CN110738089B - 图像识别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像识别装置，用于抑制雨刮器动作时的帧率的降低。图像识别装置(10)具备：分割机构(13)，将从移动体(1)的室内越过安装有雨刮器的窗玻璃对外部进行拍摄而得到的时间上连续的多个帧图像中的一个帧图像分割成多个区域；判定机构(13)，针对多个区域的每一个判定是否映现有雨刮器以及附着于窗玻璃的附着物的至少一方；物标检测机构(14)，对多个区域中的被判定为未映现有雨刮器以及附着物的区域所包含的物标进行检测；以及追踪机构(15)，基于物标检测机构的检测结果，对多个帧图像中的两个以上的帧图像所包含的物标亦即追踪对象进行追踪。

Description

图像识别装置
技术领域
本发明涉及图像识别装置的技术领域。
背景技术
作为这种装置，例如提出了一种如下所述的车辆用拍摄装置：当在拍摄图像中连续检测到基准次数以上的对象物候补的情况下将该对象物候补确定为对象物，在雨刮器正工作的情况下仅取得未映现有雨刮器的拍摄图像(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2009-071539号公报
在专利文献1所记载的技术中，存在雨刮器正动作的情况下(主要是雨天时)的帧率(frame rate)显著降低这一技术问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其课题在于，提供一种即便在雨刮器动作时也能够抑制帧率降低的图像识别装置。
本发明的一个方式所涉及的图像识别装置具备：取得机构，取得由拍摄装置拍摄到的时间上连续的多个帧图像，上述拍摄装置从移动体的室内越过安装有雨刮器的窗玻璃对上述移动体的外部进行拍摄；物标检测机构，对上述多个帧图像的每一个所包含的物标进行检测；以及追踪机构，基于上述物标检测机构的检测结果，对上述多个帧图像中的两个以上的帧图像所包含的物标亦即追踪对象进行追踪，其中，上述图像识别装置具备：分割机构，将上述多个帧图像中的一个帧图像分割成多个区域；和判定机构，针对上述多个区域的每一个，判定是否映现有上述雨刮器以及附着于上述窗玻璃的附着物的至少一方，上述物标检测机构对上述多个区域中的被判定为未映现有上述雨刮器以及上述附着物的区域所包含的物标进行检测，上述追踪机构针对上述多个区域的每一个，基于针对与上述一个帧图像相比在时间上靠前的另一个帧图像的上述物标检测机构的检测结果，来对上述追踪对象进行追踪。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的图像解析装置的结构的框图。
图2是表示图像的一个例子的图。
图3是表示追踪处理的一个例子的图。
图4是表示实施方式所涉及的图像解析处理的流程图。
附图标记的说明
1…车辆；10…图像解析装置；11…雨刮器动作取得功能部；12…雨天判定功能部；13…按区域执行处理判定功能部；14…物标识别功能部；15…物标追踪功能部；16…物标位置预测功能部；20…车辆控制部。
具体实施方式
参照图1～图4，对图像识别装置所涉及的实施方式进行说明。在以下的实施方式中，作为图像识别装置的一个例子而举出图像解析装置。
(结构)
参照图1，对实施方式所涉及的图像解析装置的结构进行说明。图1是表示实施方式所涉及的图像解析装置的结构的图。
在图1中，图像解析装置10被搭载于车辆1。车辆1具备从车厢内越过安装有雨刮器的窗玻璃对车辆1的外部进行拍摄的照相机(未图示)。这里，在车辆1为汽车(例如自动四轮车)的情况下，窗玻璃并不限定于汽车的挡风玻璃，例如也可以是后窗等。
图像解析装置10构成为具备雨刮器动作取得功能部11、雨天判定功能部12、按区域执行处理判定功能部13、物标识别功能部14、物标追踪功能部15以及物标位置预测功能部16作为在其内部以逻辑方式实现的处理模块或者作为以物理方式实现的处理电路。在图像解析装置10动作时，由照相机拍摄到的时间上连续的多个帧图像(相当于图1的“图像信息”)被依次输入至图像解析装置10。
雨刮器动作取得功能部11取得雨刮器的状态所涉及的信息(例如，工作/停止、低速连续动作、高速连续动作、间歇动作、间歇动作的间隔等)。以下，将“雨刮器的状态所涉及的信息”适当地称为“雨刮器信息”。
