JP2013214938A - 撮影装置及び撮影装置の画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの影響を低減した同期検波画像を生成することが可能な撮影装置及び撮影装置の画像処理方法を提供することにある。
【解決手段】ＰＷＭ変調された照射光を撮影対象Ｐに向けて投光し、該撮影対象の画像を撮影部１０１により撮影する。そして、連続して撮影された複数の輝度画像からエッジを検出し、エッジ領域を設定する。また、複数の輝度画像を同期検波処理して同期検波画像を生成し、この同期検波画像中のエッジ領域となる部分の出力を無効とする。そして、エッジ領域の周辺の画素の輝度値に基づいて、補正輝度値を求め、この補正輝度値をエッジ領域となる部分の輝度値とする。従って、周囲画像の輝度値と大きく乖離しない画像とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、周囲の画像を同期検波処理により撮影する撮影装置、及び撮影装置の画像処理方法に関する。

従来より、同期検波処理を用いて周囲画像を撮影する撮影装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。同期検波処理は、複数の連続した画像データを用いて同期検波画像を生成するので、検波処理に使用する枚数分の画像を撮影し終える前に撮影対象に動きが生じた場合には、撮影対象の異なる部位の輝度値を使用して検波処理をしてしまう。

従って、例えば車両に搭載して周囲画像（例えば、走行路の白線等）を撮影する場合には、撮像対象に模様があると（画像輝度値が均一でないと）、撮影対象が動くことにより時間的な輝度変化が発生し、同期検波用の照射光の輝度変化と背景光の輝度変化とを区別することができない。

即ち、模様の動きによる輝度変化が照射光の輝度変化成分と混合してしまうため、撮影対象がある一定以上の速度で動いてしまうと、同期検波処理により撮影される同期検波画像にノイズが発生するという問題が発生する。

特開２０１０−１０７４４８号公報

上述したように、従来における撮影装置では、撮影対象物が移動する場合には、同期検波画像にノイズが発生してしまい、鮮明な画像を得ることができないという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ノイズの影響を低減した同期検波画像を生成することができる撮影装置及び撮影装置を用いた画像処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、一検波周期内に複数の参照信号を発信し、この一検波周期内の各参照信号により強度変調された光を投光する投光手段と、投光手段より投光された光が照射された撮影対象を、参照信号の発信タイミングと同期して撮影する撮影手段と、撮影手段にて撮影された撮影対象の画像を記憶する画像記憶手段とを有する。更に、画像記憶手段に記憶されている一検波周期内の画像データ、及び前記参照信号に基づいて同期検波処理を行い、一検波周期内に複数の同期検波画像を生成する同期検波処理手段と、複数の同期検波画像の各画像内において、所定の高輝度を有する高輝度部のエッジを検出する高輝度部エッジ検出手段と、高輝度部のエッジに基づいて、エッジ領域を生成するエッジ領域生成手段と、エッジ領域生成手段にて生成されたエッジ領域に、所望の輝度となる画素を代入して前記同期検波処理の結果を補正する同期検波補正手段とを備える。

本発明に係る撮影装置及び撮影装置の画像処理方法では、撮影手段で撮影された複数の画像から高輝度部のエッジを検出してエッジ領域を抽出し、更に、複数の画像に基づいて同期検波処理を行うことにより同期検波画像を生成する。そして、同期検波画像中のエッジ領域の輝度値を、同期検波補正手段により補正する。従って、撮影手段と撮影対象との相対的な動きに起因して同期検波画像にノイズが発生した場合に、これを補正して高精度な同期検波画像を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る撮影装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る撮影装置の、エッジ領域検出部による処理を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る撮影装置の、同期検波出力補正部による処理を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る撮影装置の、処理手順を示すフローチャートである。 同期検波画像中に含まれる白線と、その周囲のエッジ領域を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る撮影装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係り、エッジ領域を復元する様子を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係り、反射率の相違によりエッジ領域を区分する様子を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る撮影装置の、処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係り、アスファルトで反射した光と白線で反射した光の反射率の相違を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態の説明］
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮影装置の構成を示すブロック図である。この撮影装置１０は、例えば車両等の移動体に設けられるものであり、図１に示すように、投光部１０３と、撮影部１０１と、露光制御部１０２と、参照信号生成部１０５と、同期パルス生成部１０４と、を備えている。

