JP2019122010A - Rear image display device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載されて後方を撮像して表示する車両用後方画像表示装置に関する。 The present invention relates to a vehicle rear image display device mounted on a vehicle and imaging and displaying a rear side.
従来から、車両に取り付けられたカメラで車両前方を撮像し、得られた画像に含まれる各画素の画素値が飽和レベルに達している飽和状態の画素が所定画素数以上隣接して存在する場合に、次にカメラが撮像する際の画素値・明るさ特性を高輝度部分が抑え込まれる方向に変更するようにした車載カメラ制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような処理を行うことにより、カメラの撮像した画像に対向車のヘッドライト、先行車のテールランプやブレーキランプ等の高輝度部分が存在する場合、カメラの有する画素値・明るさ特性として、明るさに対する画素値の変化の感度を低くするとともに、明るさのレベルが高いほど画素値の変化の割合が小さい画素値・明るさ特性に変更されるため、画像全体の明るさを抑えつつ、微妙なコントラストを検出することが可能となる。 Conventionally, when a camera mounted on a vehicle captures an image of the front of the vehicle and pixels in a saturated state in which the pixel value of each pixel included in the obtained image reaches a saturation level are adjacently a predetermined number of pixels or more There is known an on-vehicle camera control device that changes the pixel value and brightness characteristic when the camera captures an image in the direction in which the high luminance portion is suppressed (see, for example, Patent Document 1). By performing such processing, when a high brightness portion such as a headlight of an oncoming vehicle, a tail lamp of a preceding vehicle, or a brake lamp is present in an image captured by a camera, brightness is used as a pixel value / brightness characteristic of the camera. Since the sensitivity of the change in pixel value to the brightness is lowered and the change ratio of the pixel value is changed to a smaller value as the brightness level is higher, the brightness of the entire image is suppressed while the brightness of the entire image is suppressed. It is possible to detect various contrasts.
ところで、最近は、車両後方にカメラを設置し、このカメラで撮像した車両後方画像を、ルームミラー部に配置したLCDパネルに描画することで、ルームミラーを電子ミラー化する手法が実用化されつつある。このような手法を用いて車両後方画像を表示する場合に、夜間運転時には周辺道路の照度が低く、後続車両によるヘッドライトによるハレーションにより後方視界は極めて悪くなる。一方、CMS(カメラモニタリングシステム)の規格ではPLS(Point Light Source)に対応するためには、後方250mに位置する後続車ヘッドライト2点を2つの光源として分けて描画する必要がある。 By the way, recently, a camera is installed at the rear of the vehicle, and a method of converting the rearview mirror into an electronic mirror is put into practical use by drawing the rear image of the vehicle taken by this camera on the LCD panel arranged at the rearview mirror. is there. When displaying a vehicle rear image using such a method, the illumination on the nearby road is low during night driving, and the rear view becomes extremely poor due to halation by the headlights of the following vehicles. On the other hand, in order to correspond to PLS (Point Light Source) in the CMS (Camera Monitoring System) standard, it is necessary to divide and draw the two following vehicle headlights located 250 m behind as two light sources.
このような要請に応えるために、上述した特許文献1の手法を用いることが考えられる。しかし、後続車両のヘッドライトの明るさに合わせて、その都度カメラの様々な光学要素の制御を行って画素値・明るさ特性を変更しようとすると、処理負担が大きくなるという問題があった。一方で、後続車両の左右のヘッドライトを分離して描画することができたとしても、自車両から後続車両までの間が暗いと、暗闇の中に突然後続車両の左右のヘッドライトが現れることになり、自車両から後続車両までの距離間が把握しづらいという問題があった。
In order to respond to such a request, it is conceivable to use the method of
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、車両後方画像に含まれる後続車両の左右のヘッドライトを分けて描画するとともに、自車両から後続車両までの距離間を容易に把握することができる車両用後方画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to draw separately the left and right headlights of the following vehicle included in the vehicle rear image and to draw the distance from the own vehicle to the following vehicle An object of the present invention is to provide a rear image display apparatus for a vehicle which can easily grasp the interval.
