JP2006170961A - Image processor and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されたカメラによって撮像された画像を処理する画像処理装置、および方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus and method for processing an image captured by a camera mounted on a vehicle.
次のような位置検出装置が特許文献1によって知られている。この位置検出装置では、取得した複数枚の画像の中から、それぞれ抽出された対象物のy座標変位量の平均値を算出して、これを車両の振動に起因する画像の変位量とする。
The following position detection apparatus is known from
しかしながら、従来の装置においては、対象物のy座標変位量の平均値を車両の振動に起因する画像の変位量とするため、対象物が移動することによってy座標の位置変化が生じた場合でも、その変位量が車両の振動に起因する画像の変位量として平均化されてしまい、車両の振動に起因する画像の変位量に誤差が生じるという問題が生じていた。 However, in the conventional apparatus, since the average value of the y-coordinate displacement amount of the object is set as the image displacement amount due to the vibration of the vehicle, even if the position of the y-coordinate changes due to the movement of the object. The displacement amount is averaged as the displacement amount of the image due to the vibration of the vehicle, and there is a problem that an error occurs in the displacement amount of the image due to the vibration of the vehicle.
本発明は、車両に搭載され、撮像手段で撮像した画像を画像処理する画像処理方法であって、撮像手段で撮像した撮像画像において、車両の振動に伴って画像内で上下に移動する移動成分を特定し、特定した移動成分の移動履歴に対して周波数解析を行って、移動成分の振動周波数の強度を算出し、算出した移動成分の振動周波数の強度のうち、所定範囲の振動周波数を抽出し、抽出した所定周波数範囲内の周波数強度に基づいて、当該所定周波数範囲内における振動の平衡点で撮像された撮像画像を平衡画像として抽出し、平衡画像における画像速度を算出し、算出した平衡画像における画像速度を用いて、定常的な車両の振動によって発生する画像速度を撮像画像から排除し、定常的な車両の振動によって発生する画像速度を排除した撮像画像に基づいて、車両の振動によって変位する画像内の変位の中心位置を検出し、検出した変位の中心位置を監視して、撮像手段で撮像した画像における車両の振動に起因する画像の変位量を算出することを特徴とする。 The present invention is an image processing method that performs image processing on an image that is mounted on a vehicle and picked up by an image pickup means, and in the picked-up image picked up by the image pickup means, a moving component that moves up and down in the image with the vibration of the vehicle And the frequency analysis is performed on the movement history of the specified moving component, the vibration frequency intensity of the moving component is calculated, and the vibration frequency within a predetermined range is extracted from the calculated vibration frequency intensity of the moving component. Then, based on the extracted frequency intensity within the predetermined frequency range, the captured image captured at the equilibrium point of vibration within the predetermined frequency range is extracted as an equilibrium image, the image speed in the equilibrium image is calculated, and the calculated equilibrium Using the image speed in the image, the image speed generated by steady vehicle vibration is excluded from the captured image, and the image speed generated by steady vehicle vibration is excluded. Based on the image, the center position of the displacement in the image displaced by the vibration of the vehicle is detected, the center position of the detected displacement is monitored, and the amount of image displacement caused by the vibration of the vehicle in the image captured by the imaging means Is calculated.
本発明によれば、車両の振動によって変位する画像内の変位の中心位置を検出し、検出した変位の中心位置を監視して、撮像した画像における車両の振動に起因する画像の変位量を算出するようにした。これによって、常に画像内の変位の中心位置を把握して、当該中心位置からの変位量を算出することができるため、画像中に存在する対象物の位置変化を車両の振動に起因するものとして誤検出することを防ぐことができ、車両の振動に起因する画像の変位量を正確に算出することができる。 According to the present invention, the center position of the displacement in the image displaced by the vibration of the vehicle is detected, the detected center position of the displacement is monitored, and the displacement amount of the image due to the vibration of the vehicle in the captured image is calculated. I tried to do it. As a result, the center position of the displacement in the image can always be grasped and the displacement amount from the center position can be calculated, so that the position change of the object present in the image is caused by the vibration of the vehicle. It is possible to prevent erroneous detection, and it is possible to accurately calculate the displacement amount of the image due to the vibration of the vehicle.
