JP2008193504A - 暗視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 近赤外線を用いる場合であっても、視覚的に違和感のない、実空間との対応が分かり易い暗視画像を表示することのできる暗視装置を提供する。
【解決手段】 暗視装置１は、近赤外線強度情報及び色情報に基づき、近赤外線カメラ５による近赤外線画像中において、テールランプやブレーキランプをヘッドランプと区別する。そして、テールランプやブレーキランプの光を減光処理した暗視画像を作成する。これによって、近赤外線を用いる場合であっても、撮像対象物を、ドライバにとって視覚的に違和感なく、実空間との対応を分かり易く表示することができる。従って、ドライバは先行車と対向車の区別をすることができ、先行車と対向車の誤認を避けることができるとともに、対向車が来た場合にドライバに注意喚起をすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、近赤外線を用いた暗視装置に関する。

従来の暗視装置として、自車両の周辺を遠赤外線カメラで撮影して、その暗視画像を車内に設置したモニタ画面に表示することにより、夜間における周辺の様子をドライバに提示する暗視装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−３６４１１２号公報

ここで、例えばテールランプやブレーキランプは赤色の光を発生し、ヘッドランプは白色の光を発生するため、ドライバは、それらの色の違いでテールランプ等とヘッドランプとを視覚的に区別し、これによって、先行車と対向車の区別をすることができる。ここで、暗視装置において、近赤外線を用いて暗視画像を作成した場合、テールランプ等から発生する光とヘッドランプから発生する光には、近赤外線が含まれているため、暗視画像中において両者が同じような明るさで表示されてしまうことが生じ得る。更に、色情報も失われて白く表示されるため、テールランプ等から発生する光とヘッドランプから発生する光とは、暗視画像中で同じような見え方となってしまう。そのため、それらの光を視覚的に区別することが困難となり、暗視画像は、ドライバにとって違和感のあるものとなってしまう。これによって、実空間との対応が分かり難く、ドライバは暗視画像中に表示されている光が、先行車によるものなのか対向車によるものなのかを判断することができなくなってしまう可能性がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、近赤外線を用いる場合であっても、テールランプやブレーキランプ及びヘッドランプ等の撮像対象物を、視覚的に違和感なく、実空間との対応を分かり易く表示することのできる暗視装置を提供することを目的とする。

本発明に係る暗視装置は、近赤外領域に感度を有し、近赤外線画像を取得する近赤外領域撮像手段と、近赤外領域撮像手段の感度と人間の視感度との差異を考慮して近赤外線領域撮像手段により撮像された近赤外線画像中の撮像対象物を区別する区別手段と、区別手段によって区別された結果に基づいて、撮像対象物を区別可能に表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

例えば、赤色の光を発生する撮像対象物と白色の光を発生する撮像対象物を区別する場合、人間の視覚によれば、各々の色の違いで区別を行うことができる。しかし、それぞれの撮像対象物から発生する光に、近赤外線が含まれている場合、近赤外線画像中において同じような明るさで表示されてしまうことが生じ得る。更に、赤色の光を発生していた撮像対象物も、その色情報が失われて白く表示されるため、近赤外線画像中では両撮像対象物が同じような見え方となってしまい、視覚的に区別することが困難となる。このように、近赤外領域撮像手段の感度と人間の視感度には差異があるため、撮像対象物同士を近赤外画像中で視覚的に区別できない可能性がある。しかし、この暗視装置では、近赤外領域撮像手段の感度と人間の視感度の差異を考慮して、近赤外線画像中の撮像対象物を予め区別しておき、その結果に基づいて視覚的に区別可能に表示することができる。これによって、近赤外線を用いる場合であっても、撮像対象物を視覚的に違和感なく、実空間との対応を分かり易く表示することができる。

本発明の上記暗視装置では、撮像対象物を含む可視画像を取得する可視領域撮像手段を備え、区別手段は、可視領域撮像手段により取得された可視画像中の撮像対象物の色情報に基づいて、近赤外線画像中の撮像対象物を区別することが好ましい。

