JP2001175845A - 車両端検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カメラによって撮像して得られた映像から、
複数の走行車両が存在する場合にも安定に精度良く車両
の上端及び下端が検出できる車両端検出装置を提供す
る。 【解決手段】 車両を撮影した映像である車両画像から
水平方向微分画像及び垂直方向微分画像を生成し、垂直
方向微分画像からは水平エッジを抽出する。そして、水
平エッジの上部近接領域及び下部近接領域の水平方向微
分画像の画素値に重みをかけて加算して夫々エッジ上部
投影画像及びエッジ下部投影画像を生成し、エッジ下部
投影画像とエッジ上部投影画像との差分から差分画像を
生成する。更に、差分画像の情報に基づいて水平エッジ
が車両上端又は下端であるか否かを判定をし、その結果
を出力して、車両の上端下端を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交通流計測システ
ムにおいて、車両の幅及び位置等の情報として、画像上
の車両領域の上端又は下端である車両端を検出する車両
端検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、著しい発展をしている高度道路交
通システム（Intelligent TransportSystem（ＩＴ
Ｓ））の分野において、カメラによって撮像して得られ
た映像から、車両の台数又は車速等を計測する交通流計
測システムは重要である。

【０００３】車両の台数又は車速等を計測するために車
両の端を検出する装置として、例えば特開平５−２８２
５９３号公報には走行中の車両の車頭を検出する車頭検
出装置が開示されている（従来例１）。従来例１に記載
の車頭検出装置は、路上の所定領域を固定カメラで撮影
し、その画像から、輪郭画像を求め、求めた輪郭画像を
水平方向に走査して輪郭画素数を計数して垂直プロファ
イルを求める。その後、この垂直プロファイルに対応す
る画像の撮影時刻から所定時間経過後に、同様に垂直プ
ロファイルを求め、こうして得られた一対の垂直プロフ
ァイルの差分である差分プロファイルから、路上に描か
れた白線等不動の異物の影響を受けることなく、車頭の
位置を求めるものである。

【０００４】また、特開平７−２８９７５号公報には車
載カメラの映像から、走行道路の前方車両の最下部を求
める道路環境認識装置が開示されている（従来例２）。
従来例２に記載の道路環境認識装置は、入力画像に対し
て、カメラとの相対速度が大きいものを検出されにくく
する平滑化を施し、更に水平エッジを抽出して水平エッ
ジ画像を生成する。

【０００５】次に、生成した水平エッジ画像の最下部か
ら順に、水平ライン上を走査してそのライン上にある水
平エッジ画素を計数していき、予め設定した画素数以上
の水平エッジ画素が含まれるような水平ラインがあれば
そのラインを前方車両の最下部の候補線とする。更に、
検出した候補線から画面上方に所定の高さの走査領域を
設定して、その領域内に含まれる候補線を検出してその
数を計数し、最初に内部の候補線数がしきい値を超えた
走査領域の最下部の候補線を、前方車の最下部とするも
のである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１に記載の車頭検出装置では、画面内の最も手前の１台
の車両の車両端しか検出できないため、複数の車両が撮
影されている場合においても１台の車両の車両端しか検
出できないという問題点がある。

【０００７】また、従来例２に記載の道路環境認識装置
では、カメラに最も近い車両の下端を検出することを目
的としており、複数の車両が存在する場合に個別に車両
の下端を求めることを想定していないため、複数の車両
が撮影されている場合には、従来例１の車頭検出装置と
同様に、１台の車両の車両下端しか検出できないという
問題点がある。

【０００８】更に、従来例２の装置は、前方車両最下部
の検出に水平エッジのみを使っているため、車両領域内
だけでなく路面上にも水平エッジが多数存在する場合に
は、車両領域と路面領域との判別がつかなくなり、精度
良く車両下端検出ができないという問題点がある。例え
ばトンネル内など、照明が規則的な間隔をおいて設置さ
れていて路面に明るさのむらがあるとき、撮影は路面に
対して斜め方向から行うので、画面上では明るさの縦方
向の変化が強調されて水平エッジが検出されるため、精
度良く車両最下部を検出することは困難である。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、カメラによって撮像して得られた映像か
ら、複数の走行車両が存在する場合にも安定に精度良く
車両の上端及び下端が検出できる車両端検出装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両端検出
装置は、車両画像を入力する画像入力手段と、前記画像
入力手段により入力された前記車両画像から水平方向微
分画像を生成して水平方向輝度変化量を検出する水平方
向微分手段と、前記画像入力手段により入力された前記
車両画像から垂直方向微分画像を生成して垂直方向輝度
変化量を検出する垂直方向微分手段と、前記垂直方向微
分画像から水平エッジを抽出する水平エッジ抽出手段
と、前記水平方向微分画像から前記水平エッジの上部近
接領域におけるエッジ上部投影画像を生成して水平方向
の輝度変化情報を得るエッジ上部画像投影手段と、前記
水平方向微分画像から前記水平エッジの下部近接領域に
おけるエッジ下部投影画像を生成して水平方向の輝度変
化情報を得るエッジ下部画像投影手段と、前記エッジ下
部投影画像と前記エッジ上部投影画像との差分を計算し
て差分画像を生成する画像差分手段と、前記差分画像の
情報に基づいて前記水平エッジが車両上端であるか、車
両下端であるか、又はどちらでもないかを判定する水平
エッジ種類判定手段と、前記水平エッジ種類判定手段に
よって判定された前記車両上端及び前記車両下端を出力
する出力手段と、を有することを特徴とする。

