Co m pu t er   Science  a nd   I nfo r m a t io n T ec hn o lo g ies   Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 ,   p p .   2 2 4 ~ 2 3 0   I SS N:  2722 - 3 2 2 1 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /csi t . v 7 i 2 . p 2 2 4 - 2 3 0           224       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s p r ime. co m/in d ex . p h p /csi t   A nov el appro a ch  f o r re a l - time   traf fic   sig n   r ec o g n i ti o n   f r a m ew o r k       K s ha t ra pa l Sing h   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   K C C   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   a n d   M a n a g e me n t ,   G r e a t e r   N o i d a ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   1 5 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Ma r   2 0 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma y   1 6 ,   2 0 2 6       Traffic  sig n   re c o g n it io n   p lay a   c rit ica ro le  in   e n h a n c in g   ro a d   s a fe ty   a n d   e n a b li n g   a u to n o m o u d ri v i n g   sy s tem s.  Th is  p a p e p re se n ts  a   c o m p re h e n siv e   a p p ro a c h   to   re a l - ti m e   traffic  si g n   re c o g n i ti o n   u sin g   a d v a n c e d   c o m p u ter   v isio n   tec h n i q u e a n d   m a c h i n e   lea rn i n g   m o d e ls.  Th e   p ro p o se d   sy ste m   e m p lo y c o n v o l u ti o n a n e u ra n e two rk (CNN s)  f o a c c u ra te  d e te c ti o n   a n d   c las sifica ti o n   o traffic  sig n u n d e r   d i v e rse   e n v ir o n m e n tal  c o n d it io n s,   in c lu d in g   v a ry i n g   l ig h ti n g ,   we a th e r,   a n d   o c c lu sio n s.  Re a l - ti m e   p ro c e ss in g   is  a c h i e v e d   th r o u g h   t h e   in teg ra ti o n   o o p ti m ize d   a lg o rit h m a n d   h a rd wa re   a c c e ler a ti o n   tec h n iq u e s,  e n su ri n g   m in ima late n c y   a n d   h ig h   t h ro u g h p u t.   Ex p e rime n tal   re su lt d e m o n stra t e   th a t   th e   sy ste m   a c h iev e sta te - of - th e - a rt   p e rfo rm a n c e   o n   b e n c h m a rk   d a ta se ts,  with   a n   a c c u ra c y   o o v e 9 5 %   a n d     a   re c o g n it io n   sp e e d   su it a b le  fo re a l - wo rld   a p p li c a ti o n s.  Th e   fin d i n g s   u n d e rsc o re   th e   p o te n ti a o t h e   s y ste m   to   imp ro v e   d r iv e a ss istan c e   sy ste m s   a n d   p a v e   th e   wa y   fo sa fe a u t o n o m o u s v e h icle s.   K ey w o r d s :   Ar tific ial  in tellig en ce   A u to n o m o u s   v eh icles a n d   ad v an ce d   d r iv e r - ass is tan ce   s y s tem s     C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   Occ lu s io n s   T r af f ic  s ig n   r ec o g n itio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ksh atr ap al  Sin g h   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   KC C   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   an d   Ma n ag em en t   Gr ea ter   No id a,   I n d ia    E m ail:  m ek p s in g h 1 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T r af f ic   s ig n s   p la y   a   v ital   r o le   i n   r eg u latin g ,   war n in g ,   an d   g u i d in g   d r iv er s   to   en s u r e   s af e   an d   ef f icien t   tr an s p o r tatio n .   R ec o g n izin g   a n d   in ter p r etin g   th ese  s ig n s   ac cu r ately   is   ess en tial  f o r   b o th   h u m an   d r iv e r s   an d   au to n o m o u s   v eh icles.  W ith   th r ap id   ad v an ce m e n ts   in   a r tif icial   in tellig en ce   an d   c o m p u t er   v is io n ,   r ea l - tim e   tr af f ic  s ig n   r ec o g n itio n   h as  em er g ed   as  k ey   ar ea   of   r esear ch   in   in tellig en t   tr an s p o r tatio n   s y s tem s   [ 1 ] .   T h is   tech n o lo g y   h as  s ig n if ican im p licatio n s   f o r   en h a n cin g   r o ad   s af ety ,   r ed u cin g   ac cid en ts ,   an d   en ab lin g   f u lly   au to n o m o u s   d r iv i n g   s y s tem s .   Desp ite  co n s id er ab le  p r o g r ess   in   th e   f ield ,   d ev elo p in g   r o b u s r ea l - tim e   tr af f ic   s ig n   r ec o g n itio n   s y s tem   r em ain s   ch allen g in g   task .   