JP2007325120A - Far infrared imaging system and far infrared imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部を撮像する複数の遠赤外線撮像装置の出力輝度値を、同一温度に対して略同一の輝度値を出力するよう補正することができる遠赤外線撮像システム及び遠赤外線撮像方法に関する。 The present invention relates to a far-infrared imaging system and a far-infrared imaging method capable of correcting output luminance values of a plurality of far-infrared imaging devices that image the outside so as to output substantially the same luminance value for the same temperature.
自動車等の車両の夜間走行の安全を確保すべく、ナイトビジョン等の遠赤外線撮像装置により歩行者、自転車等の障害物の存在を検出する障害物検出システムが多々開発されている。通常、車両前方の所定の位置に、左右2基の遠赤外線撮像装置を設置し、ステレオ視により検出した障害物までの距離を算出し、特徴量検出により障害物の存在を検出している。 In order to ensure the safety of vehicles such as automobiles during night driving, many obstacle detection systems that detect the presence of obstacles such as pedestrians and bicycles using far-infrared imaging devices such as night vision have been developed. Usually, two far-infrared imaging devices are installed at a predetermined position in front of the vehicle, the distance to the obstacle detected by stereo vision is calculated, and the presence of the obstacle is detected by feature amount detection.
しかし、遠赤外線撮像装置の撮像素子として良く用いられるボロメータ等は温度の検出感度のバラつきが大きい。したがって、時間変化に基づくオフセットのドリフト等が発生しやすいことから、撮像された画像にノイズが重畳されやすく、障害物の検出精度を向上することが困難であるという問題があった。 However, a bolometer or the like often used as an imaging element of a far-infrared imaging device has a large variation in temperature detection sensitivity. Therefore, offset drift or the like based on time changes is likely to occur, so that noise is easily superimposed on the captured image, and it is difficult to improve obstacle detection accuracy.
斯かる問題を解決すべく、例えば非特許文献1では、撮像素子ごとに相違している感度の非均一性を補正する方法の代表例であるNUC(Non-Uniformity Correction)について開示されている。非特許文献1では、撮像素子の応答特性が線形であることを前提として、撮像素子ごとの所定の温度に対する出力値を補正するオフセット補正値、及び撮像素子ごとの所定の温度変化率に対する出力値の差異を補正するゲイン補正値を算出して、遠赤外線撮像装置からの出力値を補正している。
しかし、上述した撮像装置の出力値の補正方法では、絶対温度に対応してオフセット補正値を算出していないことから、複数の遠赤外線撮像装置を用いる場合には、異なる遠赤外線撮像装置が同一の輝度値を出力しているときでも、検出している温度が同一であることが保証されるものではない。したがって、障害物であるか否かを検出すべく画像の特徴量を抽出する場合に、遠赤外線撮像装置ごとに撮像した画像の明るさ、コントラスト等が相違し、遠赤外線撮像装置のAGC(Auto Gain Control)機能を用いても、正確に障害物を検出することが困難になるおそれがあるという問題点があった。 However, in the above-described correction method of the output value of the imaging device, the offset correction value is not calculated corresponding to the absolute temperature. Therefore, when using a plurality of far infrared imaging devices, different far infrared imaging devices are the same. Even when the luminance value is output, it is not guaranteed that the detected temperatures are the same. Therefore, when extracting the feature amount of an image to detect whether it is an obstacle, the brightness, contrast, etc. of the image captured for each far-infrared imaging device are different, and the AGC (Auto Even if the (Gain Control) function is used, there is a problem that it may be difficult to accurately detect an obstacle.
特に車両前部に左右に設置された遠赤外線撮像装置で撮像された画像に基づいてステレオ視に基づく測距を行う場合等には、画像の明るさ、コントラスト等を一致させることが困難であり、精度を向上させることが困難になる。したがって、両撮像装置で撮像された画像の明るさ、コントラスト等が略一致するように出力輝度値を補正することにより、障害物の検出精度は飛躍的に向上する。 In particular, when performing distance measurement based on stereo vision based on images captured by far-infrared imaging devices installed on the left and right of the front of the vehicle, it is difficult to match the brightness and contrast of the images. It becomes difficult to improve accuracy. Therefore, by correcting the output luminance value so that the brightness, contrast, and the like of the images captured by both the imaging devices are substantially the same, the obstacle detection accuracy is dramatically improved.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の遠赤外線撮像装置の出力値を、同一の対象物に対しては略一致するように補正することができる遠赤外線撮像システム及び遠赤外線撮像方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a far-infrared imaging system capable of correcting the output values of a plurality of far-infrared imaging devices so as to substantially match the same object, and An object is to provide a far-infrared imaging method.