例えば、赤色の光は、視感度が低く視覚的に暗く見え、白色の光は、視感度が高く視覚的に明るく見える。従って、撮像対象物の色情報を参照することによって、近赤外画像中において同じような見え方で表示される撮像対象物のうち、赤色の光を発する撮像対象物を、視覚的に認識される明るさと近赤外線画像中で表示される明るさとの間に差異を生じている撮像対象物であるとして、差異が生じていないその他の撮像対象物と区別することができる。以上によって、人間の視感度に基づいて撮像対象物の区別をすることができ、実空間との対応を分かり易く表示することができる。

本発明の上記暗視装置では、表示手段は、区別手段により区別された撮像対象物の輝度を下げて表示することが好ましい。これによれば、近赤外線画像中において同じような見え方で表示される撮像対象物のうち、視覚的に認識される明るさと近赤外線画像中で表示される明るさとの間に差異を生じているとして区別された撮像対象物について、その他の撮像対象物と視覚的に区別可能な見え方となるようにその輝度を下げて表示することができる。これによって、近赤外線を用いる場合であっても、撮像対象物を視覚的に違和感なく、実空間との対応を分かり易く表示することができる。

本発明の上記暗視装置では、区別手段は、略赤色に発光する先行車のテールランプ及びブレーキランプを、略白色に発光する対向車のヘッドランプと区別し、表示手段は、テールランプ及びブレーキランプの輝度を下げて表示することが好ましい。

例えば、テールランプやブレーキランプから発生する光とヘッドランプから発生する光には近赤外線が含まれているため、近赤外領域撮像手段がそれらの近赤外線を同等の強度で取り込んだ場合は、近赤外線画像中において両者が同じような明るさで表示されてしまうと共に色情報も失われて白く表示されるため、視覚的に同じような見え方となってしまう。しかし、区別手段によってそれらの撮像対象物を予め区別し、その結果に基づいてテールランプやブレーキランプの輝度を下げて表示することができる。これによって、ドライバは、テールランプやブレーキランプとヘッドランプとを視覚的に区別することができるようになり、先行車と対向車の区別をすることができる。従って、先行車と対向車の誤認を避けることができ、更に、対向車が先行車に比べ明るく表示されるため、ドライバに対して注意喚起をすることができる。

本発明によれば、近赤外線を用いる場合であっても、撮像対象物を視覚的に違和感なく、実空間との対応を分かり易く表示することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る暗視装置の実施の形態を説明する。

まず、図１を参照して、暗視装置１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る暗視装置１の構成を示す図である。

暗視装置１は、車両に搭載される装置であり、図１に示すように、夜間の運転中に車両周辺の暗視画像を作成し、当該暗視画像を車内に備え付けられたモニタ２に映し出すことによって、夜間の走行の支援を行う装置である。暗視装置１は、モニタ２、近赤外線投光器３、近赤外線カメラ５と可視光カメラ６を含むカメラ４、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）７を備えている。

本実施の形態では、モニタ２が特許請求の範囲に記載する表示手段に、近赤外線カメラ５が近赤外線領域撮像手段に、可視光カメラ６が可視領域撮像手段に、ＥＣＵ７が区別手段に相当する。

モニタ２は、運転席前部に配置され、ドライバに向けて取り付けられている。このモニタ２は、夜間の車両周辺の暗視画像をドライバに提供する表示手段であり、例えば、液晶ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなどが用いられる。モニタ２は、ＥＣＵ７と接続されており、ＥＣＵ７にて作成された暗視画像を受信し、その暗視画像をドライバに対して表示する。

近赤外線投光器３は、車両の前端に配置され、車両前方に向けて取り付けられる。近赤外線投光器３は、車両の前方に近赤外線を照射する。近赤外線投光器３は、暗視装置１の起動時にＯＮされ、停止時にＯＦＦされる。なお、ヘッドランプから照射される光の中に近赤外線も含まれるので、近赤外線投光器３を備えない構成としてもよい。ただし、近赤外線投光器３を備える構成の方が、暗視効果が向上する。