投光部１０３は、一検波周期内に複数の参照信号を発信し、この一検波周期内の各参照信号により強度変調された光を、撮影対象Ｐに向けて投光する。撮影部１０１は、強度変調された光が投光された撮影対象Ｐを、参照信号の発信タイミングと同期して撮影する。

露光制御部１０２は、撮影部１０１の露光時間を制御する。参照信号生成部１０５は、正弦波等の参照信号を生成し、同期パルス生成部１０４に出力する。

同期パルス生成部１０４は、参照信号生成部１０５で生成された参照信号からＰＷＭ信号等の同期パルスを生成する。更に、同期パルス生成部１０４で生成された同期パルス信号は、投光部１０３、及び露光制御部１０２に出力される。

更に、撮影装置１０は、撮影部１０１で時系列的に撮影される画像を記憶する画像情報記憶部１０７と、該画像情報記憶部１０７に記憶されている一検波周期内の画像データと、参照信号生成部１０５より出力される参照信号に基づいて同期検波を行い、一検波周期内に複数の同期検波画像を生成する同期検波処理部１０８を備えている。同期検波処理部１０８で生成される同期検波画像は、同期検波出力補正部１０９に出力される。

また、撮影部１０１で撮影され、画像情報記憶部１０７に記憶された画像から、高輝度を有する高輝度部のエッジを検出する輝度画像エッジ検出部（高輝度部エッジ検出手段）１０６と、該輝度画像エッジ検出部１０６で検出された一つの同期検波画像内の高輝度エッジに基づいて所定のエッジ領域を生成し、これを記憶するエッジ領域記憶部（エッジ領域生成手段）１１０を備えている。ここで、エッジ領域記憶部１１０は、１回の同期検波処理を行うために必要な輝度画像のエッジ領域を記憶するように設定できる。この場合には、記憶容量を必要最小限とすることができる。そして、エッジ領域記憶部１１０に記憶されたエッジ領域のデータは、同期検波出力補正部１０９に出力される。

同期検波出力補正部１０９は、後述する手順により、同期検波処理部１０８で検出される同期検波画像中の、エッジ領域記憶部１１０に記憶されているエッジ領域についての輝度データを補正し、検波画像生成部１１１にて補正された同期検波画像が生成され、下位システムに出力される。

次に、本実施形態に係る撮影装置１０のエッジ領域記憶部１１０に記憶される画像について説明する。図２は、車両に搭載した撮影装置１０により、時系列的に撮影される３枚の画像からエッジを抽出する手順を示す説明図である。図２に示すように、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３の順に３枚の輝度画像ａ１，ａ２，ａ３が撮影されており、車両走行中に撮影しているので、３枚の各輝度画像ａ１，ａ２，ａ３に映る対象物は車両の進行方向（図中左右方向）に位置ずれが発生している。具体的には、車両が図中右方向に移動しているので、撮影対象である路面の画像は左方向に位置ずれして映ることになる。

そして、図１に示した輝度画像エッジ検出部１０６は、輝度画像のエッジを検出する。エッジ検出は、予め輝度の閾値を設定しておき、この閾値と画素値とを対比することにより、エッジを検出することができる。そして、時刻ｔ１における輝度画像ａ１に対して、符号ｂ１に示すエッジ画像が得られる。即ち、輝度画像ａ１には、車両の影ｑ１、白線ｑ２、及び、路面の傷ｑ３が映し出されており、この輝度画像ａ１からエッジを抽出することにより、エッジ画像ｂ１に示すように、符号ｑ４，ｑ５，ｑ６のエッジ画像が得られる。上記と同様に時刻ｔ２における輝度画像ａ２、及び時刻ｔ３における輝度画像ａ３についてもエッジ画像が得られる。