図1は、本実施の形態における画像処理装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。画像処理装置100は車両に搭載され、車両前方を撮像するカメラ101と、カメラ101で撮像した画像を格納する画像メモリ102と、後述する制御装置103、および履歴メモリ104と、カメラ101で撮像された自車両前方の画像を表示するためのモニタ105とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an embodiment of an image processing apparatus according to the present embodiment. The
カメラ101は、例えばCCDやCMOSなどの撮像素子を有した高速カメラであり、自車両の走行中に極めて微小な一定時間Δt間隔、例えば1ms間隔で連続的に車両前方を撮像し、各フレームごとに画像メモリ102に出力する。なお、カメラ101は、図2に示すように車両の室内上部前方に設置され、その視軸向きZは車両前方正面方向に向き、撮像面の水平軸Xは地表面と平行となるように、また撮像面の垂直軸Yは地表面と垂直になるように設定されている。
The
一般的に、車両の走行中には、ピッチングの発生などによって車両に振動が生じる。すなわち、車両が停車中の状態においては、一般的に振動は発生しないことから、図3(a)に示すように振動の周波数は0Hzとなっている。図3(a)に示す例においては、例えば乗員の重さにより車体が沈んでいる、あるいは停車前の減速の影響でノーズダイブが発生しているなどの理由により、下方向に一定の変位量を維持したまま停車している状態を示している。 In general, while the vehicle is running, the vehicle is vibrated due to the occurrence of pitching. That is, since vibration does not generally occur when the vehicle is stopped, the frequency of vibration is 0 Hz as shown in FIG. In the example shown in FIG. 3 (a), for example, the vehicle body is sinking due to the weight of the occupant, or a nose dive is generated due to the effect of deceleration before stopping. The state where the vehicle is stopped while maintaining is shown.
これに対して、車両が走行を開始した場合には、以下のように様々な振動が発生する。すなわち、車両が路面のうねりや凹凸を乗り越える場合には、図3(b)に示すような1〜2Hzの上下方向の振動が定常的に発生する。また、砂利道など連続的な凹凸路を走行する場合には、図3(c)に示すような2〜15Hzの上下方向の振動が定常的に発生する。また、これらの定常的な振動以外にも、路面の状況によって突発的な振動が発生したりする。このように路面の状況によって様々な周波数の振動が発生した場合には、図2に示すように車両に取り付けられたカメラ101も同時に振動し、カメラ101の視軸向きが上下に変化することから、その影響を受けて撮像画像内に映り込む物体はその時間変化とともに上下に移動する。
On the other hand, when the vehicle starts running, various vibrations are generated as follows. That is, when the vehicle gets over the undulations and unevenness of the road surface, the vertical vibration of 1 to 2 Hz as shown in FIG. Further, when traveling on a continuous uneven road such as a gravel road, the vibration in the vertical direction of 2 to 15 Hz as shown in FIG. In addition to these steady vibrations, sudden vibrations may occur depending on road conditions. In this way, when vibrations of various frequencies occur depending on the road surface conditions, the
このため、カメラ101で撮像された画像をそのままモニタ105に出力して表示した場合には、自車両前方の画像が上下に動きながら表示され、使用者にとって見にくいものとなってしまう。これを避けるために本実施の形態では、制御装置103は、カメラ101で連続して撮像される撮像画像から車両の振動を検出し、その振動によって生じる撮像画像の上下方向の変位量を算出する。そして、画像変位の水平方向の中心を算出し、その中心が常にモニタ105の水平方向の中心に表示されるように表示する画像位置を補正する。これによって、車両の振動に関わらず、常に画像変位の中心がモニタ105の中心になるように表示され、使用者にとって見やすい表示とすることができる。また、白線等の路面マーカや車両周囲の障害物を検出するための画像処理においても、カメラの振動により生じる画像の振動を排除できるので、処理しやすい画像を取得することができる。
For this reason, when the image picked up by the
制御装置103は、上述した補正処理を、以下のように実行する。まず、カメラ101によって撮像された撮像画像の中から上下方向の振動を検出するために、撮像画像内で縦方向に濃度勾配を有する移動成分を特定する。例えば撮像画像内で水平方向に延在する横方向のエッジ(横エッジ)は、縦方向に濃度勾配を有することから、本実施の形態では、撮像画像に対して、例えば、横エッジ検出Sobelフィルタ(垂直方向Sobelフィルタ)を適用して横エッジ画像を算出し、撮像画像内の横方向のエッジを検出する。そして、算出した横エッジ画像内の任意の横エッジを含む所定範囲、例えば2画素×3画素の範囲を検出領域として設定する。