Facto r s   s u ch   as  v ar y in g   li g h tin g   co n d itio n s ,   wea th er   ch an g es,  p ar tial  o cc lu s io n s ,   m o tio n   b lu r ,   a n d   th d iv er s ity   o f   tr af f ic  s ig n   d esig n s   p o s s ig n if ican t   h u r d les  [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Fu r th er m o r e ,   ac h iev in g   h ig h   ac cu r ac y   a n d   p r o ce s s in g   s p ee d s   s im u ltan eo u s ly   is   cr itical  f o r   p r ac tical   d ep lo y m e n t   in   r ea l - wo r l d   s ce n ar io s ,   esp ec ially   in   tim e - s en s itiv en v ir o n m en ts   lik e   au to n o m o u s   v eh icles  an d   ad v an ce d   d r iv e r - ass is tan ce   s y s tem s   ( ADAS) .   B y   p u ttin g   o u th o r o u g h   f r am ewo r k   f o r   r ea l - tim tr af f ic  s ig n   r ec o g n itio n   th at  i n c o r p o r ates     cu ttin g - ed g e   d ee p   lear n in g   m o d els  an d   o p tim al  p r o ce s s in g   m eth o d s ,   th is   r esear ch   s tu d y   s ee k s   to   o v er c o m e   th ese  is s u es.  T o   g u ar an tee  r ea l - tim p er f o r m an ce ,   t h s u g g e s ted   s y s tem   u s es  co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  f o r   ef f icien f ea tu r e x tr ac tio n   ac ce ler atio n   tec h n iq u es.  Nu m er o u s   test s   o n   r ea l - wo r ld   s ce n ar io s   an d   b en ch m ar k   d atasets   s h o th at  th s y s tem   ca n   ac h iev l o laten cy   a n d   h ig h   ac c u r a cy ,   wh ich   m ak es  it   ap p r o p r iate  f o r   u s in   co n tem p o r ar y   tr a n s p o r tatio n   s y s tem s   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       A   n o ve l a p p r o a c h   fo r   r ea l - time  tr a ffic sig n   r ec o g n itio n   fr a mewo r k   ( K s h a tr a p a l S in g h )   225   T h r est  o f   th p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo ws:   se ctio n   2   r ev iews  r elate d   wo r k   i n   t r af f ic  s ig n   r ec o g n itio n   a n d   its   ap p licatio n s .   Sectio n   3   d etails  th m eth o d o lo g y ,   in cl u d in g   d ataset  p r ep ar atio n ,   m o d el   ar ch itectu r e,   an d   o p tim izatio n   s tr ateg ies.  Sectio n   4   p r esen ts   th ex p er im e n tal  r esu lts   an d   s ec tio n   5   co n t ain s   d is cu s s io n s .   Fin ally ,   s ec tio n   6   co n clu d es   th e   p ap er   a n d   o u tlin es   p o ten tial  d ir ec tio n s   f o r   f u t u r e   r esear ch .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   T h e   f i e l d   of   t r a f f i c   s i g n   r e c o g n i t i o n   h a s   g a r n e r e d   s ig n if ican atten tio n   in   r ec en y ea r s   d u to   it   i s   v ital  r o le  in   in tellig en tr an s p o r tat io n   s y s tem s   an d   au to n o m o u s   v eh icles.  R esear ch er s   h av ex p lo r ed   v ar io u s   ap p r o ac h es,  r a n g in g   f r o m   t r ad itio n al  im a g p r o ce s s in g   tech n iq u es  to   m o d er n   d e ep   lear n i n g - b ased   f r am ewo r k s ,   ea c h   co n tr ib u tin g   u n iq u e   s o lu tio n s   to   th c h allen g es in   th is   d o m ai n .     2 . 1 .     O v er v iew  o f   ex is t ing   t ra f f ic  s ig n r ec o g nitio n sy s t em s   a nd   t heir  lim it a t io ns   T r a f f i c   s i g n   r e c o g n i t i o n   ( T SR )   s y s t e m s   h a v e   a d v a n c e d   s i g n i f i c a n t l y ,   e v o l v i n g   f r o m   r u l e - b a s e d   a p p r o a c h e s   u s i n g   h a n d c r a f t e d   f e a t u r e s   t o   m o d e r n   m a c h i n e   l ea r n i n g - b a s e d   m e t h o d s .   E a r l y   s y s t e m s ,   r el y i n g   o n   s h a p e   d e te c t i o n   a n d   c o l o r   s e g m e n t a t i o n ,   s t r u g g l e d   w i t h   e n v i r o n m e n t a l   c h al l e n g es   li k e   li g h t i n g   v a r i a ti o n s   a n d   o c c l u s i o n s   [ 6 ] .   W h i l e   m o d e r n   s y s t e m s   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   h a v e   i m p r o v e d   a c c u r a c y ,   t h e y   f a c e   li m i t at i o n s   i n   r e a l - t i m e   p e r f o r m a n c e ,   d a ta s et   g e n e r a l i z a ti o n ,   a n d   r o b u s t n e s s   u n d e r   a d v e r s e   c o n d i t i o n s .     2 . 2 .     Co m pa riso n o f   t ra ditio na l im a g pro ce s s ing   t ec hn iqu es  v s .   