【００１１】また、前記水平エッジは、前記垂直方向微
分画像の各画素について画素値の絶対値をとり、前記画
素値の絶対値がその垂直方向の他の画素の画素値の絶対
値より大きく、且つ所定のしきい値を超えるか否かによ
り前記画素値が第１の値又は第２の値に設定される二値
の水平エッジ画像とすることができる。

【００１２】更に、前記垂直方向の他の画素は、垂直方
向の上下各２画素であってもよい。

【００１３】更にまた、前記エッジ上部投影画像及び前
記エッジ下部投影画像は、夫々前記水平エッジの上部近
接領域及び前記水平エッジの下部近接領域における前記
水平方向微分画像の画素値に重みを掛けて加算すること
により生成することができる。

【００１４】また、前記重みは、前記二値の水平エッジ
画像の前記画素値が前記第１の値となる画素と前記水平
方向微分画像の画素との垂直方向の距離をｄ、所定の距
離をｖとすると、ｄ＞ｖのときｗ（ｄ）＝０となる関数
ｗ（ｄ）とすることができる。

【００１５】更に、前記水平エッジ種類判定手段は、前
記差分画像の上部の水平方向輝度変化が下部の水平方向
輝度変化より大きい前記水平エッジを車両の下端とし、
前記差分画像の下部の水平方向輝度変化が上部の水平方
向輝度変化より大きい前記水平エッジを車両の上端と判
定することができる。

【００１６】本発明においては、車両画像において、車
両の上端又は下端の候補となる水平エッジの上下の近接
領域の輝度変化量の情報によって車両の上端及び下端の
検出を行うので、映像内に複数の車両が存在する場合で
も、精度良く車両端の検出を行うことができると共に、
路面領域内には検出されにくい水平方向の輝度変化によ
って車両の上端及び下端の検出を行うので、路面の輝度
のむらのために路面上に水平エッジが検出される場合で
も、車両端と路面上の水平エッジを区別することができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る車両
端検出装置について、添付の図面を参照して具体的に説
明する。図１は、本発明の実施例の構成を示すブロック
図である。

【００１８】図１に示すように、本実施例の車両端検出
装置１００は、画像入力手段１０１から得られた画像デ
ータが、水平方向微分手段１０３及び垂直方向微分手段
１０４に入力され、水平方向微分手段１０３により処理
されたデータと、垂直方向微分手段１０４で処理され、
更に水平エッジ抽出手段１０５により処理されたデータ
と共にエッジ上部画像投影手段１０６及びエッジ下部画
像投影手段１０７に入力される。そして、エッジ上部画
像投影手段１０６及びエッジ下部画像投影手段１０７に
より処理されたデータは、画像差分手段１０８に入力さ
れ、更に水平エッジ種類判定手段１０９に入力されて順
次処理された後、出力手段１１０により出力されること
により、車両を撮影した映像から、車両の上下端を検出
する装置である。データを入力されそれを処理するこれ
らの処理手段は、処理したデータを夫々記憶する記憶手
段を有している。

【００１９】画像入力手段１０１は、例えば路側又は路
面上方等に設置されたカメラであり、車両が走行してい
る路面を撮影してその画像を入力する。この画像入力手
段１０１は、入力画像記憶手段１１１に接続されてお
り、入力画像記憶手段１１１が画像入力手段１０１によ
り入力された車両画像を記憶する。更に、入力画像記憶
手段１１１は、水平方向微分手段１０３及び垂直方向微
分手段１０４に接続され、入力画像記憶手段１１１が記
憶した車両画像を水平方向微分手段１０３及び垂直方向
微分手段１０４に入力する。

