JP2005079684A - カメラの露光制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 カメラから得られた画像からエッジ画像を抽出し、該エッジ画像に基きターゲットを検出するターゲット検出装置において、前記エッジ画像を抽出した時のカメラの露光制御値(Ep)、及び該エッジ画像を明確に抽出するために必要なカメラの露光制御値(E0)を前記抽出したエッジ画像に含まれる1つ又は複数のエッジの各々について求め、該1つ又は複数の露光制御値(E0)と前記露光制御値(Ep)の差から露光制御可変値を求め、前記露光制御値(Ep)に前記求めた露光制御可変値を加えて新たな露光制御値とする。
【選択図】 図3
Description
エッジとは画像中の濃淡の大きい部分、いわゆる輪郭線のことで、影や汚れによって濃淡が変化しても影響が少ないという利点がある。また、エッジを抽出するとき、縦エッジ又は横エッジ、あるいは両方のエッジを抽出することができる。
一方、カメラ1から得られた画像は露光制御値算出部4に送られ、画像全体の信号から露光制御値が算出され、算出された露光値がカメラ1に送信されカメラの露光が制御される。
これらエッジ抽出部2、画像認識部3、露光制御値算出部4は、制御部5によって制御される。
例えば、ターゲット以外の周囲の環境が変化しても露光制御値が可変され、カメラ1からエッジ抽出部2に入力した画像の濃度値も変化し、それによって抽出されるエッジの状態も異なってくる。図2はエッジ抽出部2に入力した画像の濃度値が変化することによって、抽出されるエッジの画像がどのように異なってくるかを示した図である。
図2(b)は、時刻T−1から周囲環境が変化した時刻Tにおいて抽出されたエッジ画像を示した図である。この時点ではターゲットである車両の左端部のエッジ画像(1)、及びナンバープレートの両端部のエッジ画像(3)と(4)が抽出されているが、車両の右端部のエッジ(2)は周囲の環境が変化したため抽出されていない。
従って、本発明はカメラで捕らえた画像のエッジの抽出を最適に行い、それによりターゲットの検出を的確に行えるカメラの露光制御方法を提供することを目的とするものである。
また、カメラで捕らえた画像を複数のエリアに分割し、エッジが抽出されたエリアに応じて露光制御可変値に重み付けをしたので、画像のうち重要な部分のエッジ画像を特に明確に表示することができる。
抽出されたエッジ画像の信号は同時に露光制御値算出部4に送られ、エッジ画像信号に基いて露光制御値が算出される。そして、算出された露光制御値はカメラに送信され、この値に基いてカメラの露光が制御される。
このように、抽出されたエッジ画像に基いてカメラの露光を制御すれば、前方車両等のターゲットはエッジ画像として抽出されるので、ターゲットの画像が最適となるように露光を制御することができる。
これらエッジ抽出部2、画像認識部3、露光制御値算出部4は、制御部5によって制御される。
〔濃度レベルの倍率−露光制御値対応テーブル〕
<濃度レベルの倍率> <露光制御値>
1.00 −−−−−−−−−−− 1
1.25 −−−−−−−−−−− 2
1.50 −−−−−−−−−−− 3
1.75 −−−−−−−−−−− 4
2.00 −−−−−−−−−−− 5
2.25 −−−−−−−−−−− 6
2.50 −−−−−−−−−−− 7
2.75 −−−−−−−−−−− 8
3.00 −−−−−−−−−−− 9
上記濃度レベルと露光制御値の関係は一例であり、適宜任意に設定することができる。
(当初の濃度レベル)×1.5×2.0=(当初の濃度レベル)×3
となる。濃度レベルを3倍にした場合の露光制御値は「9」であり、濃度レベルを1.5倍にした場合の露光制御値は「3」である。従って、濃度レベルを1.5倍から3.0倍にするためには、露光制御値を「3」から「9」に変えなければならない。このとき、本発明において露光制御可変値は、9−3=6とする。そして、前回の露光制御値にこの露光可変値を加えて新たな露光制御値とし、この露光制御値に基いてカメラの露光を制御する。
図5は、本発明の実施例1のフローチャートである。このフローチャートの動作の制御、及び露光制御値を求める処理は図3の露光制御値算出部4及び制御部5によって行われる。以下に述べるその他のフローチャートにおいても同様である。
図5において、エッジ画像を抽出し(S1)、エッジがあるかどうか判断し(S2)、エッジがあると判断された場合(Yes)、抽出されたエッジの露光制御値(Ep)を検出する(S3)。即ち、カメラの露光制御値がいくつのときに抽出されたエッジであるかを検出する。Epは現時点をTとしたとき時刻(T−1)における露光制御値である。