そして、エッジ領域記憶部１１０は、これらのエッジ画像からエッジ領域を求めて記憶する。この処理では、少なくとも１つの画像に含まれるエッジをエッジ領域として設定する。その結果、図２の符号Ｑ１に示す如くのエッジ領域画像が得られることになる。

次に、同期検波処理部１０８における処理にて同期検波画像を生成する手順について、図３を参照して説明する。図３に示すように、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３の順に３枚の輝度画像ａ１，ａ２，ａ３が撮影されている。なお、この輝度画像は、図２に示した輝度画像ａ１，ａ２，ａ３と同一である。これらの輝度画像は、一検波周期で撮影される画像である。即ち、図１に示した参照信号生成部１０５で用いる参照波が正弦波である場合には、この参照波の１周期を３等分した位相で得られる画像である。具体的には、１２０度位相がシフトした画像である。

そして、同期検波処理部１０８では、３枚の画像に基づいて同期検波処理を実行することにより、図３の符号Ｑ２に示す如くの同期検波画像が取得されることになる。この際、撮影対象である路面の画像は、左方向に位置ずれして検出されることになる。従って、同期検波画像Ｑ２では、車両の影のエッジｑ１１、白線のエッジｑ１２，ｑ１３、及び路面の傷ｑ１４部分にノイズが発生し、不鮮明な画像として表示されることになる。

同期検波出力補正部１０９では、エッジ領域記憶部１１０に記憶されているエッジ領域、即ち、図２に示したエッジ領域画像Ｑ１に基づいて、同期検波画像を補正する。具体的には、同期検波画像Ｑ２中の、エッジ領域画像Ｑ１に含まれるエッジ領域の出力を無効とし（即ち、この領域の輝度値を不採用とし）、このエッジ領域を予め設定した手法により設定した輝度値とすることにより、ノイズによる影響を除去し、補正処理後の同期検波画像Ｑ３を生成する。

具体的には、同期検波画像Ｑ３は、車両の影によるエッジｑ１１、及び路面の傷によるエッジ領域が消去され、ノイズの影響を受けることのない白線領域ｙ１のみが表示された画像となる。

次に、本実施形態に係る撮影装置１０の処理手順を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、ステップＳ１０１において、露光制御部１０２は、撮影部１０１を作動させ、同期パルス生成部１０４より出力されるＰＷＭ信号に同期して、該撮影部１０１による露光を開始する。

ステップＳ１０２において、投光部１０３は、同期パルス生成部１０４で生成されたＰＷＭ信号により変調した照射光（強度変調された照射光）を生成し、更に、ステップＳ１０３において、この照射光を撮影対象に向けて投光する。本実施形態では、車両走行中に走行路の路面に向けて投光する。

ステップＳ１０４において、設定した露光時間が経過したか否かを判断し、露光時間が経過した場合には（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１０５において、露光制御部１０２による露光を終了する。即ち、１枚の画像が撮影される。

ステップＳ１０６において、撮影した画像に、照射光を照射したことを示す照射フラグ、及び周期情報を付加する。即ち、一検波周期で撮影される画像のうちの、何番目の画像であるかを示す情報を付加する。次いで、ステップＳ１０７において、撮影した画像を画像情報記憶部１０７に記憶し保存する。

ステップＳ１０８において、輝度画像エッジ検出部１０６は、画像情報記憶部１０７に記憶されている輝度画像に基づき、該輝度画像に含まれるエッジを検出する。即ち、図２に示したエッジ画像ｂ１を取得する。そして、ステップＳ１０９において、取得したエッジ画像をエッジ領域記憶部１１０に記憶する。