上述した課題を解決するために、本発明の車両用後方画像表示装置は、後続車両の左右のヘッドライトの点灯時にこれら左右のヘッドライトを分離して描画可能なゲインに設定されており、車両の後方を撮像する第1の撮像手段と、自車両の左右のヘッドライトに照らされた車両の前方を撮像する第2の撮像手段と、第2の撮像手段による撮像によって得られた前方画像の一部を切り出すことにより部分画像を抽出する部分画像抽出手段と、第1の撮像手段による撮像によって得られた後方画像に、部分画像抽出手段によって抽出された部分画像を重畳して合成画像を生成する画像合成手段と、画像合成手段によって合成された合成画像を表示する表示手段とを備えている。 In order to solve the problems described above, the vehicle rear image display device of the present invention is set to a gain that can separate and draw the left and right headlights when the left and right headlights of the following vehicle are turned on. A first imaging means for imaging the rear of the vehicle, a second imaging means for imaging the front of the vehicle illuminated by the left and right headlights of the vehicle, and a front image obtained by imaging by the second imaging means The partial image extracted by the partial image extraction unit is superimposed on the partial image extraction unit that extracts the partial image by cutting out a part, and the backward image obtained by the imaging by the first imaging unit to generate a composite image And image display means for displaying the synthesized image synthesized by the image synthesis means.
第1の撮像手段のゲイン調整を行うことにより、後方画像に含まれる後続車両の左右のヘッドライトを分けて描画することができ、しかも、前方画像の一部を切り出した部分画像を後方画像に重畳するだけであるため、処理負担を軽減することができる。 By performing the gain adjustment of the first imaging means, the left and right headlights of the following vehicle included in the rear image can be divided and drawn, and a partial image obtained by cutting out a part of the front image is used as the rear image. The processing load can be reduced because only the superposition is performed.
また、上述した画像合成手段は、自車両の移動に伴って第2の撮像手段による撮像によって得られた複数の前方画像のそれぞれから部分画像抽出手段によって抽出された複数の部分画像を、後方画像に重畳することが望ましい。これにより、後方画像において自車両から後続車両までの間を、自車両のヘッドライトで照らされた路面に対応する部分画像を用いて描画することができ、後続車両の分離された左右のヘッドライトとともにこのような路面を表示することで、自車両から後続車両までの距離間が把握しやすくなる。 Further, the above-mentioned image combining means is configured to use, as a rear image, a plurality of partial images extracted by the partial image extraction means from each of the plurality of front images obtained by imaging by the second imaging means as the vehicle moves. It is desirable to overlap it. Thereby, in the rear image, the part from the host vehicle to the following vehicle can be drawn using a partial image corresponding to the road surface illuminated by the headlights of the host vehicle, and the separated left and right headlights of the following vehicle In addition, displaying such a road surface makes it easy to grasp the distance between the host vehicle and the following vehicle.
また、前方画像から上述した部分画像抽出手段によって抽出される部分画像は、自車両の走行車線の幅よりも広い範囲を含むことが望ましい。これにより、実際の車線(道路)の幅を再現した後方画像を表示することができ、違和感のない表示を行うことが可能となる。 Further, it is preferable that the partial image extracted by the partial image extraction unit described above from the front image includes a range wider than the width of the travel lane of the host vehicle. As a result, it is possible to display a rear image that reproduces the width of the actual lane (road), and it is possible to perform display without a sense of discomfort.
また、上述した画像合成手段は、後方画像上に自車両の走行状態に対応した走行軌跡を設定し、この走行軌跡に沿って、複数の部分画像を撮像時刻順に配置することにより画像合成を行うことが望ましい。特に、上述した走行状態には、自車両の向き、速度、蛇角が含まれていることが望ましい。これにより、自車両の走行状態に合わせて、後方画像における道路形状を変更することができ、合成画像を用いることによる違和感をさらに低減することができる。 Further, the above-mentioned image combining means sets a running locus corresponding to the running state of the vehicle on the rear image, and performs image combining by arranging a plurality of partial images in order of imaging time along the running locus. Is desirable. In particular, it is desirable that the traveling state described above includes the direction, speed, and snake angle of the host vehicle. Thus, the road shape in the rear image can be changed in accordance with the traveling state of the host vehicle, and the discomfort due to the use of the composite image can be further reduced.