【００２０】水平方向微分手段１０３及び垂直方向微分
手段１０４は、夫々水平方向微分画像記憶手段１１２及
び垂直方向微分画像手段１１３に接続されており、水平
方向微分手段１０３は、入力された車両画像の水平方向
の微分処理行い、これにより得られた水平方向微分画像
を水平方向微分画像記憶手段１１２に入力する。同様
に、垂直方向微分手段１０４は、入力された車両画像の
垂直方向の微分処理を行い、これにより得られた垂直方
向微分画像を垂直方向微分画像記憶手段１１３に入力す
る。

【００２１】更に、垂直方向微分画像記憶手段１１３
は、水平エッジ抽出手段１０５に接続され、水平エッジ
抽出手段１０５は、水平エッジ画像記憶手段１１４に接
続されている。そして、垂直方向微分画像記憶手段１１
３は、記憶している垂直方向微分画像を水平エッジ抽出
手段１０５に入力し、水平エッジ抽出手段１０５は垂直
方向微分画像の各画素の画素値を調べる。そして、画素
値の絶対値が極大であり、且つその画素値が予め定めた
しきい値を超えているか否かにより、画素値が二値の水
平エッジ画像を作成する。例えばしきい値を超えている
場合は画素値１、しきい値以下の場合は画素値０である
ような二値の水平エッジ画像を作成して、この画素値が
二値の水平エッジ画像を水平エッジ画像記憶手段１１４
に入力する。

【００２２】水平方向微分画像記憶手段１１２及び水平
エッジ画像記憶手段１１４は、共にエッジ上部画像投影
手段１０６及びエッジ下部画像投影手段１０７に接続さ
れ、更に、エッジ上部画像投影手段１０６及びエッジ下
部画像投影手段１０７は夫々エッジ上部投影画像記憶手
段１１５及びエッジ下部投影画像記憶手段１１６に接続
されている。そして、水平方向微分画像記憶手段１１２
及び水平エッジ画像記憶手段１１４は、夫々記憶してい
る水平方向微分画像及び水平エッジ画像を、共にエッジ
上部画像投影手段１０６及びエッジ下部画像投影手段１
０７に入力する。

【００２３】エッジ上部画像投影手段１０６は、画素値
が二値の水平エッジ画像のうち画素値が１である画素
（以下、エッジ画素という。）の全てに対して、水平エ
ッジ画素の上方にある水平方向微分画像の画素の画素値
に重みを掛けて加算し、これにより得られたエッジ上部
投影画像をエッジ上部投影画像記憶手段１１５に入力す
る。

【００２４】同様に、エッジ下部画像投影手段１０７
は、二値の水平エッジ画像のうち画素値１である水平エ
ッジ画素の全てに対して、水平エッジ画素の下方にある
水平方向微分画像の画素の画素値に重みを掛けて加算
し、これにより得られたエッジ下部投影画像をエッジ下
部投影画像記憶手段１１６に入力する。

【００２５】エッジ上部投影画像記憶手段１１５及びエ
ッジ下部投影画像記憶手段１１６は、共に画像差分手段
１０８に接続され、差分画像記憶手段１１７を介して水
平エッジ種類判定手段１０９に接続されて、更に水平エ
ッジ種類判定手段１０９は出力手段１１０に接続されて
いる。 エッジ上部投影画像記憶手段１１５及びエッジ
下部投影画像記憶手段１１６は、夫々記憶しているエッ
ジ上部投影画像及びエッジ下部投影画像を、画像差分手
段１０８に入力する。画像差分手段１０８は、エッジ上
部投影画像とエッジ下部投影画像との差分画像を作成
し、差分画像記憶手段１１７に入力する。そして、差分
画像記憶手段１１７は記憶している差分画像を水平エッ
ジ種類判定手段１０９に入力し、水平エッジ種類判定手
段１０９は、差分画像から車両の上端のエッジ及び下端
のエッジを選別して出力手段１１０に入力する。そして
出力手段１１０が抽出された車両の上端及び下端の位置
を出力する。

【００２６】以下、本実施例の動作について詳しく説明
する。画像入力手段１０１によって得られ、入力画像記
憶手段１１１に記憶されている入力画像をＩ（ｉ，ｊ）
で示す。入力画像の座標系を、画像の左上の点を原点と
し、右方向がｘ軸の正方向、下方向がｙ軸の正方向とな
るようにとる。そして、ｘ座標をＩ、ｙ座標をｊとした
とき、Ｉ（ｉ，ｊ）は、座標（ｉ，ｊ）となる画素の輝
度値を示す。図５は、画像の左上の点を原点とし、右方
向がｘ軸の正方向、下方向がｙ軸の正方向となるように
とった座標系の入力画像を示す図である。本実施例にお
いては、図５に示すように、画面１の中央部に一台の車
両２の後部が存在する場合を説明する。車両２は、ナン
バープレート２ａ及び窓２ｂ等を有する。また、車両２
の下方から側方にかけて、車両２は影３を有する。

