3、实时性要求。作为驾驶员的辅助系统，尤其是在智能汽车系统[10]方面，最重要的一个条件就是实时性。

4、拍摄的距离大小。距离对信号灯的识别结果也会产生较大的影响，距离太远的话接收到的图片数据里面信号灯的面积过小，而且有可能很模糊，从而对识别产生干扰。

针对本次信号灯识别系统的研究，针对识别的疑难点，本文的结构安排如下：第一章主要对本次信号灯识别系统设计的研究背景和意义以及近年来的研究现状做了介绍，并对设计过程中的疑难点做了简单的归纳。第二章将对信号灯及其安装规则以及本次设计的基本理论知识做简单的介绍。第三章将对识别系统的过程做一个分析，着重进行红绿灯的检测工作，主要包括颜色分割以及兴趣区域的提取。第四章将对红绿灯的识别确定过程做详细的分析，主要包括噪声区域的去除和模板匹配两方面，并对识别结果进行分析。第五章是结论及展望部分。

第二章 信号灯及图像处理基础理论

2.1交通信号灯的介绍

交通信号灯，主要是为了给车流分配有效的通行权，免得车流互相冲突，并通过信号灯来保证交通安全，规范道路容量。通俗的说，所谓的交通信号灯，只是一个为了加强道路交通管理，保障交通安全的产品类别，是为了减少交通事故，改善交通状况的一种十分重要的工具。信号灯主要适用于十字交叉路口，通过控制机对信号灯进行控制，引导车辆和行人安全有序通行。它主要分为两类，一类是给出一种显示单一颜色的方向性信号灯如红绿灯，另一类是表示特定内容或带有特定符号的信号灯，比如说引导行人的走和停或车辆的前进方向等箭头型信号灯。

除了需要满足一般要求外，信号灯还需要满足下面几个要求：1、发光面具有一定的直径，而且表面的亮度需要尽可能均匀以免产生错误的信号，信号灯的直径主要有200mm和300mm两种。2、使用光色主要是红、黄、绿3种，有时候也使用白色。3、为了解决阳光斜射在灯具出光面上时产生假显示现象的问题，在安装时需要使用帽沿等措施。

对于单一颜色的交通信号灯，主要有以下两个要求：1、光强要求：在背景亮度为104cd/m2、视距为100m时,红光为200cd，且红黄绿三色光强之比最好为1:1.3:5，晚上的光强可低些,可采用200cd与50cd两种光强，城市高速道路除外。2、光强分布要求：首先需要左右对称,当光强降到峰值光强的一半时，光强应处在光轴左右各10°和下方5°～7°的地方。

对于信号灯的安装，其安装方式主要有柱式安装和悬臂式安装两种。对于信号灯的安装高度，如果采用悬臂式安装时，方向指示信号灯、动车信号灯、闪光警告信号灯等的高度为5.5米到7米之间；而当信号灯采用柱式安装时，高度应该高于3m；对于立交桥体上安装的信号灯，高度至少要高于桥体净空。

对于信号灯的悬臂长度，机动车信号灯、方向指示信号灯、车道信号灯以及闪等的悬臂长度既要超过最外侧车道中心，又不能超过最内侧车道中心。而对于非机动车，应保证非机动车信号灯在非机动车道上空。