カメラ４は、車両の前側に配置され、車両前方に向けて取り付けられる。図２は、カメラ４の内部の構成を示す図である。図２に示すように、カメラ４の内部には、撮像対象物からの近赤外線や可視光などの入射光Ｌ１を取り込むための入射レンズ４ａと、入射レンズ４ａの光軸に対して４５°の角度をなして配置された可視光カットフィルタ４ｂと、当該可視光カットフィルタ４ｂを透過する近赤外線Ｌ２を取り込む近赤外線カメラ５と、可視光カットフィルタ４ｂで反射された可視光Ｌ３を取り込む可視光カメラ６とを備えている。

なお、撮像対象物は、車両前方に存在し、カメラ４によって撮影されるもの全般を指す。以下、撮像対象物に、車両前方の対向車のヘッドランプ及び先行車のテールランプやブレーキランプが含まれる場合を例にして説明する。

図１に戻り、近赤外線カメラ５は、撮像対象物からの近赤外線を取り込み、その近赤外線の強弱に応じた濃淡によって近赤外線映像を作成する。従って、近赤外線映像には撮像対象物からの近赤外線の強弱を示す近赤外線強度情報が含まれている。近赤外線カメラ５は近赤外領域に感度を有するため、近赤外線映像には、ドライバが視覚では認識することができない撮像対象物が写っている。なお、先行車のテールランプやブレーキランプから発生する光と対向車のヘッドランプから発生する光には近赤外線が含まれているため、取り込んだ近赤外線が同等の強度であった場合は、近赤外線映像中において、両者は同じような明るさで表示されるとともに色情報も失われて、どちらも白色に表示されるため、視覚的に同じような見え方となる。近赤外線映像は、一定時間（例えば、１／３０秒）毎のフレームの近赤外線画像からなる。近赤外線カメラ５では、一定時間毎に、各フレームの近赤外線画像を取得し、ＥＣＵ７に送信する。

可視光カメラ６は、撮像対象物の可視光を取り込み、その可視光の強弱に応じた濃淡によって可視映像を生成する。可視映像には、ドライバが視覚で確認することのできる景色が写っている。可視映像も、一定時間毎のフレームの可視画像からなる。可視光カメラ６では、一定時間毎に、各フレームの可視画像を取得し、ＥＣＵ７に送信する。この可視画像は、撮像対象物の色情報を含んでいる。

ＥＣＵ７は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等により構成されている。そして、ＲＯＭに保持されるソフトウエアを実行することによって近赤外領域区別部７ａ及び減光処理部７ｂが構成される。ＥＣＵ７では、一定時間毎に、近赤外線カメラ５から近赤外線画像を受信し、可視光カメラ６から可視画像を受信する。そして、それらの近赤外線画像と可視画像とに基づいて、暗視画像を作成し、モニタ２へ送信する。

近赤外領域区別部７ａは、近赤外線カメラ５から受信した近赤外線画像中の近赤外線強度情報と、可視光カメラ６から受信した可視画像中の撮像対象物の色情報とを参照することによって、近赤外線画像中の撮像対象物のうち、視覚的に認識される明るさと近赤外線画像中で表示される明るさとの間に差異を生じているテールランプやブレーキランプなどの撮像対象物を、差異を生じていないヘッドランプなどのその他の撮像対象物と区別する。そして、その区別情報を減光処理部７ｂに送信する。

