JP2007261553A

JP2007261553A - 物体撮像装置及び物体撮像方法

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Publication number: JP2007261553A
Application number: JP2006093357A
Authority: JP
Inventors: Swaminathan Sivakumar; シバクマールスワミナサン; Shinya Nakamura; 心哉中村
Original assignee: Denso IT Laboratory Inc
Current assignee: Denso IT Laboratory Inc
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP4701116B2

Abstract

【課題】人の顔などに赤外線を照射することなく人物を撮像することができる物体撮像装置などを提供する。
【解決手段】走行する車両の車両前方を撮像する第１の撮像手段１０１と、第１の撮像手段によって撮像された画像に人物が写っているか否かを判断し、画像に人物が写っている場合に人物の顔の位置を特定する顔位置特定手段１０２と、車両前方の所定範囲に赤外線を照射することが可能な照射手段１０４と、特定された人物の顔の位置に基づいて赤外線を照射する所定範囲を決定する照射範囲決定手段１０３と、車両前方の赤外線により照射された所定範囲から入射される反射赤外線による像を撮影する第２の撮像手段１０５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は車両の周囲の人物などを検出するために赤外線を用いて車両の周囲を撮像する物体撮像装置及び物体撮像方法に関する。

従来から赤外線カメラを用いて車両の前方などに存在する人物を検出する技術が下記の非特許文献１に記載されている。しかしながら、赤外線を人体、特に目や頭などに浴びることは健康上よくない。一方、夜間などの暗い中でドライバが車両を運転しているとき、ドライバは前方を確認するため、車両のヘッドライトを上方へ向けて照射する（ハイビームにする）ことがある。しかし、対向車や歩行者などはこのハイビームにより眩しいと感じることがあり、それによって大きな事故につながることもある。そこで、対向車や歩行者などに対する眩しさを低減させるため、ヘッドライトの照射方向（照射範囲）を変化させる又はヘッドライトの照度を制御する技術が下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたヘッドライトの照射方向を変化させる技術を、上述した非特許文献１に記載された技術で用いられる赤外線の照射方向の制御に適用することにより、人の顔に赤外線を当てないように制御することも可能である。
"Developing a Near Infrared Based Night Vision System", C.Bellotti, F.Bellotti, A.De Gloria, L.Andreone, and M.Mariani, IEEE Intelligent Vehicles Symposium University of Parma Parma, Italy June 14-17, 2004 特開２００３−５４３１１号公報（要約）

しかしながら、上述したような非特許文献１の技術を特許文献１の技術で用いられる赤外線の照射方向の制御に適用する方法では、赤外線を照射する方向（照射する範囲）を図５の画像５０４に示すように道路５０３を歩行する人物５００の顔から下の範囲（顔下範囲）５０２と制御することにより、人物５００の顔に赤外線を照射しないようにすることができるが、人物５００の後方に位置する人物５０１を赤外線によって検知することができないという問題がある。これにより、ドライバは人物５０１に気づかずに運転することになり危険である。また、ヘッドライトの照度の制御のように赤外線の照度を制御したとしても人の目や頭への赤外線の照射はされてしまい健康上よくない。

本発明は、上記問題を解決するためのものであり、人物の存在を検出する際に、人の顔などに赤外線を照射することなく人物を撮像することができる物体撮像装置及び物体撮像方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、走行する車両の車両前方を撮像する第１の撮像手段と、前記第１の撮像手段によって撮像された画像に人物が写っているか否かを判断し、前記画像に前記人物が写っている場合に前記人物の顔の位置を特定する顔位置特定手段と、前記車両前方の所定範囲に赤外線を照射することが可能な照射手段と、前記顔位置特定手段によって特定された前記人物の顔の位置に基づいて前記赤外線を照射する前記所定範囲を決定する照射範囲決定手段と、前記車両前方の前記赤外線により照射された前記所定範囲から入射される反射赤外線による像を撮影する第２の撮像手段とを備える物体撮像装置が提供される。この構成により、人物の存在を検出する際に、人の顔などに赤外線を照射することなく人物を撮像することができる。ここで、車両前方を撮像するとは、車両がこれから通過しようとする道路上を含む周辺領域を撮像することを言う。

また、本発明の物体撮像装置において、前記顔位置特定手段がニューラルネットワーク又はサポートベクターマシンを用いて前記画像に人物が写っているか否かを判断することは、本発明の好ましい態様である。この構成により、的確に人物の顔などを除いて赤外線を照射することができる。

