JP2023055317A - Imaging system and imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、撮像システム、撮像方法に関する。 The present disclosure relates to imaging systems and imaging methods.
特許第4019182号公報(特許文献1)には、車両の上部に設置されて車両の前方領域を照明する照明用光源と、車両における前記照明用光源の下方に設置され、その光源によって照明される領域を撮像する可視光または近赤外線の周波数帯域に感度を示す路面撮像用の第1のカメラと、車両に設置されて第1のカメラと同一方を撮像する10μm前後の赤外線の周波数帯域に感度を示す赤外線を放射する人間などの障害物撮像用の第2のカメラと、第1および第2の各カメラによってそれぞれ撮像された画像の合成画像を得る手段とをそなえ、照明用光源から発せられる照明光の開き角および第1のカメラの視野角が、照明光の光軸と照明領域から第1のカメラへの反射光の光軸とのなす角よりも小さくなるような関係をもって、照明用光源と第1のカメラとを配設したことを特徴とする視覚装置が記載されている。 In Japanese Patent No. 4019182 (Patent Document 1), a lighting light source that is installed in the upper part of the vehicle and illuminates the front area of the vehicle, and a lighting light source that is installed below the lighting light source in the vehicle and is illuminated by the light source A first camera for road surface imaging showing sensitivity in the visible light or near-infrared frequency band that captures an area, and a first camera installed in a vehicle that picks up the same direction as the first camera and is sensitive to the infrared frequency band around 10 μm. a second camera for imaging an obstacle such as a human being that emits infrared rays indicating the The illumination light opening angle and the viewing angle of the first camera are smaller than the angle formed by the optical axis of the illumination light and the optical axis of the reflected light from the illumination area to the first camera. A vision device is described, characterized by an arrangement of a light source and a first camera.
本開示に係る具体的態様は、霧発生時における対象空間(例えば車両前方)の状況をより的確に認識可能とする画像を得ることを目的の1つとする。 One of the purposes of the specific aspect of the present disclosure is to obtain an image that enables more accurate recognition of the situation of the target space (for example, the front of the vehicle) when fog occurs.
[1]本開示に係る一態様の撮像システムは、(a)近赤外波長又は赤外波長の光を放出する光源と、(b)対象空間を撮影して画像データを生成するカメラと、(c)前記カメラから得られる前記画像データを用いて画像処理を行うコントローラと、を含み、(d)前記光源は、前記対象空間に対して各々がビーム状である第1照射光と第2照射光とを異なる時期に照射するものであり、(e)前記コントローラは、(e1)前記第1照射光の照射時期に対応した第1画像データと前記第2照射光の照射時期に対応した第2画像データとを前記カメラから取得し、(e2)前記第1画像データの前記第1照射光に対応する部分である第1部分の各画素の輝度が最大値に飽和するように前記第1画像データの全体の輝度を調整することにより第1飽和画像データを生成するとともに、前記第2画像データの前記第2照射光に対応する部分である第2部分の各画素の輝度が最大値に飽和するように前記第2画像データの全体の輝度を調整することにより第2飽和画像データを生成し、(e3)前記第1飽和画像データの前記第1部分の各画素の輝度を特定値に置換することにより第1置換画像データを生成するとともに、前記第2飽和画像データの前記第2部分の各画素の輝度を前記特定値に置換することにより第2置換画像データを生成し、(e4)前記第1置換画像データと前記第2置換画像データを合成することによって合成画像データを生成する、撮像システムである。
[2]本開示に係る一態様の撮像方法は、(a)対象空間に対して、近赤外波長又は赤外波長の光を放出する光源から各々ビーム状である第1照射光と第2照射光とが異なる時期に照射されること、(b)コントローラが、前記第1照射光の照射時期に対応した第1画像データと前記第2照射光の照射時期に対応した第2画像データとをカメラから取得すること、(c)前記コントローラが、前記第1画像データの前記第1照射光に対応する部分である第1部分の各画素の輝度が最大値に飽和するように前記第1画像データの全体の輝度を調整することにより第1飽和画像データを生成するとともに、前記第2画像データの前記第2照射光に対応する部分である第2部分の各画素の輝度が最大値に飽和するように前記第2画像データの全体の輝度を調整することにより第2飽和画像データを生成すること、(d)前記コントローラが、前記第1飽和画像データの前記第1部分の各画素の輝度を特定値に置換することにより第1置換画像データを生成するとともに、前記第2飽和画像データの前記第2部分の各画素の輝度を前記特定値に置換することにより第2置換画像データを生成すること、(e)前記コントローラが、前記第1置換画像データと前記第2置換画像データを合成することによって合成画像データを生成すること、を含む、撮像方法である。
[1] An imaging system according to one aspect of the present disclosure includes: (a) a light source that emits light in a near-infrared wavelength or an infrared wavelength; (b) a camera that captures a target space to generate image data; (c) a controller that performs image processing using the image data obtained from the camera; (e) the controller (e1) first image data corresponding to the irradiation timing of the first irradiation light and the irradiation timing of the second irradiation light; (e2) obtaining the second image data from the camera; first saturated image data is generated by adjusting the overall luminance of one image data, and the luminance of each pixel of the second portion corresponding to the second irradiation light of the second image data is maximized; and (e3) setting the luminance of each pixel of the first portion of the first saturated image data to a specific value. and generating second replacement image data by replacing the brightness of each pixel of the second portion of the second saturated image data with the specific value, e4) The imaging system generates synthetic image data by synthesizing the first replacement image data and the second replacement image data.