m o dern  deep  lea rni ng   a pp ro a ches   T r ad itio n al  m eth o d s ,   in clu d in g   ed g d etec tio n   an d   h o u g h   tr an s f o r m ,   o f f er e d   co m p u tatio n a l   s im p licity   b u lack ed   r o b u s t n e s s   ag ain s r ea l - wo r ld   v ar iatio n s .   Dee p   lear n i n g   m o d els,  p ar ticu lar ly   C NNs,  h av r ev o lu tio n ized   T SR   b y   en ab lin g   a u to m ated   f ea tu r e   ex tr ac tio n   an d   i m p r o v e d   ac cu r ac y   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   Ho wev er ,   th ese  m o d els  d em an d   s ig n if ican t   co m p u tatio n al   re s o u r ce s ,   m ak i n g   r ea l - ti m im p lem en tatio n   ch allen g in g .     2 . 3 .     Rec ent   a dv a ncem ent s   i n r ea l - t im o bje c t   det ec t io a nd   cla s s if ica t io n   R ec en r esear ch   h as  f o cu s ed   o n   r ea l - tim e   T SR   s y s tem s   ca p ab le  o f   p r o ce s s in g   liv e   v id e o   s tr ea m s   with   m in im al  laten cy .   Ob jec d etec tio n   f r am ewo r k s   s u ch   as  y o u   o n ly   lo o k   o n ce   ( Y OL O) ,   Sin g le  Sh o t   Mu ltiB o x   d etec to r   ( SS D) ,   an d   f aster   R - C NN   h av b ee n   wid ely   ad o p ted   f o r   tr af f ic   s ig n   d etec tio n   an d   class if icatio n .   YOL O,   in   p ar ticu lar ,   is   f av o u r e d   f o r   its   h ig h - s p ee d   p er f o r m an ce ,   m ak i n g   it  s u itab le  f o r     r ea l - tim ap p licatio n s   [ 6 ] .   T o   o p tim ize  d ee p   lear n in g   m o d els  f o r   r ea l - tim e   d ep l o y m e n t,  r esear ch e r s   h av e   ex p lo r ed   lig h tweig h t   ar ch itectu r es   s u ch   as   tin y   Y OL O   an d   Mo b ile - Net.   T h ese  m o d els  ac h iev b a lan ce   b etwe en   s p ee d   an d   ac cu r ac y ,   en a b lin g   d e p lo y m e n o n   r eso u r ce - co n s tr ain ed   d e v ices  lik ed g p r o ce s s o r s   an d   em b ed d e d   s y s tem s   [9 ] [ 1 1 ] .   Mo r eo v e r ,   h ar d war ac ce ler atio n   u s in g   GPUs   o r   s p ec ialized   h ar d war s u ch   as  ten s o r   p r o ce s s in g   u n its   ( T PUs )   h as   f u r th er   e n h a n ce d   th e   f ea s ib ilit y   o f   r ea l - tim T SR   s y s tem .     2 . 4 .     I dentif ied  re s ea rc h g a ps   Desp ite  th ese  ad v an ce m en ts ,   s ev er al  r esear ch   g ap s   r em ain   i n   th f ield   o f   r ea l - tim T SR .     Data s et  d iv er s ity m o s m o d el s   ar tr ain ed   o n   b en ch m a r k   d a tasets   th at  m ay   n o ad e q u ately   r ep r esen r ea l - wo r ld   co n d itio n s ,   in clu d in g   r a r tr af f ic  s ig n s   an d   r eg io n al  v a r i a t i o n s .     E n v ir o n m en tal  r o b u s tn ess s y s tem s   s till   s tr u g g le   with   ad v er s e   co n d itio n s   s u ch   as   lo w   v is ib ilit y ,   g lar e ,   a n d   o cc lu s io n ,   lim itin g   th eir   r ea l - w o r ld   ap p licab ilit y .     E f f icien cy   v s .   ac c u r ac y   tr a d e - o f f ac h iev in g   r ea l - tim e   p er f o r m an ce   with o u s ac r if icin g   ac cu r ac y   r em ai n s   cr itical  ch allen g e.   Ma n y   m o d els co m p r o m is ac cu r ac y   to   m ee t sp ee d   r eq u ir em en ts .     Scalab ilit y i n teg r atin g   T SR   s y s tem s   in to   lar g e - s ca le  in tellig en tr an s p o r tatio n   n etwo r k s   r eq u ir es  f u r th er   in n o v atio n   in   ter m s   o f   s ca lab ilit y   an d   in ter o p er a b ilit y .       3.   P RO P O SE M E T H O DO L O G Y   T h is   s ec tio n   d escr ib es  th s y s tem atic  ap p r o ac h   ad o p ted   f o r   d ev elo p in g   an d   ev alu atin g   th e   p r o p o s ed   r ea l - tim tr af f ic  s ig n   r ec o g n iti o n   s y s tem .   T h m et h o d o lo g y   in clu d es  d ataset  p r ep ar atio n ,   m o d el  ar ch itectu r e   d esig n ,   tr ain in g   s tr ateg ies,  an d   r ea l - tim im p lem en tatio n .     3 . 1 .     Sy s t e m   o v er v iew   T h r ea l - tim e   tr af f ic   s ig n   r ec o g n itio n   s y s tem   c o n s is ts   o f   two   m ain   c o m p o n en ts :   i)   d etec tio n lo ca tin g   tr af f ic  s ig n s   in   an   in p u im ag o r   v id eo   f r a m e an d   ii)  c lass if icatio n id en tify in g   th ty p o f   tr af f ic  s ig n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 224 - 2 3 0   226   d etec ted .   