JP2003216949A - 赤外線画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
グラムの変化に対応して画像を2値化処理する赤外線画
像処理装置を提供する。 【解決手段】 画像処理ユニットは、前回の処理で決定
された輝度閾値ITHを用いて、今回得られた画像の2
値化処理を行う(S34)。次に、2値化画像の2値化
面積率Pを算出する(S35)。そして、2値化面積率
Pが規定値α[%]以下で、かつ輝度閾値ITHが最小
輝度閾値Min_THでない場合(S36のYES)、
輝度閾値ITHから規定の割合Xを差し引き、輝度閾値
ITHの減少を行う(S38)。同様に、2値化面積率
Pが規定値β[%]以上で、かつ輝度閾値ITHが最大
輝度閾値Max_THでない場合(S41のYES)、
輝度閾値ITHに規定の割合Xを足し込み、輝度閾値I
THの増加を行う(S43)。
Description
より撮影された画像の2値化処理により、対象物抽出を
行う赤外線画像処理装置に関する。
像から車両や歩行者等の対象物を抽出する際には、対象
物画像と対象物以外の背景画像とを区別するために、画
像の2値化処理が行われている。画像の2値化処理は、
赤外線カメラにより捉えられた画像中の背景画像と対象
物画像とに関連し、画像の輝度値のヒストグラムに現れ
る度数(画素の数)のピーク(背景ピークと対象物ピー
ク)に対応した輝度値の間に、画像に含まれる輝度値を
2つに分類する閾値を設定して行われる。
り捉えられた画像の輝度値のヒストグラムに基づき、背
景ピークと対象物ピークの間に閾値を設定して2値化処
理を行う赤外線画像処理装置には、特開2001−16
0144号公報に記載のものがある。同公報によると、
この画像処理装置は、ステレオカメラにより撮影された
2つの画像のそれぞれに、輝度値Iを横軸として輝度値
Iを取る画素の数、すなわち度数H[I]を縦軸とする
ヒストグラムを算出して背景ピークと対象物ピークに対
応する輝度値を求め、ステレオカメラにより撮影された
2つの画像のコントラスト値を比較する。そして、コン
トラスト値の大きい方を基準画像とすると共に、設定さ
れた輝度値により基準画像の2値化処理を行い、対象物
を抽出している。これにより、この画像処理装置は、ス
テレオカメラにより撮影された画像間のコントラスト差
に起因する対象物判定の失敗を回避することができる。
線放射量の相違や、外界環境における季節、天気、時
間、更には外気温度等の変化により、輝度値ヒストグラ
ムの背景ピーク及び対象物ピークの位置が変化した場
合、上述のような従来の装置では、変化に対応して正確
に対象物が抽出できなかったり、対象物以外のものを抽
出してしまうという問題があった。また、対象物が小さ
い場合や、カメラが汚れている場合等に、対象物ピーク
が現れにくい場合があり、この場合も同様に、対象物が
抽出できなかったり、対象物以外のものを抽出してしま
う可能性があった。
で、カメラにより撮影された画像の輝度値ヒストグラム
の変化に対応して画像を2値化処理する赤外線画像処理
装置を提供することを目的とする。
に、請求項1の発明に係わる赤外線画像処理装置は、赤
外線カメラにより捉えられた画像中の背景画像と対象物
画像とに関連し、前記画像の輝度値のヒストグラムに現
れる度数のピークにそれぞれ対応した前記輝度値の間
に、前記画像に含まれる輝度値を2つに分類する閾値
(例えば実施の形態の輝度閾値ITH)を設定して前記
画像の2値化処理を行う赤外線画像処理装置において、
前記閾値を用いた2値化処理により抽出される画像の面
積が所定範囲になるように、前記閾値を変更する輝度閾
値設定手段(例えば第1、第2の実施の形態のステップ
S4、第1の実施の形態のステップS31〜ステップS
45、第2の実施の形態のステップS46〜ステップS
49)を備えたことを特徴とする。以上の構成を備えた
赤外線画像処理装置は、輝度閾値設定手段により、2値
化処理によって抽出される画像の面積が所定範囲になる
ように閾値を変更することで、輝度値のヒストグラムに
現れる背景ピークと期待される対象物ピークとにそれぞ
れ対応する輝度値の映像ノイズによるバラツキに対し
て、これに影響なく高温対象物を2値化抽出できるよう
になる。
置は、請求項1に記載の赤外線画像処理装置において、
前記輝度閾値設定手段には、前記背景画像に関連して現
れる度数のピークに対応した輝度値より大きい最小輝度
閾値と、前記対象物画像に関連して現れる度数のピーク
