近年来,随着我国老龄化人口持续增多,视障人群也在急剧增加,如何解决视障人群的安全出行,提高该群体的生活质量,备受社会关注。电子导盲系统是一个多领域交叉的学科,涉及机械、电子、通讯、传感器、信息处理等多个门类,其中的信息处理是体现其智能化程度的关键。由于视障人群缺少了对周围环境信息的视觉感知,加之行走环境的多样性和复杂性,成为电子导盲系统中信息处理的瓶颈问题。本文针对这一问题展开面向视障人群的视觉导盲安全信息检测与识别研究,具体分析、研究和解决导盲系统中的盲道检测识别、盲道区域中障碍物的检测和障碍物的防撞预警导盲方法中存在的问题和不足,以期进一步提升电子导盲的智能化程度和安全性,为视障人群提供便捷和安全的出行辅助系统。本文主要研究内容包括:1.盲道的识别和检测。在基于视觉的导盲系统中,由于城市道路中的盲道容易受到光照、阴影等环境的干扰,本文在分析了盲道颜色特征的基础上,提出了基于颜色特征融合边缘信息的盲道识别检测算法。该算法通过分析盲道的黄色特征在多种颜色空间模型的特性,选用符合人类视觉感知的Lab空间模型提取b分量,并对其进行了最大类间方差法的图像分割,有效地分割出盲道区域。根据盲道的边缘特征,采用Canny算子对盲道的边缘点进行初步提取,再通过Hough检测对盲道边缘点进行优化,获取了盲道的边缘分界线。通过实验验证该算法可有效地识别检测出盲道区域,减少了干扰的影响。2.盲道区域障碍物的检测。障碍物检测的准确性关系到视障人群出行的安全性,由于盲道沿线环境复杂,且障碍物的出现具有不可预知性和不确定性,本文将盲道区域中的障碍物分为正前方的障碍物和盲道两侧突然出现的运动障碍物。对于正前方的障碍物本文采用基于单帧图像进行处理,通过对获取的图像建立感兴趣区域来减小障碍物搜索范围,再对该区域分别进行两个方向的边缘检测进一步减小障碍物区域,最后计算图像熵来判断该区域是否真正存在障碍物;对于盲道两侧突然出现的运动障碍物本文采用基于序列图像进行处理,在改进的帧差法基础上融合灰度投影算法对运动障碍物进行检测,该方法能够在背景运动情况下有效检测出盲道两侧突然出现的运动障碍物。3.基于视觉的导盲预警防撞模型。针对视障人群的防撞预警问题,本文在实现了盲道区域内障碍物检测定位的基础上,提出了基于视觉的导盲防撞预警模型。在假设盲道路面是水平的前提下,通过视觉系统的标定确定了世界坐标系与图像坐标系的几何关系,建立基于单目的视觉测距模型,估计出视障者与障碍物之间的实际距离。同时,综合视障者、盲道、障碍物三方面情况,设定了安全距离并制定合理的防撞预警策略,有效地保障视障人群的人身安全。4.最后,设计了一个用于验证本文算法有效性的视觉导盲安全信息检测与识别系统,给出了详细的硬件设计方案、软件流程图。通过不同盲道环境中获取的视频图像,本文算法均能够识别障碍物并给出相应的策略以及综合实验结果,验证了所提算法的综合性能。