JP2013003765A - 車両識別装置、車両識別方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】候補抽出部209は、文字列認識部202が出力した文字列のうち記憶部208が記憶する更新対象の文字列に類似する文字列を、更新候補として抽出し、更新部211は、更新対象の文字列を更新候補の文字列に書き換える。ここで、記憶部208が記憶する文字列は、文字列認識部202が同一の車両から抽出した文字列である。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施形態による車両識別装置200の構成を示す概略ブロック図である。
車両識別装置200は、撮像装置100が撮像する画像情報の入力を順次受け付け、当該画像情報から車両のナンバープレート情報を抽出して出力する装置であり、入力部201、文字列認識部202(車両情報抽出部)、文字列判別部203(車両情報判別部)、文字列情報出力部204、領域抽出部205(車両情報抽出部)、比較値算出部206、判定部207(関連付け部)、記憶部208、候補抽出部209(候補車両情報抽出部、候補領域抽出部)、記録部210、更新部211、出力部212、削除部213を備える。
文字列認識部202は、入力部201が受け付けた画像情報に対してOCR処理を実行することで文字列の認識を行い、認識した文字列、当該文字列の座標、及び当該文字列の認識尤度を、文字列判別部203及び文字列情報出力部204に出力する。
文字列判別部203は、文字列認識部202から入力された文字列と所定のパターン情報とを比較することで、当該文字列が示すナンバープレートを備える車両の車種を判別する。車種としては、二輪車、一段プレートの四輪車、二段プレートの四輪車が挙げられる。ここで、一段プレートの四輪車とは、一段構えに表示されるナンバープレートが設置された四輪車である。同様に、二段プレートの四輪車とは、二段構えに表示されるナンバープレートが設置された四輪車である。
文字列情報出力部204は、文字列認識部202の出力と文字列判別部203による判別結果とを関連付け、認識した文字列、当該文字列の座標、当該文字列の認識尤度、及び車種を、比較値算出部206及び判定部207に出力する。
二輪車の特徴部分としてナンバープレートでなくヘルメットを用いる理由は、二輪車のナンバープレートは設置の自由度が高く、画像に写る角度が様々であることから、ナンバープレートよりヘルメットの方がより高い精度で抽出することができるためである。特徴部分の抽出は、予め特徴部分の特徴量について機械学習を行った判別プログラムに画像情報のある領域を入力し、入力した領域の特徴量と特徴部分の特徴量との類似度が高いものを抽出することで行う。特徴量としては、例えばHOG(Histograms of Oriented Gradients)を用い、判別プログラムとしては、例えばSVM(Support Vector Machine)を用いることができる。
領域抽出部205は、特徴部分に類似する領域を抽出すると、検知領域座標(左上及び右下の座標)、特徴量評価値(類似度)、及び車種(二輪車、四輪一段、又は四輪二段)を含む領域情報を出力する。
判定部207は、比較値算出部206が算出した距離が所定の閾値以内であるか否かに基づいて、文字列情報出力部204が出力した情報と領域抽出部205が出力した情報とが、同一の車両を示すものであるか否かを判定する。判定部207は、文字列情報出力部204が出力した情報と領域抽出部205が出力した情報とが、同一の車両を示すものであると判定した場合、これらを関連付けて候補抽出部209に出力する。他方、判定部207は、文字列情報出力部204が出力した情報のうち領域抽出部205が出力した何れの情報とも関連付けられない情報と、領域抽出部205が出力した情報のうち文字列情報出力部204が出力した何れの情報とも関連付けられない情報とを、候補抽出部209にそれぞれ別個に出力する。以下、判定部207が出力した情報を、車両情報と呼ぶ。
車両情報は、文字列、車種、評価値、フレームID、及び車両位置座標を要素に持つ情報である。ここで、評価値とは、文字列の認識尤度または特徴領域の特徴量評価値を示すものである。評価値には、文字列認識部202によって認識された文字列が存在する場合に、当該文字列の認識尤度が適用され、文字列認識部202によって認識された文字列が存在しない場合に、特徴領域の特徴量評価値が適用される。
記憶部208は、車両ID、文字列、車種、最大評価値、最大評価値のフレームID、車両ベクトルの始点のフレームID及び座標(始点座標)、車両ベクトルの終点のフレームID及び座標(終点座標)、並びに車両ベクトルの角度を、それぞれ関連付けたテーブルを記憶する。