T h e   f r am ewo r k   is   b u ilt   u s in g   a   d e ep   lear n in g - b ased   o b ject   d etec tio n   m o d e l,   wi th   a   f o cu s   on  b alan cin g   ac c u r ac y   a n d   s p ee d   as sh o wn   in   Fig u r 1 .           Fig u r 1 .   R ea l - tim tr af f ic  s ig n   r ec o g n itio n   s y s tem       3 . 2 .     Da t a s et   prepa ra t io n   T h e   s y s tem   was   tr ain ed   an d   te s ted   on   p u b licly   av ailab le  d atasets   s u ch   as:     Ger m an   tr af f ic  s ig n   r ec o g n itio n   b en c h m ar k   ( GT SR B ) p r o v id es  lab eled   tr af f ic   s ig n   im ag es  f o r   class if icatio n .     T s in g h u a - ten ce n t d ataset: c o n t ain s   r ea l -   wo r ld   tr a f f ic  s ig n   im ag es f o r   d etec tio n   task s .   Step s :     Data   au g m en tatio n tech n i q u e s   lik r o tatio n ,   s ca lin g ,   b r ig h t n ess   ad ju s tm en t,  an d   f lip p in g   wer ap p lied   to   in cr ea s d ataset  d iv er s ity   an d   r o b u s tn ess .     Pre p r o ce s s in g im ag es   wer r e s ized   to   2 2 4 × 2 2 4 , 2 2 4   tim es  2 2 4 , 2 2 4 ×2 2 4   p ix els  an d   n o r m al ized   to   en h a n ce   m o d el  p er f o r m a n ce .       3 . 3 .     M o del  a rc hite ct ure   T h p r o p o s ed   s y s tem   em p lo y s   m o d if ied   v e r s io n   o f   t h Y OL Ov 5   o b ject  d etec tio n   m o d el  f o r   r ea l - tim d etec tio n   an d   class if icati o n   o f   tr af f ic  s ig n s ,   as   s ee n   in   F ig u r e s   2   an d   3   [ 1 2 ] [ 1 4 ].           Fig u r 2 .   Mo d el  d em o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       A   n o ve l a p p r o a c h   fo r   r ea l - time  tr a ffic sig n   r ec o g n itio n   fr a mewo r k   ( K s h a tr a p a l S in g h )   227       Fig u r 3 .   Mo d el  f lo d iag r am         B ac k b o n e:  C SP   Dar k n et  f o r   f e atu r ex tr ac tio n .     Nec k : Path   ag g r eg atio n   n etwo r k   ( PANet)   to   en h an ce   f ea t u r e   p r o p a g atio n .     Hea d : Bo u n d in g   b o x   r eg r ess io n   an d   class if icatio n   lay er s .     3 . 4 .     T ra ini ng   a nd   o ptim iza t i o n     T r ain in g   p ar am eter s :   a.   L ea r n in g   r ate:  0 . 0 0 1 0 . 0 0 1 0 . 0 0 1   b.   B atch   s ize:  3 2   c.   E p o ch s : 5 0     L o s s   f u n ctio n : a   c o m b in atio n   o f   o b jectn ess ,   class if icatio n ,   a n d   lo ca lizatio n   lo s s   was u s ed .     Op tim izatio n   tech n iq u es :   a.   T r an s f er   lear n i n g   u s in g   p r e - tr ain ed   YOL Ov 5   m o d el.   b.   R eg u lar izatio n   tech n iq u es su ch   as d r o p o u t a n d   weig h d ec ay   to   r ed u ce   o v e r - f itti n g .     3 . 5 .    Rea l - t im i m plem ent a t i o n   T h e   tr ain ed   m o d el   was   d ep lo y ed   on   a   h ar d war p latf o r m   o p t im ized   f o r   r ea l - tim p er f o r m a n ce ,   s u ch   as NV I DI J etso n   Nan o   o r   GPU - en ab led   s y s tem .   T h im p lem en tatio n   p i p elin in clu d es   [ 1 5 ] [ 1 4 ]:     I n p u h an d lin g : c a p tu r i n g   liv v id eo   f r am es u s in g   Op en C V.     I n f er en ce p r o ce s s in g   f r am es th r o u g h   th t r ain ed   m o d el.     Ou tp u v is u aliza tio n : a n n o tate   r ec o g n ize d   tr af f ic  s ig n s   with   b o u n d in g   b o x es a n d   lab els in   r ea l - tim e.     3 . 6 .     P er f o r m a nce  ev a lua t io n   T h e   s y s tem   was   ev alu ated   b as ed   on   [ 12 ] ,   [ 1 6 ] :     Acc u r ac y m ea s u r ed   o n   b en ch m ar k   d atasets .     Sp ee d f r am es  p er   s ec o n d   ( FP S)  d u r in g   r ea l - tim in f e r en ce .     R o b u s tn ess test ed   u n d er   v ar y i n g   co n d itio n s ,   in clu d in g   p o o r   lig h tin g ,   o cc l u s io n ,   an d   m o tio n   b lu r .       4.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T S   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th e   ev alu atio n   of   th p r o p o s ed   r ea l - tim e   tr af f ic   s ig n   r ec o g n itio n   s y s tem ,   in clu d in g   p er f o r m a n ce   m etr ic s ,   r esu lts   o n   b en ch m ar k   d atasets ,   r ea l - wo r ld   test in g ,   an d   c o m p ar ativ a n aly s is   with   ex is tin g   ap p r o ac h es.     4 . 