Procedimiento para el reconocimiento de marcas de vehículos mediante la clasificación del logo y dispositivo para su realización.

La invención se refiere a un dispositivo de reconocimiento de marcas de vehículos (1) a partir de un procedimiento de clasificación del logo del fabricante (2).

El dispositivo consta de una cámara (3), un sistema de iluminación (4), un procesador (5) y un sistema de almacenamiento (6). El procedimiento utiliza las imágenes proporcionadas por la cámara (3) que son analizadas por un procesador (5) que además está conectado a un sistema de almacenamiento (6). El procesador (5) se adapta para extraer información de la distribución espacial del módulo y la orientación del gradiente del logo (2), formando un vector de características. El procesador (5) se adapta para clasificar el vector de características ejecutando un clasificador multi-clase, previamente entrenado con vectores de características de muestras de logos (2) de vehículos (1), para proporcionar la estimación más verosímil de la marca del vehículo que aparece en las imágenes capturadas por la cámara (3). En condiciones de iluminación baja, el dispositivo activa uno o varios sistemas de iluminación artificial (4) para mejorar el contraste de las imágenes. El procesador (5) se adapta para almacenar las imágenes y el resultado del reconocimiento de la marca del vehículo en el sistema de almacenamiento (6) para su posterior utilización.

PROCEDIMIENTO PARA EL RECONOCIMIENTO DE MARCAS DE VEHÃ?CULOS MEDIANTE LA CLASIFICACIÓN DEL LOGO Y DISPOSITIVO PARA SU REALIZACIÓN

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se enmarca dentro de los sistemas ópticos o de visión artificial para el reconocimiento de marcas de vehículos a partir de técnicas basadas en la clasificación de patrones aplicadas al reconocimiento del logo del fabricante. Mediante la identificación del logo, el dispositivo proporciona información de la marca del vehículo para su uso posterior. Este tipo de dispositivo se puede presentar como complemento a los clásicos sistemas ópticos de reconocimiento de matrículas para aplicaciones de gestión de tráfico, control de accesos, o detección de infracciones, proporcionando información útil relativa a la marca del vehículo al que se le ha detectado, previa o posteriormente, su matrícula.

ESTADO DE LA TÉCNICA

El procedimiento habitual para identificar un vehículo mediante dispositivos ópticos se basa en la localización y el reconocimiento de los caracteres que están incluidos en las matrículas, en lo que se ha venido denominando dispositivos de reconocimiento de matrículas. Sin embargo estos dispositivos no aportan más información del vehículo, por lo que tienen muchas limitaciones y presentan problemas potenciales para los casos en los que se producen errores en la detección de la matrícula, o para casos en los que la matrícula es fraudulenta (vehículos robados, modificación de matrícula para saltarse controles de acceso o infracciones, etc.) . Hasta ahora, el procedimiento más usado para asociar una matrícula con la marca del vehículo se basa en la inspección visual de una imagen proporcionada por el dispositivo de reconocimiento de matrículas, llevada a cabo por un operario de forma manual.

En la literatura existen diversos sistemas para la localización de logos de vehículos mediante dispositivos ópticos o sistemas basados en visión artificial. Es importante resaltar que localizar el logo no implica reconocer el tipo de logo. Así en [Zhou et. al, IEEE ITSC 2012] se presenta un método basado en simetrías para la localización de los logos en imágenes de alta resolución. No se aplica ningún mecanismo para el

reconocimiento del logo. En [Liu and Li, IEEE ICVES 2011] se presenta otro método para localizar el logo basado en las proyecciones de bordes en la imagen. De nuevo, no se propone ningún procedimiento para la clasificación del logo. En [Li and Li, ISECS 2009] se usan los bordes y filtros morfológicos para localizar el logo, sin ningún método para su reconocimiento.

Respecto de los sistemas ópticos para el reconocimiento de logos de vehículos, se destacan algunos trabajos que adoptan un enfoque diferente al propuesto en la presente invención. Así, por ejemplo, en [Psyllos et al., IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 11, No. 2, June 2010] se presenta un método para reconocer logos basado en características tipo SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) . Se trata de un enfoque distinto al de la presente invención, ya que se basa en el uso de puntos distintivos del logo y no en la distribución del módulo y orientación del gradiente. El método de clasificación se basa en la correlación de los valores proporcionados por la transformada SIFT. En [Burkhard et al., EE368 Final Project, 2011] se presenta un reconocedor de logos basado en descriptores de Fourier.

Existen trabajos de investigación en el ámbito del reconocimiento de marcas y/o modelos de coches, a partir del reconocimiento de todo el vehículo. Por ejemplo, en [Kumar and Sivanandam, European Journal of Scientific Research, No. 1, 2012, pp.134-144] se utiliza un enfoque de múltiples características basadas en apariencia y un clasificador de tipo SVM (Support Vector Machines) para el reconocimiento global del vehículo. Además se utiliza un enfoque para la clasificación del logo mediante el uso de puntos distintivos tipo SIFT. De nuevo, se resalta que se trata de un enfoque distinto al de la presente invención, ya que se basa en el uso de puntos distintivos del logo y no en la distribución del módulo y orientación del gradiente.

Otro mecanismo usado para la identificación y el reconocimiento de los vehículos se basa en la detección automática del número de bastidor o número VIN (Vehicle Identification Number) mediante dispositivos ópticos. Así en [US20120230548] se presenta un reconocedor de número VIN a partir de un mecanismo similar a los reconocedores de matrículas. Sin embargo este tipo de números identificativos no suelen ser visibles fácilmente y requieren de la apertura del capó delantero en la mayor parte de los casos. De esta forma, este método no es aplicable para sistemas

de gestión de tráfico, control de accesos o detección de infracciones en condiciones de tráfico normal.