ここで、車両IDとは、記憶部208が記憶する情報を識別するIDである。また、最大評価値とは、現在のフレームまでにおける文字列の認識尤度または特徴量評価値の最大値を示す。車両ベクトルとは、異なるフレームIDの画像情報間における車両の移動を示すベクトルである。なお、車両ベクトルの終点は、車両情報が抽出された最後のフレームにおける当該車両情報の座標であり、車両ベクトルの始点は、終点の座標より前のフレームにおける車両情報の座標である。
更新部211は、候補抽出部209が抽出した更新候補の認識尤度が、更新対象文字列の認識尤度より高い場合に、記憶部208が記憶する更新対象文字列を候補文字列に書き換える。このとき、更新部211は、画像情報のフレームID、始点座標、終点座標を最新の情報に更新する。
削除部213は、出力部212が出力した車両情報を記憶部208から削除する。
これにより、車両識別装置200は、あるフレームにおいて車両の検出に失敗した場合にも、当該フレームの前と当該フレームの後の同一車両を異なる車両として認識することを防ぐことができる。
図4は、本実施形態による車両識別装置200の動作を示すフローチャートである。
まず、車両識別装置200の入力部201は、撮像装置100が撮像した画像情報の入力を受け付ける(ステップS1)。次に、文字列認識部202は、入力部201が受け付けた画像情報に対してOCR処理を実行し、文字列の認識を行う(ステップS2)。このとき、文字列認識部202は、文字列認識の認識尤度、及び文字列の座標を算出する。
図5は、フレーム間統合処理の処理を示す第1のフローチャートである。
まず候補抽出部209は、現在のフレームにおいて判定部207から受け付けた車両情報が存在するか否かを判定する(ステップS601)。現在のフレームにおいて判定部207から受け付けた車両情報が存在しない場合は(ステップS601:NO)、記憶部208が記憶する情報に統合する情報がないため、処理を行わずにフレーム間統合処理を終了する。他方、現在のフレームにおいて判定部207から受け付けた車両情報が存在する場合(ステップS601:YES)、候補抽出部209は、判定部207から出力された全ての車両情報のそれぞれについて、以下に示すステップS603〜ステップS616の処理を実行する(ステップS602)。
図6は、別車判定処理の処理を示すフローチャートである。
候補抽出部209は、まずステップS604で特定した車両位置座標が、ステップS605で選択したレコードの車両ベクトルの終点座標に対して前方にあるか否かを判定する(ステップS901)。
ここで文字列の差とは、2つの文字列における同じ桁の文字の組のうち、互いに異なる組の個数のことを示す。例えば、車両情報の文字列が「SBD5655#」であり、レコードの文字列が「S#D5655C」であった場合(ここで、「#」は判別できなかった文字を示す)、同じ桁における異なる文字の組は、2桁目と8桁目であるため、文字列の差は「2」である。
また、2つの文字列の桁数が異なる場合は、桁数の小さい方の文字列をずらして、それぞれに対して文字列の差を判定し、差が小さいものを採用する。例えば、車両情報の文字列が「SBD5655#」であり、レコードの文字列が「BD5655C」であった場合、「SBD5655#」に対して、桁数の小さい文字列である「BD5655C」を前にずらした「BD5655C#」と後ろにずらした「#BD5655C」とのそれぞれと比較を行う。この場合、「SBD5655#」と「BD5655C#」との差が7であり、「SBD5655#」と「#BD5655C」との差が2であることから、「SBD5655#」と「BD5655C」との差は2となる。
候補抽出部209は図7に示すように、特徴領域の座標から距離dbike、角度180°+θbikeとなる点を、ナンバープレートの座標と推定する。ここで、距離dbikeは、ステップS513で用いた、画像に写ったときの二輪プレートと特徴部分との標準的な距離である。また、角度θbikeは、ステップS516で用いた、画像に写ったときの二輪プレートと特徴部分とを結ぶ線分のレーン毎の標準的な角度である。
候補抽出部209は、ステップS614でナンバープレートの座標を推定すると、当該推定した座標を車両位置座標として(ステップS615)、ステップS602に戻り、現在フレームの他の車両情報の選択を行う。
判定部207が出力した全ての車両情報に対して上記ステップS603〜ステップS616の処理を実行すると、候補抽出部209は、判定部207が出力した全ての車両情報がステップS608において更新候補となったか否かを判定する(ステップS617)。全ての車両情報が更新候補になった場合は(ステップS617:YES)、これ以上統合する情報がないため、処理を行わずにフレーム間統合処理を終了する。