1 .    P er f o r m a nce  m e t rics   T h s y s tem s   p er f o r m an ce   wa s   ev alu ated   u s in g   th e   f o llo win g   m etr ics [ 1 7 ]:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 224 - 2 3 0   228     Acc u r ac y th p e r ce n tag o f   c o r r ec tly   class if ied   tr af f ic  s ig n s .     Pre cisi o n th r atio   o f   c o r r ec tl y   p r ed icted   p o s itiv o b s er v atio n s   to   to tal  p r e d icted   p o s itiv es.     R ec all:  th r atio   o f   co r r ec tly   p r ed icted   p o s itiv o b s er v atio n s   to   all  ac tu al  p o s itiv es.     F1 - Sco r e:  th h ar m o n ic  m ea n   o f   p r ec is io n   a n d   r ec all.     L aten cy av er a g tim tak en   t o   p r o ce s s   ea ch   f r am ( m ea s u r ed   in   m illi s ec o n d s ) .     FPS:  m ea s u r o f   r ea l - tim s y s tem   p er f o r m an ce .     4 . 2 .     Resul t s   o benchm a rk   da t a s et s   T h e   s y s tem   was   tes ted   on   th e   GT SR B   an d   T s in g h u a - T en ce n t T r af f ic  Sig n   Data s et.   Key   r e s u l t s :     G T SR B :   a.   Acc u r ac y : 9 7 . 3 %   b.   Pre cisi o n : 9 6 . 8 %   c.   R ec all: 9 7 . 5 %   d.   F1 - Sco r e:  9 7 . 1 %     T s i n g h u a - T e n c e n t :   a.   Acc u r ac y : 9 5 . 6 %   b.   Pre cisi o n : 9 4 . 9 %   c.   R ec all: 9 5 . 8 %   d.   F1 - Sco r e:  9 5 . 3 %     4 . 3 .     Rea l - wo rld t estin g   T h e   s y s tem   was   d ep lo y ed   in   a   r ea wo r ld   s ettin g   u s in g   li v v id e o   f ee d s   ca p tu r e d   u n d er   v ar io u s   co n d itio n s :     Day lig h t:  ac h iev ed   c o n s is ten t d etec tio n   with   an   ac c u r ac y   o f   9 6 . 5 %.     Nig h ttime ac cu r ac y   d r o p p ed   s lig h tly   to   9 2 . 4 % d u to   r ed u c ed   v is ib ilit y .     Ad v er s wea th er :   p er f o r m a n c u n d er   r ain   an d   f o g   s h o wed   an   ac cu r ac y   o f   8 9 . 8 %,  h ig h li g h tin g   ar ea s   f o r   im p r o v em e n t.     Occ lu s io n   an d   m o tio n   b lu r th s y s tem   s u cc ess f u lly   id en tifie d   p ar tiall y   v is ib le  s ig n s   with   8 5 . 3 ac cu r ac y ,   b u t stru g g le d   in   ca s es o f   s ev er m o tio n   b lu r .     4 . 4 .     Co m pa ra t iv a na ly s is   T h p r o p o s ed   s y s tem   was  co m p ar ed   with   s tate  o f - th e - ar m eth o d s ,   in clu d in g   YOL Ov 4 ,   SS D,   an d   Fas ter   R - C NN  as sh o wn   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   C o m p a r ati v an aly s is   M o d e l   A c c u r a c y   ( %)   FPS   La t e n c y   ( ms)   R o b u st n e ss   ( %)   Y O LO v 4   9 5 . 4   25   40   8 8 . 5   SSD   9 4 . 2   20   50   8 6 . 3   F a st e r   R - C N N   9 6 . 1   15   65   8 7 . 9   P r o p o se d   9 7 . 3   30   33   8 9 . 8       5.   DIS CU SS I O N   5 . 1 .     I nte rpre t a t io o f   re s ults a nd   t heir  im pli ca t io ns   T h ex p er im en tal  r esu lts   d em o n s tr ate  th at  th e   p r o p o s ed   r ea l - tim tr af f ic  s ig n   r ec o g n it io n   s y s tem   ac h iev es h ig h   ac cu r ac y   an d   s p ee d ,   m ak in g   it su itab le  f o r   r ea l - wo r ld   ap p licatio n s   s u ch   as a u to n o m o u s   v eh icles  an d   ADAS  as  s h o wn   in   Fig u r 4 .   T h e   s y s tem s   ab ilit y   to   p r o ce s s   v id eo   f r am es   at  3 0   FP with   an   ac c u r ac y   o f   9 7 . 3 o n   th e   GT SR B   d atase h ig h lig h ts   its   ef f ec ti v en ess   in   d etec tin g   an d   class if y in g   t r af f ic  s ig n s   u n d er   d iv er s c o n d i t i o n s .     5 . 2 .     Str eng t hs   a nd   lim it a t io ns     T h s tr en g th s   o f   th s tu d y   ar e :   i)   h ig h   ac cu r ac y   an d   r ea l - ti m e   p r o c e s s i n g ;   ii)  lig h tweig h t   d esig n   f o r   d ep lo y m e n t   o n   em b e d d ed   s y s tem s ; a n d   iii)  r o b u s t   ag ain s t   p ar tial   o cc lu s io n s   an d   v is u al ly   s im ilar   s ig n s .   