に対応した輝度値より小さい最大輝度閾値とが予め設定
され、前記輝度閾値設定手段は、前記最小輝度閾値と前
記最大輝度閾値との間で前記閾値を変更することを特徴
とする。以上の構成を備えた赤外線画像処理装置は、輝
度閾値設定手段により、2値化処理によって抽出される
画像の面積が所定範囲になるように閾値を変更した場合
に、その上限値と下限値によって閾値の変更範囲を限定
することにより、2値化処理の動作を保証し、2値化処
理後の画像から対象物が抽出できない等の事象を解消す
ることができる。
施の形態について説明する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態の赤外線画像処理装置の構成を示すブロック図であ
る。図1において、符号1は、本実施の形態の赤外線画
像処理装置を制御するCPU(中央演算装置)を備えた
画像処理ユニットであって、遠赤外線を検出可能な2つ
の赤外線カメラ2R、2Lと当該車両のヨーレートを検
出するヨーレートセンサ3、更に、当該車両の走行速度
(車速)を検出する車速センサ4とブレーキの操作を検
出するためのブレーキセンサ5が接続される。これによ
り、画像処理ユニット1は、車両の周辺の赤外線画像と
車両の走行状態を示す信号から、車両前方の歩行者や動
物等の動く物体を検出し、衝突の可能性が高いと判断し
たときに警報を発する。
報を発するためのスピーカ6と、赤外線カメラ2R、2
Lにより撮影された画像を表示し、衝突の危険性が高い
対象物を車両の運転者に認識させるための、例えば自車
両の走行状態を数字で表すメータと一体化されたメータ
一体Displayや自車両のコンソールに設置される
NAVIDisplay、更にフロントウィンドウの運
転者の前方視界を妨げない位置に情報を表示するHUD
(Head Up Display )7a等を含む画像表示装置7が接
続されている。
グ信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路、デ
ィジタル化した画像信号を記憶する画像メモリ、各種演
算処理を行うCPU(中央演算装置)、CPUが演算途
中のデータを記憶するために使用するRAM(Random A
ccess Memory)、CPUが実行するプログラムやテーブ
ル、マップなどを記憶するROM(Read Only Memor
y)、スピーカ6の駆動信号、HUD7a等の表示信号
などを出力する出力回路を備えており、赤外線カメラ2
R、2L及びヨーレートセンサ3、車速センサ4、ブレ
ーキセンサ5の各出力信号は、ディジタル信号に変換さ
れてCPUに入力されるように構成されている。
R、2Lは、自車両10の前部に、自車両10の車幅方
向中心部に対してほぼ対象な位置に配置されており、2
つの赤外線カメラ2R、2Lの光軸が互いに平行であっ
て、かつ両者の路面からの高さが等しくなるように固定
されている。なお、赤外線カメラ2R、2Lは、対象物
の温度が高いほど、その出力信号レベルが高くなる(輝
度が増加する)特性を有している。また、HUD7a
は、自車両10のフロントウインドウの運転者の前方視
界を妨げない位置に表示画面が表示されるように設けら
れている。
参照して説明する。図3は、本実施の形態の赤外線画像
処理装置の画像処理ユニット1における歩行者等の対象
物検出・警報動作を示すフローチャートである。まず、
画像処理ユニット1は、赤外線カメラ2R、2Lの出力
信号である赤外線画像を取得して(ステップS1)、A
/D変換し(ステップS2)、グレースケール画像を画
像メモリに格納する(ステップS3)。なお、ここでは
赤外線カメラ2Rにより右画像が得られ、赤外線カメラ
2Lにより左画像が得られる。また、右画像と左画像で
は、同一の対象物の表示画面上の水平位置がずれて表示
されるので、このずれ(視差)によりその対象物までの
距離を算出することができる。
物以外の背景画像とを区別するために、赤外線カメラ2
Rにより得られた右画像を基準画像とし、この基準画像
に対して行う2値化処理に用いる輝度閾値ITHを設定
する2値化閾値変更処理を行う(ステップS4)。な
お、2値化閾値変更処理については、詳細を後述する。
また、ステップS4において、2値化処理に用いる輝度
閾値ITHが決定されたら、基準画像の画像信号の2値
化処理、すなわち、輝度閾値ITHより明るい領域を
「1」(白)とし、暗い領域を「0」(黒)とする処理
を行う(ステップS5)。
られたグレースケール画像を示し、これに2値化処理を