減光処理部７ｂは、近赤外領域区別部７ａからの区別情報に基づいて、区別された撮像対象物の輝度を減光処理した暗視画像を作成する。すなわち、テールランプ等とヘッドランプとが区別可能な見え方となるように、減光処理部７ｂは、テールランプの輝度を減光処理する。そして、作成された暗視画像は、モニタ２に表示される。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る暗視装置１の動作について説明する。図３は、暗視装置１による暗視画像表示処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ７において、ＥＣＵ７の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。なお、本実施の形態における処理手順は、夜間において自車両の前方で先行車と対向車がすれ違う様子を示す暗視画像を作成する場合を例にして説明する。その様子は図４に示され、（ａ）は減光処理がなされていない近赤外線カメラ５による近赤外線画像を示し、（ｂ）は暗視装置１で減光処理がなされた暗視画像を示す。

まず、暗視装置１の処理が開始されると、近赤外線カメラ５から近赤外線画像を取得する（Ｓ１）。この近赤外線画像から撮像対象物の近赤外線強度情報を取得する。ここで、先行車のテールランプやブレーキランプは赤色の光を発生し、ヘッドランプは白色の光を発生するため、ドライバは、それらの色の違いでテールランプ等とヘッドランプとを視覚的に区別し、これによって、先行車と対向車の区別をすることができる。しかし、近赤外線カメラ５がテールランプ等とヘッドランプからの近赤外線を同等の強度で取り込んだ場合は、近赤外線画像において同じような明るさで表示されてしまうと共に、赤色の光を発生していたテールランプ等も、その色情報を失い白く表示されてしまうため、図４（ａ）に示すように、対向車のヘッドランプから発生する光と先行車のブレーキランプやテールランプから発生する光とがドライバにとって同じような見え方となってしまい、ドライバにとって違和感のある画像となってしまう。従って、ドライバは近赤外線画像を見ただけでは、実空間との対応が分かり難いため、当該画像中の光が先行車によるものなのか対向車によるものなのかを判断できない可能性がある。

次に、可視光カメラ６から可視画像を取得（Ｓ２）する。この可視画像から撮像対象物の色情報を取得する。近赤外領域区別部７ａで撮像対象物の近赤外線強度情報と色情報を参照することによって、近赤外線画像において、視覚的に認識される明るさと近赤外線画像中で表示される明るさとの間に差異を生じている撮像対象物を、その他の撮像対象物から区別する。すなわち、図４（ａ）中において、近赤外領域区別部７ａが、近赤外線強度情報を参照することによって、「テールランプ等とヘッドランプからの近赤外線が同等の強度で取り込まれたため、近赤外線画像中では同じような見え方で明るく表示されている。」と判断する。また、色情報を参照することによって、「テールランプ等からの光が視感度が低く視覚的に暗く見える赤色の光であり、ヘッドランプからの光が視感度が高く視覚的に明るく見える白色の光である。」と判断する。以上によって、「撮像対象物のうち、テールランプ等は、視覚的に認識される明るさと近赤外線画像中で表示される明るさとの間に差異を生じており、ヘッドランプは、視覚的に認識される明るさと近赤外線画像中で表示される明るさに差異が生じていない。」と判断し、テールランプ等をヘッドランプ及びその他の撮像対象物と区別する（Ｓ３）。

図４（ａ）に示された撮像対象物のうち、テールランプやブレーキランプの輝度を減光処理部７ｂで減光処理することによって、図４（ｂ）に示すような、先行車のテールランプ等と対向車のヘッドランプとが区別可能な見え方となる暗視画像を作成する（Ｓ４）。作成された暗視画像はモニタ２へ送信され（Ｓ５）、ドライバに対して表示される。ここまでの処理が終了すると、再びＳ１へ戻り、同様の処理手順が繰り返される。

以上のような実施の形態においては、近赤外線カメラ５がそれぞれの撮像対象物からの近赤外線を同等の強度で取り込んだ場合は、近赤外線画像中においては同じような明るさで表示されてしまう。更に、色情報が失われて白く表示されるため、近赤外線画像中で同じような見え方となってしまい、視覚的に区別することが困難な場合がある。しかし、そのような場合であっても、近赤外線カメラ５の感度と人間の視感度の差異を考慮して、近赤外領域区別部７ａで近赤外線画像中の撮像対象物を予め区別することができ、その結果に基づいてモニタ２に視覚的に区別可能に表示することができる。これによって、近赤外線を用いる場合であっても、撮像対象物を視覚的に違和感なく、実空間との対応を分かり易く表示することができる。