[2] An imaging method according to one aspect of the present disclosure includes: (a) a first irradiation light and a second irradiation light, each of which is a beam from a light source that emits light of a near-infrared wavelength or an infrared wavelength, to a target space; (b) the controller outputs first image data corresponding to the irradiation timing of the first irradiation light and second image data corresponding to the irradiation timing of the second irradiation light; from a camera, and (c) the controller causes the first first saturated image data is generated by adjusting the brightness of the entire image data, and the brightness of each pixel of the second portion corresponding to the second irradiation light of the second image data is maximized; generating second saturated image data by adjusting the overall brightness of said second image data to be saturated; generating first replacement image data by replacing luminance with a specific value, and generating second replacement image data by replacing luminance of each pixel of the second portion of the second saturated image data with the specific value; (e) the controller generating synthetic image data by synthesizing the first replacement image data and the second replacement image data.
上記構成によれば、霧発生時における対象空間(例えば車両前方)の状況をより的確に認識可能とする画像を得ることができる。 According to the above configuration, it is possible to obtain an image that makes it possible to more accurately recognize the situation of the target space (for example, the front of the vehicle) when fog occurs.
図1(A)は、撮像システムの概略構成を示す図である。図示の撮像システムは、車両1に搭載され、車両1の前方空間(対象空間)を撮像して画像を生成するものであり、カメラ(撮像部)10、コントローラ(制御装置/画像処理装置)11、ドライバ(照射制御部)13、一対のランプユニット14L、14Rを含んで構成されている。この撮像システムは、各ランプユニット14L、14Rから近赤外波長域の照射光15を車両前方へ照射し、その際にカメラ10によって得られる画像データを用いて所定の画像処理を行うことにより、霧発生時においても車両前方の状況をより的確に認識可能とする画像を生成する。画像処理の具体的内容については後述する。
FIG. 1A is a diagram showing a schematic configuration of an imaging system. The illustrated imaging system is mounted on a
図1(B)は、ランプユニットから放出される照射光の指向角について説明するための図である。本実施形態では、ランプユニット14L(又は14R)の出光点16から放出される照射光15がその光軸(光の主進行方向)aを中心に所定の光強度を有する範囲を表す角度をこの照射光15の指向角と定義する。本開示において、指向角は、ランプユニットに用いられる光源がLEDである場合には指向半値角を示し、ランプユニットに用いられる光源がLD(レーザーダイオード)である場合には発散角を示す。本実施形態では、ランプユニットに用いる光源としてLEDを想定するため、LEDからの発光を集光光学手段に入射させて指向性を高め、照射光15の光強度が中心値(光軸aの位置での光強度)の1/2以上となる範囲(指向半値角)が2°となるように構成し、図示のように2°の円錐により規定される範囲を考える。この場合、指向角である指向半値角は2°ということになる。なお、光軸aの路面とのなす角度については、例えば路面に平行(0°)ないし路面を基準として上向きに1°~2°に設定される。
FIG. 1B is a diagram for explaining the orientation angle of the irradiation light emitted from the lamp unit. In this embodiment, the angle representing the range in which the
なお、照射光15の指向角は、2°以内に設定することが好ましい。照射光15の指向角を2°以内とすることにより、後述する飽和画像から輝度置換する領域を小さくすることができるとともに、指向角内の光強度を高め、周囲領域に照射される霧による散乱光を増加させることができる。なお、光源がLDである場合は、指向角である発散角を2°以内とすればよい。