また、上述した表示手段は、ルームミラーの一部に合成画像を表示することが望ましい。これにより、実際に見える後方画像と合成画像を並べて表示することができ、これらの画像を見比べることにより、さらに自車両から後続車両までの距離間が把握しやすくなる。 Moreover, as for the display means mentioned above, it is desirable to display a synthesized image on a part of room mirror. As a result, it is possible to display the rear image and the composite image that are actually seen side by side, and by comparing these images, it is easier to grasp the distance from the host vehicle to the following vehicle.
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用後方画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a rear image display apparatus for a vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図1は、一実施形態の車両用後方画像表示装置の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態の車両用後方画像表示装置1は、前カメラ10F、後カメラ10R、前画像格納部20F、後画像格納部20R、部分画像抽出部30、重畳画像格納部40、走行状態検出部50、画像合成部60、表示部70を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a rear image display apparatus for a vehicle according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the vehicle rear
前カメラ10Fは、自車両の前方を撮像する。撮像範囲は、自車両のヘッドライトを点灯させたときに照明が当たる路面を含む範囲であって、走行中の車線の幅よりも広い路面の範囲が少なくとも含まれる。
The
後カメラ10Rは、物理的なルームミラーが備わっていると仮定したときに、車両の運転者から見てこのルームミラーに映る領域が撮像範囲に含まれるように、自車両の後方を撮像する。また、本実施形態では、自車両の後ろを走行している後続車両の左右のヘッドライトの点灯時に、これら左右のヘッドライトを分離して描画可能となるように後カメラ10Rのゲインが設定されている。 When it is assumed that a physical rearview mirror is provided, the rear camera 10R captures an image of the rear of the host vehicle so that the area seen by the rearview mirror as viewed from the driver of the vehicle is included in the imaging range. Further, in the present embodiment, when the left and right headlights of the following vehicle traveling behind the host vehicle are turned on, the gain of the rear camera 10R is set so that the left and right headlights can be separated and rendered. ing.
前カメラ10Fによる撮像によって得られた画像(前方画像)は前画像格納部20Fに格納される。また、後カメラ10Rによる撮像によって得られた画像(後方画像)は後画像格納部20Rに格納される。
An image (forward image) obtained by imaging with the
部分画像抽出部30は、前カメラ10Fによって撮像されて前画像格納部20Fに格納された前方画像の一部を切り出すことにより部分画像を抽出する。前カメラ10Fによる所定の時間間隔で前方画像の撮像が行われると、それぞれの前方画像を対象に部分画像が順次抽出され、重畳画像格納部40に格納される。
The partial
走行状態検出部50は、走行状態として少なくとも自車両の向き、速度、蛇角を検出する。例えば、GPS装置や加速度センサを用いることにより自車両の向きを検出することができる。また、車速パルスの出力間隔を計測することにより自車両の速度を検出することができる。さらに、ハンドルの操作角度をセンサによって測定することにより、蛇角を検出することができる。なお、検出の具体的方法はこれら以外の方法を用いるようにしてもよい。
The traveling
画像合成部60は、後画像格納部20Rから読み出した後方画像上に、走行状態検出部50によって検出された自車両の走行状態に対応した自車両の走行軌跡を設定し、重畳画像格納部40に格納されている撮像時刻が異なる複数の部分画像をこの走行軌跡に沿って配置することにより、後方画像上に複数の部分画像を重畳して合成画像を生成する。ここで設定される走行軌跡は、自車両の後方に見える道路形状に対応するものであり、例えばある走行速度で走行中に右にハンドルを回したことが走行状態検出部50によって検出されると、走行速度に対応する曲率半径で右側にカーブした道路軌跡が設定される。なお、後方画像上では、このようなカーブした形状に対して運転者の視点位置に着目した視点変換を行った後の走行軌跡形状となる。
The
表示部70は、画像合成部60によって生成された合成画像を表示する。例えば、表示部70は液晶表示装置によって構成されており、ルームミラーの一部に埋め込まれている。
The
上述した後カメラ10Rが第1の撮像手段に、前カメラ10Fが第2の撮像手段に、部分画像抽出部30、重畳画像格納部40が部分画像抽出手段に、画像合成部60が画像合成手段に、表示部70が表示手段にそれぞれ対応する。