露光制御可変値は各エッジ毎に求める。例えば、エッジが3本抽出された場合、各エッジについてS3−S8までの動作を行い、各エッジについての露光制御可変値(X,Y,Z)を求め、メモリに保存する(S9)。
F1=(X+Y+Z)/3
そして、露光制御可変値の平均値(F1)を用い、以下の式により今回のフロー(時刻T)における露光制御値(ET)を求める(S11)。
ET=ET-1+F1
(ET-1は前回(時刻T−1)の露光制御値)
この露光制御値ETによりカメラの露光を制御する(S12)。
B3=1/1000×2倍(6dB)=0.002
また、露光制御値が「6」の場合、電子シャッタースピードは1/100sで、オートゲインコントロール(AGC)は12dBに制御される。この場合、明るさ(B6)は以下のように計算される。
B6=1/100×4倍(12dB)=0.040
露光制御値が「3」の場合と「6」の場合の明るさを比較すると、
B6/B3=0.040/0.002=20
となり、露光制御値を「3」から「6」にすると、20倍明るくなる。
実施例1では抽出されたエッジの長さは考慮しなかったが、エッジの長さに応じて重み付けをすることもできる。例えば、図5のS10において、露光制御可変値がX、Y、Zであるエッジの長さの比が1:1/2:1/3である場合、可変値を重み付けしてX、Y/2、Z/3とし、平均値F1を以下の式によって求めてもよい。
F1=(X+Y/2+Z/3)/3
図7は、本発明の実施例2のフローチャートである。図7において、S1からS9までは図5と同じであり、例えば、エッジが3本抽出された場合、各エッジについての露光制御可変値(X,Y,Z)を求め、メモリに保存する(S9)。
すべてのエッジについて露光制御可変値が求め終わると、露光制御可変値を求めるエッジがなくなるため、S2においてエッジ無しと判断される(No)。次に、エッジ部以外の画像データの濃度の平均値(D0)を求める(S10)。そして、D0の値に基いてエッジ部以外の画像データの露光制御可変値(V)を求める(S11)。
〔D0−露光制御可変値(V)対応テーブル〕
<D0の値> <露光制御可変値V>
1≦D0≦51 −−−−−−−−−−−−(+2)
52≦D0≦102 −−−−−−−−−−−−(+1)
103≦D0≦153 −−−−−−−−−−−−( 0)
154≦D0≦204 −−−−−−−−−−−−(−1)
205≦D0≦255 −−−−−−−−−−−−(−2)
例えば、D0=60であった場合、露光制御可変値(V)は「+1」となる。そして、求めた露光制御可変値(V)をメモリに保存する(S12)。
上記テーブルによれば、エッジ部以外の画像データの濃度の平均値(D0)が中間の濃度レベルの範囲となるように設定される。なお、上記テーブルは例示であって、D0の範囲及びそれに対応する露光制御可変値Vの値は適宜任意に設定することができる。
F2=(X+Y+Z+V)/4
そして、露光制御可変値の平均値(F2)を用い、以下の式により今回のフロー(時刻T)における露光制御値(ET)を求める(S14)。
ET=ET-1+F2
(ET-1は前回(時刻T−1)の露光制御値)
この露光制御値ETによりカメラの露光を制御する(S15)。
実施例2では抽出されたエッジの長さは考慮しなかったが、実施例1の変形と同様にエッジの長さに応じて重み付けをすることもできる。例えば、図7のS13において、露光制御可変値がX,Y,Zであるエッジの長さの比が1:1/2:1/3である場合、可変値を重み付けしてX、Y/2、Z/3とし、平均値F2を以下の式によって求めてもよい。
F2=(X+Y/2+Z/3+E)/4
実施例2では、エッジの露光制御可変値(X,Y,Z)及びエッジ部以外の画像データの露光制御可変値(V)の平均値(F2)を以下の式により求めた。
F2=(X+Y+Z+V)/4
しかし、X、Y、Zの平均値(X+Y+Z)/3をまず求め、この平均値とエッジ部以外の画像データの露光制御可変値(V)との平均値(F2)を以下の式により求めてもよい。
F2={(X+Y+Z)/3+V}/2
図8は、本発明の実施例3のフローチャートである。この実施例ではエッジが画像のどの領域に存在するかによって露光制御可変値に重み付けをしている。
図8において、エッジ画像を抽出し(S1)、エッジがあるかどうか判断し(S2)、エッジがあると判断された場合(Yes)、抽出されたエッジの露光制御値(Ep)を検出する(S3)。即ち、カメラの露光制御値がいくつのときに抽出されたエッジであるかを検出する。Epは現時点をTとしたとき時刻(T−1)における露光制御値である。