なお、ステップS619で算出した未関連車両ベクトルの中に、角度が所定の角度θmXnY−δveh以上であるものが存在しない場合(ステップS621:NO)、及びステップS619で算出した未関連車両ベクトルの中に、角度が所定の角度θmXnY+δveh以下であるものが存在しない場合(ステップS622:NO)、ステップS613で選択したレコードが示す車両に相当する車両情報が存在しないため、ステップS618に戻り、他のレコードを選択する。
なお、ステップS619で算出した未関連車両ベクトルの中に、角度が所定の角度θveh−δveh以上であるものが存在しない場合(ステップS624:NO)、及びステップS619で算出した未関連車両ベクトルの中に、角度が所定の角度θveh+δveh以下であるものが存在しない場合(ステップS625:NO)、ステップS613で選択したレコードが示す車両に相当する車両情報が存在しないため、ステップS618に戻り、他のレコードを選択する。
記憶部208が記憶する全てのレコードに対して上記ステップS619〜ステップS631の処理を実行すると、候補抽出部209は、判定部207が出力した全ての車両情報がステップS608、ステップS623、またはステップS626において更新候補となったか否かを判定する(ステップS632)。全ての車両情報が更新候補になった場合は(ステップS632:YES)、これ以上統合する情報がないため、処理を行わずにフレーム間統合処理を終了する。
更新候補として抽出されなかった全ての車両情報に対して上記ステップS634〜ステップS636の処理を実行すると、フレーム間統合処理を終了する。
以降、入力部201が画像情報を受け付ける度に、ステップS1からステップS9の処理を実行する。
例えば、本実施形態では、二輪車の特徴部分としてヘルメットを用い、四輪車の特徴部分としてナンバープレートを用いる場合を説明したが、これに限られず、その他の特徴部分を用いても、同様の処理を行うことができる。
Claims (10)
- 車線に設けられた撮像装置が撮像した画像に含まれる車両を識別する車両識別装置であって、
前記撮像装置が撮像した画像から車両の特徴を示す車両情報を抽出する車両情報抽出部と、
前記車両情報抽出部が抽出した車両情報を車両毎に記憶する記憶部と、
前記車両情報抽出部が出力した車両情報のうち、前記記憶部に記憶されたある車両情報である更新対象車両情報と同一の車両を示す車両情報を、当該更新対象車両情報の更新候補である候補車両情報として抽出する候補車両情報抽出部と、
前記記憶部が記憶する更新対象車両情報を前記候補車両情報に書き換える更新部と、
前記車両情報抽出部が出力した文字列のうち、前記候補車両情報として抽出されなかった車両情報を、前記記憶部に新たに記録する記録部と
を備えることを特徴とする車両識別装置。 - 前記車両情報は車両に含まれる文字列であって、
前記候補車両情報抽出部は、前記車両情報抽出部が出力した車両情報と、前記更新対象車両情報とがそれぞれ類似する文字列である場合に、前記車両情報抽出部が出力した車両情報と前記更新対象車両情報とが同一の車両を示すと判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両識別装置。 - 前記車両情報抽出部は、前記撮像装置が撮像した画像に含まれる車両情報とともに、当該車両情報が示す文字列の認識尤度を出力するものであり、
前記記憶部は、前記車両情報抽出部が抽出した車両情報と当該車両情報の認識尤度とを関連付けて記憶するものであり、
前記更新部は、前記候補車両情報抽出部が抽出した候補車両情報の認識尤度が、前記更新対象車両情報の認識尤度より高い場合に、前記記憶部が記憶する更新対象車両情報を前記候補車両情報に書き換える
ことを特徴とする請求項2に記載の車両識別装置。 - 前記記憶部は、前記車両情報に関連付けて前記撮像装置が撮像した画像のフレーム番号を記憶するものであり、
前記更新部は、前記記憶部が記憶する車両情報に加えて前記フレーム番号を更新するものであり、
前記記録部は、前記車両情報に加えて前記フレーム番号を前記記憶部に記録するものであり、
前記記憶部が記憶する車両情報に関連付けられたフレーム番号と前記撮像装置が今回撮像した画像のフレーム番号との差が所定の閾値以上となる場合に、当該フレーム番号に関連付けられた情報を出力する出力部と、
前記出力部が出力した車両情報を前記記憶部から削除する削除部と
を備えることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の車両識別装置。 - 前記車両情報抽出部は、前記撮像装置が撮像した画像から車両情報である文字列を認識する際に当該文字列の座標を特定し、前記車両情報と共に前記座標を出力するものであり、
