判斷灰階相關性

圖 3.12 計算相關性大小之流程

本實驗目的在於找出導盲磚區塊之正確位置，同時也必須將非導盲磚區域做出判 斷，告訴使用者說此區域非導盲磚影像。當中用來判別是否為導盲磚影像的條件之一，

就是判斷區域內部是否有相關性。在研究的過程當中，拍攝了許多關於導盲磚影像與 非導盲磚影像。看到照片的第一眼，最明顯的條件就是顏色，發現它是黃色系列的，

對區域畫三條線

| x-min- x-max| ≥ |y-min- y-max|

垂直畫線 水平畫線

利用corrcoef計算相關性大小

找出區域內r之最大值並輸出 設定線條間隔距離

結束

Yes No

對區域畫三條線

利用corrcoef計算相關性大小

找出區域內r之最大值並輸出 設定線條間隔距離

結束 輸入前景之灰階影像區塊

決定 x-min, x-max y-min, y-max

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再往更深層的條件看下去，發現了在每個獨立的導盲磚區域內有隆起，隆起的方式有 長條狀隆起與圓形隆起，長條狀出現在一般路線上，圓形則是被使用在轉角或者岔路 上。觀察出它有隆起之後，聯想到說或許這也是一個判別是否為導盲磚的條件，於是 就將做完上述抓取出可能為導盲磚之區塊圖使用 MATLAB 之 mesh 指令繪出其 3D 立 體圖形，如下圖 3.13。

(a) 可能為導盲磚區塊

(b) 圖(a)向右旋轉 90°之 3D 圖 圖 3.13 3D 繪圖觀察

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觀察其 3D 圖形後，發現了導盲磚區域與非導盲磚區域都有隆起，但導盲磚區域 是有規則性的高低起伏，這也說明了其灰階值也是有固定的大小出現頻率，而非導盲 磚區則是忽大忽小，沒有規則。不論導盲磚出現位置前端、中端、後段都有固定之規 則，於是可以得知對導盲磚影像水平或垂直畫線，其線上之灰度變化也會有一定的規 則性。為了避免實驗之複雜性與減少資料量，使用了非常有效率的取灰階值方法，對 各區塊影像等間格畫三條線，畫線的間隔大小設定為大於導盲磚與另一塊導盲磚之間 的凹陷區域寬度，此目的在於這樣就算其中一條線畫在凹陷的區域上至少還有兩條線 之灰階值起伏相似，也就是會有高相關度。本實驗之畫線方向分為水平、與垂直，如 圖 3.14 所 示 ， 其 標 準 是 取 決 於 若 區 塊 水 平 方 向 [x-min,x-max] 大 於 垂 直 方 向 [y-min,y-max]則對區域內垂直畫三條等間隔線；相反的若垂直方向[y-min,y-max]大於 水平方向[x-min,x-max]則是對區域內水平畫三條等間隔線。

(a) 水平畫線 (b) 垂直畫線 圖 3.14 對區域畫線

計算波形之相關性方法，是參考 MATLAB 軟體內建 Toolbox 內之方法，其計算式如 (2-24)式所示。下圖 3.15 為圖 3.14(a)之區域灰階起伏；表 3.1 則是與其相對之 p 與 r 值。p 值之值域在 0~1 之間，其中定義 p 值小於 0.05 之灰階矩陣與矩陣之間有重要相 關性，所在取相關性之值的時候考慮的第一個條件就是其 p 值必須小於 0.05，然後再 考慮 r 值大小。

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計算出來之 r 值，即為所求之相關程度，其值域為-1~1 之間，若值為負責式負相關，

在此直接將之去除，只考慮符合 p 條件之 r 值，如果三個 r 值都符合 p 條件，則選出 當中 r 值為最高者。r 的取得方式是由 g1 與 g2、g1 與 g3、g2 與 g3 三個群組來計算。

若有兩個區域則有 6 個 r 值，依此類推。

圖 3.15 圖 3.14(a)之畫線部分對應灰階波形

表 3.1 灰階相關性之 r 與 p 值

p1 1.0000 0.0000 0.0000 1.0000

r1 1.0000 0.5816 0.5816 1.0000 p2 1.0000 0.0000

0.0000 1.0000

r2 1.0000 0.8269 0.8269 1.0000 p3 1.0000 0.0003

0.0003 1.0000

r3 1.0000 0.3289 0.3289 1.0000

其中 p 與 r 值都是右上左下之值，而坐上與下右下為最高之機率值。

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