行うことにより、図4(b)に示すような画像を得る。
なお、図4(b)において、例えばP1からP4の枠で
囲った物体を、表示画面上に白色として表示される対象
物(以下「高輝度領域」という)とする。赤外線画像か
ら2値化された画像データを取得したら、2値化した画
像データをランレングスデータに変換する処理を行う
(ステップS6)。ランレングスデータにより表される
ラインは、2値化により白となった領域を画素レベルで
示したもので、いずれもy方向には1画素の幅を有して
おり、またx方向にはそれぞれランレングスデータを構
成する画素の長さを有している。
像データから、対象物のラベリングをする(ステップS
7)ことにより、対象物を抽出する処理を行う(ステッ
プS8)。すなわち、ランレングスデータ化したライン
のうち、y方向に重なる部分のあるラインを1つの対象
物とみなすことにより、例えば図4(b)に示す高輝度
領域が、それぞれ対象物1から4として把握されること
になる。対象物の抽出が完了したら、次に、抽出した対
象物の重心G、面積S及び外接四角形の縦横比ASPE
CTを算出する(ステップS9)。
ンレングスデータを(x[i]、y[i]、run
[i]、A)(i=0,1,2,・・・N−1)とする
と、ランレングスデータの長さ(run[i]−1)を
同一対象物(N個のランレングスデータ)について積算
することにより算出する。また、対象物Aの重心Gの座
標(xc、yc)は、各ランレングスデータの長さ(r
un[i]−1)と各ランレングスデータの座標x
[i]、またはy[i]とをそれぞれ掛け合わせ、更に
これを同一対象物について積算したものを、面積Sで割
ることにより算出する。更に、縦横比ASPECTは、
対象物の外接四角形の縦方向の長さDyと横方向の長さ
Dxとの比Dy/Dxとして算出する。なお、ランレン
グスデータは画素数(座標数)(=run[i])で示
されているので、実際の長さは「−1」する必要がある
(=run[i]−1)。また、重心Gの位置は、外接
四角形の重心位置で代用してもよい。
が算出できたら、次に、対象物の時刻間追跡、すなわち
サンプリング周期毎の同一対象物の認識を行う(ステッ
プS10)。時刻間追跡は、アナログ量としての時刻t
をサンプリング周期で離散化した時刻をkとし、例えば
時刻kで対象物A、Bを抽出したら、時刻(k+1)で
抽出した対象物C、Dと対象物A、Bとの同一性判定を
行う。そして、対象物A、Bと対象物C、Dとが同一で
あると判定されたら、対象物C、Dをそれぞれ対象物
A、Bというラベルに変更することにより、時刻間追跡
が行われる。また、このようにして認識された各対象物
の(重心の)位置座標は、時系列位置データとしてメモ
リに格納され、後の演算処理に使用される。
の処理は、2値化した基準画像(本実施の形態では、右
画像)について実行する。次に、車速センサ4により検
出される車速VCAR及びヨーレートセンサ3より検出
されるヨーレートYRを読み込み、ヨーレートYRを時
間積分することより、自車両10の回頭角θrを算出す
る(ステップS11)。
処理に平行して、ステップS12〜S14では、対象物
と自車両10との距離zを算出する処理を行う。この演
算はステップS10、及びステップS11より長い時間
を要するため、ステップS10、S11より長い周期
(例えばステップS1〜S11の実行周期の3倍程度の
周期)で実行される。まず、基準画像(右画像)の2値
化画像によって追跡される対象物の中の1つを選択する
ことにより、右画像から探索画像R1(ここでは、外接
四角形で囲まれる領域全体を探索画像とする)を抽出す
る(ステップS12)。
る画像(以下「対応画像」という)を探索する探索領域
を設定し、相関演算を実行して対応画像を抽出する(ス
テップS13)。具体的には、探索画像R1の各頂点座
標に応じて、左画像中に探索領域R2を設定し、探索領
域R2内で探索画像R1との相関の高さを示す輝度差分
総和値C(a,b)を算出し、この総和値C(a,b)
が最小となる領域を対応画像として抽出する。なお、こ
の相関演算は、2値化画像ではなくグレースケール画像
を用いて行う。また同一対象物についての過去の位置デ
ータがあるときは、その位置データに基づいて探索領域
R2より狭い領域R2aを探索領域として設定する。
(右画像)中に探索画像R1と、左画像中にこの対象物
に対応する対応画像R4とが抽出されるので、次に、探
索画像R1の重心位置と対応画像R4の重心位置と視差