また、本発明によれば、走行する車両の車両前方を撮像するステップと、前記撮像された画像に人物が写っているか否かを判断し、前記画像に前記人物が写っている場合に前記人物の顔の位置を特定するステップと、特定された前記人物の顔の位置に基づいて、前記車両前方に赤外線を照射する所定範囲を決定するステップと、前記車両前方の前記所定範囲に前記赤外線を照射するステップと、前記車両前方の前記赤外線により照射された前記所定範囲から入射される反射赤外線による像を撮影するステップとを有する物体撮像方法が提供される。この構成により、人物の存在を検出する際に、人の顔などに赤外線を照射することなく人物を撮像することができる。

また、本発明の物体撮像方法において、前記人物の顔の位置を特定するステップで、ニューラルネットワーク又はサポートベクターマシンを用いて前記画像に人物が写っているか否かを判断することは、本発明の好ましい態様である。この構成により、的確に人物の顔などを除いて赤外線を照射することができる。

本発明の物体撮像装置及び物体撮像方法は、上記構成を有し、人物の存在を検出する際に、人の顔などに赤外線を照射することなく人物を撮像することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る物体撮像装置について図１から図４を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る物体撮像装置の構成の一例を示す構成図である。図２は本発明の実施の形態に係る物体撮像装置における顔位置特定手段によって特定された赤外線の照射範囲を説明するための図である。図３ａは本発明の実施の形態に係る物体撮像装置における赤外線LEDユニットの一例を示す図である。図３ｂは本発明の実施の形態に係る物体撮像装置における赤外線LEDユニットで照射範囲が特定された場合の赤外線照射について説明するための図である。図４は本発明の実施の形態に係る物体撮像装置における動作フローを示すフローチャートである。

まず、本発明の実施の形態に係る物体撮像装置の構成について図１を用いて説明する。図１に示すように、物体撮像装置は、第１の撮像手段１０１、顔位置特定手段１０２、照射範囲決定手段１０３、照射手段１０４、第２の撮像手段１０５から構成されている。第１の撮像手段１０１は走行する車両の車両前方を撮像するものであって、例えば車両が走行する方向（前方方向）を撮像するCCD（Charge Coupled Device）カメラなどである。この第１の撮像手段１０１は走行する車両の前方を撮像できるように、例えば車内に設置されたルームミラー（バックミラー）に取り付けられている。顔位置特定手段１０２は、第１の撮像手段１０１によって撮像された画像に人物が写っているかを判断し、画像に人物が写っている場合に人物の顔の位置を特定するものである。

具体的に顔位置特定手段１０２は、取得した画像と不図示の識別器を用いて人物を検出するニューラルネットワークや、統計的学習理論に基づく２クラスのパターン認識手法であるサポートベクターマシンなどの技術を用いて第１の撮像手段１０１によって撮像された画像に人物が写っているかを判断し、画像に人物が写っている場合に人物の顔の位置を特定する。すわなち、画像から人物（人物の位置）を検出し、検出された人物の顔の位置を特定する。なお、ニューラルネットワークやサポートベクターマシンは公知の技術であり、ここでは説明を省略する。また、人物（人物の位置）を検出する方法としては、上述したように画像と不図示の識別器を用いて検出する方法以外に、例えばレーダなどで対向車、バイク、自転車などを検出することで運転者の位置を検出する方法や不図示の通信手段を介して対向車などから人物の位置を通知してもらう方法などが考えられる。

また、人物の顔の位置を特定する方法としては、例えば人物全体（人物の高さ）のうち上部の１／４を顔の位置とする方法である。また、この他には顔以外の手、足、首など体の一部を検出し、検出された部位の位置から相対的に顔の位置を特定する方法がある。また、画像に写っている人物が歩行者ではなく乗り物、例えば車、バイク、自転車などに乗っている場合には乗っている乗り物の大きさや形状などを考慮して顔の位置を特定する方法も考えられる。

照射範囲決定手段１０３は、顔位置特定手段１０２によって特定された人物の顔の位置に基づいて赤外線を照射する車両前方の所定範囲を決定するものである。例えば、顔位置特定手段１０２によって人物の顔の位置が特定されると、その位置に基づいて図２に示すように道路２０３上を歩く人物の顔がある範囲の非照射範囲２０１を除いた範囲が赤外線の照射範囲となる。なお、図２に示すように第１の撮像手段１０１によって撮像された画像２０２に複数の人物が写っている場合には、それぞれの人物の顔の位置が顔位置決定手段１０２によって決定され、照射範囲決定手段１０３はそれぞれの人物の顔がある範囲の非照射範囲２０１を除いた範囲を赤外線を照射する範囲と決定する。

