JP2013200778A - 画像処理装置、画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置10は、車両の側方の情報を含む画像を撮像する撮像部11と、画像を複数の領域に分割し、画像の側端の中心を含む第1の分割領域画像と、画像の側端の中心を含まない第2の分割領域画像とを規定する規定部12と、第1の分割領域画像に対して第1のフィルタを用いて平滑化を行い、または第2の分割領域画像に対して第2のフィルタを用いて平滑化を行う平滑化部13を備える。更に画像処理装置10は、第1の分割領域画像または第2の分割領域画像から特徴点を抽出する抽出部14と、取得時間が異なる複数の第1の分割領域画像または第2の分割領域画像の特徴点からオプティカルフローを算出する算出部15と、オプティカルフローに基づいて車両に接近する接近物を判定する判定部16を備える。
【選択図】図1
Description
図1は、一つの実施形態による画像処理装置の構成の一例を示す図である。画像処理装置10は、撮像部11、規定部12、平滑化部13、抽出部14、算出部15、判定部16、提示部17、記憶部18、制御部19、速度検出部20、操蛇角検出部21を含んでいる。
図4は、画像処理装置の撮像部による撮像画像と、第1の分割画像領域と第2の分割画像領域の一例を示す図である。規定部12は、撮像部11から撮像画像を受け取ると、画像を複数の領域に分割する。具体的には、図4に示す通り、上方分割線と下方分割線を用いて画像の側端の中心を含む第1の分割領域画像と、画像の側端の中心を含まない第2の分割領域画像とを規定する。
(2)極座標表現の3DベクトルViは、一意的にカーテジアン表現に変換可能であり、これをUiと規定する。
(4)入射方向が任意の3DベクトルU’は、撮像部11のレンズディスト―ションデータに従って、画像上の2次元座標pに変換可能である。ここで、U’iに対応する画像上の点をpiとする。
図5(a)は、第1のフィルタの一例となる3×3画素の大きさの平均化フィルタを示す。図5(b)は、第2のフィルタの一例となる5×5画素の大きさの平均化フィルタを示す。図5(a)、(b)に示される通り、各フィルタに格納される係数をすべて加算すると値が1となる。第2のフィルタは第1のフィルタよりも大きい係数を有している為、平滑化の効果が第1のフィルタに比較して大きくなる。なお、第1または第2のフィルタは平均化フィルタの他に、フィルタの原点(中央)に近いほど大きな重みが付加される加重平均化フィルタや、ガウシアンフィルタを用いることが可能である。
抽出部14は、平滑化部13により平滑化が行われた画像に対して特徴点を抽出する。特徴点の抽出においては、ハリスオペレータ等の公知の手段を用いて特徴点を抽出することが可能である。なお、メモリ容量を考慮して、抽出部14は、第2の分割領域画像よりも先に第1の分割領域画像に対して特徴点を抽出しても良い。図6は、撮像画像の第1の分割画像領域と第2の分割画像領域から抽出された特徴点の一例を示す図である。平滑化部13により、第1の分割領域画像に対しては、第1のフィルタを用いて平滑化が実施され、第2の分割領域画像に対しては、第1のフィルタよりも大きい係数を有する第2のフィルタを用いて平滑化をされている。これにより、図6に示される通り、接近物の早期検知に必要となる自車両の側方領域を含む第1の分割領域画像において多くの特徴点が抽出することが出来、それ以外の第2の分割領域画像においては特徴点を少なくさせることが可能となる。これにより演算量を削減させることが可能となる。
算出部15は、抽出部14が抽出した特徴点のデータからオプティカルフローを算出する。図8(a)、(b)は、算出部によるオプティカルフローの算出処理の一例となる概念図である。オプティカルフローは、例えばSAD(Sum of Absolute Difference;差分絶対値和)の相関演算法を用いることで算出することが出来る。ここで、SADは、以下の数式で定義される。
上述の(数1)は、同じ位置の画素の輝度値の差の絶対値の合計を計算し、合計値が小さいほど、類似度が高いことを意味し、完全一致するとSADの値は0になる。算出部15は、所定の閾値tを用いて、オプティカルフローの算出の基準として、閾値tよりもSAD値が小さい、かつ、SADが最小となる特徴点の組み合わせを対応付ける。
判定部16は、算出部15よりオプティカルフローを受け取り、接近物の有無を判定する。ここで、判定部16は、必要に応じて、図6の画像中心より左側の領域においては、右方向のベクトル成分を有するオプティカルフローのみを抽出し、画像中心より右側の領域においては、左方向のベクトル成分を有するオプティカルフローのみを抽出しても良い。判定部16は、算出部15より受け取る複数のオプティカルフローに対してそれぞれ位置が近接しており、類似する方向を有するものをグルーピングしてフレームIDを付与する。なお、位置の近接度や方向の類似度は適宜設定すれば良い。
自車両へ接近する他車両等の接近物は、自車両へ接近するにつれて車両のフロント部分が画像に対して大きく撮像される。この特徴は撮像部11に魚眼レンズを用いた場合には、より顕著なものとなる。一般的に、車両のフロント部は、車両の他の部分と比べて、グリル等の複雑な形状を有しているものが多く、特徴点が多く抽出されやすい傾向にある。このため、特徴点が過剰に抽出されてしまうことで、メモリ容量の制約上、画像の側方から新たに接近してくる他車両等の接近物に対して特徴点を十分に割り当てることが難しくなる場合も想定され得る。
上述の実施例1または実施例2においては、例えば、第1の分割領域画像において、ビル群などの背景に複雑なテクスチャを有する物体が含まれる場合、多くの特徴点が当該物体から抽出されてしまう為、自車両と接触する可能性が高い接近物の特徴点を十分に抽出することが出来ない場合も想定され得る。