Δd(画素数)を求め、これから自車両10と対象物と
の距離zを算出する(ステップS14)。次に、ステッ
プS11における回頭角θrの算出と、ステップS14
における対象物との距離算出が完了したら、画像内の座
標(x,y)及び距離zを実空間座標(X,Y,Z)に
変換する(ステップS15)。ここで、実空間座標
(X,Y,Z)は、図2に示すように、赤外線カメラ2
R、2Lの取り付け位置の中点の位置(自車両10に固
定された位置)を原点Oとして、図示のように定め、画
像内の座標は、画像の中心を原点として水平方向をx、
垂直方向をyと定めている。
10が回頭することによる画像上の位置ずれを補正する
ための回頭角補正を行う(ステップS16)。回頭角補
正は、時刻kから(k+1)までの期間中に自車両10
が例えば左方向に回頭角θrだけ回頭すると、カメラに
よって得られる画像上では、画像の範囲がΔxだけx方
向にずれるので、これを補正する処理である。なお、以
下の説明では、回頭角補正後の座標を(X,Y,Z)と
表示する。
ら、次に、同一対象物について、ΔTのモニタ期間内に
得られた、回頭角補正後のN個(例えばN=10程度)
の実空間位置データ、すなわち時系列データから、対象
物と自車両10との相対移動ベクトルに対応する近似直
線LMVを求める(ステップS17)。次いで、最新の
位置座標P(0)=(X(0),Y(0),Z(0))
と、(N−1)サンプル前(時間ΔT前)の位置座標P
(Nー1)=(X(N−1),Y(N−1),Z(N−
1))を近似直線LMV上の位置に補正し、補正後の位
置座標Pv(0)=(Xv(0),Yv(0),Zv
(0))及びPv(N−1)=(Xv(N−1),Yv
(N−1),Zv(N−1))を求める。
Pv(0)に向かうベクトルとして、相対移動ベクトル
が得られる。このようにモニタ期間ΔT内の複数(N
個)のデータから対象物の自車両10に対する相対移動
軌跡を近似する近似直線を算出して相対移動ベクトルを
求めることにより、位置検出誤差の影響を軽減して対象
物との衝突の可能性をより正確に予測することが可能と
なる。
ベクトルが求められたら、次に、検出した対象物との衝
突の可能性を判定する警報判定処理を行う(ステップS
18)。警報判定処理(ステップS18)は、以下に示
す衝突判定処理、接近判定領域内か否かの判定処理、及
び進入衝突判定処理により、自車両10と検出した対象
物との衝突の可能性を判定する処理である。なお、接近
判定領域内か否かの判定処理は、衝突判定処理におい
て、自車両10と検出した対象物との衝突の可能性があ
ると判定された場合に実行される。更に、進入衝突判定
処理は、接近判定領域内か否かの判定処理において、自
車両10と検出した対象物との衝突の可能性がないと判
定された場合に実行される。以下、図5に示すように、
自車両10の進行方向に対してほぼ90°の方向から、
速度Vpで進行してくる対象物20がいる場合を例に取
って説明する。
象物20が時間ΔTの間に距離Zv(N−1)から距離
Zv(0)に接近した場合に、自車両10とのZ方向の
相対速度Vsを求め、両者が高さH以内で相対速度Vs
を維持して移動すると仮定して、余裕時間T以内に両者
が衝突するか否かを判定する処理である。ここで、余裕
時間Tは、衝突の可能性を予測衝突時刻より時間Tだけ
前に判定することを意図したものである。従って、余裕
時間Tは例えば2〜5秒程度に設定される。またHは、
高さ方向の範囲を規定する所定高さであり、例えば自車
両10の車高の2倍程度に設定される。
は、図6に示すように、赤外線カメラ2R、2Lで監視
可能な領域を太い実線で示す外側の三角形の領域AR0
とすると、領域AR0内の、Z1=Vs×Tより自車両
10に近い領域であって、対象物が自車両10の車幅α
の両側に余裕β(例えば50〜100cm程度とする)
を加えた範囲に対応する領域AR1、すなわち対象物が
そのまま存在し続ければ自車両10との衝突の可能性が
きわめて高い接近判定領域AR1内に存在するか否かを
判定する処理である。なお、接近判定領域AR1も所定
高さHを有する。
定領域AR1よりX座標の絶対値が大きい(接近判定領
域の横方向外側の)領域AR2、AR3を進入判定領域
と呼び、この領域内にある対象物が、移動することによ
り接近判定領域AR1に進入すると共に自車両10と衝
突するか否かを判定する処理である。なお、進入判定領
域AR2、AR3も所定高さHを有する。
衝突判定処理、接近判定領域内か否かの判定処理、進入