The directivity angle of the
図2は、撮像システムの構成を示すブロック図である。撮像システムは、カメラ10、コントローラ11、ディスプレイ12、ドライバ13、一対のランプユニット14L、14Rを含んで構成されている。コントローラ11は、カメラ10、ディスプレイ12、ドライバ13のそれぞれと相互に接続されている。各ランプユニット14L、14Rは、ドライバ13と接続されている。コントローラ11は、例えば後述する図3に示すようにCPU、RAM、ROMなどを含むコンピュータを用いて構成されるものであるが、ここではその機能を理解しやすくするために機能ブロックを用いて説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the imaging system. The imaging system includes a
カメラ10は、車室内の所定位置(例えば、フロントガラス内の上部)に配置されており、車両1の前方空間を撮影して画像データを生成し、出力する。本実施形態のカメラ10は、少なくとも近赤外光(一例として波長800nm~1000nm程度)の光を受光可能な受光素子を含んで構成されている。カメラ10は、さらに可視光波長の光を受光可能であってもよい。本実施形態では、カメラ10としてモノクロ画像データを生成可能なものを想定するが、カラー画像データを生成可能なものであってもよい。
The
コントローラ11は、カメラ10から出力される画像データを用いて所定の画像処理を行うことにより、霧発生時における車両前方の状況を把握可能な画像(画像データ)を生成するものであり、飽和画像生成部21、輝度置換画像生成部22、合成画像生成部23を含んで構成されている。
The
ディスプレイ12は、車室内の所定位置に配置されており、コントローラ11によって生成される画像を表示する。このディスプレイ12としては、例えば液晶表示装置、有機EL表示装置など種々の表示装置を用いることができる。なお、ディスプレイ12への表示は任意であり、合成画像を用いて、物体認識など他の情報処理、信号の送信、車両制御へ応用することができる。例えば、物体認識結果(物体の存在する方位、物体の種類)のみをCAN(Controller Area Network)バスへメッセージとして送信することもできる。
The
ドライバ13は、コントローラ11の制御を受けて動作し、各ランプユニット14L、14Rの動作を制御するための信号を生成し、出力する。このドライバ13は、例えばLEDの動作制御のために設計された集積回路を用いて構成することができる。
The
ランプユニット14Lは、車両1の前部左側に配置されており、車両1の前方へ近赤外光からなり狭角でビーム状の照射光を放出するものであり、2つの赤外LED(light emitting diode)31、32を含んで構成されている。同様に、ランプユニット14Rは、車両1の前部右側に配置されており、車両1の前方へ近赤外光からなり狭角でビーム状の照射光を放出するものであり、2つの赤外LED33、34を含んで構成されている。ランプユニット14Lの2つの赤外LED31、32とランプユニット14Rの2つの赤外LED(光源)33、34の各々による光照射は、互いの照射時期をずらして行われる。この制御はドライバ13によって行われる。
The
飽和画像生成部21は、カメラ10から取得した画像データに基づいて、画像内の各ランプユニット14L、14Rによる狭角の照射光に対応する部分の輝度が最大値に飽和するように画像全体の輝度が調整された画像データ(以下、「飽和画像データ」という。)を生成する。この飽和画像データは、ランプユニット14Lの2つの赤外LED31、32による光照射時に対応するもの(以下、「第1飽和画像データ」という。)と、ランプユニット14Rの2つの赤外LED33、34による光照射時に対応するもの(以下、「第2飽和画像データ」という。)が生成される。各飽和画像データの生成方法の詳細については後述する。なお、飽和画像生成における、照射光に対応する部分(すなわち輝度値を最大値に変換する部分)は、照射光の光軸を含む任意の領域であり、指向角内の照射に相当する領域であることが好ましい。
Based on the image data acquired from the
輝度置換画像生成部22は、飽和画像生成部21によって生成される第1飽和画像データ及び第2飽和画像データのそれぞれについて、画像内の各ランプユニット14L、14Rによる狭角の照射光に対応する部分の輝度を所定値以下(一例として、0)であって最大値と比較して極めて低輝度な特定値に置き換えた輝度置換画像データを生成する。この輝度置換画像データは、第1飽和画像データに対応するもの(以下、「第1輝度置換画像データ」という。)と、第2飽和画像データに対応するもの(以下、「第2輝度置換画像データ」という。)が生成される。各輝度置換画像データの生成方法の詳細については後述する。
The luminance-replaced
合成画像生成部23は、輝度置換画像生成部22によって生成される第1輝度置換画像データと第2輝度置換画像データを合成することにより合成画像データを生成する。得られた合成画像データは、図示しない他の装置/システムへ提供される。また、合成画像データに基づく画像がディスプレイ12に表示される。ここでいう「他の装置/システム」には特に限定がなく、例えば、車両1の前方に存在する先行車両や対向車両などの位置に応じてハイビームの照射範囲と減光範囲を動的に設定する車両用灯具システム、車両の自動運転を制御するシステム、カーナビゲーションシステムなど種々のものが考えられる。
The composite
