JP2005316607A - Image processor and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像画像から動物体を検出する画像処理装置及び画像処理方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for detecting a moving object from a captured image.
近年、運転者を支援するための様々な装置が開発されており、これら装置には運転者に車両前方の歩行者の情報を提供するものがある。歩行者を検出する手法としては、例えば、車両前方をカメラで撮像し、その撮像画像からテンプレートマッチング等により歩行者を検出する手法がある。さらに、この特許文献1に記載されている動体物検出装置では、撮像画像における車両からの距離分布を推定し、その距離に応じた大きさのテンプレートを用いて動体物(歩行者)を検出している。
運転者に歩行者の情報を提供する場合、運転者にとっては車道に飛び出してくる可能性のある歩行者の情報のみが必要となる。そのため、車道から遠く離れた位置の歩行者の情報は必要ないので、車道の近傍の歩行者のみを検出する必要がある。しかし、従来の歩行者検出では、撮像画像に存在する全ての歩行者を検出しているので、車道から遠く離れた歩行者も検出してしまう。そのため、検出した全ての歩行者に対して、運転者にとって情報として提供する必要がある歩行者か否かを判定する処理が別に必要となる。さらに、従来の歩行者検出では、撮像画像に存在する全ての歩行者を検出するために、テンプレートの大きさを変えながらマッチングを行わなければならないので、マッチングを行うパターンが膨大となる。その結果、処理負荷が増大する。 When providing pedestrian information to the driver, only the pedestrian information that may jump out of the roadway is required for the driver. Therefore, since information on pedestrians far away from the roadway is not necessary, it is necessary to detect only pedestrians near the roadway. However, in the conventional pedestrian detection, since all pedestrians present in the captured image are detected, pedestrians far away from the roadway are also detected. Therefore, a separate process for determining whether or not the detected pedestrian is a pedestrian that needs to be provided as information for the driver is required. Furthermore, in the conventional pedestrian detection, in order to detect all the pedestrians existing in the captured image, matching must be performed while changing the size of the template, so the pattern for performing the matching becomes enormous. As a result, the processing load increases.
そこで、本発明は、軽い処理負荷により運転者にとって必要な動物体のみ検出することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of detecting only a moving object necessary for a driver with a light processing load.
本発明に係る画像処理装置は、車両前方を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した撮像画像から車道を検出する車道検出手段と、車道検出手段で検出した車道に基づいて撮像画像において運転者に必要な動物体が存在する可能性のある存在領域を決定する領域決定手段と、領域決定手段で決定した存在領域を矩形化する矩形化手段と、矩形化手段で矩形化した存在領域に対して動物体の探索を行う探索手段とを備えることを特徴とする。 An image processing apparatus according to the present invention includes: an imaging unit that images a vehicle front; a roadway detection unit that detects a roadway from an image captured by the imaging unit; and a driver in an image captured based on the roadway detected by the roadway detection unit. Area determining means for determining an existence area in which there may be a moving object necessary for the object, a rectangularizing means for rectangularizing the existence area determined by the area determining means, and an existence area rectangularized by the rectangularizing means And searching means for searching for a moving object.