衝突判定処理のいずれにおいても、自車両10と検出し
た対象物との衝突の可能性がないと判定された場合(ス
テップS18のNO)、ステップS1へ戻り、上述の処
理を繰り返す。また、警報判定処理(ステップS18)
において、衝突判定処理により自車両10と検出した対
象物との衝突の可能性があると判定され、更に接近判定
領域内か否かの判定処理と進入衝突判定処理とのどちら
かにより、自車両10と検出した対象物との衝突の可能
性があると判定された場合(ステップS18のYE
S)、ステップS19の警報出力判定処理へ進む。
出力BRから自車両10の運転者がブレーキ操作を行っ
ているか否かを判別することにより、警報出力判定処
理、すなわち警報出力を行うか否かの判定を行う(ステ
ップS19)。もし、自車両10の運転者がブレーキ操
作を行っている場合には、それによって発生する加速度
Gs(減速方向を正とする)を算出し、この加速度Gs
が所定閾値GTHより大きいときは、ブレーキ操作によ
り衝突が回避されると判定して警報出力判定処理を終了
し(ステップS19のNO)、ステップS1へ戻り、上
述の処理を繰り返す。これにより、適切なブレーキ操作
が行われているときは、警報を発しないようにして、運
転者に余計な煩わしさを与えないようにすることができ
る。
あるとき、または自車両10の運転者がブレーキ操作を
行っていなければ、直ちにステップS20の処理へ進み
(ステップS19のYES)、対象物と接触する可能性
が高いので、スピーカ3を介して音声による警報を発す
る(ステップS20)とともに、画像表示装置7に対し
て、例えば赤外線カメラ2Rにより得られる画像を出力
し、接近してくる対象物を自車両10の運転者に対する
強調映像として表示する(ステップS21)。なお、所
定閾値GTHは、ブレーキ操作中の加速度Gsがそのま
ま維持された場合に、対象物と自車両10との距離Zv
(0)以下の走行距離で自車両10が停止する条件に対
応する値である。
置の画像処理ユニット1における対象物検出・警報動作
であるが、次に、図7に示すフローチャートを参照し
て、図3に示したフローチャートのステップS4におけ
る2値化閾値変更処理について更に詳しく説明する。図
7は、本実施の形態の2値化閾値変更処理動作を示すフ
ローチャートである。図7において、まず、画像処理ユ
ニット1は、これが画像処理ユニット1の起動後の初回
の2値化閾値変更処理か否かを判定する(ステップS3
1)。ステップS31において、これが画像処理ユニッ
ト1の起動後の初回の2値化閾値変更処理であった場合
(ステップS31のYES)、画像処理ユニット1は、
図3に示したフローチャートのステップS3において取
得されたグレースケール画像の輝度値ヒストグラムを作
成する(ステップS32)。輝度値ヒストグラムは、温
度の高いもの程白く表示されるグレースケール画像の画
素をその輝度値Iを横軸として輝度値Iを取る画素の
数、すなわち度数H[I]を縦軸として表したものであ
る。
ら、モード法により輝度閾値ITHに初期値INI_T
Hの設定を行う(ステップS33)。ここで、モード法
による2値化閾値設定について図8を参照して説明する
と、モード法による2値化閾値設定は、赤外線カメラに
より捉えられた画像中の背景画像と対象物画像とに関連
して輝度値ヒストグラム50に現れる、背景ピーク51
と高温対象物ピーク52として示される度数H[I]の
ピークにそれぞれ対応した背景ピーク輝度値53と高温
対象物ピーク輝度値54との間に、輝度値をQ[%]と
(100−Q)[%]とに分けて、画像に含まれる輝度
値を2つに分類する輝度閾値ITH55を設定する方法
である。また、このように初回の2値化閾値変更処理動
作では、モード法により輝度閾値ITHに初期値INI
_THの設定したら、2値化閾値変更処理動作を終了
し、図3に示したフローチャートのステップS5へ戻
り、対象物の検出・警報動作を続ける。
像処理ユニット1の起動後の初回の2値化閾値変更処理
でなかった場合(ステップS31のNO)、画像処理ユ
ニット1は、前回の処理で決定された輝度閾値ITHを
用いて、本実施の形態において基準画像とする赤外線カ
メラ2Rにより今回得られた右画像の2値化処理を行う
(ステップS34)。次に、2値化画像の2値化面積率
Pを算出する(ステップS35)。ここで2値化面積率
Pは、2値化対象物画像が画面全体に占める割合を示し
たもので、次式で定義される。 P=2値化対象物の全体画素数/2値化対象画面全体の
画素数×100[%]