Fu th er m o r e,   th er a r s ev er al   lim itatio n s   o f   th s tu d y   ar e:   i)   p er f o r m an ce   d r o p s   in   p o o r   lig h tin g   an d   w e a t h e r ;   ii)  d e p e n d e n c y   on   b e n c h m a r k   d a t as e ts   lim its   r ea l - wo r ld   g en er aliza b ilit y an d   iii)  s tr u g g les   with   m o tio n   b lu r   in   d y n am ic  s c e n a r i o s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       A   n o ve l a p p r o a c h   fo r   r ea l - time  tr a ffic sig n   r ec o g n itio n   fr a mewo r k   ( K s h a tr a p a l S in g h )   229       Fig u r 4 .   E x p er im e n tal  r esu lts       5 . 3 .   P o t ent ia a re a s   f o im pro v e m ent       Sev er al  p o ten tial  im p r o v em en ts   ar id en tifie d   as  f o llo ws:   i)   i m p r o v p r ep r o ce s s in g   f o r   lo w - lig h an d   ad v er s co n d itio n s ii)  e x p an d   d atasets   to   in clu d e   r ar a n d   d iv er s s ig n s iii)  a d d r ess   m o tio n   b lu r   u s in g   tem p o r al  d ata  f r o m   co n s ec u t iv f r am es iv )   o p tim ize  m o d els  f o r   b etter   ef f icien cy   o n   ed g d e v ices an d     v )   e x p l o r m u lti - m o d al  ap p r o a ch es c o m b in in g   ca m er a n d   s e n s o r   d ata.       6.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   p r o p o s ed   an d   ev al u ated   r ea l - tim tr af f ic  s ig n   r ec o g n itio n   s y s tem   th at  co m b in es  h ig h   ac cu r ac y   with   ef f icien p er f o r m an ce .   T h s y s tem   ac h iev e d   9 7 . 3 ac cu r ac y   r ate  o n   b en ch m ar k   d atasets   an d   m ain tain ed   r ea l - tim p r o ce s s in g   s p ee d s   o f   3 0   FP S,  d em o n s tr atin g   its   ap p licab ilit y   in   d y n am ic  en v ir o n m en ts .   R o b u s tn ess   test in g   h ig h lig h te d   its   ef f ec tiv e n ess   in   d a y lig h co n d itio n s ,   th o u g h   ch allen g es  r em ain   u n d er   ad v er s lig h tin g   an d   wea th e r .   T h r esear c h   co n tr ib u tes  t o   ad v a n cin g   th e   f ield   b y :   i)   d ev el o p in g   a   s ca lab le  an d   lig h tweig h ar ch itectu r o p tim ized   f o r   r ea l - tim d ep lo y m e n t ii)  d em o n s tr atin g   b alan ce   b etw ee n   ac cu r ac y   an d   ef f icien cy ,   w h ich   is   cr itical  f o r   r eso u r ce - c o n s tr ain ed   d ev i ce s an d   iii)  h i g h lig h tin g   s tr ateg ies  to   en h a n ce   m o d el  r o b u s tn ess ,   in clu d in g   d ata  au g m en tatio n   an d   a r ch itect u r o p tim izatio n .   T h s ig n if ican ce   o f   r ea l - tim tr af f ic  s ig n   r ec o g n itio n   lies   in   it   i s   ab ilit y   to   im p r o v r o ad   s af ety   an d   en ab le  au to n o m o u s   n a v ig atio n .   W h ile  th is   r esear ch   ac h iev ed   p r o m is in g   r esu lts ,   it  also   id e n tifie d   k ey   ar ea s   f o r   im p r o v em e n t,  s u c h   as  h a n d lin g   ad v er s co n d itio n s ,   e x p an d in g   d atasets ,   an d   in teg r atin g   m u lti - m o d al   ap p r o ac h es.  Fu tu r ad v an ce m en ts   in   h ar d war ac ce ler ati o n ,   m o d el  o p tim izatio n ,   an d   r ea l - wo r ld   d ataset   co llectio n   ar e   ex p ec te d   to   e n h an ce   th r elia b ilit y   an d   s ca lab ilit y   o f   T SR   s y s tem s ,   p av in g   t h way   f o r   wid esp r ea d   ad o p tio n   in   in tel lig en t tr an s p o r tatio n   n etwo r k s   a n d   s m ar t c ities .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al   u s es  th C o n t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ksh atr ap al  Sin g h                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 224 - 2 3 0   230   CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  t h at  s u p p o r t h f in d in g s   o f   th is   s tu d y   a r av ailab l f r o m   th e   co r r esp o n d in g   a u th o r ,   [ KS ] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.        RE F E R E NC E S   [ 1 ]   J.  S t a l l k a m p ,   M .   S c h l i p s i n g ,   J .   S a l m e n ,   a n d   C .   I g e l ,   M a n   v s.   c o m p u t e r :   b e n c h mar k i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms  f o r   t r a f f i c   si g n   r e c o g n i t i o n ,   N e u r a l   N e t w o r k s ,   v o l .   3 2 ,   p p .   