この画像処理装置では、撮像手段により車両前方を撮像し、車道検出手段により撮像画像から車道を検出する。通常、車道の外側には、歩道や路側帯等の車両以外の動物体(歩行者等)が移動するためのエリアが設けられている。そこで、画像処理装置では、領域決定手段により検出した車道に基づいて撮像画像から運転者に必要な動物体が存在する可能性のある存在領域を決定する。存在領域は、撮像画像から切り出された領域なので、車両の前方方向(すなわち、撮像画像の奥行き方向)の位置に応じて画像上の動物体の大きさが変わる。例えば、存在領域において車両の前方に近い位置と遠い位置に身長が同程度の歩行者がそれぞれ存在する場合、存在領域の画像上では遠い位置の歩行者が近い位置の歩行者より小さくなる。そこで、画像処理装置では、矩形化手段により存在領域を矩形化する。このように、存在領域を矩形化することにより、車両の前方方向の位置に関係なく、高さが一定となり、画像上の動物体も大きさの基準が同じになる。したがって、矩形化された存在領域の場合、車両の前方に近い位置と遠い位置にそれぞれ存在する身長が同程度の歩行者は、画像上でも同程度の大きさとなる。そこで、画像処理装置では、探索手段により矩形化した存在領域から動物体を探索する。矩形化された存在領域では、車両の前方方向の位置に関係なく大きさの基準が統一されているので、ある大きさの動物体(例えば、大人の歩行者)を探索する場合、一定の大きさの動物体のみを探索すればよい。つまり、矩形化された存在領域では、探索する動物体の種類に応じて探索する大きさが所定の大きさに決まっており、その決まっている大きさのものだけを探索すればよい。また、矩形化された存在領域では、車道から遠く離れた位置ほど、画像上の動物体の大きさが小さくなる。したがって、画像処理装置では、車道近傍に位置する大きさに相当する動物体のみを探索することにより、車道から遠く離れた動物体を自動的に排除することもできる。このように、この画像処理装置では、処理負荷が軽く、運転者にとって必要な動物体のみを検出することができる。 In this image processing apparatus, the front of the vehicle is imaged by the imaging means, and the roadway is detected from the captured image by the roadway detection means. Usually, an area for moving animals (pedestrians, etc.) other than vehicles such as sidewalks and roadside belts is provided outside the roadway. In view of this, the image processing apparatus determines an existing area where a driver may need a moving object from the captured image based on the roadway detected by the area determining means. Since the existence area is an area cut out from the captured image, the size of the moving object on the image changes depending on the position in the forward direction of the vehicle (that is, the depth direction of the captured image). For example, when there are pedestrians having the same height at positions close to and far from the front of the vehicle in the presence area, the pedestrians at far positions are smaller than those at the close positions on the image of the presence area. Therefore, in the image processing apparatus, the existence area is rectangularized by the rectangularization means. In this way, by making the existence area rectangular, the height is constant regardless of the position in the front direction of the vehicle, and the moving object on the image has the same size reference. Therefore, in the case of the rectangular presence area, pedestrians having similar heights at positions close to and far from the front of the vehicle have the same size on the image. In view of this, the image processing apparatus searches for a moving object from the existence area rectangularized by the search means. In the rectangular presence area, the standard of size is unified regardless of the position in the front direction of the vehicle. Therefore, when searching for a certain size animal body (for example, an adult pedestrian), a certain size is required. It is only necessary to search for the animal body. That is, in the rectangular existence area, the search size is determined to be a predetermined size in accordance with the type of moving object to be searched, and only the determined size need be searched. In addition, in the rectangular existence region, the size of the moving object on the image becomes smaller as the position is farther from the roadway. Therefore, in the image processing apparatus, it is possible to automatically exclude moving objects far away from the roadway by searching only for moving objects corresponding to the size located in the vicinity of the roadway. Thus, in this image processing apparatus, the processing load is light and only the moving object necessary for the driver can be detected.
なお、動物体としては、例えば、歩行者、自転車、車椅子、動物である。運転者に必要な動物体とは、車道に出る可能性のある動物体である。 In addition, as a moving body, it is a pedestrian, a bicycle, a wheelchair, and an animal, for example. The animal body necessary for the driver is an animal body that can go on the roadway.
本発明の上記画像処理装置の車道検出手段では、道路境界線を検出するように構成してもよい。 The roadway detection means of the image processing apparatus of the present invention may be configured to detect a road boundary line.
この画像処理装置では、車道検出手段により車線等の道路境界線を検出し、車道を特定する。このように、画像処理装置では、道路境界線により車道を簡単に検出することができる。道路境界線としては、例えば、車線(白線等)、路肩、歩道と車道を区画するブロックや段差である。 In this image processing apparatus, a road boundary line such as a lane is detected by the roadway detection means, and the roadway is specified. As described above, the image processing apparatus can easily detect the roadway by the road boundary line. Examples of the road boundary line include a lane (white line or the like), a road shoulder, a block or a step that partitions the sidewalk and the roadway.