ステップＳ１１０において、一検波周期分の画像が撮影されたか否かが判断され、一検波周期分の画像が撮影されていない場合には（ステップＳ１１０でＮＯ）、ステップＳ１０１の処理に戻って、次の画像を撮影する。一方、一検波周期分の画像（この例では３枚）が撮影されている場合には（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１１において、同期検波処理部１０８は、画像情報記憶部１０７に記憶されている一検波周期分の輝度画像を読み出す。即ち、図３に示した時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３において撮影した画像が読み出される。

ステップＳ１１２において、同期検波処理部１０８は、一検波周期分の輝度画像に基づいて、同期検波処理を行う。その結果、図３に示した同期検波画像Ｑ２が得られる。

ステップＳ１１３において、同期検波出力補正部１０９は、エッジ領域記憶部１１０に記憶されているエッジ領域の情報を読み出す。即ち、図２，図３に示したエッジ領域画像Ｑ１を読み出す。更に、ステップＳ１１４において、同期検波画像におけるエッジ領域の出力を補正する。

エッジ領域の補正は、一例として、図５に示すように、エッジ領域ｑ２１，ｑ２２（出力が停止された領域）の外周部の領域ｘ１，ｘ２の輝度値を読み取り、各輝度値の平均値を補正輝度値として用いることができる。従って、図５に示すエッジ領域ｑ２１，ｑ２２には、外周部の領域ｘ１，ｘ２の平均輝度値が代入されるので、移動によりノイズが生じるエッジ領域を、周囲の輝度値と大きく乖離しない出力値に補正でき、違和感の少ない画像とすることができる。

そして、ステップＳ１１５において、検波画像生成部１１１により補正した同期検波画像が生成され、この同期検波画像を後段の機器に出力する。その後、次工程の処理に移行する。また、ステップＳ１１６において、電源がオフと判断された場合には、本処理を終了する。こうして、撮影部１０１と撮影対象Ｐが相対的に移動する際に、同期検波画像にノイズが生じる場合であっても、この領域の輝度値を補正することにより、ノイズの少ない鮮明な同期検波画像を取得することができるのである。

このようにして、本実施形態に係る撮影装置１０では、ＰＷＭ変調（強度変調）された照射光を撮影対象Ｐに照射し、この照射光を撮影部１０１で撮影して同期検波画像を取得する際に、撮影部１０１で撮影される画像から高輝度部のエッジとなるエッジ領域を検出し、同期検波画像中のエッジ領域について、このエッジ領域の輝度値を採用せず、該エッジ領域の周囲画素の輝度値に基づいて補正している。

従って、車両が移動中に、該車両に搭載した撮影部１０１で路面の同期検波画像を撮影するような場合であっても、移動することによる発生するノイズを除去し、除去した領域を所望の輝度に補正することができるので、動きが生じる場合でも鮮明な同期検波画像を生成することができる。

また、エッジ領域の周囲画像の画素に基づいてエッジ領域の輝度を設定するので、違和感のない鮮明な同期検波画像を生成することができる。

更に、エッジ領域の周囲画像における平均輝度値を補正輝度値として、上記のエッジ領域の輝度値を補正するので、車両が移動中に、該車両に搭載した撮影部１０１で路面の同期検波画像を撮影するような場合であっても、移動することによる発生するノイズを除去し、除去した領域を所望の輝度に補正することができる。また、周囲の同期検波画像の出力値と大きく乖離することのない画像とすることができる。このため、動きが生じる場合でも鮮明な同期検波画像を生成することができる。

更に、エッジ領域記憶部１１０は、１回の同期検波処理で必要とする画像のエッジ領域を記憶するので、必要最小限の記憶容量とすることができる。

また、上述した実施形態では、同期検波画像中のエッジ領域の出力を停止し、このエッジ領域の輝度値を、エッジ領域外周の輝度値の平均値とする例について説明したが、これ以外にも例えば、エッジ領域外周の最大輝度値、或いは最低輝度値とすることも可能である。更に、エッジ領域内周の輝度値の平均値とすることや、内周の輝度値と外周の輝度値の平均値を採用することも可能である。