図3は、コントローラを構成するためのコンピュータの一例を示す。図示のコンピュータは、CPU(中央演算ユニット)101、ROM(読み出し専用メモリ)102、RAM(一時記憶メモリ)103、不揮発性メモリ104、外部IF(インタフェース)105を含んで構成されている。これらCPU101等の相互間はバスにより接続されている。CPU101は、プログラムを実行することにより情報処理を行う。ROM102は、CPU101の動作に必要な基本制御プログラムなどを格納する。RAM103は、CPU101の情報処理に必要なデータを一時記憶する。これらによって上記したコントローラ11が構成される。不揮発性メモリ104は、データを記憶するための記憶装置であり、上記したコントローラ11の各機能を実現するためのアプリケーションプログラムやデータなどを格納する。外部I/F105は、カメラ10、ディスプレイ12、ドライバ13とCPU101とを通信可能に接続する。
FIG. 3 shows an example of a computer for configuring the controller. The illustrated computer includes a CPU (central processing unit) 101 , a ROM (read only memory) 102 , a RAM (temporary memory) 103 , a
図4は、各ランプユニットから放出される狭角の照射光について説明するための図である。ここでは、車両1を上方から見た様子が模式的に示されている。本実施形態では、車両1の左斜め方向へ延びる照射光151、車両1の進行方向bからいくぶん左側へ傾いて延びる照射光152、車両1の進行方向bからいくぶん右側へ傾いて延びる照射光153、車両1の右斜め前方向へ延びる照射光154の4つの照射光が放出される。各照射光151、152、153、154は、上記した照射光15に相当するものであり、各々の指向角も同様である。照射光151はランプユニット14Lの赤外LED31によって形成され、照射光152はランプユニット14Lの赤外LED32によって形成され、照射光153はランプユニット14Rの赤外LED33によって形成され、照射光154はランプユニット14Rの赤外LED34によって形成される。なお、各ランプユニットに用いられる光源はLEDに限られず、LD(レーザーダイオード)とすることもできる。
FIG. 4 is a diagram for explaining narrow-angle irradiation light emitted from each lamp unit. Here, a state in which the
図示のように、各照射光151、152、153、154は、互いの指向角の範囲が重複しないように形成される。詳細には、各照射光151~154は、各々の光軸a1、a2、a3、a4の間で規定される配置角θ12、θ23、θ34が所定の大きさとなるようにそれぞれの向きが保たれている。配置角θ12は、照射光151の光軸a1と照射光152の光軸a2とのなす角であり、配置角θ23は、照射光152の光軸a2と照射光153の光軸a3とのなす角であり、配置角θ34は、照射光153の光軸a3と照射光154の光軸a4とのなす角である。これらの配置角は、一例として、θ12を3.7°~3.8°、θ23を2.2°~3.0°、θ34を3.7°~3.8°に設定することが好ましい。これらの設定値は、例えば車両1の30m~50m前方を照射してその状況を把握するのに適している。
As shown, the irradiation lights 151, 152, 153, and 154 are formed so that the directivity angle ranges do not overlap each other. Specifically, each of the irradiation lights 151 to 154 is oriented in such a manner that the arrangement angles θ 12 , θ 23 , and θ 34 defined between the optical axes a1, a2, a3, and a4 have predetermined sizes. is preserved. The arrangement angle θ12 is the angle between the optical axis a1 of the
図5(A)及び図5(B)は、各ランプユニットによる照射光の状態を説明するための図である。上記した図4と同様に車両1を上方から見た様子が模式的に示されている。ある時期においては、ランプユニット14Lの赤外LED31とランプユニット14Rの赤外LED33による光照射が行われ、照射光151、153が車両1の前方に形成される。別の時期においては、ランプユニット14Lの赤外LED32とランプユニット14Rの赤外LED34による光照射が行われ、照射光152、154が車両1の前方に形成される。このように、照射光151、153の形成と照射光152、154の形成とが交互に繰り返し実行される。
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the state of light emitted from each lamp unit. Similar to FIG. 4 described above, the
これらの照射光は、カメラ10による撮像周期に同期して切り替えられる。例えば、カメラ10の撮影時のフレームレートが30fpsであれば、これに同期して照射光151、153の形成と照射光152、154の形成が1/30秒の周期で切り替えられる。このような制御は、カメラ10から出力される露光動作に同期したトリガ信号を用いてドライバ13により実行される。
These irradiation lights are switched in synchronization with the imaging cycle of the
図6(A)及び図7(A)は、霧発生時にカメラによって得られる画像データの一例を模式的に示す図である。図6(A)では照射光151、153が照射されている際の画像データ例が示されており、図7(A)では照射光152、154が照射されている際の画像データ例が示されている。図6(A)に示すように、霧発生時に車両1の前方空間を撮影して得られる画像データ160aは、大部分において低輝度となり、先行車両などの物体や車線などを判別しづらいものとなる。また、画像データ160aには、照射光151、153による反射光に対応する光像161、163が含まれる。光像161、163は、相対的に輝度が高い領域である。光像161、163の周囲は、低輝度であり、照射光151、153が霧などにより散乱および反射して得られる。同様に、図7(A)に示すように、画像データ160bは、大部分において低輝度であり、照射光151、153に対応する光像162、164が含まれる。