本発明に係る画像処理方法は、車両前方を撮像した撮像画像から動物体を検出する画像処理方法であって、撮像画像から車道を検出する車道検出ステップと、車道検出ステップで検出した車道に基づいて撮像画像において運転者に必要な動物体が存在する可能性のある存在領域を決定する領域決定ステップと、領域決定ステップで決定した存在領域を矩形化する矩形化ステップと、矩形化ステップで矩形化した存在領域に対して動物体の探索を行う探索ステップとを含むことを特徴とする。さらに、本発明の上記画像処理方法の車道検出ステップでは、道路境界線を検出する構成としてもよい。 An image processing method according to the present invention is an image processing method for detecting a moving object from a captured image obtained by imaging the front of a vehicle, based on a roadway detection step for detecting a roadway from the captured image, and a roadway detected in the roadway detection step. In the captured image, an area determination step for determining an existence area where a moving object necessary for the driver may exist, a rectangularization step for rectangularizing the existence area determined in the area determination step, and a rectangle in the rectangularization step And a search step of searching for a moving object with respect to the existence region that has been converted into a feature. Furthermore, a road boundary line may be detected in the road detection step of the image processing method of the present invention.
なお、上記した各画像処理装置では、上記画像処理装置と同様の作用効果を奏する。 Each of the image processing apparatuses described above has the same operational effects as the image processing apparatus.
本発明によれば、軽い処理負荷により、撮像画像から運転者にとって必要な動物体のみを検出することができる。 According to the present invention, only a moving object necessary for the driver can be detected from a captured image with a light processing load.
以下、図面を参照して、本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法の実施の形態を説明する。 Embodiments of an image processing apparatus and an image processing method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施の形態では、本発明を、自動車に搭載される走行者検出装置に適用する。本実施の形態に係る歩行者検出装置は、車道近傍に存在する歩行者のみを検出する。本実施の形態に係る歩行者検出装置では、車線を示す白線を検出することにより車道の境界を特定し、白線から歩行者検出領域(存在領域)を決定する。そして、本実施の形態に係る歩行者検出装置では、歩行者検出領域を矩形領域に変換し、矩形領域から切り出したマッチング領域に対してテンプレートマッチングを行う。 In the present embodiment, the present invention is applied to a occupant detection device mounted on an automobile. The pedestrian detection device according to the present embodiment detects only pedestrians present in the vicinity of the roadway. In the pedestrian detection device according to the present embodiment, the boundary of the roadway is specified by detecting the white line indicating the lane, and the pedestrian detection area (existing area) is determined from the white line. In the pedestrian detection device according to the present embodiment, the pedestrian detection area is converted into a rectangular area, and template matching is performed on the matching area cut out from the rectangular area.
図1及び図2を参照して、歩行者検出装置1の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る歩行者検出装置の構成図である。図2は、図1の画像ECUでの各部における処理過程を示す図であり、(a)が白線判定部で判定した白線を示す画像であり、(b)が消失点算出部で算出した消失点を示す画像であり、(c)が歩行者検出領域決定部で決定した歩行者検出領域を示す画像であり、(d)が矩形領域変換部で変換した矩形領域を示す画像であり、(e)が歩行者判定部で矩形領域から切り出したマッチング領域を示す画像であり、(f)が歩行者判定部で判定した歩行者を示す画像である。
With reference to FIG.1 and FIG.2, the structure of the
歩行者検出装置1は、自動車の前方を撮像し、その撮像画像から運転者にとって必要な歩行者を検出する。この検出した歩行者の情報は、車道近傍に歩行者が存在することを知らせるための警報、音声出力、画面表示等によって運転者に提供される。特に、歩行者検出装置1では、撮像画像に存在する全ての歩行者を検出することなく、運転者にとって必要な歩行者のみを検出でき、処理負荷も軽い。そのために、歩行者検出装置1は、CCD[Charge Coupled Device]カメラ2及び画像ECU[Electronic Control Unit]3を備えており、画像ECU3に画像入力部10、エッジ検出部11、白線判定部12、消失点算出部13、歩行者検出領域決定部14、矩形領域変換部15、歩行者判定部16が構成される。
The
