JP2002324235A - 車載カメラの画像合成表示方法及びその装置 - Google Patents
車載カメラの画像合成表示方法及びその装置Info
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Abstract
示するときの画面表示を見やすくする。 【解決手段】 自車両の周り近傍を撮像する複数のカメ
ラCAM1〜8を車両に搭載し各カメラ画像を合成して
表示装置16の画面に表示するに際し、合成画像を構成
する各カメラ画像の画素データを隣接するカメラ画像間
の画素データとの差違が小さくなるように補正する。例
えば、隣接するカメラ画像間の画素データの平均値が等
しくなるように補正する。これにより、合成画像が見や
すい画像となりモニタ装置16に表示される。
Description
数台の車載カメラによる撮像画像を合成して表示する画
像合成表示方法及びその装置に係り、特に、表示画面上
での視認が容易な合成画像をリアルタイムに生成する車
載カメラの画像合成表示方法及びその装置に関する。
ときの後方視認は難しく、死角が生じる。また、前方走
行中であっても、併走している車両がドアピラーに隠れ
る位置に来ると、併走車が運転者の視界から消えてしま
う。このため、近年では、運転者の死角に位置する自車
両近傍周りを監視する車載カメラを搭載し、その撮像画
像をカーナビゲーション用の表示画面に表示する様にな
ってきている。
の上面図であり、図9(b)はその側面図である。この
車両では、5台のカメラ1〜5を搭載し、カメラ1が車
両の真後ろを監視し、車両の左サイドの前後に取り付け
られたカメラ2、4が車両の左サイド斜め後方を監視
し、車両の右サイドの前後に取り付けられたカメラ3、
5が車両の右サイド斜め後方を監視する様になってい
る。最近では、この5台構成よりも更にカメラ台数が増
え、真後ろ監視用のカメラが2台になり、前方を監視す
るカメラも2台搭載し、計8台構成になるものもある。
〜監視カメラ5の各撮像画像を示す図である。この例で
は、車両が駐車場にバックするときの画像を示してい
る。運転者が5台の監視カメラ1〜監視カメラ5の撮像
画像を順番に表示画面で監視することは困難であり、一
度に監視でき、しかも自分の車両の近傍周りを見やすく
するために、5台のカメラの撮像画像を、図11に示す
様に、車両の上方位置の仮想視点から下方を見下ろした
画像に変換して合成し、表示画面に表示するようにして
いる。
る。この様に、仮想上視点から下方を見下ろした画像が
表示画面に表示されることで、運転者は、死角位置とな
る車両近傍の周りを表示画面で確認できる様になる。
尚、この図12の合成画像で、自分の車両を表す画像は
カメラ画像の合成ではなく(カメラには写らないた
め)、イラストデータの画像である。
の監視カメラを車両に搭載し、各カメラの撮像画像を合
成して表示装置の画面に表示する場合、単に画像を合成
しただけでは、非常に見づらい画像になってしまう。そ
れは、あるカメラでは綺麗で見やすい画像が撮像されて
いる場合でも、別のカメラは太陽の方を向き、更に別の
カメラは隣接車の影に入っているということが往々にし
てあるからである。各車載カメラの向きは制御すること
ができず固定されていることが多いため、道路のアップ
ダウンや進行方向、天候の変化などで各カメラ毎の被写
体の状態が時々刻々と変わり、各カメラの撮像画像も時
々刻々とその輝度や色バランスがバラバラに変化する。
例えば、特開平10―187929号公報や特開平11
―102430号公報記載のものが知られている。これ
らの従来技術では、電子カメラで撮像した複数の画像を
パノラマ画像に合成するに際し、隣接する画像間での重
複領域をマッチング処理するなどして求め、この重複領
域の画素の濃度値などから両画像の補正値を求めて合成
画像の輝度や色バランス等を補正し、連続する滑らかな
合成画像を得ようとするものである。
がいずれも静止画であり、しかも、撮影者が綺麗な画像
を撮影しようとして努力した画像であるため、全く合成
に不適当となる画像は少ないといえる。
像を合成する場合、上述した様に、カメラ毎に輝度や色
バランス等が時々刻々にバラバラに変化し、全く合成に