照射手段１０４は、照射範囲決定手段１０３によって決定された所定範囲に赤外線を照射することが可能なものであり、例えば赤外線LED（Light Emitting Diode）ユニットなどである。ここで、赤外線LEDユニットの一例を図３ａ及び図３ｂに示す。図３ａ及び図３ｂに示すように、赤外線LEDは所定の間隔で配置されており、通常は図３ａのようにすべての赤外線LEDによって照射される。一方、上述したように照射範囲が特定されると、照射手段１０４は特定された照射範囲（図３ｂの例では前方範囲のうち非照射範囲３００、３０１を除く範囲）を図３ｂに示すような実線で描かれた赤外線LEDによって照射するように赤外線LEDを制御する。第２の撮像手段１０５は、車両前方の赤外線により照射された所定範囲から入射される反射赤外線による像を撮影するものであり、例えばCCDやCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーである。なお、第２の撮像手段１０５は上述した照射手段１０４と別個の構成となっているが、お互いが１つのユニットとして構成されるようにしてもよい。また、本発明の実施の形態に係る物体検出装置では２つの撮像手段（第１の撮像手段１０１及び第２の撮像手段１０５）を構成要素としているが、２つの撮像手段を有する代わりに両方の撮像手段の機能を有するような１つの撮像手段を構成要素とすることも可能である。

次に、本発明の実施の形態に係る物体撮像装置の動作フローについて図４を用いて説明する。図４に示すように、第１の撮像手段１０１は車両の周囲を撮像する（ステップＳ４０１）。顔位置特定手段１０２は、第１の撮像手段１０１によって撮像された画像に人物が写っているかを判断し（ステップＳ４０２）、画像に人物が写っている場合に人物の顔の位置を特定する（ステップＳ４０３）。照射範囲決定手段１０３は、顔位置特定手段１０２によって特定された人物の顔の位置に基づいて、車両前方に赤外線を照射する範囲を決定する（ステップＳ４０４）。照射手段１０４は、照射範囲決定手段１０３によって決定された車両前方の範囲に赤外線を照射する（ステップＳ４０５）。第２の撮像手段１０５は、車両前方の赤外線により照射された範囲から入射される反射赤外線による像を撮影する（ステップＳ４０６）。このような処理をすることによって、人物の存在を検出する際に、人の顔などに赤外線を照射することなく人物を撮像することができる。

本発明に係る物体撮像装置及び物体撮像方法は、人物の存在を検出する際に、人の顔などに赤外線を照射することなく人物を撮像することができるため、車両の周囲の人物などを検出するために赤外線を用いて車両の周囲を撮像する物体撮像装置及び物体撮像方法などに有用である。

本発明の実施の形態に係る物体撮像装置の構成の一例を示す構成図である。本発明の実施の形態に係る物体撮像装置における顔位置特定手段によって特定された赤外線の照射範囲を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る物体撮像装置における赤外線LEDユニットの一例を示す図である。本発明の実施の形態に係る物体撮像装置における赤外線LEDユニットで照射範囲が特定された場合の赤外線照射について説明するための図である。本発明の実施の形態に係る物体撮像装置における動作フローを示すフローチャートである。従来の技術を組み合わせた際の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０１第１の撮像手段
１０２顔位置特定手段
１０３照射範囲決定手段
１０４照射手段
１０５第２の撮像手段
２０１非照射範囲
２０２、５０４画像
２０３、５０３道路
３００、３０１非照射範囲
５００、５０１人物
５０２顔下範囲

Claims

走行する車両の車両前方を撮像する第１の撮像手段と、
前記第１の撮像手段によって撮像された画像に人物が写っているか否かを判断し、前記画像に前記人物が写っている場合に前記人物の顔の位置を特定する顔位置特定手段と、
前記車両前方の所定範囲に赤外線を照射することが可能な照射手段と、
前記顔位置特定手段によって特定された前記人物の顔の位置に基づいて前記赤外線を照射する前記所定範囲を決定する照射範囲決定手段と、
前記車両前方の前記赤外線により照射された前記所定範囲から入射される反射赤外線による像を撮影する第２の撮像手段とを、
備える物体撮像装置。
前記顔位置特定手段は、ニューラルネットワーク又はサポートベクターマシンを用いて前記画像に人物が写っているか否かを判断する請求項１に記載の物体撮像装置。
走行する車両の車両前方を撮像するステップと、
前記撮像された画像に人物が写っているか否かを判断し、前記画像に前記人物が写っている場合に前記人物の顔の位置を特定するステップと、
特定された前記人物の顔の位置に基づいて、前記車両前方に赤外線を照射する所定範囲を決定するステップと、
前記車両前方の前記所定範囲に前記赤外線を照射するステップと、
前記車両前方の前記赤外線により照射された前記所定範囲から入射される反射赤外線による像を撮影するステップとを、
有する物体撮像方法。
前記人物の顔の位置を特定するステップにおいて、ニューラルネットワーク又はサポートベクターマシンを用いて前記画像に人物が写っているか否かを判断する請求項３に記載の物体撮像方法。