更に、内周の平均輝度値から外周の平均輝度値へ徐々に変化するようにエッジ領域の輝度値を設定することも可能である。こうすることにより、周囲の同期検波画像の出力値に適合した輝度値に設定でき、違和感の少ない同期検波画像を得ることができる。

また、輝度画像エッジ検出部１０６で用いるエッジ検出時の閾値を、同期検波出力画像の解像度（ビット階調）に応じて変化させることも可能である。具体的には、解像度が低い場合には、エッジ検出時の閾値を小さくするように設定することも可能である。このような構成により、ノイズの少ない同期検波画像に対して、必要以上に多くのエッジを検出することがなく、これとは反対にノイズの多い同期検波画像に対して、エッジ検出が少なすぎないように設定することができる。

なお、上述した実施形態では、一検波周期に３枚の画像を撮影して同期検波処理を行う例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一検波周期に２枚、或いは４以上の画像を撮影して同期検波処理を行うようにすることも可能である。

［第２実施形態の説明］
次に、第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態に係る撮影装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、該撮影装置１０ａは、前述の図１に示した撮影装置１０と対比して、同期検波出力補正部１０９の後段に反射率差分判定部１１２と、エッジ復元部１１３、及び画像出力部１１４を備えた点で相違する。それ以外の構成は、図１と同様であるので、同一符号を付して詳細な構成説明を省略する。

反射率差分判定部１１２は、エッジ領域記憶部１１０に記憶されているエッジ領域の両側でそれぞれ光反射率を求め、更に、求めた各反射率の差分を演算し、この差分が予め設定した差分閾値よりも大きいか否かを判定する。以下、光反射率の測定方法について、図１０を参照して説明する。

図１０は、投光部１０３より照射された光が、アスファルト（反射率Ｒａ）、或いは白線（反射率ＲＩ）にて反射し、撮影部１０１にて撮影される様子を模式的に示す説明図である。投光部１０３より光が照射され、この光がアスファルトに照射されて反射すると、この反射光は撮影部１０１に入光して撮影される。そして、投光部１０３より照射される光量をＩとし、拡散率をＤａとすると、アスファルトへの入射光量はＩ・Ｄａとなり、撮影部１０１で撮影される光量（反射光量）は、Ｒａ・Ｉ・Ｄａとなる。従って、入射光量Ｉ・Ｄａと、反射光量Ｒａ・Ｉ・Ｄａとの比率により、反射率Ｒａが求められる。従って、この反射率Ｒａに基づいて、撮影部１０１で撮影された光は、アスファルトにて反射した光であることが認識される。

同様に、投光部１０３より照射される光量をＩとし、拡散率をＤＩとすると、白線への入射光量はＩ・ＤＩとなり、撮影部１０１で撮影される光量（反射光量）は、ＲＩ・Ｉ・ＤＩとなる。従って、入射光量Ｉ・ＤＩと、反射光量ＲＩ・Ｉ・ＤＩとの比率により、反射率ＲＩが求められる。従って、撮影部１０１で撮影された光は、白線にて反射した光であることが認識される。つまり、撮影部１０１で撮影された画像の反射率を求めることにより、画像中に存在するアスファルトと白線を高精度に区分することができる。

図７は、反射率差分判定部１１２で、エッジと判定するか否かの判断を示す説明図であり、図７（ａ）はエッジ領域記憶部１１０に記憶されているエッジ画像を示しており、車両の動きによりエッジが移動している。具体的には、アスファルト上に投影される影の領域ｄ１の周囲にエッジが存在し、且つ、白線ｄ２の周囲にエッジが存在し、更に、路面の傷ｄ３の部分にエッジが存在している。