上記目的を達成するために第1発明に係る遠赤外線撮像システムは、マトリックス状に配列された撮像素子を有し、出力値を相互に通信可能に接続してある複数の遠赤外線撮像装置を備え、撮像素子ごとに出力値を補正して撮像データを取得する遠赤外線撮像システムにおいて、対象物の表面温度を計測する温度計測手段と、温度変化に対する出力値変化の割合を撮像素子ごとに記憶する記憶手段とを備え、前記遠赤外線撮像装置は、前記温度計測手段及び前記記憶手段とデータ通信可能に接続してあり、計測された表面温度を取得する手段と、取得した表面温度に対する撮像素子ごとの出力値を読み出す手段と、記憶してある撮像素子ごとの温度変化に対する出力値変化の割合を用いて出力値を補正して外部へ出力する手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a far-infrared imaging system according to a first aspect of the present invention includes a plurality of far-infrared imaging devices having imaging elements arranged in a matrix and having output values connected so as to communicate with each other. In a far-infrared imaging system that obtains imaging data by correcting output values for each imaging device, temperature measuring means for measuring the surface temperature of the object, and the ratio of the output value change to the temperature change is stored for each imaging device The far-infrared imaging device is connected to the temperature measuring means and the storage means so as to be able to communicate with the data, the means for acquiring the measured surface temperature, and the image sensor for the acquired surface temperature. And a means for correcting the output value using the ratio of the change in the output value with respect to the temperature change for each stored image sensor and outputting the output value to the outside. And features.
また、第2発明に係る遠赤外線撮像システムは、第1発明において、前記遠赤外線撮像装置は、所定の温度範囲内の出力値の最大値と最小値とが他の遠赤外線撮像装置と一致するように撮像素子ごとの出力値を補正するようにしてあることを特徴とする。 The far-infrared imaging system according to a second invention is the far-infrared imaging system according to the first invention, wherein the far-infrared imaging device has a maximum value and a minimum value of output values within a predetermined temperature range that match other far-infrared imaging devices. As described above, the output value for each image sensor is corrected.
また、第3発明に係る遠赤外線撮像システムは、第1又は第2発明において、前記遠赤外線撮像装置は、シャッターを備え、前記温度計測手段は、前記シャッターの表面温度を計測するようにしてあり、前記記憶手段は、前記シャッターを閉じた状態での温度変化に対する撮像素子ごとの出力値変化の割合を記憶するようにしてあることを特徴とする。 In the far-infrared imaging system according to the third invention, the far-infrared imaging device according to the first or second invention includes a shutter, and the temperature measuring means measures the surface temperature of the shutter. The storage means stores a ratio of an output value change for each image pickup device with respect to a temperature change in a state where the shutter is closed.
また、第4発明に係る遠赤外線撮像方法は、マトリックス状に配列された撮像素子を有し、出力値を相互に通信可能に接続してある複数の遠赤外線撮像装置を用い、撮像素子ごとに出力値を補正して撮像データを取得する遠赤外線撮像方法において、対象物の表面温度を計測し、温度変化に対する出力値変化の割合を撮像素子ごとに記憶し、計測された表面温度、該表面温度に対する撮像素子ごとの出力値、及び記憶してある撮像素子ごとの温度変化に対する出力値変化の割合を用いて出力値を補正して外部へ出力することを特徴とする。 In addition, the far-infrared imaging method according to the fourth invention uses a plurality of far-infrared imaging devices having imaging elements arranged in a matrix and connected to each other so that output values can be communicated with each other. In a far-infrared imaging method for acquiring imaging data by correcting an output value, the surface temperature of an object is measured, a ratio of an output value change with respect to a temperature change is stored for each image sensor, and the measured surface temperature, the surface The output value is corrected using the output value for each image sensor with respect to the temperature and the ratio of the output value change with respect to the temperature change for each image sensor stored, and output to the outside.
第1発明、及び第4発明では、マトリックス状に配列された撮像素子を有し、出力値を相互に通信可能に接続してある複数の遠赤外線撮像装置を用い、撮像素子ごとに出力値を補正して撮像データを取得する。対象物の表面温度を計測し、温度変化に対する出力値変化の割合を撮像素子ごとに記憶しておき、計測された表面温度、該表面温度に対する撮像素子ごとの出力値、及び記憶してある撮像素子ごとの温度変化に対する出力値変化の割合を用いて出力値を補正して外部へ出力する。これにより、遠赤外線撮像装置の撮像素子の温度変化に対する出力値の変化の割合は、装置が相違した場合であっても大きく変動しないことから、計測された表面温度及び該表面温度に対する撮像素子ごとの出力値を基準として、出力値を遠赤外線撮像装置ごとに補正することにより、計測された表面温度に対する出力値を遠赤外線撮像装置が異なる場合であっても略一致させることができる。したがって、複数の遠赤外線撮像装置で撮像された画像の明るさ、コントラスト等を略一致させることができ、障害物の検出精度を向上させることが可能となる。 In the first and fourth inventions, a plurality of far-infrared imaging devices having imaging elements arranged in a matrix and having output values connected so as to communicate with each other are used. The imaging data is acquired after correction. The surface temperature of the object is measured, the ratio of the output value change to the temperature change is stored for each image sensor, the measured surface temperature, the output value for each image sensor with respect to the surface temperature, and the stored imaging The output value is corrected using the ratio of the output value change to the temperature change for each element, and output to the outside. As a result, the ratio of the change in the output value to the temperature change of the image sensor of the far-infrared imaging device does not vary greatly even when the devices are different. By correcting the output value for each far-infrared imaging device with reference to the output value, the output value for the measured surface temperature can be substantially matched even when the far-infrared imaging device is different. Therefore, the brightness, contrast, and the like of images captured by a plurality of far-infrared imaging devices can be substantially matched, and the obstacle detection accuracy can be improved.