【００２７】また、図２（ａ）は水平方向微分処理のた
めのＳｏｂｅｌフィルタ、図２（ｂ）は垂直方向微分処
理のためのＳｏｂｅｌフィルタを示す図である。本実施
例においては、微分処理は、水平方向及び垂直方向の輝
度変化量を検出するために、夫々図２（ａ）及び（ｂ）
に示す３×３画素のＳｏｂｅｌフィルタをエッジ検出用
フィルタとして使用する。そして、水平方向微分手段１
０３による微分処理は、実際に得られた３×３の平方領
域の各点のデジタル化した入力画像に、図２（ａ）のＳ
ｏｂｅｌフィルタを画素値に掛け合わせて積算する演算
処理を行う。そして得られた水平方向微分画像をＩｘ
（ｉ，ｊ）とおく。図６は、図５を入力画像としたとき
の水平方向微分画像を示す図である。水平方向微分手段
１０３により、図２（ａ）のフィルタを使用して演算処
理することにより、図６に示すように、水平方向微分画
像が得られる。水平方向微分画像は、画面１には、車両
領域以外の領域に水平方向の輝度変化が少なく、画像が
表示されない。なお、微分のためのフィルタは、図２
（ａ）のような３×３に限らず、異なる大きさのもので
あってもよい。また、Ｓｏｂｅｌフィルタに限らず、水
平方向の輝度変化を抽出するようなものであればよい。

【００２８】垂直方向微分手段１０４による微分処理
は、デジタル化した入力画像に、例えば図２（ｂ）のＳ
ｏｂｅｌフィルタを画素値に掛け合わせて積算する演算
処理を行う。得られた垂直方向微分画像をＩｙ（ｉ，
ｊ）とおく。図７は、図５を入力画像としたときの垂直
方向微分画像を示す図である。水平方向微分処理と同様
に、垂直方向微分手段１０４の微分処理により、図７に
示すように、画面１に垂直方向微分画像が得られる。画
面１には、車両領域及び車両の影の端部において、垂直
方向の輝度変化のために画像が表示されている。なお、
微分のためのフィルタは、水平方向微分の場合と同様
に、図２のような３×３に限らず、異なる大きさのもの
であってもよい。また、Ｓｏｂｅｌフィルタに限らず、
垂直方向の輝度変化を求めるようなものであればよい。

【００２９】以上の水平方向微分手段１０３及び垂直方
向微分手段１０４により夫々得られた水平方向微分画像
Ｉｘ（ｉ，ｊ）及び垂直方向微分画像Ｉｙ（ｉ，ｊ）を
夫々水平方向微分画像記憶手段１１２及び垂直方向微分
画像記憶手段１１３に記憶する。

【００３０】水平エッジ抽出手段１０５では、垂直方向
微分画像記憶手段１１３に記憶されている垂直方向微分
画像Ｉｙ（ｉ，ｊ）の各画素の画素値の絶対値をとり、
その絶対値画像の極大の選択を行うことで水平エッジを
抽出する。極大、即ち水平エッジの選択は、例えば、極
大か否かを判定するために選択した画素（以下、注目画
素という。）と、注目画素の垂直方向における上下２画
素ずつ、合計５画素の中で注目画素の画素値の絶対値が
最も大きい値で、且つ予め定めたしきい値を超えている
場合に、その注目画素を極大と判定して選択する。極大
を選択する際、極大を注目画素及びその垂直方向におけ
る上下３画素ずつ、合計７画素から選択する等、選択の
範囲を変えてもよい。そして、極大、即ち水平エッジと
判定された画素は画素値１、それ以外の画素は画素値０
であるような二値画像からなる水平エッジ画像を作成す
る。図８は、図７に示す垂直方向微分画像から水平エッ
ジを抽出して作成した水平エッジ画像を示す図である。
画面１には、水平エッジ抽出手段１０５の処理により、
垂直方向微分画像よりもその線幅が細くなった画像が表
示される。この水平エッジ画像は、水平エッジ画像記憶
手段１１４によって記憶される。

【００３１】エッジ上部画像投影手段１０６では、水平
エッジ画像の２値の画素値のうち画素値１である各エッ
ジ画素に対して、各水平エッジ画素の近傍の領域であっ
て上方の領域における水平方向微分画像記憶手段１１２
に記憶されている水平方向微分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）の投
影値を求める。具体的には、水平エッジ画像のエッジ画
素と水平方向微分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）の画素との垂直方
向の距離ｄに応じた重みｗ（ｄ）を、水平方向微分画像
Ｉｘ（ｉ，ｊ）の画素値の絶対値に掛けて加算する演算
処理を行う。