The
なお、横エッジ画像は、画像の左上を原点とし、横方向をx軸、縦方向をy軸とするxy座標系で表され、設定した検出領域の中心点に位置する座標値を横エッジ画像内における検出領域の座標値とする。そして、連続して撮像された各フレームの横エッジ画像において、設定した検出領域内の横エッジ位置の上下方向の変化とともに検出領域を移動させて、検出領域で横エッジを追跡し、各フレームにおける検出領域のy座標値をその時間経過とともに履歴メモリ104に記憶していく。
The horizontal edge image is represented by an xy coordinate system in which the upper left of the image is the origin, the horizontal direction is the x axis, and the vertical direction is the y axis, and the coordinate value located at the center point of the set detection area is the horizontal edge image. The coordinate value of the detection area in the inside. Then, in the horizontal edge image of each frame captured continuously, the detection area is moved along with the vertical change of the horizontal edge position in the set detection area, and the horizontal edge is tracked in the detection area. The y coordinate value of the detection area is stored in the
その後、履歴メモリ104に記憶した履歴が所定時間分、例えば1秒分蓄積された時点で、検出領域のy座標値の履歴、すなわち時系列y座標に対してフーリエ変換を実行して周波数解析を行い、図4(a)に示すように、検出領域における振動周波数と、各周波数の強度を示すパワースペクトル強度との関係を示すグラフを作成する。そして図4(a)のグラフにおいて、最もパワースペクトル強度が高い周波数4aを含む所定の範囲4bを検出し、その範囲を抽出するために図4(b)に示す帯域通過フィルタを適用する。これによって、図4(c)に示すように、最もパワースペクトル強度が高い周波数を含む所定の範囲4bが抽出される。抽出した周波数範囲4bは、履歴メモリ104からデータを読み込んだ所定時間内に、自車両で最も頻繁に、すなわち定常的に発生している振動周波数の範囲に相当する。
After that, when the history stored in the
なお、図4(a)において、最もパワースペクトル強度が高い周波数4aを含む所定の範囲4bを検出する際には、図3で上述したように、車両においては周波数が1〜2Hzの振動、または周波数が2〜15Hzの振動が定常的に発生しやすいことを考慮して、これらの2つの範囲のうち、最もパワースペクトル強度が高い周波数4aが存在する範囲を検出する。したがって、図4(b)に示す帯域通過フィルタは、上述した2種類の周波数を抽出するための帯域通過フィルタが準備されており、図4(a)における検出結果に応じて、適切な帯域通過フィルタを選択して適用する。
In FIG. 4A, when detecting the
次に、図4(c)に示す範囲4bの抽出結果に対して逆フーリエ変換を行って、検出領域内の振動周波数範囲4bにおける変位量の時間変化を図5に示すように算出する。そして、例えば符号5aに示すような変位量が0の点を連続して複数抽出し、抽出した変位量が0の点で撮像された撮像画像を画像メモリ102から読み込む。これによって、自車両走行中に発生している振動のうち、最も発生頻度が高い周波数範囲4bにおける振動の平衡点で撮像された画像、すなわちカメラ101が定常的に発生している振動の影響を受けていない状態で撮像された平衡画像を抽出することができる。
Next, an inverse Fourier transform is performed on the extraction result in the
画像メモリ102から読み込んだ各平衡画像に対して、横方向のエッジ抽出処理を行い、抽出した横エッジに対して公知の勾配法やブロックマッチングの手法を用いて、各平衡画像における横エッジの縦方向の移動速度、および移動方向、すなわち速度成分をベクトルで表したオプティカルフローを算出する。これによって、平衡画像における縦方向の画像速度、および速度方向(平衡速度方向)を算出することができる。次に、各平衡画像において、算出した全ての横エッジの平衡画像速度の平均値を算出して、各平衡画像における平衡画像速度Vcnvを算出する。なお、平衡画像速度Vcnvは、例えば符号5bに示すような変位量が0の点における変位量の時間変化量、すなわち縦方向の変化速度から算出することもできる。
A horizontal edge extraction process is performed on each balanced image read from the
平衡画像は、上述したように振動周波数範囲4b内でカメラ101が振動の影響を受けていないときに撮像された画像であることから、本来であればこのときの縦方向の画像速度は0となる。したがって、算出した平衡画像速度Vcnvは、車両に定常的に発生している振動に起因して生じている画像速度に相当する。このことを加味して、この平衡画像速度Vcnvを用いて車両に定常的に発生している振動によって画像内に含まれる振動成分を除去する。すなわち、まず、カメラ101で撮像される各画像の画像速度を算出する。そして、各画像の画像速度から当該平衡画像速度Vcnvを減算することにより、自車両の定常的な振動によって発生している画像速度を排除するように補正することができる。