3 2 3 3 3 2 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u n e t . 2 0 1 2 . 0 2 . 0 1 6 .   [ 2 ]   J.  R e d m o n   a n d   A .   F a r h a d i ,   Y O LO v 3 :   a n   i n c r e me n t a l   i mp r o v e m e n t ,   a r Xi v   p re p r i n t   a rXi v :   1 8 0 4 . 0 2 7 6 7 ,   A p r .   2 0 1 8 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / a r x i v . o r g / a b s / 1 8 0 4 . 0 2 7 6 7   [ 3 ]   Z.   Z h u ,   D .   Li a n g ,   S .   Z h a n g ,   X .   H u a n g ,   B .   L i ,   a n d   S .   H u ,   Tr a f f i c - si g n   d e t e c t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   i n   t h e   w i l d ,   i n   Pro c e e d i n g s   o f   t h e   I EEE   C o m p u t e S o c i e t y   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e V i si o n   a n d   Pa t t e rn   Re c o g n i t i o n ,   2 0 1 6 ,   p p .   2 1 1 0 2 1 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 6 . 2 3 2 .   [ 4 ]   K .   H e ,   X .   Zh a n g ,   S .   R e n ,   a n d   J.   S u n ,   D e e p   r e s i d u a l   l e a r n i n g   f o r   i ma g e   r e c o g n i t i o n ,   i n   Pr o c e e d i n g o f   t h e   I EEE  C o m p u t e r   S o c i e t y   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e r V i si o n   a n d   P a t t e r n   Re c o g n i t i o n ,   2 0 1 6 ,   p p .   7 7 0 7 7 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 6 . 9 0 .   [ 5 ]   S .   H o u b e n ,   J.  S t a l l k a m p ,   J.  S a l me n ,   M .   S c h l i p si n g ,   a n d   C .   I g e l ,   D e t e c t i o n   o f   t r a f f i c   si g n s i n   r e a l - w o r l d   i m a g e s :   t h e   g e r m a n   t r a f f i c   si g n   d e t e c t i o n   b e n c h m a r k ,   i n   Pr o c e e d i n g o f   t h e   I n t e r n a t i o n a l   J o i n t   C o n f e r e n c e   o n   N e u r a l   N e t w o rks ,   2 0 1 3 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / I JC N N . 2 0 1 3 . 6 7 0 6 8 0 7 .   [ 6 ]   W .   Li u   e t   a l . ,   S S D :   si n g l e   s h o t   m u l t i b o x   d e t e c t o r ,   i n   E u r o p e a n   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r V i si o n ,   S p r i n g e r ,   Ed . ,   2 0 1 6 ,   p p .   2 1 3 7 .   [ 7 ]   G .   H u a n g ,   Z.   L i u ,   L .   v a n   d e r   M a a t e n ,   a n d   K .   Q .   W e i n b e r g e r ,   D e n sel y   c o n n e c t e d   c o n v o l u t i o n a l   n e t w o r k s,   i n   P ro c e e d i n g s   o f   t h e   I EEE  C o m p u t e r   S o c i e t y   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   Vi s i o n   a n d   P a t t e r n   Re c o g n i t i o n 2 0 1 7 ,   p p .   4 7 0 0 4 7 0 8 .   [ 8 ]   D .   C i r e ş a n ,   U .   M e i e r ,   J.   M a s c i ,   a n d   J.  S c h m i d h u b e r ,   M u l t i - c o l u m n   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   t r a f f i c   si g n   c l a ssi f i c a t i o n ,   N e u r a l   N e t w o rks ,   v o l .   3 2 ,   p p .   3 3 3 3 3 8 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u n e t . 2 0 1 2 . 0 2 . 0 2 3 .   [ 9 ]   D .   Ta b e r n i k   a n d   D .   S k o c a j ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   l a r g e - sc a l e   t r a f f i c - si g n   d e t e c t i o n   a n d   r e c o g n i t i o n ,   I E EE  T ra n s a c t i o n o n   I n t e l l i g e n t   T r a n sp o r t a t i o n   S y st e m s ,   v o l .   2 1 ,   n o .   4 ,   p p .   1 4 2 7 1 4 4 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI TS.2 0 1 9 . 2 9 1 3 5 8 8 .   [ 1 0 ]   Y .   Z h u   a n d   W .   Q .   Y a n ,   Tr a f f i c   si g n   r e c o g n i t i o n   b a s e d   o n   d e e p   l e a r n i n g ,   Mu l t i m e d i a   T o o l s   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   8 1 ,   n o .   1 3 ,   p p .   1 7 7 7 9 1 7 7 9 1 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 0 4 2 - 022 - 1 2 1 6 3 - 0.   [ 1 1 ]   Y u   Z h a n g   a n d   Q i a n g   Y a n g ,   A   s u r v e y   o n   m u l t i - t a s k   l e a r n i n g ,   I E EE   T ra n sa c t i o n s   o n   K n o w l e d g e   a n d   D a t a   En g i n e e ri n g ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 2 ,   p p .   5 5 8 6 5 6 0 9 ,   2 0 2 1 .   [ 1 2 ]   X .   R .   L i m,  C .   P .   Le e ,   K .   M .   L i m,  T .   S .   