【００３２】図３及び図４は、横軸に距離ｄ、縦軸に重
みｗ（ｄ）をとって、重みｗ（ｄ）を示すグラフ図であ
る。重みｗ（ｄ）は、例えば図３のグラフに示すよう
に、距離ｄに反比例するものを使用することができる。
また、重みｗ（ｄ）は、図４のグラフに示すような関数
形のものでもよい。但し、注目画素から遠く離れた水平
方向微分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）の画素値の影響は受けない
ように、重みｗ（ｄ）は、予め定めた所定距離ｖに対
し、距離ｄ＞ｖのときｗ（ｄ）＝０となるように決め
る。

【００３３】図９（ａ）は図６に示す水平方向微分画像
Ｉｘ（ｉ，ｊ）と図８に示す水平エッジ画像とを重ねて
示す図、図９（ｂ）は水平方向微分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）
と図９（ａ）の楕円で囲まれている領域Ａの水平エッジ
画素とを重ねて示した図、図９（ｃ）及び（ｄ）は夫々
夫々領域Ａのエッジ上部投影画像及びエッジ下部投影画
像を示すグラフ図である。

【００３４】図９（ａ）において、画面１の楕円で囲ま
れた車両中央付近の領域Ａの水平エッジ画素に対してエ
ッジ上部画像投影手段１０６により処理を行う場合、領
域Ａの水平エッジ画素に対して重みｗ（ｄ）が０ではな
い値になるのは、図９（ｂ）に示す、車両中央より上部
に存在する矩形で囲まれている領域Ｂである。このと
き、この矩形の高さは所定距離ｖである。この矩形領域
Ｂの水平方向微分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）の絶対値に対して
重みｗ（ｄ）により演算処理を行う。

【００３５】この演算処理は、水平エッジ画素の座標を
（ｉ，ｊ）、エッジ上部投影画像をＩaproj（ｉ，ｊ）
とすると、Ｉaproj（ｉ，ｊ）は下記数式１により得ら
れる。なお、水平エッジ画像で画素値が０である画素で
は、エッジ上部投影画像Ｉaproj（ｉ，ｊ）は０であ
る。

【００３６】

【数１】

【００３７】領域Ａの水平エッジ画素に対応する位置に
おいて、数式１で得られるエッジ上部投影画像Ｉaproj
（ｉ，ｊ）の投影値は、図９（ｃ）に示すように、水平
エッジ画素の上部で輝度変化が大きいほど大きな値とな
る。図９（ｃ）において、縦軸は投影値を、横軸は水平
エッジ上のｘ方向の位置を示す。

【００３８】エッジ下部画像投影手段１０７は、エッジ
上部画像投影手段１０６と同様に、各エッジ画素に対し
て、各エッジ画素の近傍の領域であって下方の領域にお
ける水平方向微分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）の投影値を求め
る。領域Ａの水平エッジ画素に対応する位置の画素上
に、エッジ下部画像投影手段１０７で投影される水平方
向微分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）の領域、即ち領域Ａの各エッ
ジ画素に対して重みｗ（ｄ）が０ではない値になる領域
は、図９（ｂ）に示す車両中央より下方の矩形領域Ｃで
ある。また、この矩形の高さは、領域Ｂと同一の所定距
離ｖである。

【００３９】ここで、エッジ下部投影画像をＩbproj
（ｉ，ｊ）とすると、Ｉbproj（ｉ，ｊ）は下記数式２
により得られる。

【００４０】

【数２】

【００４１】なお、数式２の重みｗ（ｄ）は、エッジ上
部画像投影手段１０６におけるｗ（ｄ）と同一の関数を
示す。また、水平エッジ画像で画素値０である画素で
は、Ｉbproj（ｉ，ｊ）は０である。領域Ａの水平エッ
ジ画素に対応する位置において、数式２で得られる下部
投影画像Ｉbproj（ｉ，ｊ）の投影値は、図９（ｃ）の
に示すように、水平エッジ画素の下部で輝度変化が大き
いほど大きな値となる。図９（ｄ）においても、図９
（ｃ）と同様、縦軸は投影値を、横軸は水平エッジ上の
ｘ方向の位置を示す。

【００４２】以下、隣接する水平エッジ画素のグループ
をエッジという。画像上での路面領域の輝度変化は少な
いのに対して、車両領域の輝度変化は大きいため、エッ
ジの上方が路面領域又は影の領域である場合は、上部投
影画像Ｉaproj（ｉ，ｊ）の投影値は０に近い値をと
る。これに対し、エッジの上方に車両がある場合は、上
部投影画像Ｉaproj（ｉ，ｊ）の投影値は大きくなる。
同様に、エッジの下方が路面領域又は影の領域である場
合は、下部投影画像Ｉbproj（ｉ，ｊ）の投影値は０に
近い値をとる。これに対し、エッジの下方に車両がある
場合は、下部投影画像Ｉbproj（ｉ，ｊ）の投影値は大
きくなる。