Since the balanced image is an image captured when the
例えば、図6(a)に示すように撮像画像から抽出した各横エッジから速度成分が算出された場合に、算出された各速度成分から平衡画像速度Vcnvを減算して補正することによって、図6(b)に示すように振動の影響を排除する。すなわち、図6(a)に示す撮像画像は、定常的に発生する振動によって車両が上から下方向に移動しているときに撮像されたものであるため、撮像画像上では、振動周波数4b内の振動の影響を受けて上向きの画像速度が加算された状態で速度成分が検出されている。これに対して、各速度成分から平衡画像速度Vcnvを減算することによって、図6(b)に示すように振動周波数4b内の振動の影響を受けて加算された上向きの画像速度が減算され、定常的に発生する振動の影響が排除される。
For example, as shown in FIG. 6A, when the velocity component is calculated from each horizontal edge extracted from the captured image, the image is corrected by subtracting the equilibrium image velocity Vcnv from each calculated velocity component and correcting it. As shown in FIG. 6B, the influence of vibration is eliminated. That is, since the captured image shown in FIG. 6A is captured when the vehicle is moving from the top to the bottom due to the vibration that is constantly generated, on the captured image, within the
この補正後の撮像画像(補正後画像)に対して、図7に示すように画像の水平方向中央にy軸7aを設定し、y軸7aと直行するx軸7bを設定する。そして、補正後画像内におけるy軸7a方向の移動速度の分布を図7(b)に示すように計測する。この結果、y軸7a方向の移動速度が0となる点の座標値y0を算出し、このy0を補正後画像における振動の消失点7cとして設定する。なお、ここで設定した消失点7cは、車両の振動によって変位する画像内の変位の中心位置に相当する。
As shown in FIG. 7, with respect to this corrected captured image (corrected image), a y-axis 7a is set at the center in the horizontal direction of the image, and an
そして、設定した消失点7cを中心に、縦方向に濃度勾配を有する画素、例えば横エッジが検出された画素を含む所定の大きさ、例えば2画素×3画素を有する追跡領域を設定する。例えば、図8(a)に示すように、消失点7cのy座標値y0を中心にy座標値がy0±αとなる2点をそれぞれ上限、および下限とし、x軸方向に所定の幅を持った追跡領域8aを設定する。
Then, a tracking area having a predetermined size, for example, 2 pixels × 3 pixels, including a pixel having a density gradient in the vertical direction, for example, a pixel in which a horizontal edge is detected, is set around the
この追跡領域をカメラ101で連続して撮像される各撮像画像に設定し、追跡領域8a内に含まれる縦方向に濃度勾配を有する画素を追跡して監視する。すなわち、追跡領域8aは、追跡領域8a内に含まれる縦方向に濃度勾配を有する画素が、車両の振動によって画像内で移動すると、それを追跡しながら図8(b)に示すように一緒に移動する。このときの追跡領域8aの中心のy座標値y1と、上述した消失点7cのy座標値y0の差分を取ることで、車両の振動に伴って追跡領域8aが移動した量、すなわち撮像画像の振動による平衡点からの変位量8bを算出することができる。
The tracking area is set to each captured image continuously captured by the
そして、この変位量が0となるように、すなわち車両の振動に伴って移動した追跡領域8aのy座標値がy0となるように画像位置を補正してモニタ105に表示することによって、常に画像変位の中心がモニタ105の中心になるように表示され、使用者にとって見やすい表示とすることができる。また、同時に、ここで設定した追跡領域8aの中心点に位置するy座標値を履歴メモリ104に記憶していくことによって、追跡領域8aを上述した検出領域とすることができ、逐次変化する路面状況に基づいて発生する振動に対応した画像位置の補正を行うことが可能となる。
Then, the image position is corrected and displayed on the
図9は、本実施の形態における画像処理装置100の処理を示すフローチャートである。図9に示す処理は画像処理装置100を搭載した車両のイグニションスイッチがオンされることによって画像処理装置100の電源がオンされると、制御装置103によって起動されるプログラムとして実行される。ステップS10において、画像メモリ102からの撮像画像の取り込みを開始して、ステップS20へ進む。ステップS20では、撮像画像内の物体の上下方向の変位から車両の振動を検出するための検出領域を設定する。その後、ステップS30へ進み、設定した検出領域の位置変化の履歴、すなわち検出領域のy座標値の履歴を履歴メモリ104に蓄積して、ステップS40へ進む。
FIG. 9 is a flowchart showing processing of the