The above camera 10R is the first imaging means, the
本実施形態の車両用後方画像表示装置1はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。
The vehicle rear
本実施形態では、夜間走行時に、後カメラ10Rで撮像した後続車両の左右のヘッドライトの照明光によってハレーションが生じ、これら左右のヘッドライトが分離できなくなるおそれがあることを考慮し、これら左右のヘッドライトを分離するために、後カメラ10Rのゲイン(感度)を下げて画素値が飽和しないようにしている。また、この後カメラ10Rで撮像された後方画像に、前カメラ10Fで撮像された前方画像から切り出された部分画像を合成する処理が行われる。
In the present embodiment, it is considered that halation may occur due to illumination lights of left and right headlights of the following vehicle captured by the rear camera 10R at night traveling, and these left and right headlights may not be separated. In order to separate the headlights, the gain (sensitivity) of the rear camera 10R is lowered to prevent the pixel value from being saturated. Further, after this, a process of combining a partial image cut out from the front image taken by the
このため、このような処理を実施するタイミングとしては、(1)後続車両の左右のヘッドライトに対応する高輝度領域を抽出し、この高輝度領域が左右2つに分離できないことを検出したとき、(2)自車両周囲が暗くなったことをセンサ(図示せず)によって検出したとき、(3)自車両のヘッドライトを点灯させたとき、などが考えられる。 Therefore, as the timing for performing such processing, (1) when the high brightness area corresponding to the left and right headlights of the following vehicle is extracted and it is detected that the high brightness area can not be separated into two left and right (2) When a sensor (not shown) detects that the surroundings of the host vehicle have become dark, (3) When the headlights of the host vehicle are turned on, etc. can be considered.
図2は、夜間走行時に後方画像において後続車両の左右のヘッドライトを分離する際に行われる画像合成の動作手順を示す流れ図である。この動作手順は所定の時間間隔で繰り返される。 FIG. 2 is a flow chart showing an operation procedure of image synthesis performed when separating the left and right headlights of the following vehicle in the rear image when traveling at night. This operation procedure is repeated at predetermined time intervals.
まず、前カメラ10Fと後カメラ10Rによってそれぞれの撮像範囲を撮像する(ステップ100)。夜間走行時を想定しているため、自車両のヘッドライトが点灯し、自車両前方の路面を含む所定範囲が明るくなっており、この明るい路面が前カメラ10Fによって撮像される。また、車両後方を撮像する後カメラ10Rは、ゲインが低く設定されているため、ヘッドライトを点灯させた後続車両が視界(撮像範囲)に入ってきても、後方画像において左右のヘッドライトに対応する領域を分離することができる。前カメラ10Fによる撮像によって得られた前方画像は前画像格納部20Fに格納される。また、後カメラ10Rによる撮像によって得られた後方画像は後画像格納部20Rに格納される。
First, each imaging range is imaged by the
次に、部分画像抽出部30は、前画像格納部20Fに格納されている前方画像を読み出して、その一部を切り出して部分画像を抽出する(ステップ102)。このようにして抽出された部分画像は、順次、重畳画像格納部40に格納される。
Next, the partial
図3は、前方画像から部分画像を抽出する具体例を示す図である。図3において、Pは部分画像を切り出す領域を示している。この領域Pは、自車両から所定距離(例えば3m)前方の横長領域であり、自車両が走行中の車線の幅よりも広い横幅を有している。 FIG. 3 is a diagram showing a specific example of extracting a partial image from a front image. In FIG. 3, P indicates a region from which a partial image is cut out. This area P is a horizontally long area ahead of the host vehicle by a predetermined distance (for example, 3 m), and has a width that is greater than the width of the lane in which the host vehicle is traveling.