第2発明では、遠赤外線撮像装置は、所定の温度範囲内の出力値の最大値と最小値とが他の遠赤外線撮像装置と一致するように撮像素子ごとの出力値を補正する。所定の温度範囲内に限定することで、異なる遠赤外線撮像装置の温度変化に対する出力値の変化の割合がより一致し、複数の遠赤外線撮像装置で撮像された画像の明るさ、コントラスト等をより一致させることが可能となる。 In the second invention, the far-infrared imaging device corrects the output value for each imaging element so that the maximum value and the minimum value of the output values within a predetermined temperature range coincide with those of other far-infrared imaging devices. By limiting the temperature range to a predetermined temperature range, the ratios of changes in output values with respect to temperature changes of different far-infrared imaging devices more closely match, and the brightness, contrast, etc. of images captured by multiple far-infrared imaging devices can be further It is possible to match.
また、例えば夏季と冬季とでは、周囲環境の温度と障害物との温度変化率が相違する度合よりも、表面温度の絶対温度が相違する度合が大きい。すなわち、夏季には障害物と周囲環境との温度差が小さいことから温度範囲を狭く設定することにより、障害物と周囲環境とのコントラストを強調することができる。また、冬季には障害物と周囲環境との温度差が大きいことから温度範囲を広く設定することにより、ノイズの比較的少ない画像を取得することができ、障害物の認識精度を向上させることが可能となる。 In addition, for example, in summer and winter, the degree of difference in the absolute temperature of the surface temperature is greater than the degree of difference in temperature change between the ambient environment and the obstacle. That is, since the temperature difference between the obstacle and the surrounding environment is small in the summer, the contrast between the obstacle and the surrounding environment can be enhanced by setting the temperature range narrow. In winter, the temperature difference between the obstacle and the surrounding environment is large, so by setting a wide temperature range, it is possible to acquire an image with relatively little noise and improve the recognition accuracy of the obstacle. It becomes possible.
第3発明では、遠赤外線撮像装置はシャッターを備えており、シャッターの表面温度を計測して、シャッターを閉じた状態での温度変化に対する撮像素子ごとの出力値変化の割合を記憶する。これにより、表面温度の均一化が比較的容易なシャッターの表面温度に基づいて温度キャリブレーションを行うことができ、例えば所定の時間間隔、撮像開始前等にシャッターを閉じて撮像してオフセット補正値を補正することにより、より正確に出力値を補正することが可能となる。 In the third invention, the far-infrared imaging device includes a shutter, measures the surface temperature of the shutter, and stores the ratio of the output value change for each image sensor to the temperature change with the shutter closed. As a result, temperature calibration can be performed based on the surface temperature of the shutter, which is relatively easy to make the surface temperature uniform. For example, the offset correction value is obtained by closing the shutter before imaging, for example, at a predetermined time interval and imaging. By correcting the output value, the output value can be corrected more accurately.