ステップS40では、履歴メモリ104に検出領域の位置変化の履歴が所定量以上、すなわち所定時間分以上蓄積されたか否かを判断する。検出領域の位置変化の履歴が所定量以上蓄積されたと判断した場合には、ステップS50へ進む。ステップS50では、蓄積した検出領域の位置変化の履歴に基づいて、検出領域の変位量の時系列変化に対してフーリエ変換を実行して振動周波数の解析を行う。その後、ステップS60へ進み、振動周波数の解析結果に基づいて、最もパワースペクトル強度が高い振動周波数を特定し、特定した周波数範囲に対応した帯域通過フィルタを使用して、最もパワースペクトル強度が高い振動周波数を含む所定の範囲を抽出する。その後、ステップS70へ進む。
In step S40, it is determined whether or not the history of position change of the detection area has been accumulated in the
ステップS70では、抽出した最もパワースペクトル強度が高い振動周波数を含む所定の範囲内における振動周波数のパワースペクトル強度に対して逆フーリエ変換を実行して、その振動周波数範囲内の変位量の時系列変化を算出する。その後、ステップS80へ進み、算出した最もパワースペクトル強度が高い振動周波数を含む所定の範囲内の変位量の時系列変化に基づいて、上述した平衡画像を抽出して、ステップS90へ進む。ステップS90では、抽出した平衡画像のオプティカルフローを算出して平衡画像速度Vcnvを算出し、ステップS100へ進む。ステップS100では、算出した撮像画像における各速度成分から平衡画像速度Vcnvを減算して、画像速度の補正を行う。その後、ステップS110へ進む。 In step S70, inverse Fourier transform is performed on the power spectrum intensity of the vibration frequency within a predetermined range including the vibration frequency having the highest power spectrum intensity, and the time series change of the displacement amount within the vibration frequency range is performed. Is calculated. Thereafter, the process proceeds to step S80, where the above-described equilibrium image is extracted based on the time series change of the displacement amount within a predetermined range including the calculated vibration frequency having the highest power spectrum intensity, and the process proceeds to step S90. In step S90, the optical flow of the extracted equilibrium image is calculated to calculate the equilibrium image velocity Vcnv, and the process proceeds to step S100. In step S100, the image speed is corrected by subtracting the equilibrium image speed Vcnv from each speed component in the calculated captured image. Then, it progresses to step S110.
ステップS110では、画像速度の補正を行った補正後画像内におけるy軸方向の移動速度の分布を計測し、この結果、y軸方向の移動速度が0となる点を消失点として設定する。その後、ステップS120へ進み、消失点を中心に、縦方向に濃度勾配を有する画素を含む追跡領域を設定して、ステップS130へ進む。ステップS130では、追跡領域内に含まれる縦方向に濃度勾配を有する画素を追跡して、そのときの追跡領域のy座標値と、消失点のy座標値との差分をとって、撮像画像の振動による平衡点からの変位量を算出するその後、ステップS140へ進む。 In step S110, the distribution of the moving speed in the y-axis direction in the corrected image obtained by correcting the image speed is measured, and as a result, the point at which the moving speed in the y-axis direction becomes 0 is set as the vanishing point. Thereafter, the process proceeds to step S120, a tracking area including pixels having a density gradient in the vertical direction around the vanishing point is set, and the process proceeds to step S130. In step S130, pixels having a density gradient in the vertical direction included in the tracking region are tracked, and the difference between the y coordinate value of the tracking region at that time and the y coordinate value of the vanishing point is obtained, and After calculating the amount of displacement from the equilibrium point due to vibration, the process proceeds to step S140.