O n g ,   A .   A l q a h t a n i ,   a n d   M .   A l i ,   R e c e n t   a d v a n c e i n   t r a f f i c   si g n   r e c o g n i t i o n :   a p p r o a c h e a n d   d a t a se t s,   S e n s o rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 1 0 4 6 7 4 .   [ 1 3 ]   W .   L i ,   H .   S o n g ,   a n d   P .   W a n g ,   F i n e l y   c r a f t e d   f e a t u r e f o r   t r a f f i c   si g n   r e c o g n i t i o n ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C i rc u i t s,  S y st e m s   a n d   S i g n a l   Pr o c e ssi n g ,   v o l .   1 6 ,   p p .   1 5 9 1 7 0 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 4 6 3 0 0 / 9 1 0 6 . 2 0 2 2 . 1 6 . 2 0 .   [1 4 ]   K .   A l a w a j i   a n d   R .   H e d j a r ,   C o m p a r i so n   s t u d y   o f   t r a f f i c   si g n r e c o g n i t i o n   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   a r c h i t e c t u r e s ,   i n   2 0 2 2   1 3 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m s ,   I C I C S   2 0 2 2 ,   2 0 2 2 ,   p p .   4 4 2 4 4 7 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / I C I C S 5 5 3 5 3 . 2 0 2 2 . 9 8 1 1 2 1 6 .   [1 5 ]   D .   G .   Le e ,   F a s t   d r i v a b l e   a r e a s   e s t i m a t i o n   w i t h   m u l t i - t a s k   l e a r n i n g   f o r   r e a l - t i me   a u t o n o mo u d r i v i n g   a ssi s t a n t ,   Ap p l i e d   S c i e n c e s   ( S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 1 2 2 1 0 7 1 3 .   [1 6 ]   C. - Y .   W a n g ,   A .   B o c h k o v sk i y ,   a n d   H . - Y .   M .   L i a o ,   Y O LO v 7 :   t r a i n a b l e   b a g - of - f r e e b i e s   se t n e w   st a t e - of - t h e - a r t   f o r   r e a l - t i me   o b j e c t   d e t e c t o r s,   a rXi v   p re p ri n t   a rXi v :   2 2 0 7 . 0 2 6 9 6 ,   Ju l .   2 0 2 2 .   [1 7 ]   J.  Z h a n g ,   Z.   X i e ,   J.   S u n ,   X .   Z o u ,   a n d   J.   W a n g ,   A   c a sc a d e d   r - c n n   w i t h   mu l t i s c a l e   a t t e n t i o n   a n d   i m b a l a n c e d   samp l e s   f o r   t r a f f i c   si g n   d e t e c t i o n ,   I EE A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   2 9 7 4 2 2 9 7 5 4 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 2 9 7 2 3 3 8 .       B I O G RAP H O F   AUTHO R       K sha tr a p a S in g h           is  c u rre n tl y   wo rk in g   a De a n   a n d   P ro fe ss o (CS E)  a KCC   In stit u te  o Tec h n o l o g y   a n d   M a n a g e m e n G re a t e No id a .   He   re c e iv e d   h is  Ba c h e lo o f   Tec h n o l o g y   (BTec h )   i n   t h e   d o m a in   o C o m p u ter   S c ien c e   a n d   E n g i n e e rin g   fro m   Uttar   P ra d e sh   Tec h n ica Un i v e rsity   (U P TU),   L u c k n o w,  I n d ia  in   2 0 0 4 .   He   d id   h is  M . Tec h   (Co m p u ter   En g i n e e rin g fr o m   M a h a rsh Da y a n a n d   U n iv e rsit y   (M . D.U.) ,   Ro h tak ,   I n d ia  in   2 0 1 0 .   He   wa s   a wa rd e d   h is  P h . D .   i n   CS E   fro m   Dr.  A.P . J.   Ab d u l   Ka lam   Tec h n ica Un iv e rsit y   (AK TU),   Lu c k n o w.  He   wa a ss o c iate d   wi th   v a ri o u o rg a n isa ti o n n a m e ly   G r e a ter  No id a   In stit u te  o f   Tec h n o l o g y ,   KIET   G ro u p   o I n sti tu ti o n G h a z iab a d ,   Kris h n a   En g i n e e rin g   Co ll e g e   G h a z iab a d ,   I. T. S   E n g in e e rin g   Co ll e g e   G re a te No id a ,   Li n g a y a ’s  Un i v e rsity   F a rid a b a d ,   S o m a n y   G ro u p   o f   In stit u t io n s,  Re wa ri  a n d   m a n y   m o re .   He   h a m o re   th a n   2 0 +   y e a rs  o a c a d e m ic  a n d   8   y e a rs  o f   re se a rc h   e x p e rien c e .   His   re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   d a ta  a n a l y ti c s,   c o m p u tati o n a l   b i o lo g y ,   b i o - in fo rm a ti c s,  g ra p h   t h e o ry   i n   c o m p u ter  sc ien c e   a n d   d istri b u te d   s y ste m s.  He   p u b li s h e d   m o re   th a n   6 re se a rc h   p a p e rs,  p a ten ts  a n d   c h a p ters   i n   re p u ted   j o u r n a ls  o d iffere n t   p u b li s h e rs.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il m e k p si n g h 1 @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.