前記記憶部は、前記車両情報に関連付けて、当該車両情報が抽出された最後のフレームにおける当該車両情報の座標である終点座標と、前記終点座標より前のフレームにおける前記車両情報の座標である始点座標とを記憶するものであり、
前記更新部は、前記記憶部が記憶する車両情報に加えて、前記終点座標及び前記始点座標も更新するものであり、
前記記録部は、前記車両情報に加えて、前記終点座標を前記記憶部に記録するものであり、
前記候補車両情報抽出部は、前記車両情報抽出部が出力した車両情報のうち、前記記憶部が記憶する何れの車両情報が示す文字列にも類似せず、かつ前記記憶部に記憶されたある車両情報である更新対象車両情報の始点座標と終点座標とを結ぶベクトルと、前記更新対象車両情報の終点座標と当該車両情報の座標とを結ぶベクトルとがなす角が所定の角度以下となる車両情報を、前記更新対象車両情報の更新候補である候補車両情報として抽出する
ことを特徴とする請求項2から請求項4の何れか1項に記載の車両識別装置。 - 前記撮像装置が撮像した画像から当該画像に含まれる車両の特徴部分を示す特徴領域を抽出する特徴抽出部と、
前記車両情報抽出部が認識した車両情報と前記特徴抽出部が抽出した特徴領域とのうち、同一の車両を示すものを相互に関連付ける関連付け部と、
前記特徴抽出部が抽出した特徴領域のうち、前記関連付け部によって前記車両情報との関連付けがなされず、かつ前記記憶部に記憶されたある車両情報である更新対象車両情報の始点座標と終点座標とを結ぶベクトルと、前記更新対象車両情報の終点座標と当該特徴領域の座標とを結ぶベクトルとがなす角が所定の角度以下となる特徴領域を、前記更新対象車両情報の終点座標の更新候補である候補領域として抽出する候補領域抽出部と
を備え、
前記更新部は、前記記憶部が記憶する更新対象車両情報の終点座標を、前記候補領域抽出部によって抽出された候補領域の座標に書き換える
ことを特徴とする請求項5に記載の車両識別装置。 - 前記車両情報抽出部が出力した車両情報のパターンに基づいて、当該車両情報を有する車両の車種を判別する車両情報判別部を備え、
前記特徴抽出部は、前記車両の車種毎に特徴領域を抽出し、
前記候補領域抽出部は、前記更新対象車両情報が示す車種と前記特徴抽出部が抽出した特徴領域が示す車種とが一致しない場合、当該特徴領域を候補領域として抽出しない
ことを特徴とする請求項6に記載の車両識別装置。 - 前記車両情報は、車両の特徴部分を示す特徴領域と当該特徴領域の座標を示す情報であって、
前記候補車両情報抽出部は、前記車両情報抽出部が出力した車両情報が示す座標と、前記更新対象車両情報が示す座標とを結ぶベクトルの角度が所定の角度範囲以内である場合に、前記車両情報抽出部が出力した車両情報と前記更新対象車両情報とが同一の車両を示すと判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両識別装置。 - 車線に設けられた撮像装置が撮像した画像に含まれる車両を識別する車両識別装置を用いた車両識別方法であって、
車両情報抽出部は、前記撮像装置が撮像した画像から車両の特徴を示す車両情報を抽出し、
候補車両情報抽出部は、前記車両情報抽出部が出力した車両情報のうち、前記車両情報抽出部が抽出した車両情報を車両毎に記憶する記憶部に記憶されたある車両情報である更新対象車両情報と同一の車両を示す車両情報を、当該更新対象車両情報の更新候補である候補車両情報として抽出し、
更新部は、前記記憶部が記憶する更新対象車両情報を前記候補車両情報に書き換え、
記録部は、前記車両情報抽出部が出力した文字列のうち、前記候補車両情報として抽出されなかった車両情報を、前記記憶部に新たに記録する
ことを特徴とする車両識別方法。 - 車線に設けられた撮像装置が撮像した画像に含まれる車両を識別する車両識別装置を、
前記撮像装置が撮像した画像から車両の特徴を示す車両情報を抽出する車両情報抽出部、
前記車両情報抽出部が出力した車両情報のうち、前記車両情報抽出部が抽出した車両情報を車両毎に記憶する記憶部に記憶されたある車両情報である更新対象車両情報と同一の車両を示す車両情報を、当該更新対象車両情報の更新候補である候補車両情報として抽出する候補車両情報抽出部、
前記記憶部が記憶する更新対象車両情報を前記候補車両情報に書き換える更新部、
前記車両情報抽出部が出力した文字列のうち、前記候補車両情報として抽出されなかった車両情報を、前記記憶部に新たに記録する記録部
として機能させるためのプログラム。
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