また、図７（ｂ）は、前述の第１実施形態で示した同期検波出力補正部１０９にて補正された後の検波画像を示しており、アスファルト上に存在する白線領域ｄ４が表示されている。そして、反射率差分判定部１１２では、エッジ画像と検波画像との重畳画像（図７（ａ），（ｂ）を重畳した画像）を作成する。その結果、図７（ｃ）に示す画像が得られる。そして、この画像に含まれるエッジの両側にて反射率を測定し、この差分が予め設定した差分閾値（これを「Ｄth」とする）よりも大きい場合には、アスファルト上に存在する白線であるものと判断し、差分閾値Ｄthよりも小さい場合には、白線ではないものと判断する。

図７（ｃ）に示す領域Ｒ１には、影によるエッジｑ３１が存在しており、この領域ではエッジｑ３１の両側（図中、上側と下側）において、反射率はほぼ同一であると判断される。即ち、エッジｑ３１は、アスファルトに映し出された影であるから、エッジｑ３１の両側で反射率は略同一となる。これに対して、領域Ｒ２には、白線によるエッジｑ３２が存在しており、この領域ではエッジｑ３２の両側において、反射率に大きな差が生じる。即ち、エッジｑ３２の図中上側はアスファルトの領域であり、図中下側は白線の領域であるので、反射率に大きな差が生じる。そして、反射率の差分閾値を予めＤthとして設定し、エッジｑ３２両側の反射率の差分が差分閾値Ｄthよりも大きい場合には、このエッジ領域において、復元処理を実行する。

即ち、領域Ｒ１に存在するエッジｑ３１については復元処理を行わず、領域Ｒ２に存在するエッジｑ３２では、復元処理を実行する。その結果、白線とアスファルトとの境界を、より高精度に区分することが可能となる。以下、図７（ｃ）に示す領域Ｒ２の拡大図である図８を参照して復元処理の詳細について説明する。

ある程度の幅を持つエッジ領域が存在している場合には、第１実施形態の手法では、このエッジ領域は、周囲の画素に応じた画素データ（例えば、アスファルトの画素データや白線の画素データ）が代入されることになる。これに対して、第２実施形態では、エッジ領域内にて反射率の差分に基づいて、白線とアスファルトを区別する。例えば、図８中の折れ線Ｌ１で、反射率の変化が生じていると検出された場合、即ち、折れ線Ｌ１の上側にてアスファルトの反射率が測定され、下側にて白線の反射率が測定された場合には、この折れ線Ｌ１にて、白線とアスファルトの境界を設定する。その結果、白線とアスファルトの境界線をより高精度に検出することができる。

以下、図９に示すフローチャートを参照して、第２実施形態に係る撮影装置１０ａの処理手順について説明する。図９において、ステップＳ１０１〜Ｓ１１４、Ｓ１１５の処理は前述した図４と同様であり、第２実施形態では、Ｓ１１４とＳ１１５の間にＳ１２１〜Ｓ１２５の処理が加えられている点で相違している。

よって、ステップＳ１０１〜１１４の詳細な説明を省略する。以下、図９に示すステップＳ１２１〜Ｓ１２５の処理について説明する。

ステップＳ１２１において、図６に示す反射率差分判定部１１２は、エッジ領域記憶部１１０に記憶されているエッジ画像と、同期検波出力補正部１０９で補正された同期検波画像を重畳した画像（図７（ｃ）に示す画像）に基づき、エッジ領域の両側にて反射率の差分を演算する。具体的には、図７（ｃ）に示すように、車両の進行方向を向くエッジである領域Ｒ１のエッジｑ３１を挟む両側領域での反射率を求め、更に、求めた反射率の差分を演算する。同様に、領域Ｒ２のエッジｑ３２を挟む両側領域での反射率を求め、更に、求めた反射率の差分を演算する。

ステップＳ１２２において、反射率差分判定部１１２は、エッジを挟む両側領域で測定した反射率の差分が、差分閾値Ｄth以上であるか否かを判断する。そして、差分閾値Ｄth以上である場合には（ステップＳ１２２でＹＥＳ）、ステップＳ１２３において、エッジ復元部１１３は、図６に示した輝度画像エッジ検出部１０６で検出された輝度画像を読み込む。