まず、エッジの左右の領域(図4の領域(A)及び(B))の濃度レベルの平均値A0及びB0を求める(S5)。次にエッジの左右領域の濃度レベルの平均値A0及びB0の差C0=│A0−B0│を求める(S6)。C0は濃度差であり、先に記載したように濃度差が所定の値、例えば15以上でないとエッジが明瞭に抽出できないとする。この値を基準値KとしK/C0を求める(S7)。
そして、抽出されたエッジの露光制御値(Ep)と今回求めた露光制御値(E0)から露光制御可変値(E0−Ep)を求める(S9)。露光制御可変値は露光制御値の変化分を示す値であり、上記例の場合にが露光制御値が「3」から「9」に変化しているので、9−3=6が露光制御可変値となる。
次に、露光制御可変値を求めたエッジが存在するエリアを判断する(S10)。エッジが存在するエリアがVの場合、最も重要なエリアのエッジであるため、求めた可変値をそのままメモリに保存する(S11)。
一方、エッジのエリアがIV又はVIの場合、隣接する車線のエリアであるため、重み付けをするため求めた可変値に1/2を掛け(S13)、メモリに保存する(S14)。この場合、例えば上記露光制御可変値X、Y、ZのうちエリアIV又はVIに存在するエッジの露光制御可変値Zに1/2を掛けるものとする。
また、S4でエッジが存在するエリアがI、II、III である場合、遠方の画像を表示するエリアであり、露光制御にとってそれほど重要ではないので処理せず(S12)、露光制御可変値を求めない。なお、この場合、重み付けを小さくしてもよい。
F3=(X+Y+Z/2)/3
(Zは重み付けによりZ/2となっている)
そして、露光制御可変値の平均値(F3)を用い、以下の式により今回のフロー(時刻T)における露光制御値(ET)を求める(S16)。
ET=ET-1+F3
(ET-1は前回(時刻T−1)の露光制御値)
この露光制御値ETによりカメラの露光を制御する(S17)。
実施例3ではエッジが画像のどの領域に存在するかによって露光制御可変値に重み付けをしている。実施例3の変形(1)では、エッジ部以外の画像データについても露光制御可変値を求め、かつ図9に示すエリア(I、II、III 、IV、V、VI)に基いて該可変値の重み付けを行い、重み付けを行った露光制御可変値の平均値(F4-1)を求める。また重み付けされたエッジの露光制御可変値の平均値(F4-2)を求める。そして、両者の平均値によって露光制御値を求めるようにした。
S2でNoの場合、各エリアのエッジ部以外の画像データの濃度の平均値(D0)を求め(S15)、D0の値に基いてエッジ部以外の画像データの露光制御可変値(V)を求める(S16)。露光制御可変値(V)は先に記載した「D0−露光制御可変値(V)対応テーブル」に基いて求める。
次に、求めた各エリアの露光制御可変値Vに重み付けし(S17)、重み付けした各エリアの可変値を保存する(S18)。そして、重み付けした各エリアの可変値の平均値(F4-1)を求める(S19)。
F4-1=αVI+βVII+γVIII +δVIV+εVV+ζVVI
この式において、α、β、γ、δ、ε、ζは重み付けのための数値を表している。例えば、VI、VII、VIII は遠方の画像を表示するエリアの露光制御可変値であるので重み付けを小さくし、VVについては自車線の近くの画像を表示するエリアの露光制御可変値であるので重み付けを大きくする。
F3=(X+Y+Z/2)/3
(Zは重み付けによりZ/2となっている)
そして、両者の平均値(F4)を以下の式により求める(S21)。
F4=(F4-1+F4-2)/2
そして、露光制御可変値の平均値(F4)を用い、以下の式により今回のフロー(時刻T)における露光制御値(ET)を求める(S22)。
ET=ET-1+F4
(ET-1は前回(時刻T−1)の露光制御値)
この露光制御値ETによりカメラの露光を制御する(S23)。
実施例3の変形(1)では、重み付けした各エリアの可変値の平均値(F4-1)と重み付けしたエッジの可変値の平均値(F4-2)を求め、両者の平均値(F4)を求めたが、エッジの可変値のそれぞれと重み付けした各エリアの可変値の平均値(F4-1)の平均値(F4´)を以下の式により求め、これを用いて露光制御値を求めてもよい。
F4´=(X+Y+Z/2+F4-1)/4
実施例3では全てのエリアからエッジ画像を抽出している。しかし、特定のエリアからのみエッジ画像を抽出し、これに基いて露光制御可変値を求め、エッジ画像が明確に現われる露光制御値を求めることもできる。