不適当という画像も取り込まれてしまう。この様な画像
が存在しても、時速数十キロで走行する車両の周りの状
況をリアルタイムに表示画面上で運転者に視認させる必
要があり、単に静止画の合成を行う上記従来技術をその
まま車載カメラの画像合成に適用することはできない。
像画像から視認しやすい合成画像をリアルタイムに生成
する車載カメラの画像合成表示方法及びその装置を提供
することにある。
りを撮像する複数の車載カメラの画像を合成して表示装
置の画面に表示する車載カメラの画像合成表示におい
て、前記複数の車載カメラのうち隣接するカメラ画像の
画素データ間の差違が小さくなるように補正して前記複
数の車載カメラの合成画像を前記画面に表示することを
特徴とする。この構成により、合成画像の画面表示が見
やすくなる。
カメラのうち隣接するカメラ画像の画素データそれぞれ
の平均値が等しくなるように補正して前記差違を小さく
する補正を行い、また、前記平均値を、隣接するカメラ
画像のうち少なくとも一方の全体画素データから求め、
或いは、前記平均値を、隣接するカメラ画像のうち少な
くとも一方の全体画素データのうち前記自車両近傍の画
素データから求め、或いは、前記平均値を、隣接するカ
メラ画像のうち重複する撮像領域の画素データから求
め、或いは、前記平均値を、隣接するカメラ画像の重複
する撮像領域の画素データのうち前記自車両近傍の画素
データから求めることを特徴とする。この構成により、
合成画像の画面表示を更に見やすくすることができる。
車載カメラのそれぞれの画素位置と対応付けたフラグテ
ーブル用意しておき、前記フラグテーブルに予め書き込
まれている画素領域に対応した画素位置に表示される画
素データを用いて前記平均値を求めることを特徴とす
る。フラグテーブルから平均値を求めることにより、処
理速度が速くなり、リアルタイムでの合成画像表示に好
適となる。
データの値は、明るさ或いは色合いとし、また、前記差
違を小さくする補正は補正制御の目標値に対して時間的
に漸次近づいていくように行うことを特徴とする。これ
により、画面変化のチラツキなどが更に抑制され、目の
疲労が少なくなる。
メラの台数が3台以上ある場合には全カメラ画像の画素
データの平均値に最も近い平均値のカメラ画像を基準画
像としこの基準画像の平均値に合わせる様に隣接カメラ
画像の画像データの補正を行うことを特徴とする。これ
らより、車載カメラを多数搭載した場合にも対応でき、
見やすい合成画像の表示ができる。
た画像の合成画像であることを特徴とする。視点を変換
した画像を表示することで、運転者にとって車両周りを
直感的に認識できる画像になる。
て、図面を参照して説明する。
示する図である。隣接する2つの車載カメラAと車載カ
メラBは、撮像範囲が若干重なる様に配置固定される。
車両に搭載される複数の車載カメラは、同一機種のカメ
ラが使用されるが、カメラ毎の製造バラツキが存在し、
また、ALC(オートアイリスコントロール)、ELC
(オートシャッターコントロール)、AGC(オートゲ
インコントロール)、ATW(オートホワイトバラン
ス)等の制御をカメラ毎に行なうため、各カメラの撮像
画像の輝度や色バランス等はカメラ毎に異なる。また、
前述したように、あるカメラは太陽の方を向いており、
別のカメラは完全に日陰に入っているという具合になり
えるため、各カメラの撮像画像を単に合成すると、合成
画像上での各カメラ画像間の差異が大きすぎ、運転者に
とって視認しづらい表示画面となる。
小さくし視認しやすい合成画像を作成するために、隣接
するカメラ画像を夫々、共通範囲の画素値に応じて補正
する。この補正演算は、車両の走行中にリアルタイムで
行う必要があるため、図2(a)に示す合成画像中の共
通領域100に対応する図2(b)に示すフラグテーブ
ルを各カメラ対応に予め用意しておき、カメラAの撮像
画像の各画素のうちこのフラグテーブルで“1”が立っ
ている画素範囲101(図2(b)で黒くなっている範
囲)について色成分毎の平均値(R、G、B毎やY、
U、V毎の輝度値)を求め、カメラBの撮像画像の各画
素のうちフラグテーブルで“1”が立っている画素範囲
101についてもカメラAと同様にして平均値を求め、