FIGS. 6A and 7A are diagrams schematically showing an example of image data obtained by a camera when fog occurs. FIG. 6A shows an example of image data when irradiation lights 151 and 153 are applied, and FIG. 7A shows an example of image data when irradiation lights 152 and 154 are applied. It is As shown in FIG. 6A, most of the
上記のような画像データ160aに対して、飽和画像生成部21は、照射光151、153に対応する部分である光像161、163の輝度が最大値に飽和するように画像データ160aの全体の輝度を調整する。画像データ160a内において照射光151、153に対応する光像161、163が形成される範囲は、カメラ10の画角等の特性やランプユニット14Lからの照射光151、153の指向角などの情報から予め特定可能である。このため、光像161、163のそれぞれの範囲内に含まれる各画素の輝度を抽出し、その中で最も輝度の低い画素の輝度が飽和するような係数を求める。例えば、各画素に設定可能な輝度の最大値が255であり、光像161の範囲内で最も輝度の低い画素の輝度が100であったとすると、この画素の輝度を最大値に飽和させるには係数として2.55(=255/100)を乗算すればよい。さらに、この係数を光像161の他画素の輝度にも乗算する。このとき、係数を乗算後の輝度が最大値の255を超える場合はすべて255にする。光像163の範囲内の各画素に対しても同様に処理する。また、飽和画像生成部21は、画像データ160bに対しても上記と同様の処理を行う。
For the
また、上記のように求められた係数を画像データ160a、160bの他画素の各輝度に対しても乗算する。それにより、処理前は低輝度で判別しづらかった各画素についても輝度の値が底上げされ、判別可能な部分が得られる。このようにして得られる第1飽和画像データ170aの一例を図6(B)に示す。図示のように、第1飽和画像データ170aは、照射光151、153に対応する部分171、173がすべて輝度の上限値に飽和したもの(いわゆる白飛びしたもの)となる。また、第1飽和画像データ170aは、照射光151、153が霧中でミー散乱により周辺へ伝搬して照射されることにより、照射光151、153の周辺の路面や路上の物体も判別可能な程度に輝度が底上げされたものとなる。同様に、図7(B)に示すように第2飽和画像データ170bは、照射光152、154に対応する部分172、174がすべて輝度の上限値に飽和したものとなり、かつ照射光152、154の周辺の路面等も判別可能な程度に輝度が底上げされたものとなる。
In addition, each luminance of the other pixels of the
図8(A)は、第1輝度置換画像データの一例を模式的に示す図である。図8(B)は、第2輝度置換画像データの一例を模式的に示す図である。輝度置換画像生成部22は、第1飽和画像データ170aに対して、照射光151、153に対応する部分171、173の各々に含まれる各画素の輝度を最大値より極めて低輝度となる特定値(本実施形態では輝度値0)に置き換えた輝度置換画像データ180aを生成する(図8(A)参照)。この第1輝度置換画像データ180aでは、部分171に対応した範囲に低輝度領域181が形成され、部分173に対応した範囲に低輝度領域183が形成される。同様にして、輝度置換画像生成部22は、第2飽和画像データ170bに基づいて輝度置換画像データ180bを生成する(図8(B)参照)。この第2輝度置換画像データ180bでは、部分172に対応した範囲に低輝度領域182が形成され、部分174に対応した範囲に低輝度領域184が形成される。
FIG. 8A is a diagram schematically showing an example of first luminance-substituted image data. FIG. 8B is a diagram schematically showing an example of second luminance-substituted image data. The brightness-replaced
低輝度領域を形成する際の特定値は、0であることが好ましい。なお、低輝度領域を形成する際の特定値は、0に限定されず、実質的に低輝度といえる値であればよく、例えば最大値の5%以下の値を設定してもよい。各画素の輝度が最低値0、最大値255の範囲で規定される場合であれば、12以下の値を設定することができる。 The specific value for forming the low luminance area is preferably 0. Note that the specific value for forming the low-luminance region is not limited to 0, and may be any value that can be said to be substantially low-luminance. For example, a value that is 5% or less of the maximum value may be set. If the brightness of each pixel is specified within the range of 0 as the minimum value and 255 as the maximum value, a value of 12 or less can be set.