ステップS140では、算出した変位量に基づいて、常に画像変位の中心がモニタ105の中心になるように画像位置を補正してモニタ105に表示する。その後、ステップS150へ進み、画像処理装置100を搭載した車両のイグニションスイッチがオフされたか否かを判断する。イグニションスイッチがオフされないと判断した場合にはステップS160へ進み、上述した処理で設定した追跡領域を検出領域に設定して、ステップS30へ戻る。一方、イグニションスイッチがオフされたと判断した場合には、ステップS170へ進み、画像メモリ102からの画像の取り込みを終了して、処理を終了する。
In step S140, based on the calculated displacement amount, the image position is corrected so that the center of the image displacement always becomes the center of the
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
(1)車両の振動によって変位する画像内の変位の中心位置を消失点として検出し、カメラ101で連続して撮像される画像内の消失点位置を監視して、画像の変位量を算出するようにした。これによって、常に画像内の変位の中心位置を把握して、当該中心位置からの変位量を算出することができるため、車両の振動に起因する画像の変位量を正確に算出することができる。
(2)消失点を中心として所定の範囲に設定した追跡領域で、追跡領域内に含まれる縦方向に濃度勾配を有する画素を追跡し、追跡領域のy座標値が消失点のy座標値となるように画像位置を補正してモニタ105に表示するようにした。これによって、常に画像変位の中心がモニタ105の中心になるように表示され、使用者にとって見やすい表示とすることができる。
(3)図4(b)に示す帯域通過フィルタは、車両においては周波数が1〜2Hzの振動、または周波数が2〜15Hzの振動が定常的に発生しやすいことを考慮して、これらの2種類の周波数を抽出するための帯域通過フィルタをあらかじめ準備しておき、図4(a)から検出した最もパワースペクトル強度が高い周波数に応じて、いずれの帯域通過フィルタを使用するかを選択するようにした。これによって、路面の状況に応じて変化する振動の種類に対応した適切な帯域通過フィルタを適用することができる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The center position of the displacement in the image displaced by the vibration of the vehicle is detected as the vanishing point, the vanishing point position in the image continuously captured by the
(2) In a tracking region set in a predetermined range centering on the vanishing point, a pixel having a density gradient in the vertical direction included in the tracking region is tracked, and the y coordinate value of the tracking region is the y coordinate value of the vanishing point. Thus, the image position is corrected and displayed on the
(3) The band-pass filter shown in FIG. 4B is a vehicle that has a frequency of 1 to 2 Hz or a frequency of 2 to 15 Hz in a vehicle. A bandpass filter for extracting types of frequencies is prepared in advance, and which bandpass filter is used is selected according to the frequency having the highest power spectrum intensity detected from FIG. I made it. Accordingly, it is possible to apply an appropriate bandpass filter corresponding to the type of vibration that changes according to the road surface condition.
なお、上述した実施の形態の画像処理装置は以下のように変形することもできる。
(1)上述した実施の形態では、カメラ101によって撮像された撮像画像の中から上下方向の振動を検出するために、撮像画像内における縦方向に濃度勾配を有する移動成分として、撮像画像内における横方向のエッジを検出して使用する例について説明した。しかしこれに限定されず、その他の注目点に基づいて撮像画像内における縦方向に濃度勾配を有する移動成分を特定してもよい。
The image processing apparatus according to the above-described embodiment can be modified as follows.
(1) In the above-described embodiment, in order to detect the vertical vibration from the captured image captured by the
(2)上述した実施の形態では、履歴メモリ104に記憶した検出領域のy座標値の履歴に対してフーリエ変換を実行して、周波数解析を行う例について説明した。しかしこれに限定されず、例えばDCTなどのその他の手法によって周波数解析を行ってもよい。
(2) In the above-described embodiment, the example in which the frequency analysis is performed by performing the Fourier transform on the history of the y coordinate value of the detection area stored in the
(3)上述した実施の形態では、図4(b)に示した帯域通過フィルタを、車両には周波数が1〜2Hzの振動、または周波数が2〜15Hzの振動が発生しやすいことを考慮して、これらの2種類の周波数を抽出するための帯域通過フィルタをあらかじめ準備しておき、最もパワースペクトル強度が高い周波数に応じて、いずれの帯域通過フィルタを使用するかを選択する例について説明した。しかしこれに限定されず、車両に発生する振動の周波数をさらに細かく分類して、3種類以上の帯域通過フィルタを選択できるようにしてもよい。 (3) In the above-described embodiment, the bandpass filter shown in FIG. 4B is considered in consideration that the vehicle is likely to generate vibration with a frequency of 1 to 2 Hz or vibration with a frequency of 2 to 15 Hz. Thus, an example of preparing a band pass filter for extracting these two types of frequencies in advance and selecting which band pass filter to use according to the frequency with the highest power spectrum intensity has been described. . However, the present invention is not limited to this, and the frequency of vibration generated in the vehicle may be further finely classified so that three or more types of bandpass filters can be selected.