なお、本実施の形態では、CCDカメラ2が特許請求の範囲に記載する撮像手段に相当し、エッジ検出部11及び白線判定部12が特許請求の範囲に記載する車道検出手段に相当し、消失点算出部13及び歩行者検出領域決定部14が特許請求の範囲に記載する領域決定手段に相当し、矩形領域変換部15が特許請求の範囲に記載する矩形化手段に相当し、歩行者判定部16が特許請求の範囲に記載する探索手段に相当する。
In this embodiment, the
CCDカメラ2は、歩行者検出装置1を搭載する自動車の前方に取り付けられる。CCDカメラ2では、自動車の前方を撮像し、その撮像したカラー画像(例えば、RGB[Red Green Blue]による画像)を取得する。CCDカメラ2では、その撮像画像のデータを画像ECU3に送信する。CCDカメラ2は、左右方向に撮像範囲が広く、車道の外側に設けられる歩道、路側帯等まで撮像可能である。
The
画像ECU3は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]等からなり、各処理部が構成される。画像ECU3では、CCDカメラ2から撮像画像のデータを取り入れ、その撮像画像から車両前方の数10m以内でかつ車道近傍の歩行者のみを検出する。そして、画像ECU3では、その検出した歩行者の情報を運転者に知らせために、歩行者の情報を警報装置(図示せず)等に送信する。
The
画像入力部10では、CCDカメラ2からの撮像画像のデータを取り入れ、その撮像画像のデータを所定の記録領域に記憶させる。
The
エッジ検出部11では、撮像画像から車線(白線)等の輪郭を示すエッジを検出し、エッジ画像を生成する。エッジを抽出する手法としては、従来のエッジ抽出方法(例えば、Sobelフィルタ)を用いる。特に、車線のみを検出する場合、車線は白色で道路上に塗られているので撮像画像から白部分を抽出してからエッジ検出を行ってもよい。白部分を抽出する場合、RGBによる撮像画像をHSI[Hue Saturation Intensity]変換を用いて色相・彩度・明度の各成分情報を有する画像に変換し、これら成分情報画像から白部分を抽出する。
The
白線判定部12では、エッジ画像からハフ変換により直線を抽出する。そして、白線判定部12では、抽出した直線が白線か否かを判定し、車道の境界を示す左右両側の白線を検出する。白線としては、例えば、図2(a)に示すように、片側一車線なかなる車道の左右両側の白線WL,WRが検出される。
The white
消失点算出部13では、撮像画像の所定の点(例えば、中心点、左下点)を基準とし、検出した左右両側の白線を表す一次式をそれぞれ求める。そして、消失点算出部13では、この各一次式を用いて、撮像画像における奥行き方向に左右両側の白線をそれぞれ延長し、その交点を算出する。この交点は、消失点であり、撮像画像上で車道が消失する点である。消失点としては、例えば、図2(b)に示すように、白線WL,WRの各延長線の交点である消失点DPが算出される。
The vanishing
歩行者検出領域決定部14では、撮像画像に対して、消失点を基準として歩行者検出領域(ABCD)を決定する。歩行者検出領域は、撮像画像において運転者にとって必要な歩行者が存在する可能性のある領域であり、撮像画像において車道の外側(特に、左外側)に設けられる歩道や路側帯等を含む領域である。運転者にとって必要な歩行者は、車道に飛び出してくる可能性のある歩行者であり、車道の近傍に位置している歩行者である。車道の近傍に位置している場合でも、自車両から前方方向において遠く離れている歩行者は、自車両がある程度接近するまでは運転者にとっては必要のない情報なので、運転者にとって必要な歩行者から排除する必要がある。また、歩行者検出領域は、歩行者を十分に含む高さを有している必要があるので、撮像画像において車道から最近傍位置に高身長の人が立っている場合でもその人を十分に含む高さ(例えば、2m程度)を有する領域とする。したがって、歩行者検出領域は、撮像画像において車道の外側に位置し、奥行き方向については自車両から前方方向に数10m程度離れた距離が設定され、高さ方向については高身長の人を十分に含む高さが設定される。奥行き方向をどの程度まで離れた位置とするかは、予め設定した固定の距離でもよいし、車速に応じて可変する距離(高車速ほど長距離)としてもよい。 The pedestrian detection area determination unit 14 determines a pedestrian detection area (ABCD) based on the vanishing point for the captured image. The pedestrian detection area is an area where there is a possibility that a pedestrian necessary for the driver exists in the captured image, and an area including a sidewalk, a roadside belt, etc. provided outside the roadway (especially the left outside) in the captured image. It is. A pedestrian necessary for the driver is a pedestrian who may jump out onto the roadway and is located near the roadway. Even if it is located near the roadway, pedestrians far away from the host vehicle in the forward direction are information that is not necessary for the driver until the host vehicle is approached to some extent. Need to be excluded from. In addition, since the pedestrian detection area needs to have a height that sufficiently includes the pedestrian, even if a tall person stands at the nearest position from the roadway in the captured image, the person is sufficiently It is set as the area | region which has the height (for example, about 2 m) including. Accordingly, the pedestrian detection area is located outside the roadway in the captured image, and a distance of about several tens of meters is set in the forward direction from the host vehicle in the depth direction, and a tall person is sufficiently provided in the height direction. Contains height is set. How far the depth direction is set may be a fixed distance set in advance, or a distance that varies according to the vehicle speed (longer the higher the vehicle speed).