また、撮像対象物の色情報を参照することによって、近赤外画像中において同じような見え方で表示される撮像対象物のうち、赤色の光を発する撮像対象物を、視覚的に認識される明るさと近赤外線画像中で表示される明るさとの間に差異を生じている撮像対象物であるとして、差異が生じていないその他の撮像対象物と区別することができる。これによって、人間の視感度に基づいて撮像対象物の区別をすることができ、実空間との対応を分かり易く表示することができる。

また、近赤外線画像中において同じような見え方で表示される撮像対象物のうち、視覚的に認識される明るさと近赤外線画像中で表示される明るさとの間に差異を生じているとして区別された撮像対象物について、その他の撮像対象物と視覚的に区別可能な見え方となるようにその輝度を下げて表示することができる。これによって、近赤外線を用いる場合であっても、撮像対象物を視覚的に違和感なく、実空間との対応を分かり易く表示することができる。

また、近赤外領域区別部７ａによって撮像対象物を予め区別し、その結果に基づいて、減光処理部７ｂでテールランプやブレーキランプを減光処理して表示することができる（図４（ｂ）参照）。これによって、ドライバは、テールランプやブレーキランプとヘッドランプとを視覚的に区別することができるようになり、先行車と対向車の区別をすることができる。従って、先行車と対向車の誤認を避けることができ、更に、対向車が先行車に比べ明るく表示されるため、ドライバに対して注意喚起をすることができる。

以上、本発明の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ものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、近赤外領域に近い光を発生させる撮像対象物として、テールランプやブレーキランプを挙げているが、これ限らず、街灯などであってもよい。これによって、発生光の中に近赤外領域に近い光を含む街灯が減光処理された暗視画像を作成し、当該街灯の光の中で、対向車が来ていることをドライバが認識しやすくなる。

本実施の形態に係る暗視装置の構成を示す図である。 カメラの内部の構成を示す図である。 暗視装置による暗視画像表示処理の処理手順を示すフローチャートである。 夜間において自車両の前方で先行車と対向車がすれ違う様子を示す図であり、（ａ）は減光処理がなされていない近赤外線カメラによる近赤外線画像を示し、（ｂ）は暗視装置で減光処理がなされた暗視画像を示す。

符号の説明

１…暗視装置、２…表示手段、５…近赤外線カメラ（近赤外領域撮像手段）、６…可視光カメラ（可視領域撮像手段）、７…ＥＣＵ（区別手段）。

Claims (4)

1. 近赤外領域に感度を有し、近赤外線画像を取得する近赤外領域撮像手段と、
   前記近赤外領域撮像手段の感度と人間の視感度との差異を考慮して前記近赤外線領域撮像手段により撮像された近赤外線画像中の撮像対象物を区別する区別手段と、
   前記区別手段によって区別された結果に基づいて、前記撮像対象物を区別可能に表示する表示手段とを備えることを特徴とする暗視装置。
2. 前記撮像対象物を含む可視画像を取得する可視領域撮像手段を備え、
   前記区別手段は、前記可視領域撮像手段により取得された前記可視画像中の前記撮像対象物の色情報に基づいて、前記近赤外線画像中の前記撮像対象物を区別することを特徴とする請求項１に記載の暗視装置。
3. 前記表示手段は、前記区別手段により区別された前記撮像対象物の輝度を下げて表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の暗視装置。
4. 前記区別手段は、略赤色に発光する先行車のテールランプ及びブレーキランプを、略白色に発光する対向車のヘッドランプと区別し、
   前記表示手段は、前記テールランプ及びブレーキランプの輝度を下げて表示することを特徴とする請求項３に記載の暗視装置。