JP5105306B2 - Vehicle display device - Google Patents
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Description
本発明は、カメラ等の撮影装置によって撮影された車両の周囲の画像を表示する車両用表示装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle display device that displays an image around a vehicle photographed by a photographing device such as a camera.
近年、安全走行手段の一つとして、暗視カメラによる車両前方の光景を車内の表示装置に表示するヘッドアップ式表示装置のような車両用表示装置が普及しつつある。しかし、暗視カメラによる車両前方の光景を、このヘッドアップ式表示装置を用いて表示しようとした場合、夜間や濃霧等の状況下で歩行者等が存在したときには、歩行者等とその背景との赤外線の強度差がハッキリしないために、明瞭な画像を得ることができず、認識しにくいという問題点がある。また、この暗視カメラを安全走行の支援装置として使用できるようにするためには、表示装置の表示面を運転者の視界の中に常時入るように設置しなくてはならない。しかしながら、この場合、走行に伴って変化する車両前方の光景がそのまま表示され、かつその表示画像の明暗が激しく変化するので、その光景の変化が視界の中に常時入ってきて運転者に煩わしさを与えてしまうという問題点がある。 In recent years, a vehicle display device such as a head-up display device that displays a scene in front of a vehicle by a night vision camera on a display device in the vehicle is becoming popular as one of safe driving means. However, when the head-up display device is used to display the scene in front of the vehicle by the night vision camera, when there are pedestrians or the like under night or heavy fog, There is a problem that a clear image cannot be obtained and is difficult to recognize because the difference in the intensity of infrared rays is not clear. Further, in order to be able to use this night vision camera as an assist device for safe driving, it is necessary to install the display device so that the display surface of the display device always enters the driver's field of view. However, in this case, the scene in front of the vehicle that changes as the vehicle travels is displayed as it is, and the brightness of the displayed image changes drastically, so that the change in the scene always enters the field of view and is bothering the driver. There is a problem of giving.
上記問題点を解決するために、車両前方画像の必要な時には、分かり易く、かつ運転者に煩わしさを与えない装置を提供することを目的とする車両用表示装置が考案されている(特許文献1参照)。 In order to solve the above-mentioned problems, a vehicle display device has been devised that aims to provide a device that is easy to understand and does not bother the driver when a vehicle front image is required (Patent Document). 1).
従来技術による方法で、例えば夜間走行時に歩行者を検知する安全走行支援を行った場合、歩行者検知結果を反映させた映像を表示しようとすると、歩行者検知のための計算処理時間により、歩行者検知枠が表示装置に表示される映像とずれてしまい違和感のある映像を表示させるという懸念がある。図3にこの例を示す。図3のように右から左に移動する歩行者31を検知した場合、歩行者検知枠32は、現在の歩行者の位置(31)から、歩行者が上記の計算処理時間だけ前に存在した位置に表示されるため、歩行者検知枠32は歩行者31に遅れて追従するような形になってしまう。
For example, when safe driving support for detecting pedestrians during night driving is performed by a method according to the prior art, if an attempt is made to display an image that reflects the pedestrian detection results, the pedestrian detection time is There is a concern that the person detection frame is shifted from the image displayed on the display device, and an uncomfortable image is displayed. This example is shown in FIG. When a
特許文献1の例では、上記問題を解消する技術については、示唆・開示ともない。
In the example of
上記問題を背景として、本発明の課題は、歩行者検知結果を反映させた映像を表示する際に、ユーザに違和感のない映像を見せることが可能な車両用表示装置を提供することにある。 With the above problem as a background, an object of the present invention is to provide a display device for a vehicle that can display a video without a sense of incongruity to a user when displaying a video reflecting a pedestrian detection result.
上記課題を解決するための車両用表示装置は、予め定められた撮影時間間隔で車両の周囲を順次撮影する撮影装置と、撮影装置からの入力画像データを、第一画像データ群として撮影順に複数枚バッファリングする画像バッファリング部と、画像バッファリング部への入力経路から分岐する形で入力画像データが、画像バッファリング部への入力間隔よりも長い取り込み間隔にて間引かれつつ第二画像データとして取り込み入力され、その第二画像データ上にて検出対象物位置を特定する画像解析を行い、その結果を出力する画像解析部と、画像バッファリング部に記憶されている第一画像データ群のうち、第二画像データに対応するものを合成対象画像として、該合成対象画像に対し画像解析部により特定された検出対象物位置にマーカ画像を合成して出力用画像データとするマーカ合成部と、出力用画像データを表示出力する画像出力部と、を備えることを前提とする。 A vehicle display device for solving the above problems includes a photographing device for sequentially photographing the periphery of a vehicle at predetermined photographing time intervals, and a plurality of input image data from the photographing device in the photographing order as a first image data group. The image buffering unit for buffering images and the second image while the input image data is thinned out at a capturing interval longer than the input interval to the image buffering unit in a form branched from the input path to the image buffering unit The first image data group stored in the image analysis unit, which is captured and input as data, performs image analysis for specifying the detection object position on the second image data, and outputs the result, and the image buffering unit Among them, the image corresponding to the second image data is set as the synthesis target image, and the marker image is displayed at the detection target position specified by the image analysis unit with respect to the synthesis target image. The to a marker synthesizing unit to synthesize and output image data, and an image output unit for displaying an output image data, it assumes that comprises a.