【００４３】画像差分手段１０８は、こうして求まるエ
ッジ上部投影画像からエッジ下部投影画像を差し引いた
差分画像を作成し、差分画像記憶手段１１７が記憶す
る。画像差分手段１０８で処理され、差分画像記憶手段
１１７に記憶される差分画像をＩsub（ｉ，ｊ）とする
と、Ｉsub（ｉ，ｊ）は下記数式３により得られる。

【００４４】

【数３】

【００４５】図１０は、画像差分手段１０８で作成され
る差分画像を示すグラフ図である。画像差分手段１０８
における処理で得られた図８に示す各水平エッジ上にお
いて、図９に示すような投影で得られた投影値に対し
て、図１０に示すように、水平エッジ上の各画素でエッ
ジ上部投影値からエッジ下部投影値を引く差分が行われ
て差分値が得られる。差分画像記憶手段１１７には、各
水平エッジに対応する画素の画素値が差分値である差分
画像Ｉsub（ｉ，ｊ）が記憶されている。なお、差分画
像Ｉsub（ｉ，ｊ）が水平エッジに対応しない場合は、
その差分画像Ｉsub（ｉ，ｊ）の画素の画素値は０であ
る。

【００４６】図１１（ａ）は車両の入力画像を示す図、
図１１（ｂ）乃至（ｅ）は、図５に示す入力画像の複数
の領域の水平エッジに対応する差分値を示すグラフ図で
あって、夫々車両上端部、車両領域内、車両下端部及び
車両側方部における差分値を示す。

【００４７】エッジ上方に車両があり、エッジ下方は路
面（図示せず）である場合、差分値は正の値をとり、こ
のようなエッジは車両下端に相当する。図１１（ｄ）に
示すように、車両２の車両下端４に相当するエッジ上の
差分値の値は正の値になる。一方、エッジ下方に車両が
あり、エッジ上方は路面である場合、差分値は負の値を
とり、このようなエッジは車両上端に相当する。図１１
（ｂ）に示すように、車両２の車両上端５に相当するエ
ッジ上の差分値の値は負の値となる。

【００４８】一方、車両領域内部に水平エッジがある場
合は、上方及び下方共に、輝度変化が存在するので、場
所によって値が正及び負の両方の値をとり、エッジ全体
で正又は負になる確率は低く、正の領域と負の領域とが
混在し、正の領域の長さ及び負の領域の長さが短くな
る。図１１（ｃ）に示すように、このような車両内部の
水平エッジ上の差分値の値は正の領域と負の領域とが短
い間隔で混在した状態なる。

【００４９】また、上方又は下方が影領域であるため
に、水平エッジが抽出される場合は、影領域又は路面と
なる上方及び下方共に輝度変化が少ない領域であるた
め、水平エッジ上の差分値の値はエッジ全体で０に近い
値になる。従って、図１１（ｅ）に示すように、影によ
る水平エッジ上の差分値の値は、エッジ全体で０に近い
値なる。

【００５０】図１２は、エッジ上部投影画像とエッジ下
部投影画像とから作成される差分画像を示す図である。
差分値画像は、例えば差分値が正の画素を白、差分値が
負の画素を黒、差分値が０の画素をグレー等として画面
に表示すことができる。その場合は、図１２に示すよう
に、画面１に、水平エッジが白領域６又は黒領域７に色
分けされた差分画像が得られる。また、水平エッジ以外
の領域は、グレー領域８となる。図１１（ｂ）に示す車
両上端５の水平エッジは黒領域７で示され、図１１
（ｃ）に示す車両領域の水平エッジは白領域６と黒領域
７とが混在した領域で示される。また、図１１（ｄ）に
示す車両下端４の水平エッジは白領域６で示され、図１
１（ｅ）に示す影による水平エッジは差分値がほぼ０で
あるため、グレー領域８となる。