次に、走行状態検出部50は、自車両の走行状態、具体的には自車両の向き、速度、蛇角を検出する(ステップ104)。
Next, the traveling
次に、画像合成部60は、後画像格納部20Rから後方画像を読み出し、検出された走行状態に対応する自車両の走行軌跡を後方画像上に設定する(ステップ106)。また、画像合成部60は、重畳画像格納部40に格納されている撮像時刻が異なる複数の部分画像を読み出し、この走行軌跡に沿って配置することにより、後方画像上に複数の部分画像を重畳して合成画像を生成する(ステップ108)。このようにして生成された合成画像は、表示部70に表示される(ステップ110)。
Next, the
図4は、設定された走行軌跡を示す図である。図4において、T1、T2は、自車両の走行状態に対応して設定された走行軌跡である。これら2本の走行軌跡T1、T2は、例えば、自車両の左右のタイヤ跡に対応するものであるが、左右のタイヤの間隔(幅)よりも広いあるいは狭い2本の走行軌跡を用いたり、1本の走行規制を用いるようにしてもよい。 FIG. 4 is a diagram showing a set traveling locus. In FIG. 4, T1 and T2 are traveling trajectories set corresponding to the traveling state of the host vehicle. These two travel trajectories T1 and T2 correspond to, for example, the left and right tire marks of the host vehicle, but use two travel trajectories wider or narrower than the interval (width) of the left and right tires, One travel regulation may be used.
図5は、図4に示す走行軌跡T1、T2に沿って部分画像を配置する説明図である。図5において、S1、S2、S3、S4、・・・は、撮像時刻が異なる前方画像から抽出した複数の部分画像を示している。S1が最も撮像時刻が新しい前方画像から抽出した部分画像であり、S2、S3、S4の順で撮像時刻が古くなる。各部分画像S1、S2、・・・の幅は、走行軌跡T1、T2の間隔に合わせて、横方向の幅が適宜縮小(ある拡大)される。 FIG. 5 is an explanatory view of arranging the partial images along the traveling trajectories T1 and T2 shown in FIG. In FIG. 5, S1, S2, S3, S4,... Indicate a plurality of partial images extracted from forward images different in imaging time. S1 is a partial image extracted from the forward image with the latest imaging time, and the imaging time becomes old in the order of S2, S3 and S4. The width of each partial image S1, S2,... Is appropriately reduced (a certain enlargement) in the lateral direction in accordance with the distance between the traveling loci T1, T2.
図6は、合成画像の表示例を示す図である。図6において、HLは後続車両の左側ヘッドライトを、HRは後続車両の右側ヘッドライトを示している。また、ハッチングは、後方画像に含まれる暗闇(コントラストがはっきりしない背景部分)を表している。図6に示すように、合成画像では、後続車両の左右のヘッドライトHL、HRが2つに分離して描画されているとともに、この後続車両に向かう路面が明るく照らし出された様子が描画されている。実際には、前方画像から抽出した部分画像を後方画像に重畳しているため、部分画像を抽出した実際の位置と描画位置との間には数mのずれが生じるが、この点を除けば、実際に撮像した路面の画像を用いて画像合成を行っているため、臨場感のある合成画像を生成することができる。 FIG. 6 is a view showing a display example of a composite image. In FIG. 6, HL indicates the left headlight of the following vehicle, and HR indicates the right headlight of the following vehicle. Further, hatching represents darkness (a background portion where the contrast is not clear) included in the rear image. As shown in FIG. 6, in the composite image, the left and right headlights HL and HR of the following vehicle are drawn separately, and a state in which the road surface toward the following vehicle is brightly illuminated is drawn ing. In practice, since a partial image extracted from the front image is superimposed on the rear image, a shift of several meters occurs between the actual position at which the partial image is extracted and the drawing position, except for this point Since the image synthesis is performed using the image of the road surface actually captured, it is possible to generate a realistic composite image.