雨天判定功能部12基于上述雨刮器信息以及帧图像的至少一方，来判定是否是雨天。具体而言，在由雨刮器信息表示为雨刮器处于动作中的情况下，雨天判定功能部12判定为是雨天。雨天判定功能部12从帧图像中提取出存在与雨滴相当的轮廓(例如圆形)的区域，在该提取出的区域占据帧图像的比例为规定值以上的情况下，判定为是雨天。或者，雨天判定功能部12也可以考虑由雨刮器信息表示的雨刮器的状态以及从帧图像提取出的存在与雨滴相当的轮廓的区域双方，来综合地判定是否是雨天。此外，这里示出的雨天的判定方法只是一个例子，并不限定于此。
按区域执行处理判定功能部13在由雨天判定功能部12判定为是雨天的情况下，将帧图像分割成多个区域。具体而言，按区域执行处理判定功能部13将帧图像如图2(a)所示那样例如分割成12个区域。
接下来，按区域执行处理判定功能部13针对所分割的各区域，判定有无映现有雨刮器以及附着于窗玻璃的附着物(例如雨滴、溅泥等)。例如，在图2(b)所示的帧图像的情况下，按区域执行处理判定功能部13针对区域(9)(参照图2(a))以外的区域判定为有映现物。例如，在图2(c)所示的帧图像的情况下，按区域执行处理判定功能部13针对区域(3)、(4)、(7)、(8)、(11)以及(12)(参照图2(a))判定为有映现物。例如，在图2(d)所示的帧图像的情况下，按区域执行处理判定功能部13针对区域(7)、(8)、(11)以及(12)(参照图2(a))判定为有映现物。
例如在各区域中提取出明度比较小的部分，在该提取出的部分的尺寸为第1规定尺寸以上的情况下，按区域执行处理判定功能部13判定为映现有雨刮器。例如在存在第2规定尺寸以上的圆形的轮廓的情况下，按区域执行处理判定功能部13判定为映现有附着于窗玻璃的附着物。此外，这里所示的雨刮器或者附着物的判定方法只是一个例子，并不限定于此。
在通过雨天判定功能部12判定为不是雨天的情况下，按区域执行处理判定功能部13针对帧图像(例如图2(e)所示那样的既未映现有雨刮器也未映现有附着物的帧图像)不进行上述的分割、映现物判定。
物标识别功能部14对帧图像实施物标识别处理，来识别(检测)该帧图像所包含的物标。这里，在通过雨天判定功能部12判定为不是雨天的情况下，物标识别功能部14进行以帧图像整体为对象的物标识别处理。另一方面，在通过雨天判定功能部12判定为是雨天的情况下，物标识别功能部14进行以帧图像中的由按区域执行处理判定功能部13判定为未映现有雨刮器以及附着物的区域为对象的物标识别处理。在通过雨天判定功能部12判定为是雨天的情况下，物标识别功能部14对于帧图像中的由按区域执行处理判定功能部13判定为映现有雨刮器以及附着物的至少一方的区域不进行物标识别处理。这是为了防止误识别。表示由物标识别功能部14识别出的物标的信息构成物标识别信息(参照图1)的一部分。其中，由于物标识别处理能够应用现有的各种方式，所以省略其详细的说明。
物标追踪功能部15在时间上连续的两个以上的帧图像中对帧图像所包含的物标中的例如车辆等追踪对象进行追踪(即tracking)。由物标追踪功能部15追踪的追踪对象所涉及的信息构成物标识别信息(参照图1)的另一部分。其中，由于追踪对象的追踪方法能够应用现有的各种方式，所以省略其详细的说明。
为了辅助由物标追踪功能部15对追踪对象的追踪，物标位置预测功能部16基于过去的物标识别信息，对该图像解析装置10的当前的解析对象的帧图像被拍摄到的时刻下的追踪对象的位置(即，帧图像上的坐标或者坐标范围)进行预测。物标位置预测功能部16将表示包含该预测出的位置的规定范围的范围信息向物标追踪功能部15输出。
其中，追踪对象的当前位置的预测例如只要根据过去的多个物标识别信息检测追踪对象的移动量以及移动方向，并基于该检测出的移动量以及移动方向来进行即可。另外，例如可以基于雨刮器的动作速度、帧率、追踪对象的移动速度等，来适当地设定追踪对象的位置的预测所使用的过去的物标识别信息是在从当前追溯什么程度的时刻求出的物标识别信息(即，“过去”是指从当前追溯什么程度的时刻)。
在本实施方式中，即便在由雨天判定功能部12判定为是雨天的情况下，物标追踪功能部15也以帧图像整体为对象(即，并不限定于由按区域执行处理判定功能部13判定为未映现有雨刮器以及附着物的区域，将由按区域执行处理判定功能部13判定为映现有雨刮器以及附着物的至少一方的区域也作为对象)，进行追踪对象的追踪。