その後、ステップＳ１２４において、エッジ復元部１１３は、エッジ領域において輝度画像を用いてエッジを復元する。即ち、図７（ｃ）に示した領域Ｒ２のエッジｑ３２のように、エッジを挟む両側領域での反射率の差分が差分閾値Ｄthよりも大きい場合には、このエッジｑ３２は白線とアスファルトの境界のエッジであるものと認識することができるので、反射率が変化する境界を白線とアスファルトの境界であるものとして、白線側を白線の輝度とし、アスファルト側をアスファルトの輝度としてエッジ画像を復元する。

具体的には、図８に示すように、白線とアスファルトとの境界が折れ線Ｌ１とされた場合には、この折れ線Ｌ１の下側を白線の輝度とし、上側をアスファルトの輝度としてエッジ画像を復元する。その後、ステップＳ１２５に処理を進める。

一方、ステップＳ１２２の処理で、エッジを挟む両側領域での反射率の差分が、差分閾値Ｄth未満であると判断された場合には（ステップＳ１２２でＮＯ）、エッジの復元処理を行わずに、ステップＳ１２５に処理を進める。具体的には、図７（ｃ）に示した領域Ｒ１のエッジq ３１のように、エッジを挟む両側領域で反射率の差分が差分閾値Ｄth未満である場合には、この領域はアスファルトに投影された影によるエッジである可能性が高いので、復元処理を行わずに、ステップＳ１２５に処理を進める。

ステップＳ１２５において、反射率差分判定部１１２は、全てのエッジにて判定が終了したか否かを判断し、終了した場合には、ステップＳ１１５に処理を進める。

そして、ステップＳ１１５において、エッジ復元部１１３で復元処理が行われた検波画像を、画像出力部１１４より後段の機器に出力する。その後、次工程の処理に移行する。また、ステップＳ１１６において、電源がオフと判断された場合には、本処理を終了する。こうして、エッジを挟む両側領域にて反射率を測定し、これらの差分に応じて白線とアスファルトとの境界であるか否かを判断することができ、白線とアスファルトとの境界であると判断された際には、このエッジ領域内を復元して白線の領域とアスファルトの領域をより詳細に区分することができるのである。

このようにして、第２実施形態に係る撮影装置１０ａでは、前述した第１実施形態にて示した撮影装置１０と同様の効果を達成できる。更に、エッジを挟む両側領域の反射率に基づいて、エッジ領域を白線の領域とアスファルトの領域に区分し、白線の領域を白線の輝度とし、アスファルトの領域をアスファルトの輝度とすることにより、エッジ領域を復元する。

従って、エッジ領域をより細かくアスファルト領域と白線領域に区別することができ、アスファルト上に敷設された白線位置をより高精度に認識することができる。その結果、例えば、車両と白線との間の距離を測定しながら車両を白線に沿って走行させる制御を行う場合等に、車両走行の精度を向上させることが可能となる。

また、エッジを挟む両側領域の同期検波出力に基づいて各側の反射率の差分を求め、この差分が予め設定した差分閾値Ｄthを超えた場合に、アスファルトと白線の境界であるものと判断するので、より高精度な境界認識が可能となる。

以上、本発明の撮影装置、及び撮影装置を用いた画像処理方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

本発明は、同期検波処理画像に存在するノイズを除去することに利用することができる。

１０，１０ａ 撮影装置
１０１ 撮影部
１０２ 露光制御部
１０３ 投光部
１０４ 同期パルス生成部
１０５ 参照信号生成部
１０６ 輝度画像エッジ検出部
１０７ 画像情報記憶部
１０８ 同期検波処理部
１０９ 同期検波出力補正部
１１０ エッジ領域記憶部
１１１ 検波画像生成部
１１２ 反射率差分判定部
１１３ エッジ復元部
１１４ 画像出力部
Ｐ 撮影対象

Claims (10)