2値化面積率Pが規定値α[%]以下で、かつ輝度閾値
ITHが最小輝度閾値Min_THでないか否かを判定
する(ステップS36)。ステップS36において、2
値化面積率Pが規定値α[%]以下で、かつ輝度閾値I
THが最小輝度閾値Min_THでない場合(ステップ
S36のYES)、次に、ステップS36の条件を過去
N秒間(例えば1秒間程度)にM回以上クリアしたか否
かを判定する(ステップS37)。なお、この判定は、
2値化閾値変更処理動作のハンチングが起きないよう
に、ステップS36の判定結果の平均化のために行う。
の条件を過去N秒間にM回以上クリアしていた場合(ス
テップS37のYES)、輝度閾値ITHから規定の割
合Xを差し引き、輝度閾値ITHの減少を行う(ステッ
プS38)。そして、輝度閾値ITHが最小輝度閾値M
in_TH以下であるか否かを判定する(ステップS3
9)。ステップS39において、輝度閾値ITHが最小
輝度閾値Min_TH以下であった場合(ステップS3
9のYES)、輝度閾値ITHに最小輝度閾値Min_
THを設定する(ステップS40)。
S36の条件を過去N秒間にM回以上クリアしていなか
った場合(ステップS37のNO)、2値化閾値変更処
理動作を終了する。更に、ステップS39において、輝
度閾値ITHが最小輝度閾値Min_TH以下でなかっ
た場合(ステップS39のNO)も、2値化閾値変更処
理動作を終了する。
積率Pが規定値α[%]より大きかった場合、または輝
度閾値ITHが最小輝度閾値Min_THであった場合
(ステップS36のNO)、ステップS35において求
められた2値化面積率Pが、規定値β[%]以上で、か
つ輝度閾値ITHが最大輝度閾値Max_THでないか
否かを判定する(ステップS41)。ステップS41に
おいて、2値化面積率Pが規定値β[%]以上で、かつ
輝度閾値ITHが最大輝度閾値Max_THでない場合
(ステップS41のYES)、次に、ステップS41の
条件を過去N秒間(例えば1秒間程度)にM回以上クリ
アしたか否かを判定する(ステップS42)。なお、こ
の判定は、2値化閾値変更処理動作のハンチングが起き
ないように、ステップS41の判定結果の平均化のため
に行う。
の条件を過去N秒間にM回以上クリアしていた場合(ス
テップS42のYES)、輝度閾値ITHに規定の割合
Xを足し込み、輝度閾値ITHの増加を行う(ステップ
S43)。そして、輝度閾値ITHが最大輝度閾値Ma
x_TH以上であるか否かを判定する(ステップS4
4)。ステップS44において、輝度閾値ITHが最大
輝度閾値Max_TH以上であった場合(ステップS4
4のYES)、輝度閾値ITHに最大輝度閾値Max_
THを設定する(ステップS45)。
積率Pが規定値β[%]より小さかった場合、または輝
度閾値ITHが最大輝度閾値Max_THであった場合
(ステップS41のNO)、2値化閾値変更処理動作を
終了する。また、ステップS42において、ステップS
41の条件を過去N秒間にM回以上クリアしていなかっ
た場合(ステップS42のNO)、2値化閾値変更処理
動作を終了する。更に、ステップS44において、輝度
閾値ITHが最大輝度閾値Max_TH以上でなかった
場合(ステップS44のNO)も、2値化閾値変更処理
動作を終了する。
は、画像の2値化処理に際して、外界環境変化による路
面の影響を受けないように求められた輝度閾値の下限値
のことであって、以下のように設定される。すなわち、
最小輝度閾値Min_THの設定について図面を参照し
て説明すると、図9に示すように最小輝度閾値Min_
TH60は、1)輝度値ヒストグラムにおいて、背景ピ
ークと期待される高温対象物ピークとにそれぞれ対応す
る2つの輝度値の間に設定され、この閾値により確実に
高温対象物を抽出できること。2)背景ピークと高温対
象物ピークとにそれぞれ対応する輝度値の映像ノイズに
よるバラツキに対して、影響なく高温対象物を2値化抽
出できること。という条件により設定される。なお、最
小輝度閾値Min_TH60より下の閾値で、図10
(a)に示す2値化対象画像に2値化処理を行った場
合、図10(b)に示すように、歩行者以外にも路面や
背景等を抽出する結果となる。
は、画像の2値化処理に際して、外界環境変化により対
象物が抜け落ちないように求められた輝度閾値の上限値
のことであって、以下のように設定される。すなわち、
最大輝度閾値Max_THの設定について図面を参照し
て説明すると、図11に示すように最大輝度閾値Max