(4)また、発生しやすい振動周波数で分類するのではなく、画像処理装置を搭載する車種ごとに異なる周波数帯域を抽出する帯域通過フィルタを使用するようにしてもよい。これによって、一般的に車種によって発生する振動の周波数が異なることを加味して、より適切な帯域通過フィルタの選択が可能となる。 (4) Instead of classifying the vibration frequencies that are likely to occur, a band-pass filter that extracts a different frequency band for each vehicle type on which the image processing apparatus is mounted may be used. This makes it possible to select a more appropriate band-pass filter in consideration of the fact that the frequency of vibration generated generally differs depending on the vehicle type.
(5)上述した実施の形態では、カメラ101を図2に示すように車両前方を撮像するように設置し、車両のピッチング量の計測を行う例について説明した。しかしこれに限定されず、車両の周囲、例えばカメラ101を車両の後方を撮像するように設置して車両のピッチング量を計測してもよく、またはカメラ101を車両の側方を撮像するように設置して車両のローリング量を計測するようにしてもよい。
(5) In the above-described embodiment, the example in which the
(6)上述した実施の形態では、本発明による画像処理装置100を車両に搭載する例について説明したが、これに限定されず、その他の移動体に搭載してもよい。
(6) In the above-described embodiment, the example in which the
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。 Note that the present invention is not limited to the configurations in the above-described embodiments as long as the characteristic functions of the present invention are not impaired.
特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。カメラ101は撮像手段に、履歴メモリ104は記憶手段に、モニタ105は表示手段に相当する。制御装置103は、特定手段、周波数強度算出手段、周波数抽出手段、画像速度算出手段、排除手段、中心位置検出手段、変位量算出手段、および表示位置補正手段に相当する。なお、この対応は一例であり、実施の形態の構成によって対応関係は異なるものである。
The correspondence between the constituent elements of the claims and the embodiment will be described. The
100 画像処理装置
101 カメラ
102 画像メモリ
103 制御装置
104 履歴メモリ
105 モニタ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記撮像手段で撮像した撮像画像において、車両の振動に伴って画像内で上下に移動する移動成分を特定する移動成分特定手段と、
前記移動成分特定手段で特定した前記移動成分の移動履歴を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した前記移動成分の移動履歴に対して周波数解析を行って、前記移動成分の振動周波数の強度を算出する周波数強度算出手段と、
前記周波数強度算出手段で算出した前記移動成分の振動周波数の強度のうち、車両に定常的に発生する所定範囲の振動周波数を抽出する周波数抽出手段と、
前記周波数抽出手段で抽出した所定周波数範囲内の周波数強度に基づいて、当該所定周波数範囲内における振動の平衡点で撮像された撮像画像を平衡画像として抽出し、前記平衡画像における画像速度を算出する画像速度算出手段と、
前記画像速度算出手段で算出した前記平衡画像における画像速度を用いて、定常的な車両の振動によって発生する画像速度を撮像画像から排除する排除手段と、
前記排除手段で定常的な車両の振動によって発生する画像速度を排除した撮像画像に基づいて、車両の振動によって変位する画像内の変位の中心位置を検出する中心位置検出手段と、
前記中心位置検出手段で検出した変位の中心位置を監視して、前記撮像手段で撮像した画像における車両の振動に起因する画像の変位量を算出する変位量算出手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus that is mounted on a vehicle and performs image processing on an image captured by an imaging unit,
In the captured image captured by the imaging unit, a moving component specifying unit that specifies a moving component that moves up and down in the image with the vibration of the vehicle,
Storage means for storing a movement history of the moving component specified by the moving component specifying means;
Frequency intensity calculating means for performing frequency analysis on the movement history of the moving component stored in the storage means, and calculating the intensity of the vibration frequency of the moving component;
A frequency extraction means for extracting a predetermined range of vibration frequencies that are constantly generated in the vehicle from the vibration frequency intensity of the moving component calculated by the frequency intensity calculation means;
Based on the frequency intensity within the predetermined frequency range extracted by the frequency extraction means, the captured image captured at the equilibrium point of vibration within the predetermined frequency range is extracted as an equilibrium image, and the image speed in the equilibrium image is calculated. Image speed calculating means;
Excluding means for excluding the image speed generated by steady vehicle vibration from the captured image using the image speed in the equilibrium image calculated by the image speed calculating means;
Center position detecting means for detecting a center position of displacement in the image displaced by the vibration of the vehicle, based on the captured image in which the image speed generated by the steady vibration of the vehicle is eliminated by the exclusion means;
Displacement amount calculating means for monitoring the center position of the displacement detected by the center position detecting means and calculating the displacement amount of the image caused by the vibration of the vehicle in the image captured by the image capturing means. Image processing device.