本発明によれば、遠赤外線撮像装置の撮像素子の温度変化に対する出力値の変化の割合は、装置が相違した場合であっても大きく変動しないことから、計測された表面温度及び該表面温度に対する撮像素子ごとの出力値を基準として、出力値を遠赤外線撮像装置ごとに補正することにより、計測された表面温度に対する出力値を遠赤外線撮像装置が異なる場合であっても略一致させることができる。したがって、複数の遠赤外線撮像装置で撮像された画像の明るさ、コントラスト等を略一致させることができ、障害物の検出精度を向上させることが可能となる。 According to the present invention, since the ratio of the change in the output value with respect to the temperature change of the imaging element of the far-infrared imaging device does not vary greatly even when the devices are different, the measured surface temperature and the surface temperature By correcting the output value for each far-infrared imaging device using the output value for each imaging device as a reference, the output value for the measured surface temperature can be substantially matched even when the far-infrared imaging device is different. . Therefore, the brightness, contrast, and the like of images captured by a plurality of far-infrared imaging devices can be substantially matched, and the obstacle detection accuracy can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る遠赤外線撮像システムの構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、走行中に周辺の画像を撮像する一組の遠赤外線撮像装置1、1を、車両前方の中央近傍のフロントグリル内(バンパー内でも可能)に搭載している。なお、遠赤外線撮像装置1、1は、波長が7〜14マイクロメートルの赤外光を用いた撮像装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a far-infrared imaging system according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a set of far-
図1において、遠赤外線撮像装置1、1は、車両のフロントグリル内の左右方向の略対称な位置に並置してある。遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像データは、NTSC等のアナログ映像方式、又はデジタル映像方式に対応した映像ケーブル7を介して接続してある演算装置3へ送信される。
In FIG. 1, far-
演算装置3は、遠赤外線撮像装置1、1の他、操作部を備えた表示装置4とは、NTSC、VGA、DVI等の映像方式に対応したケーブル8を介して接続されており、音声、効果音等により聴覚的な警告を発する警報装置5等の出力装置とは、CANに準拠した車載LANケーブル6を介して接続されている。
The
図2は、本発明の実施の形態に係る遠赤外線撮像装置1の構成を示すブロック図である。図2において、画像撮像部11は、光学信号を電気信号に変換する撮像素子をマトリックス状に備えている。遠赤外線用の撮像素子としては、マイクロマシニング(micromachining)技術を用いた酸化バナジウムのボロメータ型、BSTO(Barium−Titanium Oxide)の焦電型等の赤外線センサを用いる。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the far-
画像撮像部11は、車両の周囲の赤外光像を輝度信号として読み取り、読み取った輝度信号を、一又は複数のLSI基板で構成される信号処理部12へ送信する。図3は、本発明の実施の形態に係る遠赤外線撮像装置1の信号処理部12の構成を示すブロック図である。信号処理部12は、一又は複数のLSI等の演算手段により動作が制御されるA/D変換部121、NUC(Non-Uniformity Correction)処理部122、BPR(Bad-Pixel Replacement)処理部123、及びフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、SRAM等の一時記憶用メモリであるRAM(記憶手段)125で構成されている。
The
信号処理部12は、画像撮像部11から受信した輝度信号をA/D変換部121でデジタル信号に変換し、NUC(Non-Uniformity Correction)処理部122で撮像素子ごとに出力された輝度信号を補正する。
The
NUC処理部122では、キャリブレーションによる補正係数として、撮像素子ごとに所定の温度に対して出力される輝度値を補正するオフセット補正値、及び撮像素子ごとに所定の温度変化率に対して出力される輝度値の差異を補正するゲイン補正値を算出して、輝度信号を補正する。例えばi行j列のマトリックス状に配列された撮像素子ごとの輝度値をVijとした場合、NUC処理部では(数1)に示す演算を行うことにより撮像素子ごとの輝度値をV’ijへ補正する。
The NUC
(数1)において、Gijはゲイン補正値を、Oijはオフセット補正値を示しており、例えば黒体炉、シャッター等の温度分布が均一である物体を撮像した場合の撮像素子ごとの輝度値に基づいて算出した値である。 In (Equation 1), G ij represents a gain correction value, and O ij represents an offset correction value. For example, the luminance for each image sensor when an object having a uniform temperature distribution such as a black body furnace or a shutter is imaged. It is a value calculated based on the value.
本実施の形態では、表面の温度分布が略均一である板状のシャッター32を対物レンズ31と画像撮像部11との間に開閉することが可能に設けてあり、シャッター32が閉じられた状態で撮像した場合の撮像素子ごとに出力される輝度値に基づいて、オフセット補正値及びゲイン補正値を随時補正する。なお、図2では、機械式のプレーンシャッターを例に挙げて説明しているが、表面の温度分布が均一であれば、どのような構成のシャッターであっても良い。
In the present embodiment, a plate-