此时，若不采取任何对策地将帧图像中的由按区域执行处理判定功能部13判定为映现有雨刮器以及附着物的至少一方的区域作为对象来进行追踪对象的追踪，则存在成为错误的追踪结果的担忧。
鉴于此，在本实施方式中，物标追踪功能部15在由从物标位置预测功能部16输出的范围信息表示的规定范围内进行追踪对象的追踪。具体而言，例如在从时刻T1拍摄到的图3(a)所示的帧图像识别出作为追踪对象的对象车辆的情况下，物标位置预测功能部16推断该对象车辆在时刻T2(即，该图像解析装置10的当前的解析对象的帧图像被拍摄到的时刻)时的位置。物标追踪功能部15在时刻T2拍摄到的图3(b)所示的帧图像中的由从物标位置预测功能部16输出的范围信息表示的规定范围内(参照图3(b)的“物标的推断存在区域”)，进行对象车辆的追踪。
车辆1还具备车辆控制部20。车辆控制部20基于由图像解析装置10生成的物标识别信息来控制车辆1。车辆控制部20可以基于物标识别信息，例如为了避免由物标识别信息表示的物标中的有可能与车辆1发生碰撞的物标和车辆1的碰撞而控制制动促动器等，也可以向车辆1的驾驶员报告存在有可能碰撞这一情况或者物标的存在。
(图像解析处理)
接下来，参照图4的流程图来说明在如上述那样构成的图像解析装置10中进行的图像解析处理。
在图4中，物标位置预测功能部16根据过去的物标识别信息(即，识别结果)，来预测该图像解析装置10的当前的解析对象的帧图像被拍摄到的时刻下的追踪对象的位置，并输出范围信息(步骤S101)。与步骤S101的处理并行，雨天判定功能部12进行雨天判定(步骤S102)。
接下来，按区域执行处理判定功能部13判定由雨天判定功能部12进行的雨天判定的结果是否是雨天(步骤S103)。当在步骤S103的处理中判定为不是雨天的情况下(步骤S103：否)，物标识别功能部14进行以帧图像整体为对象的物标识别处理，并且，物标追踪功能部15基于从物标位置预测功能部16输出的范围信息来进行追踪对象的追踪(步骤S104)。该情况下，按区域执行处理判定功能部13不对帧图像进行分割。
在步骤S104的处理之后经过了规定时间(例如数十毫秒～数百毫秒)后，进行步骤S101的处理。即，图4所示的一系列处理以与规定时间对应的周期被反复进行。
当在步骤S103的处理中判断为是雨天的情况下(步骤S103：是)，按区域执行处理判定功能部13将帧图像分割成多个区域(步骤S105)。接着，按区域执行处理判定功能部13选择该多个区域中的一个区域(步骤S106)。然后，按区域执行处理判定功能部13判定在该选择出的一个区域中是否映现有雨刮器以及附着于窗玻璃的附着物的至少一方(步骤S107)。
当在步骤S107的处理中判定为映现有雨刮器以及附着物的至少一方的情况下(步骤S107：是)，物标追踪功能部15基于从物标位置预测功能部16输出的范围信息来进行追踪对象的追踪(步骤S108)。该情况下，不进行以选择出的一个区域为对象的物标识别处理。
另一方面，当在步骤S107的处理中判定为未映现有雨刮器以及附着物的情况下(步骤S107：否)，物标识别功能部14进行以选择出的一个区域为对象的物标识别处理(步骤S109)，并且物标追踪功能部15基于从物标位置预测功能部16输出的范围信息来进行追踪对象的追踪(步骤S110)。
之后，按区域执行处理判定功能部13判定是否针对上述多个区域的全部都进行了处理(即，步骤S107～S110的处理)(步骤S111)。当在步骤S111的处理中判定为没有针对多个区域的全部进行处理的情况下(步骤S111：否)，进行步骤S106的处理。另一方面，当在步骤S111的处理中判定为针对多个区域的全部进行了处理的情况下(步骤S111：是)，在经过规定时间后进行步骤S101的处理。
(技术效果)
在物标识别功能部14的物标识别处理中，若直接使用映现有雨刮器、附着于窗玻璃的附着物的帧图像，则存在物标的识别率降低、产生误识别的担忧。另一方面，若将映现有雨刮器、附着物的帧图像(例如，参照图2(b)～(d))从物标识别处理的对象中排除，则会使得能够用于物标识别处理的帧图像显著减少，物标识别所涉及的帧率也显著降低。
然而，在该图像解析装置10中，在判定为雨天的情况下由按区域执行处理判定功能部13将帧图像分割成多个区域，针对该多个区域中的未映现有雨刮器以及附着物的区域实施物标识别处理。因此，在该图像解析装置10中，即使在帧图像的一部分映现有雨刮器、附着物，也能够针对该帧图像的其他部分(即，未映现有雨刮器以及附着物的区域)进行物标识别处理。因此，根据该图像解析装置10，即便在雨天时(即，雨刮器动作时)，也能够抑制作为物标识别处理的对象的帧图像的帧率的降低。