撮影された画像データを複数枚バッファリングした後に表示するということは、その画像データが、実際に撮影された時点から画像バッファリング部に記憶されている時間だけ遅れて表示されるということである。その間にマーカ画像(歩行者検知枠)を生成すれば、マーカ画像とマーカ画像の生成の基となった画像データとを重畳表示することができ、マーカ画像は検出対象物(歩行者)に追従するように表示できる。また、この表示遅れは、せいぜい数百msecであるので、車両の運転にも支障がない。上記構成によって、ユーザに違和感のない映像を見せることが可能となる。 Displaying a plurality of captured image data after buffering means that the image data is displayed delayed by the time stored in the image buffering unit from the time when the image was actually captured. . If a marker image (pedestrian detection frame) is generated in the meantime, the marker image and the image data on which the marker image is generated can be superimposed and displayed, and the marker image follows the detection object (pedestrian). Can be displayed. In addition, since this display delay is at most several hundreds msec, there is no problem in driving the vehicle. With the above-described configuration, it is possible to show the user a video that does not feel strange.
また、本発明の車両用表示装置における画像バッファリング部は、複数枚の第一画像データを先入れ・先出し方式により順次記憶するFIFO画像メモリを有し、該FIFO画像メモリに第一画像データが入力されてから出力されるまでの遅延時間が、該第一画像データに対応する第二画像データの画像解析に要する時間に対応するものとなるように、該FIFO画像メモリ内の第一画像データの記憶枚数が定められている。 The image buffering unit in the vehicle display device of the present invention has a FIFO image memory for sequentially storing a plurality of first image data by a first-in first-out method, and the first image data is stored in the FIFO image memory. The first image data in the FIFO image memory so that the delay time from input to output corresponds to the time required for image analysis of the second image data corresponding to the first image data. Is stored.
マーカ画像を生成する時間は、システムやハードウェアによって決まる。また、画像データ記憶手段への画像データの読み書きの時間も予め分かる。これにより、記憶容量も予め算出しておくことができる。上記構成によって、システムに見合った性能・容量を有する画像バッファリング部(記憶媒体)を選択することができ、コスト上昇を抑制することができる。また、例えば、撮影した画像データに識別番号を付与して、画像データと識別番号とを関連付けて記憶して、その識別番号によって、マーカ画像と、そのマーカ画像を生成する基となった画像データとを合わせて表示する方法に比べて処理が複雑とならず、処理時間も短縮できる。 The time for generating the marker image depends on the system and hardware. Further, the time for reading / writing image data to / from the image data storage means is also known in advance. As a result, the storage capacity can also be calculated in advance. With the above configuration, an image buffering unit (storage medium) having performance and capacity suitable for the system can be selected, and an increase in cost can be suppressed. Further, for example, an identification number is assigned to the captured image data, the image data and the identification number are stored in association with each other, and the marker image and the image data on which the marker image is generated based on the identification number are stored. Compared with the method of displaying together, the processing is not complicated and the processing time can be shortened.
また、本発明の車両用表示装置は、撮影装置からのアナログ入力映像信号と入力同期信号とが画像解析部と画像バッファリング部とに分配入力されるとともに、画像バッファリング部は入力同期信号が到来する毎にアナログ入力映像信号を第一画像データとして順次取り込むものであり、画像解析部は入力同期信号を受けて第二画像データを取り込んだ後、当該第二画像データに係る画像解析が完了するまでは、その後に到来する入力同期信号に対応した画像取り込みを休止するように構成される。 In the vehicle display device of the present invention, the analog input video signal and the input synchronization signal from the imaging device are distributed and input to the image analysis unit and the image buffering unit, and the image buffering unit receives the input synchronization signal. Each time it arrives, the analog input video signal is sequentially captured as the first image data. The image analysis unit receives the input synchronization signal, captures the second image data, and then completes the image analysis related to the second image data. Until then, the image capturing corresponding to the input synchronization signal that arrives thereafter is paused.