なお、センタラインがないような比較的細い車道では、車道の右外側の歩道や路側帯等に位置している歩行者も自車両の前方まで飛び出してくる可能性がある。一方、センタラインや中央分離帯があるような広い車道では、車道の右外側の歩道や路側帯等に位置する歩行者が自車両の前方まで飛び出してくる可能性が殆どない。そこで、センタラインや中央分離帯の有無により、歩行者検出領域を左右両側に設定するかあるいは左側だけに設定するかを判定するようにしてもよい。 On a relatively thin road with no center line, there is a possibility that a pedestrian located on the sidewalk or roadside belt on the right outer side of the road may jump out to the front of the vehicle. On the other hand, on a wide road with a center line and a median strip, there is almost no possibility that a pedestrian located on a sidewalk or a roadside belt on the right outer side of the road will jump out to the front of the host vehicle. Therefore, it may be determined whether the pedestrian detection area is set on both the left and right sides or only on the left side depending on the presence or absence of the center line or the center separation band.
歩行者検出領域決定部14では、まず、検出した白線の最も手前側の点を歩行者検出領域の第1端点Aとする。そして、歩行者検出領域決定部14では、奥行き方向に設定されている距離に従って、白線上で第1端点Aからその距離分離れた点を第2端点Bとする。さらに、歩行者検出領域決定部14では、高さ方向に設定されている高さに従って、白線上の第1端点Aと第2端点Bとの中間点から白線に対して鉛直方向にその高さ分離れた点Eを設定し、その設定した点Eと消失点とを結んで線を引く。そして、歩行者検出領域決定部14では、その消失点から引いた線と第2端点Bから白線に対して鉛直方向に引いた線との交点を第3端点Cとする。さらに、歩行者検出領域決定部14では、その消失点から引いた線を手前側に延長し、その延長線の最も手前側の点を第4端点Dとする。この4つの端点A,B,C,Dで形成される台形状の領域を歩行者検出領域とする。歩行者検出領域(ABCD)としては、例えば、図2(c)に示すように、白線WLを基準として歩行者検出領域DAが決定される。 In the pedestrian detection area determination unit 14, first, the point closest to the detected white line is set as the first end point A of the pedestrian detection area. Then, the pedestrian detection area determination unit 14 sets the point separated from the first end point A on the white line by the distance set in the depth direction as the second end point B. Further, in the pedestrian detection area determination unit 14, the height in the vertical direction with respect to the white line from the intermediate point between the first end point A and the second end point B on the white line according to the height set in the height direction. A separated point E is set, and a line is drawn connecting the set point E and the vanishing point. In the pedestrian detection area determination unit 14, an intersection point between a line drawn from the vanishing point and a line drawn from the second end point B in a direction perpendicular to the white line is set as a third end point C. Further, in the pedestrian detection area determination unit 14, a line drawn from the vanishing point is extended to the near side, and a point on the most front side of the extension line is set as a fourth end point D. A trapezoidal area formed by these four end points A, B, C, and D is defined as a pedestrian detection area. As the pedestrian detection area (ABCD), for example, as shown in FIG. 2C, the pedestrian detection area DA is determined based on the white line WL.