両平均値が等しくなるように、各カメラA、Bの撮像画
像の画素値を補正する。
両に固定されているため、隣接カメラ(例えば図2のカ
メラAとカメラB)間で撮像範囲が重なる領域は固定と
なる。このため、予め撮像範囲の重複領域を判定するフ
ラグテーブルを予め各カメラ対応に用意しておくことが
可能となる。尚、図1においてカメラBの右隣に図示し
ないカメラCがある場合、カメラBに対しては、カメラ
Aとの共通範囲を示すフラグテーブルと、カメラCとの
共通範囲を示すフラグテーブルの2つが用意されること
になる。
を撮像することが多く、遠方の画像を写してもあまり意
味がない。また、図9〜図12で説明したように、仮想
上視点位置から見た画像に変換する場合には、車両近傍
の地面の状態が良好に表示画面に表示されればよい。ま
た、車両近傍から一寸離れる場所に立体物があると、こ
の立体物をカメラAが撮った画像(例えば日が当たって
いる面の画像)とカメラBが撮った画像(例えば影にな
っている面の画像)とは大きく異なる場合があり、この
立体物の画素の平均値から上記の補正値を求めると、車
両近傍の撮像画像が良好に補正されない虞もある。
ブルにおいて、共通範囲のうち遠方の画素値は補正値演
算のために使用しない構成とすることも可能である。例
えば、図2(c)に示すように、フラグテーブルの値と
して、車両近傍の画素に対してのみ“1”を立ててお
く。このようにすると、地面の画像表示が良好になり、
しかも、計算画素数が減って処理時間が短くなる。
A、Bの共通撮像範囲を認識してフラグテーブルを作成
したが、この共通撮像範囲は、図2(a)に示す様な合
成画像上で共通撮像範囲が重なっている必要はなく、例
えば、図3に示す様に合成画像上で離れた領域となって
も共通撮像範囲がどこにあるのかが認識できれば、フラ
グテーブルを予め用意することができる。
囲の各画素の平均値から各カメラ画像の補正値を求めた
が、共通範囲における各カメラ画像の画素値の差分をと
り、その平方和が最小になるようなゲイン制御を行うと
いう補正方法でもよい。
(色別の各輝度値)の補正値を求める場合、上述した実
施形態では、共通撮像範囲の画素の平均値から求めた
が、共通撮像範囲である必要はない。例えば、カメラA
の撮像画像の全範囲と、カメラBの撮像画像の全範囲と
から求めることも可能である。また、図4(a)に示す
ように重複した領域を撮像する車載カメラAと車載カメ
ラBの合成画像を求める場合であっても、各カメラ画像
の夫々の平均値を求めるフラグテーブルとして、図4
(b)に示す様に、車両に近い領域の画素値だけを使用
して、重複した領域を意識しないで補正を行うようにし
てもよい。
メラの画像合成表示装置の構成図である。この画像合成
表示装置20は、8台の車載カメラCAM1、CAM
2、…CAM8対応に設けられた画像メモリ121、1
22、…128と、各画像メモリ121〜128から画
素データを取り込み合成する画像抽出合成部13と、こ
の画像抽出合成部13から出力されるカメラ番号データ
mと合成画像出力信号pとを取り込み補正ゲインkを出
力する補正信号発生手段14と、前記の画像抽出合成部
13から出力される合成画像出力信号pと補正信号発生
手段14からの補正ゲインkとに基づいて合成画像を補
正する画像補正手段15とを備え、画像補正手段15に
より補正された合成画像をカーナビゲーション用のモニ
タ装置16に表示する。
応するカメラ番号データmを補正信号発生手段14に出
力する。補正信号発生手段14は、上述したカメラ対応
の(図8の例では8個の)フラグテーブルを持ってお
り、それぞれのフラグテーブルで“1”が立っている領
域の画素データを用いてその平均値を求め、この値に基
づいて補正ゲインを求め、画像補正手段15に出力す
る。
ラCAM1〜CAM8の撮像画像(図10に示すような
画像)を画像メモリ121〜128から取り出し、各撮
像画像を図11に示す仮想上視点から見た画像に変換
し、各変換画像を図12に示す様に自分の車両のイラス
トデータに重畳して合成画像を図7に示す様に生成し、
これを出力する。尚、図7において、各カメラ対応の画
像間に示す「共通部分」が、隣接する撮像画像中に含ま