【００５１】こうして画像差分手段１０８で生成された
差分画像は差分画像記憶手段１１７に記憶され、水平エ
ッジ種類判定手段に入力される。

【００５２】水平エッジ種類判定手段１０９では、先
ず、差分画像から、水平エッジ上の差分値が正で、予め
設定されている輝度値のしきい値Ｉｔｈを超えるエッジ
画素のみを選択して、隣接するエッジ画素のグループで
あるエッジを得る。そして、得られたエッジのうち、エ
ッジの長さが予め設定したしきい値を超えるものだけを
選択し、車両下端候補とする。エッジの長さがしきい値
を超えないものは消去する。エッジの長さは、同じエッ
ジを構成する画素の座標値ｘの最大値と最小値との差で
定義する。そして、車両の縦横比ｒ＝（車両の高さ）／
（車両の幅）を予め設定しておき、各車両下端候補につ
いて、その車両下端候補の車両に対して上側、即ち図５
で定義したｙ方向の負の方向において、その車両下端候
補の長さ×ｒの距離の領域内に別の車両下端候補が存在
するか否かを調べる。このとき、車両下端候補の上側
に、別の車両下端候補が存在する場合は、両エッジの長
さを比較し、上側の下端候補の長さが短いときは上側の
下端候補を消去する。上側の下端候補の長さが長いか又
は同程度であるときは、両エッジの差分値の平均を計算
し、（下側のエッジの差分値の平均値）／（上側のエッ
ジの差分値の平均値）が予め設定したしきい値より大き
ければ上側のエッジを消去し、小さければ下側のエッジ
を消去する。そして、残ったエッジを車両の下端として
検出する。車両の上端は、エッジ上の差分値が負であ
り、エッジの長さがしきい値を超えるエッジに対して同
様の処理を行うことで検出する。

【００５３】こうして水平エッジ種類判定手段１０９に
より、車両上端及び車両下端のエッジが検出される。そ
して、水平エッジ種類判定手段１０９で判定され検出さ
れた車両上端及び車両下端は出力手段１１０に入力され
る。

【００５４】出力手段１１０は、検出された車両端の位
置を出力するもので、例えば、入力画像記憶手段１１１
に記憶されている入力画像に、検出した車両端を重ねて
モニタ上に表示する。また、コンソールに検出した車両
端の位置を数値で表示するものでもよい。

【００５５】本実施例によれば、画像上での路面領域の
輝度変化は少ないのに対して、車両領域の輝度変化は大
きいことを利用するため、エッジの上方が路面領域又は
影の領域である場合は、エッジ上部投影画像Ｉaproj
（ｉ，ｊ）は０に近い値をとるのに対し、エッジの上方
に車両がある場合はエッジ上部投影画像Ｉaproj（ｉ，
ｊ）の値は大きくなり、エッジの下方に車両がある場合
はエッジ下部投影画像Ｉbproj（ｉ，ｊ）の値が大きく
なる。従って、エッジ上部投影画像とエッジ下部投影画
像との差分値から得られる差分画像Ｉsubj（ｉ，ｊ）の
値から車両上端及び下端を検出することができる。即
ち、車両上端であれば、エッジ上部投影画像Ｉaproj
（ｉ，ｊ）が小さくエッジ下部投影画像Ｉbproj（ｉ，
ｊ）が大きいため、差分値が負になり、車両下部であれ
ば、エッジ上部投影画像Ｉaproj（ｉ，ｊ）が大きくエ
ッジ下部投影画像Ｉbproj（ｉ，ｊ）が小さいため差分
値が正の値となり、差分値が負となるエッジを選択する
ことにより車両上端を検出し、差分値が正となるエッジ
を選択することにより車両下端を検出することができ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
路面には水平方向の輝度変化が少ないのに対し、車両領
域内には水平方向の輝度変化が多く存在することを利用
して、車両の上下端の検出を行う。即ち、車両の上端及
び下端の可能性がある水平エッジの上下のエッジ近傍の
限られた領域内に存在する水平方向輝度変化の量を調
べ、上部に水平方向輝度変化が大きいが下部には少ない
エッジを車両の下端とし、下部に水平方向輝度変化が大
きいが上部には少ないエッジを車両の上端として検出す
る。これにより、車両の上端及び下端から遠い位置にあ
る車両以外の物体による輝度変化の影響を受けず、更に
画像内に複数の車両が存在する場合においても、各車両
の上端及び下端を安定に精度よく求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る車両端検出装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】（ａ）は水平方向微分処理のためのＳｏｂｅｌ
フィルタ、（ｂ）は垂直方向微分処理のためのＳｏｂｅ
ｌフィルタを示す図である。

【図３】横軸に距離ｄ、縦軸に重みｗ（ｄ）をとって、
重みｗ（ｄ）を示すグラフ図である。

【図４】同じく、横軸に距離ｄ、縦軸に重みｗ（ｄ）を
とって、重みｗ（ｄ）を示すグラフ図である。

【図５】画像の左上の点を原点とし、右方向がｘ軸の正
方向、下方向がｙ軸の正方向となるようにとった座標系
の入力画像を示す図である。

【図６】入力画像の水平方向微分画像を示す図である。

【図７】入力画像の垂直方向微分画像を示す図である。

【図８】垂直方向微分画像から水平エッジを抽出して作
成した水平エッジ画像を示す図である。

【図９】（ａ）は水平方向微分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）と水
平エッジ画像とを重ねて示した図、（ｂ）は水平方向微
分画像Ｉｘ（ｉ，ｊ）と領域Ａの水平エッジ画素とを重
ねて示した図、（ｃ）及び（ｄ）は夫々夫々領域Ａのエ
ッジ上部投影画像及びエッジ下部投影画像を示すグラフ
図である。