ちなみに、より高精度な歩行者検出領域を求める場合、高さ方向に設定されている高さに従って、第1端点Aから第2端点Bまでの白線上の所定間隔毎の各点から白線に対して鉛直方向にその高さ分離れた点をそれぞれ設定し、その設定された各点を結んで線を引く。そして、第1端点Aから第2端点Bまでの白線とその各点を結んだ線とで挟まれた領域を歩行者検出領域とする。この歩行者検出領域の場合、第3端点Cから第4端点Dまでは直線ではなく曲線となり、手前側になるほど広がる。この歩行者検出領域の求め方では、消失点を求める必要がない。 By the way, when obtaining a more accurate pedestrian detection area, according to the height set in the height direction, from each point on the white line from the first end point A to the second end point B to the white line Set the points separated in height in the vertical direction, and draw a line connecting the set points. Then, a region sandwiched between the white line from the first end point A to the second end point B and a line connecting the points is set as a pedestrian detection region. In the case of this pedestrian detection area, the third end point C to the fourth end point D is not a straight line but a curved line, and becomes wider toward the front side. In this method of obtaining the pedestrian detection area, it is not necessary to obtain the vanishing point.
矩形領域変換部15では、撮像画像から歩行者検出領域(ABCD)を切り出し、歩行者検出領域を矩形領域(abcd)に変換する。歩行者検出領域では、自車両の前方方向への位置に応じて、実際には同程度の大きさ(身長)の歩行者でも画像上における大きさが変わる。そこで、自車両の前方方向への位置に関係なく、画像上における大きさの基準を合わせるために、歩行者検出領域を矩形化している。矩形領域は、歩行者検出領域の高さを一定にした領域であり、長方形状である。
The rectangular
矩形領域変換部15では、歩行者検出領域の奥行き方向の中央付近を基準として、歩行者検出領域の画像に対して基準より奥側の画像を拡大するとともに基準より手前側を縮小し、歩行者検出領域を矩形化する。矩形領域(abcd)としては、図2(d)に示すように、高さが一定の矩形領域RAが形成される。図2(c)に示すように、歩行者検出領域DAでは、同程度の身長の歩行者X,Yが車道から近傍に存在するが、歩行者Yは自車両の前方方向に遠く離れているので、画像上では歩行者Xに比べてかなり小さくなる。しかし、矩形領域RAでは、歩行者Xと歩行者Yとは同程度の大きさとなっている。
In the rectangular
歩行者判定部16では、矩形領域(abcd)から一定のマッチング領域(stuv)を順次切り出す。マッチング領域は、テンプレートマッチングを行う際にテンプレートとマッチングをとる対象の領域であり、矩形領域(abcd)の画像上で大人の大きさに合わせた矩形領域(例えば、身長1.6〜1.8mの人を含むような領域)である。マッチング領域(stuv)としては、例えば、図2(e)に示すように、車道の近傍に位置する歩行者X,Yをちょうど含むようなマッチング領域MAが切り出される。ちなみに、車道から遠く離れたところに位置する歩行者Zは、画像上ではマッチング領域MAに対してかなり小さくなる。
The
歩行者判定部16では、切り出したマッチング領域の画像毎に、歩行者のテンプレートとのマッチングを行い、相関値を算出する。このテンプレートは、マッチング領域で設定される画像上の歩行者の大きさと同じ大きさのテンプレートであり、マッチング領域にちょうど含まれるような歩行者との相関値が高くなる。さらに、歩行者判定部16では、相関値が閾値以上か否かを判定し、閾値以上の場合には運転者にとって必要な歩行者と判定する。歩行者判定部16では、必要に応じて、判定した歩行者については自車両に対する位置情報等を取得する。運転者にとって必要な歩行者として、例えば、図2(f)に示すように、矩形領域RAから車道の近傍に位置する歩行者X,Yのみが判定される。ちなみに、歩行者Zは、マッチング領域MAに対して小さく、テンプレートとの相関値が低くなり、運転者にとって必要な歩行者としては判定されない。
The
なお、歩行者として子供を検出する場合、子供の大きさに合わせてマッチング領域及びテンプレートを単純に小さくすると、矩形領域において奥側に位置している車道から遠く離れた大人も歩行者として検出してしまう。矩形領域では、歩行者が車道から遠く離れるほど、その歩行者の最下端の位置が高くなる。そこで、矩形領域からマッチング領域を切り出す際に、矩形領域の下端から所定高さまでの切出範囲を設け、下端が切出範囲に含まれるマッチング領域を切り出すこととする。切出範囲は、運転者にとって必要となる歩行者が存在する可能性のある車道から近傍の範囲に基づいて設定される。このように、マッチング領域(歩行者のテンプレート)の大きさを小さくし、マッチング領域を切り出す高さ位置に制限を加えることにより、歩行者として子供も検出することが可能となる。ちなみに、歩行者として子供を検出する場合も、マッチング領域を切り出す高さ位置に制限を加えてもよい。このように制限を加えることにより、切り出されるマッチング領域の数が少なくなり、処理負荷が更に軽くなる。 