複数の遠赤外線撮像装置1、1において、撮像対象物の温度が同一である場合には同一の輝度値を出力するよう出力値を補正するためには、シャッター32の表面の絶対温度を取得し、絶対温度に対応して出力される輝度値が略同一となるようにするオフセット補正値及びゲイン補正値を算出する必要がある。そこで、本実施の形態では、出荷時に実施したキャリブレーションによる温度変化に対する出力輝度値の変化の割合を記憶しておき、取得したシャッター32の表面の絶対温度、及び絶対温度に対応して出力される輝度値を含む関数へと補正することにより、同一温度に対する出力輝度値を略一致させることができる。
In the plurality of far-
本実施の形態では、シャッター32の表面温度を検出する手段として、シャッター32の表面に接触して表面温度を計測する接触型温度センサ(温度検出手段)33、例えばサーミスタ、半導体温度センサ、熱電対等をシャッター32の画像撮像部11側の表面に取り付けてある。図4は、本発明の実施の形態に係る遠赤外線撮像装置1の接触型温度センサ33として用いるサーミスタ33aの構成を示す模式図である。
In the present embodiment, as a means for detecting the surface temperature of the
本実施の形態に係るサーミスタ33aは、いわゆるチップ型と呼ばれる略直方体形状を有しており、セラミック半導体331を積層して、内部に内部電極332を各階層間に挟持してある。内部電極は、図示しない中間電極を介して外部電極333と接続されており、外部電圧を印加することで電流が流れる。シャッター32の表面には、外部電極333の両側面を半田付けし、シャッター32の温度変化に応じてセラミック半導体331の抵抗値が変動する。該抵抗値の変動に応じて、内部を流れる電流値が変動する。したがって、電流値の変動を追従することにより、精度の高い温度計測手段として機能させることが可能となる。サーミスタ33aで検出した温度に応じた電流値は、温度信号として信号処理部12へ送信される。
The thermistor 33a according to the present embodiment has a substantially rectangular parallelepiped shape called a so-called chip type, in which a
またサーミスタ33aの代わりに半導体温度センサ33bを用いても良い。半導体温度センサ33bは、内部にトランジスタを備えており、ベース−エミッタ間の電圧Vbeが周囲の温度に対して略直線的に変化する特性を利用したものである。すなわち、温度と半導体温度センサ33bの出力電圧とは一次比例の関係にあり、外付けの抵抗を必要とすることなく半導体温度センサ33bから直接出力することができる。これにより、より取り付けが容易で、シャッター32の表面温度をより正確に検出することが可能となる。
A semiconductor temperature sensor 33b may be used instead of the thermistor 33a. The semiconductor temperature sensor 33b includes a transistor inside, and utilizes a characteristic that the base-emitter voltage Vbe changes substantially linearly with respect to the ambient temperature. That is, the temperature and the output voltage of the semiconductor temperature sensor 33b are in a linear relationship, and can be directly output from the semiconductor temperature sensor 33b without requiring an external resistor. As a result, attachment is easier and the surface temperature of the
信号処理部12は、シャッター32が閉じられた状態での表面温度及び出力された輝度値を取得し、取得した表面温度及び撮像素子ごとに出力された輝度値に基づいて、出力される輝度値が取得した表面温度及び撮像素子ごとに出力された輝度値を含み、記憶してある温度変化に対する割合で輝度値が変化するようオフセット補正値及びゲイン補正値を算出する。算出したオフセット補正値及びゲイン補正値は、RAM125に記憶しておき、NUC処理部122は、記憶してあるオフセット補正値及びゲイン補正値に基づいて撮像素子ごとに出力された輝度信号を補正する。
The
通信インタフェース部14は、LSI基板であり、通信ケーブル等の通信線2を介して外部の装置から受信した指令に従って、画像メモリ13に記憶された画像データの外部の装置への送出、撮像した画像の解像度による転送レートの変換、画像データを送出するためのデータのフォーマット変換等を行う。
The
演算装置3は、出力された画像データを受信し、公知の画像認識技術を用いて障害物の検出処理等を実行し、検出結果を表示装置4へ表示出力し、警報装置5を鳴動させることにより運転者へ通知する。
The
以下、信号処理部12での出力された輝度信号(出力値)の補正処理について説明する。図5は、本発明の実施の形態に係る遠赤外線撮像装置1の信号処理部12の出力された輝度信号の補正処理の手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、遠赤外線撮像装置1の出荷時に実施されたキャリブレーションにより、温度変化に対する輝度値変化の割合が一次関数の傾きとしてRAM125に記憶されているものとする。もちろん、温度と輝度値との対応関係を一次関数に補間することに限定されるものではなく、対応関係を明確に特定できさえすれば良い。
Hereinafter, correction processing of the output luminance signal (output value) in the
遠赤外線撮像装置1の画像撮像部11は、温度分布が略均一であるシャッター32を撮像し、撮像素子ごとの出力値が信号処理部12へ送信される。信号処理部12は、画像撮像部11から撮像素子ごとの輝度信号を受信し(ステップS501)、デジタル信号Vijへ変換する(ステップS502)。また、接触型温度センサ33からシャッター32の表面温度を取得する(ステップS503)。
The
信号処理部12は、RAM125に記憶してある温度変化に対する輝度値変化の割合を示す一次関数の傾きを読み出し(ステップS504)、撮像素子ごとにデジタル化された輝度値Vij及び取得した表面温度を含み、読み出した傾きを有する一次関数を算出し(ステップS505)、斯かる一次関数となるよう上述したオフセット補正値及びゲイン補正値を算出して(ステップS506)、算出したオフセット補正値及びゲイン補正値をRAM125に記憶する(ステップS507)。
The
以後、信号処理部12は、RAM125に記憶してある算出されたオフセット補正値及びゲイン補正値を用いて、画像撮像部11で撮像された輝度信号を補正する。このようにすることで、異なる遠赤外線撮像装置1であっても、同一の対象物を撮像した場合には、同一の温度に対して略同一の輝度値を出力することができ、複数の遠赤外線撮像装置1、1で撮像された画像の明るさ、コントラスト等を略一致させることができ、障害物の検出精度を向上させることが可能となる。
Thereafter, the