図8(C)は、合成画像データの一例を模式的に示す図である。合成画像生成部23は、第1輝度置換画像データ180aと第2輝度置換画像データ180bを合成することにより合成画像データ190を生成する。例えば、第1輝度置換画像データ180aと第2輝度置換画像データ180bとで対応する画素の輝度を合算し、この値に1/2を乗じることで合成画像データ190の各画素の輝度が得られる。それにより、車線や路上の物体(例えば先行車両)を認識しやすい画像データが得られる。
FIG. 8C is a diagram schematically showing an example of synthesized image data. The
このとき、第1輝度置換画像データ180aの各低輝度領域181、183の各画素とこれらに対応する第2輝度置換画像データ180bの各画素においては、単に輝度を合算するのみとして、1/2を乗じないようにすることも好ましい。同様に、第2輝度置換画像データ180bの各低輝度領域182、184の各画素とこれらに対応する第1輝度置換画像データ180aの各画素においては、単に輝度を合算するのみとして、1/2を乗じないようにすることも好ましい。これらの画素では合算した後に1/2を乗算しないことで、各低輝度領域181、183においては対応する第2輝度置換画像データ180bの各領域の輝度に置き換えられるのと同等の効果が得られ、各低輝度領域182、184においては対応する第1輝度置換画像データ180aの各領域の輝度に置き換えられるのと同等の効果が得られ、これらの領域と合成画像データ190の他の部分との間での輝度の差異を緩和することができる。
At this time, in each pixel of the low-
図9は、撮像システムのコントローラの動作手順を示すフローチャートである。ここに示す動作手順は、霧発生時においてカメラ10による撮像周期に対応して繰り返し行われるものとする。なお、霧発生時であることの検出については公知の方法を用いることができ、例えばカメラ10によって得られる画像データに基づいて検出することもできる。あるいは、図示しない操作部等を用いて運転者により霧発生時であることが操作入力されてもよい。また、図示のフローチャートにおいては、情報処理の結果に矛盾や不整合を生じない限りにおいて図示の各処理ブロックの順序を入れ替えてもよいし、図示しない他の処理ブロックが追加されてもよく、そのような実施態様も排除されない。
FIG. 9 is a flow chart showing the operation procedure of the controller of the imaging system. It is assumed that the operation procedure shown here is repeatedly performed corresponding to the imaging cycle of the
コントローラ11の飽和画像生成部21は、カメラ10から画像データを取得する(ステップS11)。上記のように、照射光151、153の照射に対応して画像データ160a(図6(A)参照)が取得され、照射光152、154の照射に対応して画像データ160b(図7(A)参照)が取得される。
The saturated
飽和画像生成部21は、取得した各画像データ160a、160bに基づいて飽和画像データを生成する(ステップS12)。上記のように、画像データ160aに基づいて第1飽和画像データ170aが生成され(図6(B)参照)、画像データ160bに基づいて第2飽和画像データ170bが生成される(図7(B)参照)。
The saturated
次に、輝度置換画像生成部22は、飽和画像生成部21によって生成された各飽和画像データに基づいて輝度置換画像データを生成する(ステップS13)。上記のように、第1飽和画像データ170aに基づいて第1輝度置換画像データ180aが生成され(図8(A)参照)、第2飽和画像データ170bに基づいて第2輝度置換画像データ180bが生成される(図8(B)参照)。
Next, the brightness-replaced
次に、合成画像生成部23は、各輝度置換画像データに基づいて合成画像データを生成する(ステップS14)。上記のように、第1輝度置換画像データ180aと第2飽和画像データ180bを合成することで合成画像データ190が生成される(図8(C)参照)。生成された合成画像データ190は、図示しない他装置/システムへ提供される。また、合成画像データ190に基づく画像がディスプレイ12に表示される。その後、ステップS11へ戻る。
Next, the
以上のような実施形態によれば、霧発生時における対象空間(例えば車両前方)の状況をより的確に認識可能とする画像を得ることができる。 According to the embodiment as described above, it is possible to obtain an image that enables more accurate recognition of the situation of the target space (for example, the front of the vehicle) when fog occurs.