1. 一検波周期内に複数の参照信号を発信し、この一検波周期内の各参照信号により強度変調された光を投光する投光手段と、
   前記強度変調された光が投光された撮影対象を、前記参照信号の発信タイミングと同期して撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段にて撮影された撮影対象の画像を記憶する画像記憶手段と、
   前記画像記憶手段に記憶されている一検波周期内の画像データ、及び前記参照信号に基づいて同期検波処理を行い、一検波周期内に複数の同期検波画像を生成する同期検波処理手段と、
   複数の同期検波画像の各画像内において、所定の高輝度を有する高輝度部のエッジを検出する高輝度部エッジ検出手段と、
   少なくとも一つの同期検波画像内の、前記高輝度部のエッジに基づいて、所定のエッジ領域を生成するエッジ領域生成手段と、
   前記同期検波画像中の、前記エッジ領域生成手段にて生成されたエッジ領域に、所望の輝度となる画素を代入して前記同期検波処理の結果を補正する同期検波補正手段と、
   を有することを特徴とする撮影装置。
2. 前記同期検波補正手段は、前記同期検波画像中の前記エッジ領域の輝度を、該エッジ領域周囲の画素の輝度に基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記同期検波補正手段は、前記エッジ領域の輝度を、該エッジ領域の外周となる領域の輝度の平均値、最小値、及び最大値のうちのいずれか１つに設定することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
4. 前記同期検波補正手段は、前記エッジ領域の輝度を、該エッジ領域の外周となる領域の輝度、及び内周となる輝度に基づいて一様な輝度となるように補正することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
5. 前記同期検波補正手段は、前記エッジ領域の輝度を、該エッジ領域の外周側から内周側に向けて徐々に変化するように補正することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
6. 前記高輝度部エッジ検出手段は、高輝度部のエッジ検出に用いるエッジ検出閾値を、検波出力画像の解像度に応じて設定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の撮影装置。
7. 前記高輝度部エッジ検出手段で検出されたエッジを挟む両側領域の光反射率を求め、各光反射率の差分を求める反射率差分判定手段と、
   前記反射率差分判定手段にて、光反射率の差分が所定の差分閾値よりも大きいと判定された場合に、この高輝度部のエッジに基づいて生成されたエッジ領域の画像を復元する画像復元手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の撮影装置。
8. 前記エッジ領域生成手段は、過去において取得された複数の同期検波画像にて、エッジが存在していた領域をエッジ領域として設定し、
   前記エッジ領域の両側の同期検波出力に基づいて各光反射率を求め、更に各光反射率の差分を求めることを特徴とする請求項７に記載の撮影装置。
9. 一検波周期内に複数の参照信号を発信し、この一検波周期内の各参照信号により強度変調された光を撮影対象に向けて投光するステップと、
   前記強度変調された光が投光された撮影対象を、前記参照信号の発信タイミングと同期して撮影するステップと、
   撮影された前記撮影対象の画像を記憶するステップと、
   記憶されている一検波周期内の画像データ、及び前記参照信号に基づいて同期検波処理を行い、一検波周期内に複数の同期検波画像を生成するステップと、
   複数の同期検波画像の各画像内において、所定の高輝度を有する高輝度部のエッジを検出するステップと、
   少なくとも一つの同期検波画像内の、前記高輝度部のエッジに基づいて、所定のエッジ領域を生成するステップと、
   前記同期検波画像中の、前記エッジ領域に、所望の輝度となる画素を代入して前記同期検波処理の結果を補正するステップと、
   を有することを特徴とする撮影装置の画像処理方法。
10. 前記高輝度部エッジ検出手段で検出されたエッジを挟む両側領域の光反射率を求め、各光反射率の差分を求めるステップと、
    光反射率の差分が所定の差分閾値よりも大きいと判定れた場合に、この高輝度部のエッジに基づいて生成されたエッジ領域の画像を復元するステップと、
    を更に備えたことを特徴とする請求項９に記載の撮影装置の画像処理方法。