図6は、本実施の形態に係る遠赤外線撮像システムでの輝度値調整方法の概念を示す図である。図6に示すように、RAM125には、出荷時のキャリブレーションによる温度と輝度値との関係を示す一次関数61が記憶されている。遠赤外線撮像装置1の信号処理部12は、シャッター32が閉じた状態での表面温度T0を取得し、その時点での輝度値V0を受信する。
FIG. 6 is a diagram showing a concept of a luminance value adjustment method in the far-infrared imaging system according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the
信号処理部12は、RAM125に記憶されている一次関数61を、表面温度T0にて輝度値V0となるようにシフトし、新たな一次関数62を生成してRAM125へ上書き保存する。このようにすることで、異なる特性を有する遠赤外線撮像装置1、1、・・・であっても、同一の対象物について略同一の輝度値を出力することができる。
The
同一の対象物について、より正確に同一の輝度値を出力するためには、温度範囲を限定して図5及び図6に示す輝度値補正処理を実行することが好ましい。すなわち、一定の温度範囲内であれば、温度と輝度値との対応関係を一次近似した場合の誤差がより小さくなるからである。図7は、温度範囲を限定した場合の輝度値調整方法の概念を示す図である。 In order to output the same luminance value more accurately with respect to the same object, it is preferable to execute the luminance value correction processing shown in FIGS. 5 and 6 while limiting the temperature range. That is, if the temperature is within a certain temperature range, the error when the correspondence between the temperature and the brightness value is first-order approximated becomes smaller. FIG. 7 is a diagram illustrating the concept of the luminance value adjustment method when the temperature range is limited.
図7に示すように温度の範囲をTmax からTmin の間に設定し、温度Tmin に対する輝度値をVmin 、温度Tmax に対する輝度値をVmax とする。温度がTmax からTmin までの間だけ出力される輝度値が同一であれば良いことから、温度Tmin に対する輝度値Vmin を‘0’とし、温度Tmax に対する輝度値Vmax を‘255’とする。これは、最小の輝度値を‘0’とし、最大の輝度値を2n −1(nは自然数)としたものであり、nが‘8’(8ビットデータ)である場合に‘255’となる。このようにすることで、所定の温度範囲においては、異なる遠赤外線撮像装置1、1、・・・において、同一の温度に対して、より確実に同一の輝度値を出力する。
As shown in FIG. 7, the temperature range is set between Tmax and Tmin, the luminance value for temperature Tmin is Vmin, and the luminance value for temperature Tmax is Vmax. Since it is sufficient that the luminance values outputted only during the temperature Tmax to Tmin are the same, the luminance value Vmin with respect to the temperature Tmin is set to “0”, and the luminance value Vmax with respect to the temperature Tmax is set to “255”. This means that the minimum luminance value is “0”, the maximum luminance value is 2 n −1 (n is a natural number), and “255” when n is “8” (8-bit data). It becomes. By doing in this way, in the predetermined temperature range, different far-
補正前の輝度値をV、補正後の輝度値をVaとすると、(数2)に示す変換式により補正後の輝度値Vaを算出することができる。 If the luminance value before correction is V and the luminance value after correction is Va, the luminance value Va after correction can be calculated by the conversion equation shown in (Equation 2).
(数2)に基づいて補正後の輝度値Vaを算出することにより、設定された温度範囲の下端における輝度値を‘0’とし、上端における輝度値をVmax とすることができる。 By calculating the corrected luminance value Va based on (Equation 2), the luminance value at the lower end of the set temperature range can be set to ‘0’, and the luminance value at the upper end can be set to Vmax.
なお、温度範囲は、季節、周囲の温度等により柔軟に変更することが望ましい。例えば、夏季には周囲の温度が高く、障害物と他の物体との表面温度に差異が生じにくい。したがって、設定する温度範囲を狭く設定することにより、障害物と他の物体との表面温度の差異を強調することができ、障害物の検出精度を高めることが可能となる。 The temperature range is desirably changed flexibly depending on the season, ambient temperature, and the like. For example, the ambient temperature is high in summer, and it is difficult for a difference in surface temperature between an obstacle and another object to occur. Accordingly, by setting the temperature range to be set narrow, the difference in surface temperature between the obstacle and another object can be emphasized, and the obstacle detection accuracy can be increased.