【図１０】画像差分手段で作成される差分画像を示すグ
ラフ図である。

【図１１】（ａ）は車両の入力画像を示す図、（ｂ）乃
至（ｅ）は、入力画像の車両領域内の複数の領域の水平
エッジに対応する差分値を示すグラフ図であって、夫々
車両上端部、車両領域内、車両下端部及び車両側方部に
おける差分値を示す。

【図１２】エッジ上部投影画像とエッジ下部投影画像の
差分画像の画素値を示す図である。

【符号の説明】

１；画面 ２；車両 ３；影 ４；車両下端 ５；車両上端 ６；白領域 ７；黒領域 ８；グレー領域 １０１；画像入力手段 １０３；水平方向微分手段 １０４；垂直方向微分手段 １０５；水平エッジ抽出手段 １０６；エッジ上部画像投影手段 １０７；エッジ下部画像投影手段 １０８；画像差分手段 １０９；水平エッジ種類判定手段 １１０；出力手段 １１１；入力画像記憶手段 １１２；水平方向微分画像記憶手段 １１３；垂直方向微分画像記憶手段 １１４；水平エッジ画像記憶手段 １１５；エッジ上部投影画像記憶手段 １１６；エッジ下部投影画像記憶手段 １１７；差分画像記憶手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両画像を入力する画像入力手段と、前
   記画像入力手段により入力された前記車両画像から水平
   方向微分画像を生成して水平方向輝度変化量を検出する
   水平方向微分手段と、前記画像入力手段により入力され
   た前記車両画像から垂直方向微分画像を生成して垂直方
   向輝度変化量を検出する垂直方向微分手段と、前記垂直
   方向微分画像から水平エッジを抽出する水平エッジ抽出
   手段と、前記水平方向微分画像から前記水平エッジの上
   部近接領域におけるエッジ上部投影画像を生成して水平
   方向の輝度変化情報を得るエッジ上部画像投影手段と、
   前記水平方向微分画像から前記水平エッジの下部近接領
   域におけるエッジ下部投影画像を生成して水平方向の輝
   度変化情報を得るエッジ下部画像投影手段と、前記エッ
   ジ下部投影画像と前記エッジ上部投影画像との差分を計
   算して差分画像を生成する画像差分手段と、前記差分画
   像の情報に基づいて前記水平エッジが車両上端である
   か、車両下端であるか、又はどちらでもないかを判定す
   る水平エッジ種類判定手段と、前記水平エッジ種類判定
   手段によって判定された前記車両上端及び前記車両下端
   を出力する出力手段と、を有することを特徴とする車両
   端検出装置。
2. 【請求項２】 前記水平エッジは、前記垂直方向微分画
   像の各画素について画素値の絶対値をとり、前記画素値
   の絶対値がその垂直方向の他の画素の画素値の絶対値よ
   り大きく、且つ所定のしきい値を超えるか否かにより前
   記画素値が第１の値又は第２の値に設定される二値の水
   平エッジ画像であることを特徴とする請求項１に記載の
   車両端検出装置。
3. 【請求項３】 前記垂直方向の他の画素は、垂直方向の
   上下各２画素であることを特徴とする請求項２に記載の
   車両端検出装置。
4. 【請求項４】 前記エッジ上部投影画像及び前記エッジ
   下部投影画像は、夫々前記水平エッジの上部近接領域及
   び前記水平エッジの下部近接領域における前記水平方向
   微分画像の画素値に重みを掛けて加算することにより生
   成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
   に記載の車両端検出装置。
5. 【請求項５】 前記重みは、前記二値の水平エッジ画像
   の前記画素値が前記第１の値となる画素と前記水平方向
   微分画像の画素との垂直方向の距離をｄ、所定の距離を
   ｖとすると、ｄ＞ｖのときｗ（ｄ）＝０となる関数ｗ
   （ｄ）であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   か１項に記載の車両端検出装置。
6. 【請求項６】 前記水平エッジ種類判定手段は、前記差
   分画像の上部の水平方向輝度変化が下部の水平方向輝度
   変化より大きい前記水平エッジを車両の下端とし、前記
   差分画像の下部の水平方向輝度変化が上部の水平方向輝
   度変化より大きい前記水平エッジを車両の上端として判
   定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項
   に記載の車両端検出装置。