図9で示したエリアのうち、エリアVは自車線の近くの画像を表示するエリアであり、ターゲット検出には最も重要なエリアである。そこで、実施例3のフローチャートを示す図8の(S1)において、このエリアから抽出されたエッジ画像から露光制御可変値を求める。
このように特定のエリアから露光制御可変値を求めれば、データの処理量が少なくて済む。
なお、特定のエリアとしてエリアVとしたが、エリアIV、V、VI又はエリアII、Vとしてもよく、エリアは必要に応じて任意に選択することができる。
この場合も、特定のエリアからのみ濃度平均値(D0)を求めているので、データの処理量が少なくて済む。
また、本発明による方法は車載カメラ用だけでなく、エッジの抽出及びそれによりターゲットの検出を行う装置のカメラ一般に用いることができる。
2…露光制御値算出部
3…エッジ抽出部
4…画像認識部
Claims (15)
- カメラから得られた画像からエッジ画像を抽出し、該エッジ画像に基きターゲットを検出するターゲット検出装置において、
前記エッジ画像を抽出した時のカメラの露光制御値(Ep)、及び該エッジ画像を明瞭に抽出するために必要なカメラの露光制御値(E0)を前記抽出したエッジ画像に含まれる1つ又は複数のエッジの各々について求め、
該1つ又は複数の露光制御値(E0)と前記露光制御値(Ep)の差から露光制御可変値を求め、
前記露光制御値(Ep)に前記求めた露光制御可変値を加えて新たな露光制御値とする、カメラの露光制御方法。 - 前記エッジ画像に含まれる1つ又は複数のエッジの各々の左右の濃度の差(│A0−B0│)を求め、
該濃度差が該1つ又は複数のエッジの各々を明瞭に抽出するために必要な所定の値以上となるカメラの露光制御値(E0)をそれぞれ求め、
各エッジにつき前記エッジ画像を抽出した時のカメラの露光制御値(Ep)と前記各エッジについてそれぞれ求めた各エッジを明瞭に抽出するために必要なカメラの露光制御値との差を求め、該差を各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)とし、
該各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)の平均値を前記露光制御可変値とする、請求項1に記載のカメラの露光制御方法。 - 前記露光制御値は濃度レベルの倍率に基いて定められている、請求項項1又は2に記載のカメラの露光制御方法。
- 前記エッジ画像に含まれる1つ又は複数のエッジの各々の左右の濃度の差(│A0−B0│)を求め、
該濃度差が該1つ又は複数のエッジの各々を明瞭に抽出するために必要な所定の値以上となるカメラの露光制御値(E0)をそれぞれ求め、
各エッジにつき前記エッジ画像を抽出した時のカメラの露光制御値(Ep)と前記各エッジについてそれぞれ求めた各エッジを明瞭に抽出するために必要なカメラの露光制御値との差を求め、該差を各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)とし、
エッジ部以外の画像データの濃度平均値(D0)から該画像データの露光制御可変値(V)を求め、該露光制御可変値(V)と前記各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)との平均値〔(X+Y+Z+V)/4〕を前記露光制御可変値とする、請求項1に記載のカメラの露光制御方法。 - 前記エッジ部以外の画像データの露光制御可変値(V)は、前記濃度平均値(D0)の値を濃度レベルに基いて複数の範囲に分割し、該分割された範囲に対応する露光制御可変値を定めたテーブルに基いて決められる、請求項4に記載のカメラの露光制御方法。
- 前記各エッジの長さに応じて前記各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)を重み付けする、請求項2又は4に記載のカメラの露光制御方法。
- 前記各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)の平均値(X+Y+Z)/3を求め、該平均値と前記エッジ部以外の画像データの露光制御可変値(V)との平均値〔{(X+Y+Z+V)/3+V}/2〕を前記露光制御可変値とする、請求項4に記載のカメラの露光制御方法。
- 前記エッジ画像に含まれる1つ又は複数のエッジの各々の左右の濃度の差(│A0−B0│)を求め、