れる重複領域の画像である。
すると、例えば、カメラCAM5の画像は逆光なため殆
ど真っ白に近い画像となっており、カメラCAM3の画
像は殆ど真っ黒に近い画像になっている場合が生じる。
また、木漏れ日の中を車両が走行している場合には、日
向と日陰のランダムな繰り返しとなるため、例えば画面
の右側が明るく左側が暗くなったりその逆になったりの
繰り返しとなる。
合成しただけの画像をモニタ装置16にそのまま表示す
ると、画面中の部分部分毎の明るさや色合いがランダム
に大きく変化し、画面のチラツキが大きくて見づらい画
面になってしまう。このため、運転者は、この画面を見
ても車両の近傍を確認することが困難となる。そこで、
補正信号発生手段14と画像補正手段15は、この合成
画像を以下に述べる様に合成画像補正処理によって補正
し、運転者にとって見やすい画像にしてからモニタ装置
16に表示する。
と画像補正手段15の行う画像合成補正処理手順を示す
フローチャートである。各カメラが画像を1秒に例えば
10回づつ取り込む場合、この画像合成補正処理は、画
像を取り込む毎に行われる。先ず、補正信号発生手段1
4は、ステップS1で、合成画像上の各カメラ画像の補
正に必要な画素データ(各カメラ画像毎の全体の画素デ
ータ、あるいは重複領域の画素データ)を取得する。
メラ画像をどのカメラの画像にするかを決定する。基準
のカメラ画像は、8つのカメラ画像のうち平均的な輝度
のカメラ画像を選択する。より具体的には、ステップS
1で取得した複数のカメラの画素データの輝度値を平均
した値である。従って、このステップS2では、各カメ
ラ画像毎の画素値の平均値を求め、更に各平均値の平均
値(全体平均値)を求め、カメラ画像毎の平均値が全体
平均値にもっと近いカメラ画像を基準とする様に選択す
る。今仮に、図7のカメラCAM1の画像が基準画像と
して決定されたとする。
るカメラ画像の輝度が基準画像と等しくなるような理想
ゲインを求める。図7において、カメラCAM2の画像
がカメラCAM1の画像と輝度が等しくなるような理想
ゲインを求める。これは、前述したように、共通部分A
1のカメラCAM2の画素データの平均値が、共通部分
A1のカメラCAM1の画素データの平均値に等しくな
る理想ゲインを求めても良いし、また、共通部分A1と
は無関係に、カメラCAM2の全体の画素データの平均
値が基準画像の画素データの平均値に等しくなる理想ゲ
インを求めても良い。更に、フラグテーブルを用いる場
合には、図2(c)や図4(b)の様に、車両近傍の画
素データのみを用いて理想ゲインを求めても良い。同様
に、このステップS3では、カメラCAM8の画像がカ
メラCAM1の画像と輝度が等しくなるような理想ゲイ
ンを求める。
CAM2、CAM8→CAM3、CAM7→CAM4、
CAM6→CAM5の順に補正を行ったが、CAM1が
基準と決められた時点で残りのCAM2〜CAM8まで
の輝度値をすべてCAM1の輝度値に合わせるようにし
てもよい。
したカメラCAM2の画像の画素値に基づいて隣接する
カメラCAM3の画像を補正する理想ゲインを求めると
共に、理想ゲインで補正したカメラCAM8の画像の画
素値に基づいて隣接するカメラCAM7の画像を補正す
る理想ゲインを求める。以下同様の処理を繰り返し、残
りのカメラCAM4、5、6の画像を補正する夫々の理
想ゲインを求める。
々の理想ゲインを基に、各カメラ画像毎のゲイン補正の
制御量を求め、ステップS6でこの制御量を補正信号発
生手段14が画像補正手段15に出力し、画像補正手段
15は各制御量に従って各カメラ画像を補正し、補正後
の合成画像をモニタ装置16に出力する。
つのカメラ画像の輝度や色合いを隣接するカメラ画像に
合わせて補正するため、カメラの撮像画像のままでは最
大輝度の画像と最低輝度の画像の差異が大きくても、補
正後の合成画像では、この差異が小さくなって画面表示
されるため、見やすい画面となる。また、木漏れ日の中
を走行し画面の部分部分で高輝度画面と低輝度画面がラ
ンダムに発生しても、本実施形態の様に補正をすること
で、各部分部分の画面の輝度の差異が小さく表示される
ため、画面のチラツキも抑制される。