When detecting a child as a pedestrian, if the matching area and template are simply reduced according to the size of the child, an adult far away from the roadway located on the far side in the rectangular area is also detected as a pedestrian. End up. In the rectangular area, the farthest distance from the roadway, the higher the position of the lowermost end of the pedestrian. Therefore, when the matching area is cut out from the rectangular area, a cutting range from the lower end of the rectangular area to a predetermined height is provided, and the matching area whose lower end is included in the cutting range is cut out. The cut-out range is set based on a range in the vicinity from the roadway where a pedestrian necessary for the driver may exist. In this way, by reducing the size of the matching region (pedestrian template) and limiting the height position at which the matching region is cut out, it is possible to detect a child as a pedestrian. Incidentally, even when a child is detected as a pedestrian, a restriction may be imposed on the height position at which the matching area is cut out. By adding a restriction in this way, the number of matching regions to be cut out is reduced, and the processing load is further reduced.
図1を参照して、歩行者検出装置1の動作について説明する。特に、画像ECU3の処理については図3のフローチャートに沿って説明する。図3は、図1の画像ECUでの処理の流れを示すフローチャートである。
With reference to FIG. 1, operation | movement of the
歩行者検出装置1では、CCDカメラ2により一定時間毎に自車両の前方を撮像する。そして、歩行者検出装置1では、その撮像画像を一定時間毎に画像ECU3に取り入れ、画像ECU3内に保持する。
In the
画像ECU3では、撮像画像からエッジを検出し、エッジ画像を生成する(S1)。そして、画像ECU3では、ハフ変換を用いて、エッジ画像から車道の左右両側の白線を抽出する(S2)。
The
画像ECU3では、左右両側の白線を奥行き方向にそれぞれ延長し、車道の消失点を求める(S3)。続いて、画像ECU3では、消失点を基準として、撮像画像において運転者にとって必要な歩行者が存在する可能性の歩行者検出領域(ABCD)を求める(S4)。歩行者検出領域(ABCD)には、自車両から前方方向において遠く離れている歩行者が含まれない。さらに、画像ECU3では、撮像画像から歩行者検出領域(ABCD)を切り出し、白線からの高さが奥行き方向の位置で変わる歩行者検出領域(ABCD)を高さが一定の矩形領域(abcd)に変換する(S5)。
In the
画像ECU3では、矩形領域(abcd)から歩行者の大きさに合わせた一定の大きさのマッチング領域(stuv)を順次切り出す(S6)。そして、画像ECU3では、切り出した各マッチング領域に対してテンプレートマッチングを行い、運転者にとって必要な歩行者か否かを判定する(S7)。この際、テンプレートマッチングでは、マッチング領域(stuv)に対応する大きさのテンプレートのみを用いてマッチングを行い、マッチング領域(stuv)の大きさに合わない歩行者(車道から遠く離れた位置の歩行者)を排除する。歩行者検出装置1では、運転者にとって必要な歩行者を検出した場合、その歩行者の情報を警報装置等に送信する。
The
この歩行者検出装置1では、歩行者検出領域を高さを一定にした矩形領域に変換することにより、自車両の前方方向の位置によって画像上の歩行者の大きさが変わらなくなる。さらに、歩行者検出装置1では、一定の大きさのマッチング領域を設定し、マッチング領域の大きさに合わせたテンプレートのみでテンプレートマッチングを行うことにより、矩形領域内のある一定の大きさの歩行者を検出できる。これにより、車道から遠く離れた歩行者を自動的に排除でき、車道近傍に存在する歩行者のみを検出できる。
In this
このように、歩行者検出装置1では、撮像画像に存在する全ての歩行者を検出することなく、運転者にとって必要な歩行者のみを検出できる。また、歩行者検出装置1では、テンプレートの大きさを変化させてマッチングを行う必要がないので、処理負荷が軽く、計算コストを大幅に削減できる。さらに、歩行者検出装置1では、左右両側の白線から車道の消失点を求め、消失点を基準にして歩行者検出領域を簡単に求めることができる。
As described above, the
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
例えば、本実施の形態では歩行者を検出する場合に適用したが、自転車、動物等の他の動物体を検出する場合にも適用可能である。他の動物体を検出する場合、存在領域やマッチング領域を検出する動物体の大きさに応じて設定する必要がある。 For example, in this embodiment, the present invention is applied when detecting a pedestrian, but it can also be applied when detecting other moving objects such as bicycles and animals. When detecting other moving objects, it is necessary to set the existence area and the matching area according to the size of the moving object to be detected.