前記撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段と、
前記変位量算出手段で算出した車両の振動に起因する画像の変位量に基づいて、画像の前記表示手段への表示位置を補正する表示位置補正手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
Display means for displaying an image captured by the imaging means;
An image processing apparatus comprising: a display position correcting unit that corrects a display position of the image on the display unit based on a displacement amount of the image caused by the vibration of the vehicle calculated by the displacement amount calculating unit.
前記周波数抽出手段は、前記周波数強度算出手段で算出した前記移動成分の振動周波数の強度に基づいて、抽出する周波数の範囲を変化させることを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 or 2,
The image processing apparatus, wherein the frequency extraction unit changes a range of frequencies to be extracted based on the intensity of the vibration frequency of the moving component calculated by the frequency intensity calculation unit.
前記周波数抽出手段は、画像処理装置を搭載する車両の車種に応じて、抽出する周波数の範囲を変化させることを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 or 2,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the frequency extracting unit changes a range of frequencies to be extracted according to a vehicle type of a vehicle on which the image processing apparatus is mounted.
前記撮像手段で撮像した撮像画像において、車両の振動に伴って画像内で上下に移動する移動成分を特定し、
特定した前記移動成分の移動履歴に対して周波数解析を行って、前記移動成分の振動周波数の強度を算出し、
算出した前記移動成分の振動周波数の強度のうち、車両に定常的に発生する所定範囲の振動周波数を抽出し、
抽出した所定周波数範囲内の周波数強度に基づいて、当該所定周波数範囲内における振動の平衡点で撮像された撮像画像を平衡画像として抽出し、前記平衡画像における画像速度を算出し、
算出した前記平衡画像における画像速度を用いて、定常的な車両の振動によって発生する画像速度を撮像画像から排除し、
定常的な車両の振動によって発生する画像速度を排除した撮像画像に基づいて、車両の振動によって変位する画像内の変位の中心位置を検出し、
検出した変位の中心位置を監視して、前記撮像手段で撮像した画像における車両の振動に起因する画像の変位量を算出することを特徴とする画像処理方法。 An image processing method for performing image processing on an image mounted on a vehicle and captured by an imaging means,
In the captured image captured by the imaging means, identify a moving component that moves up and down in the image with the vibration of the vehicle,
Perform frequency analysis on the movement history of the identified moving component, calculate the intensity of the vibration frequency of the moving component,
From the calculated vibration frequency intensity of the moving component, extract a predetermined range of vibration frequencies that occur constantly in the vehicle,
Based on the extracted frequency intensity within the predetermined frequency range, the captured image captured at the equilibrium point of vibration within the predetermined frequency range is extracted as an equilibrium image, and the image speed in the equilibrium image is calculated,
Using the calculated image speed in the equilibrium image, the image speed generated by steady vehicle vibration is excluded from the captured image,
Based on the captured image excluding the image speed generated by the steady vehicle vibration, the center position of the displacement in the image displaced by the vehicle vibration is detected,
An image processing method characterized by monitoring a center position of a detected displacement and calculating a displacement amount of an image caused by vibration of a vehicle in an image captured by the imaging means.
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