上記構成によって、撮影装置がアナログ入力映像信号を出力する場合に、そのアナログ入力映像信号を画像データとして取り込むことが可能となる。また、画像解析が完了する前に次の画像データを取り込んで、画像解析処理の妨げとなることを防止できる。 With the above configuration, when the photographing apparatus outputs an analog input video signal, the analog input video signal can be captured as image data. In addition, it is possible to prevent the next image data from being taken in before the image analysis is completed and hindering the image analysis processing.
また、本発明の車両用表示装置は、撮影装置からの入力画像データは、その入力画像データのフレームを識別するための識別データが付随したデジタル画像データであり、画像バッファリング部は、入力画像データが到来する毎にこれを第一画像データとして順次取り込むものであり、画像解析部は第二画像データを取り込んだ後、当該第二画像データに係る画像解析が完了するまでは、その後に到来するデジタル画像データの取り込みを休止するように構成される。 In the vehicular display device according to the present invention, the input image data from the imaging device is digital image data accompanied by identification data for identifying a frame of the input image data. Each time data arrives, it is sequentially captured as first image data. After the image analysis unit captures the second image data, it arrives after the image analysis related to the second image data is completed. The digital image data acquisition is configured to pause.
上記構成によって、撮影装置がデジタル画像データを出力する場合に、そのデジタル画像データをフレーム毎に画像データとして取り込むことが可能となる。また、画像解析が完了する前に次の画像データを取り込んで、画像解析処理の妨げとなることを防止できる。 With the above configuration, when the photographing apparatus outputs digital image data, the digital image data can be captured as image data for each frame. In addition, it is possible to prevent the next image data from being taken in before the image analysis is completed and hindering the image analysis processing.
以下、本発明の車両用表示装置の実施の形態を、図面を用いて説明する。図1に、車両用表示装置1の構成を示す。車両用表示装置1は、カメラ11,画像処理IC12,検知結果映像描画IC13,PLD(Programmable Logic Device:プログラム可能論理デバイス)14,RAM15,映像合成IC16,ディスプレイ17を含んで構成される。
Embodiments of a display device for a vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the structure of the
カメラ11は、通常のCCDカメラあるいは暗視カメラとして構成され、例えば車両前方を撮影可能なように、フロントグリル内あるいは車室内の天井の前方中央部に取り付けられる。なお、カメラ11が本発明の撮影装置に相当する。
The
画像処理IC12は、取り込んだ画像データ(第二画像データ:可視光画像または赤外線画像)に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像処理用画像データを生成する。そして、歩行者あるいは道路上の物体を検知対象物とした所定の認識処理を行い、この認識結果に基づき、検知対象物の画像を抽出する。具体的には、予め画像処理IC12内部に記憶された検知対象物の基準画像と比較して基準画像との類似度を算出し、その類似度が予め定められた閾値を超えた場合に、検知対象物の画像であると判定する。なお、画像処理IC12が本発明の画像解析部に相当する。
The
検知結果映像描画IC13は、画像処理IC12における画像処理結果に基づいて、検知対象物の画像の、元の画像データ(第二画像データ)における位置(座標)を算出する。そして、検知対象物の画像の大きさに応じたマーカ画像を生成する。なお、検知結果映像描画IC13が本発明の画像解析部に相当する。
The detection result video drawing IC 13 calculates the position (coordinates) in the original image data (second image data) of the image of the detection target based on the image processing result in the
図2に、PLD(Programmable Logic Device:プログラム可能論理デバイス)14の構成を示す。PLD14は、映像入力部141,タイミング制御142,RAMアクセス制御部143,映像出力部144とを含んで構成される。PLD14では、カメラ11で撮影された入力画像データを、第一画像データとして、映像入力部141,RAMアクセス制御部143を介してRAM15に一時記憶する。そして、RAM15から読み出された第一画像データは、タイミング制御142で生成される出力同期信号とともに、出力映像信号として映像合成IC16に出力される。また、RAM15における画像データの読み書きは、FIFO(first-in,first-out)ともいわれる先入れ・先出し方式により行われる。なお、RAM15が本発明の画像バッファリング部に相当する。
FIG. 2 shows a configuration of a PLD (Programmable Logic Device) 14. The PLD 14 includes a