(1)右側分割領域画像>左側分割領域画像
(2)第1の分割領域画像>第2の分割領域画像
(3)画像側端>画像中心
(4)下方向走査>上方向走査(右側分割領域画像の場合)、上方向走査>下方向走査 (左側分割領域画像の場合)
実施例3に開示される画像処理装置によれば、メモリ容量の制約から抽出可能な特徴点数が制限されている場合においても、接近物を早期に検知することが出来る。
次に、画像処理装置10の動作について説明する。図11は、画像処理装置における接近物の検知処理の一例を示すフローチャートである。
車両の側方の情報を含む画像を撮像する撮像部と、
前記画像を複数の領域に分割し、前記画像の側端の中心を含む第1の分割領域画像と、前記画像の側端の中心を含まない第2の分割領域画像とを規定する規定部と、
前記第1の分割領域画像に対して第1のフィルタを用いて平滑化を行い、または前記第2の分割領域画像に対して前記第1のフィルタよりも大きい係数を有する第2のフィルタを用いて平滑化を行う平滑化部と、
前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像から特徴点を抽出する抽出部と、
取得時間が異なる複数の前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像の特徴点からオプティカルフローを算出する算出部と、
前記オプティカルフローに基づいて前記車両に接近する接近物を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
前記規定部は、前記第1の分割領域画像を前記画像の側端から中心に向かって面積が小さくなる様に規定し、前記第2の分割領域画像を、前記画像の側端から中心に向かって面積が大きくなる様に規定することを特徴とする付記1記載の画像処理装置。
前記抽出部は、前記第2の分割領域画像よりも先に前記第1の分割領域画像に対して特徴点を抽出することを特徴とする付記1または付記2記載の画像処理装置。
前記判定部が判定した接近物の位置情報を記憶する記憶部を更に有し、
前記平滑化部は、前記位置情報に基づき、前記第1のフィルタを用いて平滑化を行った前記第1の分割領域画像の一部に対して、前記第2フィルタを用いて平滑化を行うことを特徴とする付記1ないし付記3いずれか一つに記載の画像処理装置。
前記抽出部は、前記第1の分割領域画像を前記画像の側端の中心を起点として、画像を上端方向または下端方向に走査して特徴点を抽出することを特徴とする付記1ないし付記4いずれか一つに記載の画像処理装置。
前記抽出部は、前記第2の分割領域画像を、前記画像の側端の中心から離反する様に、前記画像を上端方向または下端方向に走査して特徴点を抽出することを特徴とする付記1ないし付記5いずれか一つに記載の画像処理装置。
前記抽出部は、前記車両の規定進行方向に基づき、前記接近物が前記車両に近接する近接方向を規定し、前記近接方向に基づいて前記上端方向または前記下端方向の走査の優先度を付与することを特徴とする付記5または付記6に記載の画像処理装置。
前記車両の車両速度を検出する速度検出部と、
前記車両速度に基づいて前記撮像部の撮像を停止させる制御部と、
を更に備えることを特徴とする付記1記載の画像処理装置。
前記車両の操蛇角を検出する操蛇角検出部と、
前記操蛇角に基づいて前記撮像部の撮像を停止させる制御部と、
を更に備えることを特徴とする付記1記載の画像処理装置。
前記撮像部は魚眼レンズを有していることを特徴とする付記1記載の画像処置装置。
車両の側方の情報を含む画像を取得し、
前記画像を複数の領域に分割し、前記画像の側端の中心を含む第1の分割領域画像と、前記画像の側端の中心を含まない第2の分割領域画像とを規定し、
前記第1の分割領域画像に対して第1のフィルタを用いて平滑化を行い、または前記第2の分割領域画像に対して前記第1のフィルタよりも大きい係数を有する第2のフィルタを用いて平滑化し、
前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像から特徴点を抽出し、
取得時間が異なる複数の前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像の特徴点からオプティカルフローを算出し、
前記オプティカルフローに基づいて前記車両に接近する接近物を判定する
処理をコンピュータが実行する画像処理方法。
前記規定することは、前記第1の分割領域画像を前記画像の側端から中心に向かって面積が小さくなる様に規定し、前記第2の分割領域画像を、前記画像の側端から中心に向かって面積が大きくなる様に規定することを特徴とする付記11記載の画像処理方法。
前記抽出することは、前記第2の分割領域画像よりも先に前記第1の分割領域画像に対して特徴点を抽出することを特徴とする付記11または付記12記載の画像処理方法。
前記判定することが判定した接近物の位置情報が記憶されている記憶部から前記位置情報を取得し、
前記平滑化することは、前記位置情報に基づき、前記第1のフィルタを用いて平滑化を行った前記第1の分割領域画像の一部に対して、前記第2フィルタを用いて平滑化を行うことを特徴とする付記11ないし付記13いずれか一つに記載の画像処理方法。
前記抽出することは、前記第1の分割領域画像を前記画像の側端の中心を起点として、画像を上端方向または下端方向に走査して特徴点を抽出することを特徴とする付記11ないし付記14いずれか一つに記載の画像処理方法。
前記抽出することは、前記第2の分割領域画像を、前記画像の側端の中心から離反する様に、前記画像を上端方向または下端方向に走査して特徴点を抽出することを特徴とする付記11ないし付記15いずれか一つに記載の画像処理方法。