また、本実施の形態では車線を示す白線を検出することによって車道を検出する構成としたが、路肩、車線と歩道とを区画するブロックや段差等を検出することによって車道を検出してもよいし、あるいは、道路の色を利用して車道の領域を検出する構成としてもよい。また、白線検出では、エッジ画像からハフ変換により白線を検出したが、ステレオカメラを利用したステレオ視等を用いて白線を検出してもよい。 In the present embodiment, the roadway is detected by detecting the white line indicating the lane, but the roadway may be detected by detecting a road, a block or a step that separates the lane and the sidewalk. Alternatively, the road area may be detected using the color of the road. In the white line detection, the white line is detected from the edge image by the Hough transform. However, the white line may be detected by using a stereo view using a stereo camera.
また、本実施の形態ではテンプレートマッチングによって歩行者か否かを判定する構成としたが、他の手法により歩行者を検出する構成としてもよい。また、テンプレートマッチングとしてSVM[Support Vector Machine]等のマッチングが強力な識別器を用いた場合、テンプレートの大きさの変化に弱い識別器であるが、この歩行者検出装置ではテンプレートの大きさを変化させないので、適用可能である。 In the present embodiment, it is configured to determine whether or not a pedestrian by template matching, but may be configured to detect pedestrians by other methods. In addition, when a strong classifier such as SVM [Support Vector Machine] is used as template matching, the classifier is weak against changes in the size of the template, but this pedestrian detection device changes the size of the template. It is applicable because it does not.
1…歩行者検出装置、2…CCDカメラ、3…画像ECU、10…画像入力部、11…エッジ検出部、12…白線判定部、13…消失点算出部、14…歩行者検出領域決定部、15…矩形領域変換部、16…歩行者判定部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記撮像手段で撮像した撮像画像から車道を検出する車道検出手段と、
前記車道検出手段で検出した車道に基づいて撮像画像において運転者に必要な動物体が存在する可能性のある存在領域を決定する領域決定手段と、
前記領域決定手段で決定した存在領域を矩形化する矩形化手段と、
前記矩形化手段で矩形化した存在領域に対して動物体の探索を行う探索手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 Imaging means for imaging the front of the vehicle;
Roadway detection means for detecting a roadway from a captured image captured by the imaging means;
An area determining means for determining an existing area in which a moving object necessary for the driver may be present in the captured image based on the roadway detected by the roadway detecting means;
A rectangularizing means for rectangularizing the existing area determined by the area determining means;
An image processing apparatus comprising: search means for searching for a moving object with respect to the existence area rectangularized by the rectangularization means.
撮像画像から車道を検出する車道検出ステップと、
前記車道検出ステップで検出した車道に基づいて撮像画像において運転者に必要な動物体が存在する可能性のある存在領域を決定する領域決定ステップと、
前記領域決定ステップで決定した存在領域を矩形化する矩形化ステップと、
前記矩形化ステップで矩形化した存在領域に対して動物体の探索を行う探索ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。 An image processing method for detecting a moving object from a captured image obtained by imaging the front of a vehicle,
A roadway detection step for detecting the roadway from the captured image;
An area determining step for determining an existing area in which a moving object necessary for the driver may exist in the captured image based on the roadway detected in the roadway detecting step;
A rectangularization step of rectangularizing the existence region determined in the region determination step;
An image processing method comprising: a search step of searching for a moving object with respect to the existence region rectangularized in the rectangularization step.
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