と現在のゲインとがかけ離れている場合には、いきなり
理想ゲインに近づける補正を行うと、表示画面が一気に
変化したように見えてしまうので、ローパスフィルタ処
理を入れて少しずつ理想ゲインに近づくように制御量を
決めるのが好ましい。
合成表示装置の構成図である。図5に示す実施形態で
は、各カメラ画像を合成した合成画像に対して補正処理
を施したが、この実施形態では、各カメラ画像に対して
補正を施し、その後に合成している点が異なる。このた
め、本実施形態の画像合成表示装置30は、各カメラC
AM1〜8対応に設けられた画像メモリ121〜128
と、各画像メモリ121〜128から画素データを取り
込む画像抽出部17と、画像抽出部17から出力される
カメラ番号データmと画像抽出部17によって抽出され
た画素データとから補正ゲインkを生成して出力する補
正信号発生手段14と、画像抽出部17により抽出され
た画像データと補正信号発生手段14から出力された補
正ゲインkとから画像補正を行う画像補正手段15と、
補正後の各カメラ画像を視点変換して合成する画像合成
部19とを備え、合成後の画像データをモニタ装置16
に出力するようになっている。
後に行うか合成前に行うか、あるいは視点変換前に行う
か視点変換後に行うかは任意であり、どの時点で行って
も同様である。
成したときのカメラ画像間の差違が小さくなって見やす
い合成画像の表示が可能となる。
関係を説明する図
を示す図 (b)同図(a)の重複領域をフラグテーブル上で示し
た図 (c)別のフラグテーブルを示す図
上で分離して存在する例を示す図
を示す図 (b)同図(a)の2つのカメラ画像で補正値を求める
画素データを決めるフラグテーブルの一例を示す図
構成図
行う画像合成補正処理の手順を示すフローチャート
構成を例示する図
構成図
図 (b)同図(a)の側面図
想上視点から見た画像に視点変換して合成した画像を例
示する図
5)
ち少なくとも一方の全体画素データのうち前記自車両近
傍の画素データから求めることを特徴とする請求項2に
記載の車載カメラの画像合成表示方法。
ち重複する撮像領域の画素データから求めることを特徴
とする請求項2に記載の車載カメラの画像合成表示方
法。
複する撮像領域の画素データのうち前記自車両近傍の画
素データから求めることを特徴とする請求項2に記載の
車載カメラの画像合成表示方法。
明るさ或いは色合いであることを特徴とする請求項2乃
至請求項5のいずれかに記載の車載カメラの画像合成表
示方法。
の目標値に対して時間的に漸次近づいていくように行う
ことを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれかに記
載の車載カメラの画像合成表示方法。
合には全カメラ画像の画素データの平均値に最も近い平
均値のカメラ画像を基準画像としこの基準画像の平均値
に合わせる様に隣接カメラ画像の画像データの補正を行
うことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに
記載の車載カメラの画像合成表示方法。
画像であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のい
ずれかに記載の車載カメラの画像合成表示方法。
メラの画像を合成して表示装置の画面に表示する車載カ
メラの画像合成表示装置において、請求項1乃至請求項
9のいずれかに記載の画像合成表示方法を実施する補正
手段を備えることを特徴とする車載カメラの画像合成表
示装置。
の車載カメラの画像を合成して表示装置の画面に表示す
る車載カメラの画像合成表示方法において、前記複数の
車載カメラのうち隣接するカメラ画像の画素データ間の
差異が小さくなるように補正して前記複数の車載カメラ
の合成画像を前記画面に表示するに当たり、前記複数の
車載カメラのそれぞれの画素位置と対応付けたフラグテ
ーブルを用意しておき、前記フラグテーブルに予め書き
込まれている画素領域に対応した画素位置に表示される
画素データを用いて前記補正を行うことを特徴とする。
この構成により、合成画像の画面表示が見易くなり、ま
た、予め用意したフラグテーブルを用いて補正処理を行