_TH61は、1)最小輝度閾値Min_THと期待さ
れる高温対象物ピークに対応する輝度値との間、または
最小輝度閾値Min_THと高温対象物最大輝度値との
間に設定され、この閾値より上の閾値では高温対象物を
抽出できないこと。という条件により設定される。
の変化や、屋内ガレージから車両を屋外へ出すとき、他
車両の後ろを走行しているとき等、自車両の周囲の温度
が変化することを言う。また、上述の2値化面積率Pを
判定するための規定値αとβは、実際の走行環境では、
路面や空が写るために10%以下の値とすることが好ま
しい。
は、赤外線カメラ2Rにより得られた右画像を用いて行
われる。更に、本実施の形態では、画像処理ユニット1
が、輝度閾値設定手段を含んでいる。より具体的には、
図3のS4、図7のS31〜S45が輝度閾値設定手段
に相当する。
線画像処理装置は、赤外線画像から歩行者等の対象物を
抽出するための2値化処理において、その輝度閾値IT
Hを、2値化処理により抽出される画像の面積が所定範
囲になるように、その上下限値である最小輝度閾値Mi
n_THと最大輝度閾値Max_THとの間で変更す
る。また、輝度閾値ITHを変更する場合には、閾値変
更条件を規定時間内に何回満たしたかを計数すると共
に、一定割合Xを輝度閾値ITHから差し引く、あるい
は一定割合Xを輝度閾値ITHへ足し込むことにより輝
度閾値ITHを増加減することで、閾値設定処理のハン
チングと一瞬の外界環境変化に対して処理が敏感になる
ことを防止し、安定した2値化処理を行うことができ
る。
て本発明の第2の実施の形態について説明する。本発明
の第2の実施の形態の赤外線画像処理装置が、第1の実
施の形態の赤外線画像処理装置と比較して異なる部分
は、第1の実施の形態で図7のフローチャートを用いて
説明した赤外線画像処理装置の画像処理ユニット1にお
ける2値化閾値変更処理動作が、図12にフローチャー
トを示す2値化閾値変更処理動作に変更されることであ
る。なお、第2の実施の形態の赤外線画像処理装置の構
成や、2値化閾値変更処理動作以外の動作については、
第1の実施の形態の赤外線画像処理装置と同一であるの
で、ここでは説明を省略する。
第2の実施の形態の赤外線画像処理装置の画像処理ユニ
ット1における2値化閾値変更処理動作を具体的に説明
する。本実施の形態の2値化閾値変更処理動作は、第1
の実施の形態で図7を用いて説明したステップS31〜
S45の2値化閾値変更処理動作において、ステップS
38の動作がステップS46とステップS47の動作
に、ステップS43の動作がステップS48とステップ
S49の動作に、それぞれ変更されることが特徴であ
る。また、図12に示す本実施の形態の2値化閾値変更
処理動作において、図7に示す第1の実施の形態の2値
化閾値変更処理動作と同じステップ番号を付与した処理
は、第1の実施の形態で説明した処理と同じ動作を行う
処理である。
理動作について、ステップS46、S47、S48、S
49の処理を中心に説明する。まず、第1の実施の形態
と同様に、ステップS31〜S34の処理を行い、ステ
ップS35において2値化された基準画像の2値化面積
率Pを求める。そして、ステップS36における判定の
結果、2値化面積率Pが規定値α[%]以下で、かつ輝
度閾値ITHが最小輝度閾値Min_THでない場合
(ステップS36のYES)、ステップS37におい
て、2値化閾値変更処理動作のハンチングが起きないよ
うに、ステップS36の判定結果の平均化を行う(ステ
ップS37のYES)。
動作では、第1の実施の形態の2値化閾値変更処理動作
がステップS38において一定割合Xで輝度閾値ITH
を減少させたのに対して、まず、画像処理ユニット1
は、第1の実施の形態において図7で説明したステップ
S32と同様に、図3に示したフローチャートのステッ
プS3において取得されたグレースケール画像の輝度値
ヒストグラムを作成する(ステップS46)。そして、
求められた輝度値ヒストグラムから、モード法により輝
度閾値ITHに新しい閾値mode_THの設定を行う
(ステップS47)。なお、モード法による2値化閾値
設定については、第1の実施の形態で図8を参照して説
明したのでここでは説明を省略する。
度閾値ITHに設定されたら、第1の実施の形態と同様
に、ステップS39〜S40の処理をおこなって、2値
化閾値変更処理動作を終了する。
たされなかった場合(ステップS36のNO)、ステッ
プS41へ進む。そして、ステップS35において求め