なお、本開示は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本開示の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態では撮像システムの用途の一例として車載する場合を挙げたが用途はこれに限定されない。 It should be noted that the present disclosure is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present disclosure. For example, in the above-described embodiments, as an example of the use of the imaging system, the case of being mounted on a vehicle has been given, but the use is not limited to this.
また、上記した実施形態では2つのタイミングでそれぞれ2つずつの照射光を形成して画像データを得ていたが、各タイミングで形成する照射光は1つずつであってもよいし、3つ以上であってもよい。 In the above-described embodiment, two pieces of irradiation light are formed at two timings to obtain image data, but one piece of irradiation light or three pieces of irradiation light may be formed at each timing. or more.
また、上記した実施形態では各々が2つの赤外LEDを備える2つのランプユニットを用いて照射光を形成していたが、ランプユニットは一体に構成されていてもよい。また、レーザ素子からのレーザ光をMEMSミラー素子で走査することによって複数の照射光を形成可能なランプユニットを用いてもよいし、LED等の光源からの光を用いて液晶素子によって複数の照射光を形成可能なランプユニットを用いてもよいし、アクチュエータ等の機械的構成を用いてLED等の光源の向きを可変に設定することで複数の照射光を形成可能なランプユニットを用いてもよい。 Further, in the above-described embodiment, two lamp units each having two infrared LEDs are used to form irradiation light, but the lamp units may be integrally configured. Alternatively, a lamp unit capable of forming a plurality of irradiation lights may be used by scanning laser light from a laser element with a MEMS mirror element, or a liquid crystal element may be used to form a plurality of irradiation lights using light from a light source such as an LED. A lamp unit capable of forming light may be used, or a lamp unit capable of forming a plurality of irradiation lights may be used by variably setting the direction of a light source such as an LED using a mechanical configuration such as an actuator. good.
1:車両、10:カメラ、11:コントローラ、12:ディスプレイ、13:ドライバ、14L、14R:ランプユニット、15:照射光、16:出光点、21:飽和画像生成部、22:輝度置換画像生成部、23:合成画像生成部、31、32、33、34:赤外LED、151、152、153、154:照射光、160a、160b:画像データ、170a:第1飽和画像データ、170b:第2飽和画像データ、180a、第1輝度置換画像データ、170b:第2輝度置換画像データ、190:合成画像データ
1: Vehicle, 10: Camera, 11: Controller, 12: Display, 13: Driver, 14L, 14R: Lamp unit, 15: Irradiation light, 16: Light output point, 21: Saturated image generator, 22: Brightness replacement image generation Section 23: Synthetic
Claims (8)
対象空間を撮影して画像データを生成するカメラと、
前記カメラから得られる前記画像データを用いて画像処理を行うコントローラと、
を含み、
前記光源は、前記対象空間に対して各々がビーム状である第1照射光と第2照射光とを異なる時期に照射するものであり、
前記コントローラは、
前記第1照射光の照射時期に対応した第1画像データと前記第2照射光の照射時期に対応した第2画像データとを前記カメラから取得し、
前記第1画像データの前記第1照射光に対応する部分である第1部分の各画素の輝度が最大値に飽和するように前記第1画像データの全体の輝度を調整することにより第1飽和画像データを生成するとともに、前記第2画像データの前記第2照射光に対応する部分である第2部分の各画素の輝度が最大値に飽和するように前記第2画像データの全体の輝度を調整することにより第2飽和画像データを生成し、
前記第1飽和画像データの前記第1部分の各画素の輝度を特定値に置換することにより第1置換画像データを生成するとともに、前記第2飽和画像データの前記第2部分の各画素の輝度を前記特定値に置換することにより第2置換画像データを生成し、
前記第1置換画像データと前記第2置換画像データを合成することによって合成画像データを生成する、
撮像システム。 a light source that emits light of near-infrared wavelengths or infrared wavelengths;
a camera that captures a target space and generates image data;
a controller that performs image processing using the image data obtained from the camera;
including
wherein the light source irradiates the target space with first irradiation light and second irradiation light, each of which is in the form of a beam, at different times;
The controller is
Acquiring from the camera first image data corresponding to the irradiation time of the first irradiation light and second image data corresponding to the irradiation time of the second irradiation light,
first saturation by adjusting the brightness of the entire first image data so that the brightness of each pixel in the first portion corresponding to the first irradiation light of the first image data is saturated to a maximum value; image data is generated, and the overall brightness of the second image data is adjusted so that the brightness of each pixel of the second portion corresponding to the second irradiation light of the second image data is saturated at a maximum value; generating second saturated image data by adjusting;
generating first substituted image data by replacing the luminance of each pixel of the first portion of the first saturated image data with a specific value, and luminance of each pixel of the second portion of the second saturated image data; is replaced with the specific value to generate second replacement image data,
generating synthesized image data by synthesizing the first replacement image data and the second replacement image data;
imaging system.