入力同期信号は、画像データのフレームを識別するためのもので、カメラ11からの入力画像データが、アナログ入力映像信号のときには、例えば周知の垂直同期信号(Vsync)が用いられる。また、カメラ11からの入力画像データが、フレームを識別するための識別データが付随したデジタル画像データであるときには、この識別データを入力同期信号として用いる。
The input synchronization signal is for identifying a frame of image data. When the input image data from the
なお、PLD14以外にも、上記と同等の機能を実現できるものであれば、FPGA(Field Programable Gate Array:現場で書き換え可能な大規模集積回路),ASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途向け集積回路),DSP(Digital Signal Processor:デジタル信号処理),MPU(Microprocessor Unit:マイクロプロセッサ・ユニット),ゲートアレイのいずれを用いてもよい。
In addition to the
図1に戻り、映像合成IC16は、例えば、映像内の特定の色を透過させる方法である「クロマキー」、あるいは映像内の特定の輝度を持つ箇所を透過させる方法である「ルミナンスキー」等を用いて、検知結果映像描画IC13から作成・出力されたマーカ画像と、PLD14から出力された出力映像信号(第一画像データ)とを合成して、ディスプレイ17に表示するための出力用画像データを作成し、ディスプレイ17に出力する。なお、映像合成IC16が本発明のマーカ合成部に相当する。また、ディスプレイ17が本発明の画像出力部に相当する。
Returning to FIG. 1, the
ディスプレイ17は、液晶表示器,有機エレクトロルミネッセンス表示器,プラズマ表示器,電界放出表示器などの画像表示器全般とプロジェクタによる投影表示機構を備えた表示器のいずれを用いてもよい。
The
図4を用いて、車両用表示装置1の動作の詳細について述べる。カメラ11では、フレーム1,フレーム2,…,フレームN,…の順に入力画像データが撮影される。そして、フレーム1の画像データは、PLD14の映像入力部141に入力される。映像入力部141では、RAM15に記憶するためのデータにデコードする。同時にフレーム1の画像データを識別するための入力同期信号がPLD14のタイミング制御部142に入力される。このとき、タイミング制御部142では、RAMアクセス用カウンタのカウンタ値を1つ増やす。
Details of the operation of the
RAMアクセス制御部143では、上記で算出されたRAMアクセス用カウンタのカウンタ値を基に、RAM15における、映像入力部141に入力された第一画像データ(デコード済)を格納するアドレスを決定する。図5に、RAM15における第一画像データの格納例を示す。図5の例では、画像データ格納領域の先頭アドレス+カウンタ値で示される領域に格納される。
The RAM
同時に、予め定められたフレーム数だけ前に記憶された画像データを読み出し、映像出力部144に出力する。例えば、上述のカウンタ値から予め定められた値を減じたものを、画像データ格納領域の先頭アドレスに加えて読み出しアドレスとする。読み出された画像データは、出力映像信号にエンコードされて映像合成IC16に出力されるが、このときに出力映像信号のフレームを識別するための出力同期信号も生成され、映像合成IC16に出力される。
At the same time, the image data stored previously by the predetermined number of frames is read and output to the
一方、フレーム1の画像データは、PLD14に入力されると同時に第二画像データとして画像処理IC12に取り込まれ、上述のような画像処理が行なわれる。そして、歩行者等の検知対象物の画像が抽出され、その結果が検知結果映像描画IC13に出力されて、上述のように検知結果映像描画IC13でマーカ画像およびその位置情報が作成され、映像合成IC16に出力される。
On the other hand, the image data of
RAM15に第一画像データが入力されてから出力されるまでの遅延時間は、RAM15の仕様により決定する。また、画像処理IC12および検知結果映像描画IC13における処理時間は、予め測定して求めておくことができる。また、各ICの仕様からも求められる。さらに、カメラ11で撮影される単位時間あたりのフレーム数も既知となっている。よって、入力画像データがカメラ11で撮影されてPLD14から出力されるまでの時間と、その画像データに基づくマーカ画像が検知結果映像描画IC13から出力されるまでの時間(計算処理時間)との差を、フレーム数として算出することができる。よって、少なくともそのフレーム数分だけバッファリング可能なように、RAM15の領域を確保すればよい。
The delay time from when the first image data is input to the
その結果、ディスプレイ17に表示される画像(出力映像)は、カメラ11で撮影された時点からNフレーム分の時間だけ遅れて表示される。例えば、フレーム1の画像データは、カメラ11でフレームNの画像データが撮影されたときにディスプレイ17に表示される。この表示遅れの時間でフレーム1の画像データに基づくマーカ画像が生成されるので、このマーカ画像はフレーム1の画像データに合成されて表示される。この場合、図3において、歩行者検知枠32は歩行者31を囲むように表示される。
As a result, the image (output video) displayed on the
また、フレーム1の画像データに基づく画像解析が行われているときには、フレーム2〜フレームN−1の画像データがカメラ11から入力された場合、RAM15には書き込まれるが、画像処理IC12には取り込まれない(取り込んでも画像解析を行うことができない)。
Further, when image analysis based on the image data of
そして、フレームNの画像データがカメラ11から入力された場合、画像処理IC12では、このフレームNの画像データに基づいて画像解析が行われる。
When image data of frame N is input from the
画像合成後のフレーム1の画像データ(出力用画像データ)が表示されてから、画像合成後のフレームNの画像データが表示されるまでの間は、ディスプレイ17に表示される画像には、マーカ画像が重畳表示されない。しかし、残像効果により、マーカ画像が途切れて見える現象を回避することができる。
In the period from when the image data of