られた2値化面積率Pが、ステップS41における判定
の結果、規定値β[%]以上で、かつ輝度閾値ITHが
最大輝度閾値Max_THでない場合(ステップS41
のYES)、ステップS42において、2値化閾値変更
処理動作のハンチングが起きないように、ステップS4
1の判定結果の平均化を行う(ステップS41のYE
S)。
動作では、第1の実施の形態の2値化閾値変更処理動作
がステップS43において一定割合Xで輝度閾値ITH
を増加させたのに対して、まず、画像処理ユニット1
は、第1の実施の形態において図7で説明したステップ
S32と同様に、図3に示したフローチャートのステッ
プS3において取得されたグレースケール画像の輝度値
ヒストグラムを作成する(ステップS48)。そして、
求められた輝度値ヒストグラムから、モード法により輝
度閾値ITHに新しい閾値mode_THの設定を行う
(ステップS49)。ステップS49において、新しい
閾値が輝度閾値ITHに設定されたら、第1の実施の形
態と同様に、ステップS44〜S45の処理をおこなっ
て、2値化閾値変更処理動作を終了する。
は、第1の実施の形態と同様に、赤外線カメラ2Rによ
り得られた右画像を用いて行われる。また、本実施の形
態では、画像処理ユニット1に含まれる輝度閾値設定手
段は、第1の実施の形態で説明した図3のS4、及び図
12のS31〜S37、S39〜S42、S44〜S4
5、S46〜S49が相当する。
線画像処理装置は、赤外線画像から歩行者等の対象物を
抽出するための2値化処理において、その輝度閾値IT
Hを、2値化処理により抽出される画像の面積が所定範
囲になるように、その上下限値である最小輝度閾値Mi
n_THと最大輝度閾値Max_THとの間で変更す
る。また、輝度閾値ITHを変更する場合には、閾値変
更条件を規定時間内に何回満たしたかを計数すると共
に、モード法により直接閾値を設定することで、閾値設
定処理のハンチングを防止し、2値化処理の正確な閾値
設定を素早く行うことができる。
像処理装置によれば、輝度閾値設定手段により、2値化
処理によって抽出される画像の面積が所定範囲になるよ
うに閾値を変更し、輝度値のヒストグラムに現れる背景
ピークと期待される対象物ピークとにそれぞれ対応する
輝度値の映像ノイズによるバラツキを吸収することで、
バラツキに影響なく高温対象物を2値化抽出できるよう
になる。従って、2値化処理を行うための閾値を、外界
環境変化に対応して変動させることで対象物抽出精度が
向上し、歩行者等の対象物に対する検出・警報動作の信
頼性が向上するという効果が得られる。
れば、輝度閾値設定手段により、2値化処理によって抽
出される画像の面積が所定範囲になるように閾値を変更
した場合に、その上限値と下限値によって閾値の変更範
囲を限定することにより、2値化処理の動作を保証す
る。従って、不適切な閾値が設定されることが防止さ
れ、外界環境変化に対して装置動作のロバスト性が向上
するため、装置の動作環境範囲を広げることができると
いう効果が得られる。
装置の構成を示すブロック図である。
プレイ等の取り付け位置を示す図である。
検出・警報動作を示すフローチャートである。
画像とその2値化画像を示す図である。
すフローチャートである。
定を示す図である。
示す図である。
処理を行った場合について示す図である。
て示す図である。
作を示すフローチャートである。
定手段
Claims (2)
- 【請求項1】 赤外線カメラにより捉えられた画像中の
背景画像と対象物画像とに関連し、前記画像の輝度値の
ヒストグラムに現れる度数のピークにそれぞれ対応した
前記輝度値の間に、前記画像に含まれる輝度値を2つに
分類する閾値を設定して前記画像の2値化処理を行う赤
外線画像処理装置において、 前記閾値を用いた2値化処理により抽出される画像の面
積が所定範囲になるように、前記閾値を変更する輝度閾
値設定手段を備えたことを特徴とする赤外線画像処理装
置。 - 【請求項2】 前記輝度閾値設定手段には、前記背景画
像に関連して現れる度数のピークに対応した輝度値より
大きい最小輝度閾値と、前記対象物画像に関連して現れ
る度数のピークに対応した輝度値より小さい最大輝度閾
値とが予め設定され、 前記輝度閾値設定手段は、前記最小輝度閾値と前記最大
輝度閾値との間で前記閾値を変更することを特徴とする
請求項1に記載の赤外線画像処理装置。
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