No existe por tanto, hasta la fecha, ninguna publicación o patente en el marco del reconocimiento de la marca de los vehículos mediante el reconocimiento de logos basado en la distribución espacial del módulo y de la orientación del gradiente de la región que contiene el logo, y de la clasificación de dichas características mediante un esquema de reconocimiento de patrones.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCION

La invención se refiere a un dispositivo de reconocimiento de marcas de vehículos (1) a partir de un procedimiento de clasificación del logo del fabricante (2) . Los vehículos disponen de un distintivo indicativo de la marca del fabricante del mismo, que se suele denominar logo. Dicho distintivo se suele ubicar en la zona frontal del vehículo (2) así como en la parte trasera de éste. El dispositivo consta de una cámara (3) , un sistema de iluminación (4) , un procesador (5) y un sistema de almacenamiento (6) . El procedimiento utiliza las imágenes proporcionadas por la cámara (3) que son analizadas por un procesador (5) que además está conectado a un sistema de almacenamiento (6) . El procesador (5) se adapta para extraer información de la distribución espacial del módulo y la orientación del gradiente del logo (2) , formando un vector de características (11) . A partir de la región de interés donde esté localizado el logo (7) se calcula el módulo y la fase del gradiente (8) . Se calculan histogramas de orientación del gradiente en celdas que dividen la región de interés inicial (9) . Dichos histogramas se normalizan en bloques que aglutinan celdas de forma solapada (10) y los histogramas de cada celda normalizados en bloques se ordenan de forma secuencial en un vector de características (11) .

El procesador (5) se adapta para clasificar el vector de características (11) ejecutando un clasificador multi-clase (12) , previamente entrenado con vectores de características de muestras de logos (2) de vehículos (1) tomados de forma supervisada tanto de imágenes reales como sintéticas, para proporcionar la estimación más verosímil de la marca del vehículo que aparece en las imágenes capturadas por la cámara (3) , y más concretamente, en la región de interés.

En condiciones de iluminación baja, el dispositivo activa uno o varios sistemas de iluminación artificial (4) que puede ser de espectro visible y/o infrarrojo para mejorar el contraste de las imágenes.

El procesador (5) se adapta para almacenar las imágenes y el resultado del reconocimiento de la marca del vehículo en un sistema de almacenamiento para su posterior utilización.

Cámaras digitales Se trata de al menos una cámara digital ubicada en un soporte tipo pórtico o soporte en poste, o en báculo o en pared, en carcasa para exteriores o sin carcasa para interiores. La cámara deberá estar posicionada de manera que se capturen imágenes de vehículos que pasen por la zona de interés, de manera que sea visible o el logo de la parte frontal, o el logo de la parte trasera. La cámara digital puede tener salida de formato IEEE1394, USB o Ethernet. La cámara proporciona imágenes en blanco y negro o color con una resolución mínima de 320x240 pixeles, de forma que se pueda apreciar el logo del vehículo con suficiente nitidez.

Procesador de imágenes Este sistema está basado en un ordenador industrial, o en una tarjeta electrónica con procesadores tipo DSP o FPGAs. En el procesador de imágenes se realizan todas las funciones necesarias para controlar el proceso de captura de imágenes y almacenamiento en memoria, pre-procesamiento, extracción de características de las zonas de interés, la clasificación multi-clase y por último el almacenamiento de la información en una unidad de almacenamiento. Todo el proceso está regulado por el software implementado en el procesador de imágenes. En líneas generales se realizan las...

1. Procedimiento para el reconocimiento de marcas de vehículos caracterizado por comprender las siguientes etapas:

a. Obtener una o varias imágenes en las que esté contenida la parte trasera y/o delantera del vehículo (1) estando visible el logo del fabricante (2) .

b. Obtener una o varias regiones de interés (7) donde se ubica el logo

(2) indicativo de la marca del fabricante del vehículo.

c. Dividir cada región de interés (7) en celdas (9) .

d. Obtener de cada celda (9) histogramas de orientación del gradiente.

e. Agrupar los histogramas de orientación del gradiente de las celdas

(9) en bloques solapados (10) .

f. Integrar todos los histogramas de orientación del gradiente de los bloques solapados (10) en un único vector de características (11)

g. Clasificar los vectores de características (11) mediante un clasificador multi-clase (12) previamente entrenado tanto con muestras reales como con muestras sintéticas.

h. Proporcionar la marca del vehículo (1) a partir dellogo (2) clasificado como más probable por el clasificador multi-clase (12) .

2. Dispositivo para el reconocimiento de marcas de vehículos que, utilizando el procedimiento de las reivindicación [1], se caracteriza porque comprende al menos una cámara (3) , un sistema de iluminación artificial (4) , un procesador

(5) y un sistema de almacenamiento (6) .

3. Dispositivo para el reconocimiento de marcas de vehículos, según las reivindicaciones [1] y [2], caracterizado por que el sistema de iluminación artificial (4) se activa de forma automática a partir de una fotocélula para aumentar el contraste de las imágenes proporcionadas por la cámara (3) y la visibilidad del logo del fabricante (2) en dichas imágenes.

4. Dispositivo para el reconocimiento de marcas de vehículos, según la reivindicaciones [1] y [2], caracterizado porque el procesador (5) se adapta

para que el resultado de la clasificación del logo, así como la imagen correspondiente al vehículo (1) del cual se está reconociendo ellogo (2) , se almacenen en un dispositivo de almacenamiento (6) para su uso posterior.

Figura 1

Figura 2