また、上述のRAM15に第一画像データが入力されてから出力されるまでの遅延時間を長く設定することで、マーカ画像を、マーカ画像の作成の基となった画像データよりも、例えば3フレーム前の画像データと合成して表示することもできる。例えば、図4において、フレーム4の画像データに基づくマーカ画像を、フレーム1の画像データと合成して表示するものである。これにより、図6のように、ディスプレイ17には、歩行者検知枠32が歩行者31に対してやや先行するように表示され、あたかも、歩行者の移動方向を予測しているかの如く見せることができる。これにより、運転者の対応をより早く促すこともできる。
Further, by setting a long delay time from the input of the first image data to the output to the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and the knowledge of those skilled in the art can be used without departing from the spirit of the claims. Various modifications based on this are possible.
1 車両用表示装置
11 カメラ(撮影装置)
12 画像処理IC(画像解析部)
13 検知結果映像描画IC(画像解析部)
14 PLD
141 映像入力部
142 タイミング制御部
143 RAMアクセス制御部
144 映像出力部
15 RAM(画像バッファリング部)
16 映像合成IC(マーカ合成部)
17 ディスプレイ(画像出力部)
1
12 Image processing IC (image analysis unit)
13 Detection result video drawing IC (image analysis unit)
14 PLD
141
16 Video composition IC (marker composition unit)
17 Display (image output unit)
Claims (3)
前記撮影装置からの入力画像データを、第一画像データ群として撮影順に複数枚バッファリングする画像バッファリング部と、
前記画像バッファリング部への入力経路から分岐する形で前記入力画像データが、前記画像バッファリング部への入力間隔よりも長い取り込み間隔にて間引かれつつ第二画像データとして取り込み入力され、その第二画像データ上にて検出対象物位置を特定する画像解析を行い、その結果を出力する画像解析部と、
前記画像バッファリング部に記憶されている前記第一画像データ群のうち、前記第二画像データに対応するものを合成対象画像として、該合成対象画像に対し前記画像解析部により特定された前記検出対象物位置にマーカ画像を合成して出力用画像データとするマーカ合成部と、
前記出力用画像データを表示出力する画像出力部と、
を備え、
前記画像バッファリング部は、複数枚の前記第一画像データを先入れ・先出し方式により順次記憶するFIFO画像メモリを有し、
該FIFO画像メモリに前記第一画像データが入力されてから出力されるまでの遅延時間が、該第一画像データに対応する前記第二画像データの前記画像解析に要する時間に対応するものとなるように、該FIFO画像メモリ内の前記第一画像データの記憶枚数が定められていることを特徴とする車両用表示装置。 A photographing device that sequentially photographs the periphery of the vehicle at predetermined photographing time intervals;
An image buffering unit for buffering a plurality of input image data from the imaging device in the order of imaging as a first image data group;
The input image data is captured and input as second image data while being thinned out at a capturing interval longer than the input interval to the image buffering unit in a form branched from the input path to the image buffering unit, An image analysis unit that performs image analysis for specifying a detection target position on the second image data and outputs the result;
Of the first image data group stored in the image buffering unit, the one corresponding to the second image data is set as a synthesis target image, and the detection specified by the image analysis unit with respect to the synthesis target image A marker synthesizer that synthesizes a marker image at the object position and sets it as output image data;
An image output unit for displaying and outputting the output image data;
Equipped with a,
The image buffering unit includes a FIFO image memory that sequentially stores a plurality of pieces of the first image data by a first-in first-out method.
The delay time from when the first image data is input to the FIFO image memory until it is output corresponds to the time required for the image analysis of the second image data corresponding to the first image data. Thus, the number of stored first image data in the FIFO image memory is determined .
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