除此之外，在该图像解析装置10中，基于从物标位置预测功能部16输出的范围信息，由物标追踪功能部15进行追踪对象的追踪(即，tracking)。因此，即使在帧图像的至少一部分映现有雨刮器、附着物的情况下，也能够抑制追踪结果的错误。
以下，对从以上说明的实施方式导出的发明的各种方式进行说明。
发明的一个方式所涉及的图像识别装置具备：取得机构，取得由拍摄装置拍摄到的时间上连续的多个帧图像，上述拍摄装置从移动体的室内越过安装有雨刮器的窗玻璃对上述移动体的外部进行拍摄；物标检测机构，对上述多个帧图像的每一个所包含的物标进行检测；以及追踪机构，基于上述物标检测机构的检测结果，对上述多个帧图像中的两个以上的帧图像所包含的物标亦即追踪对象进行追踪，其中，上述图像识别装置具备：分割机构，将上述多个帧图像中的一个帧图像分割成多个区域；和判定机构，针对上述多个区域的每一个判定是否映现有上述雨刮器以及附着于上述窗玻璃的附着物的至少一方，上述物标检测机构对上述多个区域中的被判定为未映现有上述雨刮器以及上述附着物的区域所包含的物标进行检测，上述追踪机构针对上述多个区域的每一个，基于针对与上述一个帧图像相比在时间上靠前的另一个帧图像的上述物标检测机构的检测结果，来对上述追踪对象进行追踪。
在上述的实施方式中，“雨天判定功能部12”相当于“取得机构”的一个例子，“物标识别功能部14”相当于“物标检测机构”的一个例子，“物标追踪功能部15”以及“物标位置预测功能部16”相当于“追踪机构”的一个例子，“按区域执行处理判定功能部13”相当于“分割机构”以及“判定机构”的一个例子。
在该图像识别装置中，通过物标检测机构对帧图像中的被判定为未映现有雨刮器以及附着物的区域所包含的物标进行检测。即，在该图像识别装置中，即使在帧图像的一部分映现有雨刮器以及附着物的至少一方，也能够针对该帧图像的其他部分进行物标的检测。因此，根据该图像识别装置，即便在雨刮器动作时，也能够抑制所取得的多个帧图像中的作为物标检测的对象的帧图像的数量的降低(即，帧率的降低)。此外，“移动体”并不限定于上述的实施方式中的车辆1(即，汽车)，例如是包含铁道车辆、飞机等的概念。
在该图像识别装置的一个方式中，上述分割机构以是雨天为条件，将上述一个帧图像分割成上述多个区域。根据该方式，由于当不是雨天时，不将帧图像分割成多个区域，所以能够减轻该图像识别装置的处理负荷。
在该图像识别装置的另一方式中，上述物标检测机构针对上述多个区域中的被判定为映现有上述雨刮器以及上述附着物的至少一方的区域不进行物标的检测。根据该方式，能够减轻该图像识别装置的处理负荷。
本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不违反从技术方案以及说明书整体读取的发明主旨或者思想范围内适当地进行变更，伴随这种变更而形成的图像识别装置也包含在本发明的技术范围中。

Claims (2)

1.一种图像识别装置，具备：取得机构，取得由拍摄装置拍摄到的时间上连续的多个帧图像，所述拍摄装置从移动体的室内越过安装有雨刮器的窗玻璃对所述移动体的外部进行拍摄；物标检测机构，对所述多个帧图像的每一个所包含的物标进行检测；以及追踪机构，基于所述物标检测机构的检测结果，对所述多个帧图像中的两个以上的帧图像所包含的物标亦即追踪对象进行追踪，
所述图像识别装置的特征在于，具备：
分割机构，将所述多个帧图像中的一个帧图像分割成多个区域；和
判定机构，针对所述多个区域的每一个判定是否映现有所述雨刮器以及附着于所述窗玻璃的附着物的至少一方，
所述物标检测机构对所述多个区域中的被判定为未映现有所述雨刮器以及所述附着物的区域所包含的物标进行检测，
所述追踪机构针对所述多个区域的每一个，基于针对与所述一个帧图像相比在时间上靠前的另一个帧图像的所述物标检测机构的检测结果，来对所述追踪对象进行追踪，
所述分割机构以是雨天为条件，来将所述一个帧图像分割成所述多个区域。
2.根据权利要求1所述的图像识别装置，其特征在于，
所述物标检测机构对所述多个区域中的被判定为映现有所述雨刮器以及所述附着物的至少一方的区域不进行物标的检测。
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