具体的には、例えば周囲の温度を検出し、検出した温度が一定期間継続して所定の温度、例えば25度を超えたか否かを判断する。25度を越えたと判断した場合には、夏季であるものと判断し、温度範囲を縮小する。夏季であるか否かを判断する方法は、特に限定されるものではなく、例えばカレンダー機能を備えておき、所定の期間であれば夏季対応の温度範囲とするように制御しても良い。 Specifically, for example, ambient temperature is detected, and it is determined whether or not the detected temperature continuously exceeds a predetermined temperature, for example, 25 degrees. If it is determined that the temperature exceeds 25 degrees, it is determined that it is in summer, and the temperature range is reduced. The method for determining whether or not it is the summer season is not particularly limited. For example, a calendar function may be provided, and control may be performed so that the temperature range corresponds to the summer season within a predetermined period.
また、冬季には周囲の温度が低く、障害物と他の物体との表面温度に差異が生じやすい。特に障害物が歩行者である場合にはその傾向が顕著である。したがって、設定する温度範囲を広く設定することにより、表面温度の差異が所定値より大きい部分のみを抽出することができ、ノイズの少ない画像を取得することが可能となる。 In winter, the ambient temperature is low, and the surface temperature between the obstacle and other objects tends to be different. This tendency is particularly remarkable when the obstacle is a pedestrian. Therefore, by setting a wide temperature range to be set, it is possible to extract only a portion where the difference in surface temperature is larger than a predetermined value, and an image with less noise can be acquired.
具体的には、例えば周囲の温度を検出し、検出した温度が一定期間継続して所定の温度、例えば10度を下回ったか否かを判断する。10度を下回ったと判断した場合には、冬季であるものと判断し、温度範囲を拡大する。冬季であるか否かを判断する方法は、特に限定されるものではなく、例えばカレンダー機能を備えておき、所定の期間であれば冬季対応の温度範囲とするように制御しても良い。 Specifically, for example, ambient temperature is detected, and it is determined whether or not the detected temperature continues for a certain period and falls below a predetermined temperature, for example, 10 degrees. If it is determined that the temperature is less than 10 degrees, it is determined that it is winter, and the temperature range is expanded. The method for determining whether or not it is the winter season is not particularly limited. For example, a calendar function may be provided, and control may be performed so that the temperature range corresponds to the winter season within a predetermined period.
以上のように本実施の形態によれば、計測されたシャッター32の表面温度及び該表面温度に対する撮像素子ごとの出力輝度値を基準として、出力輝度値を遠赤外線撮像装置1、1、・・・ごとに補正することにより、計測された表面温度に対する出力輝度値を、遠赤外線撮像装置1、1、・・・が異なる場合であっても略一致させることができる。したがって、複数の遠赤外線撮像装置1、1、・・・で撮像された画像の明るさ、コントラスト等を略一致させることができ、障害物の検出精度を向上させることが可能となる。なお、障害物の認識処理については公知の方法であれば特に限定されるものではない。
As described above, according to the present embodiment, the far-
また、上述した実施の形態では、シャッター32の表面温度に基づいて出力輝度値の補正を行っているが、シャッター32の表面温度に限定されるものではなく、例えば車両の下部に路面の温度を検出する温度センサ(図示せず)を設置しておき、温度センサにより検出された路面の温度に基づいて上述したのと同様の補正処理を行っても良い。
In the above-described embodiment, the output luminance value is corrected based on the surface temperature of the
また、本実施の形態では、遠赤外線撮像装置1の出荷時のキャリブレーション結果に基づいて、温度変化に対する出力輝度値の変化の割合の初期値を記憶しているが、随時シャッター32を閉じた状態で行ったキャリブレーション結果により補正しても良いし、一定時間ごとにキャリブレーションを実行して補正しても良い。
In the present embodiment, the initial value of the ratio of the change in the output luminance value with respect to the temperature change is stored based on the calibration result at the time of shipment of the far-
さらに本実施の形態では、記憶手段を遠赤外線撮像装置1に備える場合について説明しているが、特にこれに限定されるものではなく、外部の記憶装置、例えば演算装置3に内蔵されている記憶装置を用いて本実施の形態に係る遠赤外線撮像システムを構築しても良い。
Furthermore, in the present embodiment, the case where the storage means is provided in the far-
1 遠赤外線撮像装置
11 画像撮像部
12 信号処理部
13 画像メモリ
14 通信インタフェース部
15 内部バス
32 シャッター
33 接触型温度センサ(温度計測手段)
33a サーミスタ
33b 半導体温度センサ
121 A/D変換部
122 NUC処理部
123 BPR処理部
125 RAM(記憶手段)
DESCRIPTION OF
33a thermistor 33b semiconductor temperature sensor 121 A /
Claims (4)
対象物の表面温度を計測する温度計測手段と、
温度変化に対する出力値変化の割合を撮像素子ごとに記憶する記憶手段と
を備え、
前記遠赤外線撮像装置は、
前記温度計測手段及び前記記憶手段とデータ通信可能に接続してあり、
計測された表面温度を取得する手段と、
取得した表面温度に対する撮像素子ごとの出力値を読み出す手段と、
記憶してある撮像素子ごとの温度変化に対する出力値変化の割合を用いて出力値を補正して外部へ出力する手段と
を備えることを特徴とする遠赤外線撮像システム。 A far-infrared image sensor having a plurality of far-infrared imaging devices that have imaging elements arranged in a matrix and whose output values are communicably connected to each other, and that correct the output values for each imaging element and acquire imaging data In the imaging system,
Temperature measuring means for measuring the surface temperature of the object;
Storage means for storing the ratio of the output value change with respect to the temperature change for each image sensor,
The far-infrared imaging device is:
The temperature measuring means and the storage means are connected so as to be capable of data communication,
Means for obtaining the measured surface temperature;
Means for reading an output value for each image sensor with respect to the acquired surface temperature;
A far-infrared imaging system comprising: means for correcting an output value using a ratio of a change in output value with respect to a temperature change for each image sensor stored and outputting the corrected output value to the outside.