うため、処理速度が速くなり、リアルタイムでの合成画
像表示に好適となる。
カメラのうち隣接するカメラ画像の画素データそれぞれ
の平均値が等しくなるように補正して前記差異を小さく
する補正を行い、また、前記平均値を、隣接するカメラ
画像のうち少なくとも一方の全体画素データから求め、
或いは、前記平均値を、隣接するカメラ画像のうち少な
くとも一方の全体画素データのうち前記自車両近傍の画
素データから求め、或いは、前記平均値を、隣接するカ
メラ画像のうち重複する撮像領域の画素データから求め
ることを特徴とする。この構成により、合成画像の画面
表示が更に見やすくすることができる。
を、隣接するカメラ画像の重複する撮像領域の画素デー
タのうち前記自車両近傍の画素データから求めることを
特徴とする。この構成により、更に合成画像の画面表示
が見易くなる。
Claims (12)
- 【請求項1】 自車両の周りを撮像する複数の車載カメ
ラの画像を合成して表示装置の画面に表示する車載カメ
ラの画像合成表示方法において、前記複数の車載カメラ
のうち隣接するカメラ画像の画素データ間の差違が小さ
くなるように補正して前記複数の車載カメラの合成画像
を前記画面に表示することを特徴とする車載カメラの画
像合成表示方法。 - 【請求項2】 前記複数の車載カメラのうち隣接するカ
メラ画像の画素データそれぞれの平均値が等しくなるよ
うに補正して前記差違を小さくする補正を行うことを特
徴とする請求項1記載の車載カメラの画像合成表示方
法。 - 【請求項3】 前記平均値を、隣接するカメラ画像のう
ち少なくとも一方の全体画素データから求めることを特
徴とする請求項2に記載の車載カメラの画像合成表示方
法。 - 【請求項4】 前記平均値を、隣接するカメラ画像のう
ち少なくとも一方の全体画素データのうち前記自車両近
傍の画素データから求めることを特徴とする請求項2に
記載の車載カメラの画像合成表示方法。 - 【請求項5】 前記平均値を、隣接するカメラ画像のう
ち重複する撮像領域の画素データから求めることを特徴
とする請求項2に記載の車載カメラの画像合成表示方
法。 - 【請求項6】 前記平均値を、隣接するカメラ画像の重
複する撮像領域の画素データのうち前記自車両近傍の画
素データから求めることを特徴とする請求項2に記載の
車載カメラの画像合成表示方法。 - 【請求項7】 前記複数の車載カメラのそれぞれの画素
位置と対応付けたフラグテーブル用意しておき、前記フ
ラグテーブルに予め書き込まれている画素領域に対応し
た画素位置に表示される画素データを用いて前記平均値
を求めることを特徴とする請求項4乃至請求項6のいず
れかに記載の車載カメラの画像合成表示方法。 - 【請求項8】 前記差違を小さくする画像データの値
は、明るさ或いは色合いであることを特徴とする請求項
1乃至請求項7のいずれかに記載の車載カメラの画像合
成表示方法。 - 【請求項9】 前記差違を小さくする補正は補正制御の
目標値に対して時間的に漸次近づいていくように行うこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載
の車載カメラの画像合成表示方法。 - 【請求項10】 前記車載カメラの台数が3台以上ある
場合には全カメラ画像の画素データの平均値に最も近い
平均値のカメラ画像を基準画像としこの基準画像の平均
値に合わせる様に隣接カメラ画像の画像データの補正を
行うことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか
に記載の車載カメラの画像合成表示方法。 - 【請求項11】 前記合成画像は視点変換した画像の合
成画像であることを特徴とする請求項1乃至請求項10
のいずれかに記載の車載カメラの画像合成表示方法。 - 【請求項12】 自車両の周りを撮像する複数の車載カ
メラの画像を合成して表示装置の画面に表示する車載カ
メラの画像合成表示装置において、請求項1乃至請求項
11のいずれかに記載の画像合成表示方法を実施する補
正手段を備えることを特徴とする車載カメラの画像合成
表示装置。
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