このように、本実施形態の車両用後方画像表示装置1では、後カメラ10Rのゲイン調整を行うことにより、後方画像に含まれる後続車両の左右のヘッドライトを分けて描画することができ、しかも、前方画像の一部を切り出した部分画像を後方画像に重畳するだけで合成画像を生成しており、処理負担を軽減することができる。
As described above, in the vehicle rear
また、後方画像において自車両から後続車両までの間を、自車両のヘッドライトで照らされた路面に対応する部分画像を用いて描画することができ、後続車両の分離された左右のヘッドライトとともにこのような路面を表示することで、自車両から後続車両までの距離間が把握しやすくなる。 In addition, it is possible to draw from the own vehicle to the following vehicle in the rear image using a partial image corresponding to the road surface illuminated by the headlights of the own vehicle, with the separated left and right headlights of the following vehicle By displaying such a road surface, the distance between the host vehicle and the following vehicle can be easily grasped.
また、自車両の走行車線の幅よりも広い範囲を含む部分画像を用いることにより、実際の車線(道路)の幅を再現した後方画像を表示することができ、違和感のない表示を行うことが可能となる。 In addition, by using a partial image including a range wider than the width of the travel lane of the host vehicle, it is possible to display a rear image that reproduces the width of the actual lane (road), and display without discomfort It becomes possible.
また、後方画像上に自車両の走行状態(例えば、自車両の向き、速度、蛇角)に対応した走行軌跡を設定し、この走行軌跡に沿って、複数の部分画像を撮像時刻順に配置することにより画像合成を行っており、自車両の走行状態に合わせて、後方画像における道路形状を変更することができ、合成画像を用いることによる違和感をさらに低減することができる。 In addition, a traveling locus corresponding to the traveling state of the host vehicle (for example, the direction, speed, and snake angle of the host vehicle) is set on the rear image, and a plurality of partial images are arranged in imaging time order along this traveling locus. Thus, the image synthesis is performed, and the road shape in the rear image can be changed in accordance with the traveling state of the host vehicle, and the discomfort caused by using the synthesized image can be further reduced.
また、ルームミラーの一部に合成画像を表示することにより、実際に見える後方画像と合成画像を並べて表示することができ、これらの画像を見比べることにより、さらに自車両から後続車両までの距離間が把握しやすくなる。 Further, by displaying the composite image on a part of the rearview mirror, it is possible to display the rear image and the composite image that are actually seen side by side, and by comparing these images, the distance between the own vehicle and the following vehicle Is easier to understand.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、表示部70をルームミラーの一部に設けたが、表示部70をルームミラー以外の位置に設けるようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the embodiment described above, the
上述したように、本発明によれば、第1の撮像手段のゲイン調整を行うことにより、後方画像に含まれる後続車両の左右のヘッドライトを分けて描画することができ、しかも、前方画像の一部を切り出した部分画像を後方画像に重畳するだけであるため、処理負担を軽減することができる。 As described above, according to the present invention, by performing the gain adjustment of the first imaging means, it is possible to divide the left and right headlights of the following vehicle included in the rear image and draw the front headlights. The processing load can be reduced because only the partial image in which a part is cut out is superimposed on the rear image.
1 車両用後方画像表示装置
10F 前カメラ
10R 後カメラ
20F 前画像格納部
20R 後画像格納部
30 部分画像抽出部
40 重畳画像格納部
50 走行状態検出部
60 画像合成部
70 表示部
1 Vehicle Rear
Claims (6)
自車両の左右のヘッドライトに照らされた車両の前方を撮像する第2の撮像手段と、
前記第2の撮像手段による撮像によって得られた前方画像の一部を切り出すことにより部分画像を抽出する部分画像抽出手段と、
前記第1の撮像手段による撮像によって得られた後方画像に、前記部分画像抽出手段によって抽出された前記部分画像を重畳して合成画像を生成する画像合成手段と、
前記画像合成手段によって合成された前記合成画像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする車両用後方画像表示装置。 When the left and right headlights of the following vehicle are turned on, the left and right headlights are set separately to be drawable, and a first imaging means for imaging the rear of the vehicle
Second imaging means for imaging the front of the vehicle illuminated by the left and right headlights of the vehicle;
Partial image extraction means for extracting a partial image by cutting out a part of a front image obtained by imaging by the second imaging means;
An image synthesis unit that generates a composite image by superimposing the partial image extracted by the partial image extraction unit on a backward image obtained by imaging by the first imaging unit;
Display means for displaying the combined image combined by the image combining means;
A rear image display apparatus for a vehicle comprising:
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