的可能為該前車尾燈的成分，並對應該前車尾燈設定一追蹤該前車尾燈的燈號的第二追蹤框架。
17. 如申請專利範圍第16項所述之燈號警示方法，其中，該第二追蹤框架係依據以下方法被設定：依據該道路影像定義出可能出現前方車輛的區域； 於該區域中依據形態特徵搜尋出可能為該前方車輛的物件；依據該物件的位置、比例或藉由該物件的邊緣決定該第二追蹤框架的範圍。
18. 如申請專利範圍第17項所述之燈號警示方法，其中，所述達到預設條件係依據以下的方法進行決策：藉由該第二追蹤框架持續追蹤該前車尾燈的燈號；於該前車尾燈的煞車燈燈號熄滅時輸出該警示訊號。
19. 如申請專利範圍第11項所述之燈號警示方法，其中，所述的靜止狀態係依據以下之方法被確認：連續拍攝該載具的道路影像；計算該道路影像前後影像圖帧的變化量，並於該變化量小於一閾值時，判定該載具係操作於該靜止狀態。
20. 如申請專利範圍第11項所述之燈號警示方法，其中，所述的靜止狀態係依據以下之方法被確認：連結至行車電腦以取得該載具的各部參數；藉由載具的轉速、剎車參數判定該載具是否操作於該靜止狀態。
21. 一種電腦可讀取紀錄媒體，其上記錄一程式，當運算主機載入該程式並執行後，係可完成如申請專利範圍第11項至第20項其中任一項所述之方法。