색상 적응적인 차량 그림자 제거방법
Color Adaptive Method for Vehicle Shadow Removal
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초록
지능형교통체계(ITS, Intelligent Transportation Systems) 분야의 교통정보수집기술에서는 비용, 시간, 설치 및 응용의 편리성 때문에 영상처리를 이용한 영상검지기가 보편화되는 추세이다. 본 논문에서는 영상검지기의 성능개선, 즉 차종 분류와 차량 검지율을 높이기 위해 그림자 제거방법을 제안한다. 제안 방법은 HSV 공간에서 색상 적응적 차량 그림자 제거 방법이다. 차량 그림자 검출순서는 배경 추출 및 갱신, 초기 차량 탐지, 색상 적응적 그림자 제거, 구멍 메우기, 외곽선 제거, 차량 객체 획득 단계로 이루어졌다. 전경을 검출하고 정확한 배경을 생성하기 위해 전처리로 이우철의 배경 생성과 배경 갱신의 두 단계 과정을 사용하였으며, 후처리로 구멍 메우기 방법과 외곽선 제거방법을 사용하였다. 색상의 밝기, 농담 그리고 다양한 형태의 도로에 강인한 그림자 제거 방법을 보이기 위해 실험에 사용된 영상은 흰색 계열 차량, 검정색 계열 차량, 직선 도로, 교차로, 및 정지선 영상으로 구분하였다. 성능평가를 위해 기존 연구방법인 NRGB, CHID, CUCCHIARA 방법과 제안 방법을 비교 평가하였다. 비교 평가방법은 Cohen의 DR(Detection Rate)과 FAR(False Alarm Rate)을 기반으로 한 조화평균값(F-Measure)을 이용하였다. 평가결과 제안 방법이 평균 DR 93.1%, FAR 33.1%, F-Measure 77.0%를 보여 다른 NRGB, CHID, CUCCHIARA의 방법보다 우수함을 입증하였다.
Abstract
The use of video image processing in vehicle detection systems is a widespread trend in the field of Intelligent Transportation Systems (ITS) because of low costs, fast processing and convenience of installation and application. In this paper, we propose a new method for increasing the performance of ITS systems. This method removes the shadow area of vehicles and reduces the noise of video images. The proposed algorithm, which removes the shadow area of vehicles and reduces the image noise is conducted in HSV color model because of its characteristics. The algorithm to detect the shadow area of vehicles consists of background extraction and update, initial vehicle detection, color-adaptive shadow removal, outline removal, and vehicle object acquisition. Lee's method is utilized in two steps to detect the foreground and create the accurate background. In the post-processing, the algorithm fills holes on the vehicles and removes the outline of the vehicles. In our experiments, we categorized vehicle images into five classes, including white vehicles, black vehicles, vehicles on the straight roads, vehicles in intersections, and vehicles on the stop lines, to test how robust the proposed algorithm is exposed variation in chromaticity and brightness as well as variation in road shapes. To evaluate the performance of the proposed algorithm, we compared it with three existing methods, including NRGB, CHID, and CUCHIARA. F-measure is used to evaluate the performance of the algorithm when removing vehicle shadows. The measure is based on the Cohen’s DR (Detection Rate) and FAR (False Alarm Rate). The proposed algorithm achieved superior performance with the average DR of 93.1%, FAR of 33.1%, and F-measure of 77.0% when compared to existing methods.
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