基于MSER和HOG特征提取的SVM交通标志检测和识别算法matlab仿真

简介: ### 算法简介1. **算法运行效果图预览**:展示算法效果,完整程序运行后无水印。2. **算法运行软件版本**:Matlab 2017b。3. **部分核心程序**:完整版代码包含中文注释及操作步骤视频。4. **算法理论概述**: - **MSER**:用于检测显著区域,提取图像中稳定区域,适用于光照变化下的交通标志检测。 - **HOG特征提取**:通过计算图像小区域的梯度直方图捕捉局部纹理信息,用于物体检测。 - **SVM**:寻找最大化间隔的超平面以分类样本。整个算法流程图见下图。

1.算法运行效果图预览
(完整程序运行后无水印)

1.gif
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6.jpeg

2.算法运行软件版本
matlab2017b

3.部分核心程序
(完整版代码包含中文注释和操作步骤视频)

```function [Ic,Xmin3,Xmax3,Ymin3,Ymax3] = func_merge(I,Trafficxy,Smj,SCALE);

%提取交通标志的中心点,判断是否为同一个标志
for i = 1:length(Trafficxy)
Xmin(i)= min(Trafficxy{i}(:,1));
Xmax(i)= max(Trafficxy{i}(:,1));
Ymin(i)= min(Trafficxy{i}(:,2));
Ymax(i)= max(Trafficxy{i}(:,2));
Xc(i) = (Xmin(i)+Xmax(i))/2;
Yc(i) = (Ymin(i)+Ymax(i))/2;
end

%重合点合并
Xmin2=[];
Xmax2=[];
Ymin2=[];
Ymax2=[];

if length(Xc)>1
indx = 0;
for i = 1:length(Xc)
tmps=[];
for j = 1:length(Xc)
if sqrt(double((Xc(i) - Xc(j))^2 + (Yc(i) - Yc(j))^2))<=20
tmps=[tmps,j];
end
end
Xmin2(i) = mean(Xmin(tmps));
Xmax2(i) = mean(Xmax(tmps));
Ymin2(i) = mean(Ymin(tmps));
Ymax2(i) = mean(Ymax(tmps));
end
%根据XYi的相似性进行合并
else
Xmin2= Xmin;
Xmax2= Xmax;
Ymin2= Ymin;
Ymax2= Ymax;
end

%%
index = 0;
for i = 1:length(Xmin2)
SS = abs(Ymin2(i)-Ymax2(i))*abs(Xmin2(i)-Xmax2(i))
if SS>Smj
index = index + 1;
Ic{index} = I(Ymin2(i)-SCALE:Ymax2(i)+SCALE,Xmin2(i)-SCALE:Xmax2(i)+SCALE,:);
Xmin3(index) = (Xmin(i));
Xmax3(index) = (Xmax(i));
Ymin3(index) = (Ymin(i));
Ymax3(index) = (Ymax(i));
end
end
10_044m

```

4.算法理论概述
4.1 MSER
MSER是一种用于检测显著区域的技术,它能够提取图像中的稳定区域,这些区域在不同尺度上都是稳定的。MSER对于光照变化具有鲁棒性,这使得它非常适合于交通标志检测。MSER算法基于一个关键概念:对于给定的阈值t,图像中的每一个像素点都可以被标记为前景或背景。随着阈值t的变化,图像中的区域也会随之发生变化。MSER区域定义为在一定范围内,即使阈值变化也不会发生分裂或合并的区域。

image.png

4.2 HOG特征提取
HOG特征是一种广泛应用于物体检测领域的特征描述符。它通过计算图像中小区域(称为cell)的梯度直方图来捕捉局部纹理信息,这些信息对于识别特定物体非常有用。

HOG特征提取包括以下步骤:

图像归一化:将图像缩放到固定大小。
梯度计算:计算每个像素的梯度幅度和方向。
细胞分区:将图像分割成小的单元格(cell)。
梯度直方图:在每个单元格内统计梯度方向直方图。
块标准化:将相邻的单元格组合成块(block),并对每个块内的直方图进行归一化。

image.png

4.3 SVM
SVM试图找到一个超平面,使得两类样本之间的间隔最大化。对于线性可分的情况,SVM寻找一个决策边界w⊤x+b=0,其中w是法向量,b是偏置项。

image.png

整个算法流程图如下图所示:

10.jpeg

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