請求項1に記載の撮像システム。 the specific value of the luminance is a value of 5% or less of the maximum value;
The imaging system of Claim 1.
請求項1又2に記載の撮像システム。 The first irradiation light and the second irradiation light are light having a directivity angle of 2° half angle around each optical axis,
3. An imaging system according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の撮像システム。 the first portion of the first image data and the second portion of the second image data are portions corresponding to the range of the directivity angle;
4. The imaging system according to claim 3.
請求項3又は4に記載の撮像システム。 The light source irradiates each of the first irradiation light and the second irradiation light so that the ranges defined by the directivity angles do not overlap.
The imaging system according to claim 3 or 4.
請求項1~5の何れか1項に記載の撮像システム。 The first illumination light and the second illumination light each include two illumination lights,
The imaging system according to any one of claims 1-5.
請求項1~8の何れか1項に記載の撮像システム。 The controller adds luminances of corresponding pixels in the first portion of the first luminance-substituted image data and the second portion of the second luminance-substituted image data when generating the combined image data. In the portions other than the first portion and the second portion, the sum of the luminances of the corresponding pixels is multiplied by 1/2 to obtain the luminance of each pixel. generating the composite image data by
The imaging system according to any one of claims 1-8.
コントローラが、前記第1照射光の照射時期に対応した第1画像データと前記第2照射光の照射時期に対応した第2画像データとをカメラから取得すること、
前記コントローラが、前記第1画像データの前記第1照射光に対応する部分である第1部分の各画素の輝度が最大値に飽和するように前記第1画像データの全体の輝度を調整することにより第1飽和画像データを生成するとともに、前記第2画像データの前記第2照射光に対応する部分である第2部分の各画素の輝度が最大値に飽和するように前記第2画像データの全体の輝度を調整することにより第2飽和画像データを生成すること、
前記コントローラが、前記第1飽和画像データの前記第1部分の各画素の輝度を特定値に置換することにより第1置換画像データを生成するとともに、前記第2飽和画像データの前記第2部分の各画素の輝度を前記特定値に置換することにより第2置換画像データを生成すること、
前記コントローラが、前記第1置換画像データと前記第2置換画像データを合成することによって合成画像データを生成すること、
を含む、撮像方法。 irradiating the target space with the first irradiation light and the second irradiation light, each of which is in the form of a beam, from a light source that emits light of a near-infrared wavelength or an infrared wavelength, at different times;
a controller obtaining from a camera first image data corresponding to the irradiation timing of the first irradiation light and second image data corresponding to the irradiation timing of the second irradiation light;
The controller adjusts the overall brightness of the first image data such that the brightness of each pixel of the first portion corresponding to the first irradiation light of the first image data is saturated to a maximum value. to generate first saturated image data, and to generate the second image data so that the brightness of each pixel in the second portion corresponding to the second irradiation light of the second image data is saturated to a maximum value. generating second saturated image data by adjusting the overall brightness;
The controller generates first replacement image data by replacing luminance of each pixel of the first portion of the first saturated image data with a specific value, and generates first replacement image data of the second portion of the second saturated image data. generating second replacement image data by replacing the brightness of each pixel with the specific value;
the controller generating synthesized image data by synthesizing the first replacement image data and the second replacement image data;
An imaging method, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021164580A JP2023055317A (en) | 2021-10-06 | 2021-10-06 | Imaging system and imaging method |
Applications Claiming Priority (1)
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