前記抽出することは、前記車両の規定進行方向に基づき、前記接近物が前記車両に近接する近接方向を規定し、前記近接方向に基づいて前記上端方向または前記下端方向の走査の優先度を付与することを特徴とする付記15または付記16に記載の画像処理方法。
車両の側方の情報を含む画像を取得し、
前記画像を複数の領域に分割し、前記画像の側端の中心を含む第1の分割領域画像と、前記画像の側端の中心を含まない第2の分割領域画像とを規定し、
前記第1の分割領域画像に対して第1のフィルタを用いて平滑化を行い、または前記第2の分割領域画像に対して前記第1のフィルタよりも大きい係数を有する第2のフィルタを用いて平滑化を行い、
前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像から特徴点を抽出し、
取得時間が異なる複数の前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像の特徴点からオプティカルフローを算出し、
前記オプティカルフローに基づいて前記車両に接近する接近物を判定する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
車両の側方の情報を含む画像を撮像部から取得する取得部と、
前記画像を複数の領域に分割し、前記画像の側端の中心を含む第1の分割領域画像と、前記画像の側端の中心を含まない第2の分割領域画像とを規定する規定部と、
前記第1の分割領域画像に対して第1のフィルタを用いて平滑化を行い、または前記第2の分割領域画像に対して前記第1のフィルタよりも大きい係数を有する第2のフィルタを用いて平滑化を行う平滑化部と、
前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像から特徴点を抽出する抽出部と、
取得時間が異なる複数の前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像の特徴点からオプティカルフローを算出する算出部と、
前記オプティカルフローに基づいて前記車両に接近する接近物を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
規定部12
平滑化部13
抽出部14
算出部15
判定部16
提示部17
記憶部18
制御部19
速度検出部20
操舵角検出部21
Claims (7)
- 車両の側方の情報を含む画像を撮像する撮像部と、
前記画像を複数の領域に分割し、前記画像の側端の中心を含む第1の分割領域画像と、前記画像の側端の中心を含まない第2の分割領域画像とを規定する規定部と、
前記第1の分割領域画像に対して第1のフィルタを用いて平滑化を行い、または前記第2の分割領域画像に対して前記第1のフィルタよりも大きい係数を有する第2のフィルタを用いて平滑化を行う平滑化部と、
前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像から特徴点を抽出する抽出部と、
取得時間が異なる複数の前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像の特徴点からオプティカルフローを算出する算出部と、
前記オプティカルフローに基づいて前記車両に接近する接近物を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記規定部は、前記第1の分割領域画像を前記画像の側端から中心に向かって面積が小さくなる様に規定し、前記第2の分割領域画像を、前記画像の側端から中心に向かって面積が大きくなる様に規定することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記抽出部は、前記第2の分割領域画像よりも先に前記第1の分割領域画像に対して特徴点を抽出することを特徴とする請求項1または請求項2記載の画像処理装置。
- 前記判定部が判定した接近物の位置情報を記憶する記憶部を更に有し、
前記平滑化部は、前記位置情報に基づき、前記第1のフィルタを用いて平滑化を行った前記第1の分割領域画像の一部に対して、前記第2フィルタを用いて平滑化を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記抽出部は、前記第1の分割領域画像を前記画像の側端の中心を起点として、画像を上端方向または下端方向に走査して特徴点を抽出することを特徴とする請求項1ないし請求項4いずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記抽出部は、前記車両の規定進行方向に基づき、前記接近物が前記車両に近接する近接方向を規定し、前記近接方向に基づいて前記上端方向または前記下端方向の走査の優先度を付与することを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。
- 車両の側方の情報を含む画像を取得し、
前記画像を複数の領域に分割し、前記画像の側端の中心を含む第1の分割領域画像と、前記画像の側端の中心を含まない第2の分割領域画像とを規定し、
前記第1の分割領域画像に対して第1のフィルタを用いて平滑化を行い、または前記第2の分割領域画像に対して前記第1のフィルタよりも大きい係数を有する第2のフィルタを用いて平滑化し、
前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像から特徴点を抽出し、
取得時間が異なる複数の前記第1の分割領域画像または前記第2の分割領域画像の特徴点からオプティカルフローを算出し、
前記オプティカルフローに基づいて前記車両に接近する接近物を判定する
処理をコンピュータが実行する画像処理方法。
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