所定の温度範囲内の出力値の最大値と最小値とが他の遠赤外線撮像装置と一致するように撮像素子ごとの出力値を補正するようにしてあることを特徴とする請求項1記載の遠赤外線撮像システム。 The far-infrared imaging device is:
The output value for each image sensor is corrected so that the maximum value and the minimum value of the output value within a predetermined temperature range coincide with other far-infrared imaging devices. Far infrared imaging system.
前記温度計測手段は、前記シャッターの表面温度を計測するようにしてあり、
前記記憶手段は、前記シャッターを閉じた状態での温度変化に対する撮像素子ごとの出力値変化の割合を記憶するようにしてあることを特徴とする請求項1又は2記載の遠赤外線撮像システム。 The far infrared imaging device includes a shutter,
The temperature measuring means is adapted to measure the surface temperature of the shutter;
The far-infrared imaging system according to claim 1, wherein the storage unit stores a ratio of a change in output value for each imaging element with respect to a temperature change in a state where the shutter is closed.
対象物の表面温度を計測し、
温度変化に対する出力値変化の割合を撮像素子ごとに記憶し、
計測された表面温度、該表面温度に対する撮像素子ごとの出力値、及び記憶してある撮像素子ごとの温度変化に対する出力値変化の割合を用いて出力値を補正して外部へ出力することを特徴とする遠赤外線撮像方法。 A far-infrared ray having a plurality of far-infrared imaging devices that have imaging elements arranged in a matrix and whose output values are communicably connected to each other and correct the output value for each imaging element to obtain imaging data In the imaging method,
Measure the surface temperature of the object,
Stores the ratio of output value change to temperature change for each image sensor,
The output value is corrected using the measured surface temperature, the output value for each image sensor with respect to the surface temperature, and the ratio of the output value change with respect to the temperature change for each stored image sensor, and output to the outside A far infrared imaging method.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013143580A (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-22 | Secom Co Ltd | Image monitoring device |
CN106355895A (en) * | 2016-11-22 | 2017-01-25 | 四川农业大学 | Traffic flow and vehicle speed collecting device and method based on infrared matrixes |
JP2020167556A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社タムロン | Far-infrared camera |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04225191A (en) * | 1990-12-27 | 1992-08-14 | Omron Corp | Human organism detector |
JPH11211469A (en) * | 1998-01-29 | 1999-08-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | Stereo image processing system |
JP2001264178A (en) * | 2000-03-15 | 2001-09-26 | Denso Corp | Infrared detector |
WO2004106858A1 (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-09 | Olympus Corporation | Stereo camera system and stereo optical module |
JP2005096752A (en) * | 1999-01-14 | 2005-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Infrared ray image pickup device, and vehicle with the device mounted thereon |
JP2005271693A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Object detection device |
-
2006
- 2006-06-02 JP JP2006155194A patent/JP2007325120A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04225191A (en) * | 1990-12-27 | 1992-08-14 | Omron Corp | Human organism detector |
JPH11211469A (en) * | 1998-01-29 | 1999-08-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | Stereo image processing system |
JP2005096752A (en) * | 1999-01-14 | 2005-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Infrared ray image pickup device, and vehicle with the device mounted thereon |
JP2001264178A (en) * | 2000-03-15 | 2001-09-26 | Denso Corp | Infrared detector |
WO2004106858A1 (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-09 | Olympus Corporation | Stereo camera system and stereo optical module |
JP2005271693A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Object detection device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013143580A (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-22 | Secom Co Ltd | Image monitoring device |
CN106355895A (en) * | 2016-11-22 | 2017-01-25 | 四川农业大学 | Traffic flow and vehicle speed collecting device and method based on infrared matrixes |
JP2020167556A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社タムロン | Far-infrared camera |
JP7274909B2 (en) | 2019-03-29 | 2023-05-17 | 株式会社タムロン | far infrared camera |
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