Universität Bielefeld - Sonderforschungsbereich 360

Verkehrszeichenerkennen auf Autobahnen mittels echtzeitfähiger Farbbildsegmentierung

Prof. Dr. Lutz Priese, Universität Koblenz
Es wird der CSC (Color Structure Code) des Labor Bilderkennen der Universität Koblenz vorgestellt. Der CSC ist ein echtzeitfähiger inhärent paralleler Farbbildsegmentierer. Er umfasst die Schritte

Vorverarbeitung
Nichtlineare Filter zur gleichzeitigen Glättung innerhalb homogener Bildbereiche und Kontrastverstärkung an den Farbflächenrändern im RGB-Farbraum, Übersetzung RGB -> HSI-Farbraum.
Segmentierung
Generierung einer Datenstruktur "Formwald" aus den HSI-Pixeldaten. Ein Baum in diesem Datenwald repräsentiert ein zusammenhängendes Segment im Farbbild.
Klassifikation
Problemspezifische Erstellung primärer Merkmale wie Rand, umhüllendes Polygon, geometrische Forminformation, etc., und sekundärer Lagerelationen von jeweils einzelnen und lokal zusammengehörenden Segmenten.
Evaluierung
Problemspezifische Auswertung der Klassifikationsmerkmale in einem datengetriebenen, parallelen, wissensbasierten Entscheidungsgraphen unter Unsicherheitsregeln.
Der CSC ist bereits in einer sequentiellen Version sehr schnell. So benötigt er zur kompletten Klassifikation aller Segmente eines 512 x 512 Pixelbildes einer 24-Bit-Farbtiefe auf einer Sun Sparc 10 -51 weniger als 2 sec. Seine inhärent parallelen Datenstrukturen erlauben eine einfache Implementierung auf Parallelrechnerarchtekturen, sogar mit einer verteilten Datenhaltung der Bilddaten auf den lokalen Speichern verschiedener Prozessoren.

Der CSC wurde von uns erfolgreich zur Entwicklung eines Verkehrszeichenerkenners (CSC-VZE) eingesetzt. Eine optimierte Version des CSC-VZE analysiert in ca. 150 msec eine komplette Verkehrsszene auf nur 4 MPC 604 Prozessoren. Dabei werden über 98% aller auftretenden Verkehrszeichen auf Autobahnen sicher lokalisiert und erkannt (gemessen an über 20.000 Aufnahmen). Der CSC-VZE wird von Daimler-Benz im fahrenden Fahrzeug auf Autobahnen bereits im Versuchsfahrzeug VITA II eingesetzt und wurde auf dem PROMETHEUS-Board-Member-Meeting in Paris der Öffentlichkeit vorgestellt.

Anke Weinberger, 1996-06-12