該濃度差が該1つ又は複数のエッジの各々を明瞭に抽出するために必要な所定の値以上となるカメラの露光制御値(E0)をそれぞれ求め、
各エッジにつき前記エッジ画像を抽出した時のカメラの露光制御値(Ep)と前記各エッジについてそれぞれ求めた各エッジを明瞭に抽出するために必要なカメラの露光制御値との差を求め、該差を各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)とし、
前記カメラの画像を複数のエリアに分割し、前記各エッジが抽出されたエリアに基き前記各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)を重み付けし、該重み付けした露光制御可変値の平均値を前記露光制御可変値とする、請求項1に記載のカメラの露光制御方法。 - 前記エッジ画像に含まれる1つ又は複数のエッジの各々の左右の濃度の差(│A0−B0│)を求め、
該濃度差が該1つ又は複数のエッジの各々を明瞭に抽出するために必要な所定の値以上となるカメラの露光制御値(E0)をそれぞれ求め、
各エッジにつき前記エッジ画像を抽出した時のカメラの露光制御値(Ep)と前記各エッジについてそれぞれ求めた各エッジを明瞭に抽出するために必要なカメラの露光制御値との差を求め、該差を各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)とし、
前記カメラの画像を複数のエリアに分割し、前記各エッジが抽出されたエリアに基き前記各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)を重み付けし、該重み付けした露光制御可変値の平均値(F4-2)を求め、
エッジ部以外の画像データについて画像のエリア毎の濃度平均値(DI−DVI)から該画像のエリア毎の露光制御可変値(VI−VVI)をそれぞれ求め、該エリアに基き該画像のエリア毎の露光制御可変値(VI−VVI)を重み付けし、該重み付けした露光制御可変値の平均値(F4-1)を求め、
前記重み付けした2つの露光制御可変値の平均値〔(F4-1+F4-2)/2〕を前記露光制御可変値とする、請求項1に記載のカメラの露光制御方法。 - 前記各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)を重み付けした露光制御可変値と、前記エッジ部以外の画像データについて画像のエリア毎の露光制御可変値(VI−VVI)を重み付けした露光制御可変値の平均値(F4-1)との平均値を前記露光制御可変値とする、請求項9に記載のカメラの露光制御方法。
- 前記エリアに基く重み付けに加えて、前記各エッジの長さに応じて前記各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)をさらに重み付けする、請求項8又は9に記載のカメラの露光制御方法。
- 前記カメラの画像を複数のエリアに分割し、特定のエリアにおいて抽出されたエッジ画像に含まれる1つ又は複数のエッジの各々について該エッジ画像を明瞭に抽出するために必要な露光制御値(E0)を求め、該1つ又は複数の露光制御値(E0)と前記露光制御値(Ep)の差の平均値を前記露光制御可変値とする、請求項1に記載のカメラの露光制御方法。
- 前記カメラの画像を複数のエリアに分割し、特定のエリアにおいて抽出されたエッジ画像に含まれる1つ又は複数のエッジの各々について該エッジ画像を明瞭に抽出するために必要な露光制御値(E0)を求め、該1つ又は複数の露光制御値(E0)と前記露光制御値(Ep)の差の平均値から露光制御可変値を求め、
前記特定のエリアの画像から求めたエッジ部以外の画像データの濃度平均値(D0)から露光制御可変値(V)を求め、前記2つの露光制御可変値の平均値を前記露光制御可変値とする、請求項1に記載のカメラの露光制御方法。 - 前記各エッジの長さに応じて前記各エッジの露光制御可変値(X、Y、Z)を重み付けする、請求項12又は13に記載のカメラの露光制御方法。
- 前記カメラは車載用カメラである、請求項1、2、4、8、9、12、又は13のいずれかに記載のカメラの露光制御方法。
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JP2012138688A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Denso Corp | 車載カメラの露出制御値の決定方法 |
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