JP2681087B2 - Horizontal line detector - Google Patents

Horizontal line detector

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JP2681087B2
JP2681087B2 JP1294985A JP29498589A JP2681087B2 JP 2681087 B2 JP2681087 B2 JP 2681087B2 JP 1294985 A JP1294985 A JP 1294985A JP 29498589 A JP29498589 A JP 29498589A JP 2681087 B2 JP2681087 B2 JP 2681087B2
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    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10Terrestrial scenes

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、船舶等に於いて外界の画像から水平線を検
出する画像処理機構に於いて、空と海がローコントラス
トな外界の画像が入力された場合、更には同入力画像に
船舶等の映像が含まれている場合等であっても安定して
水平線を検出できる水平線検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an image processing mechanism for detecting a horizontal line from an image of the outside world in a ship or the like, and an image of the outside world in which the sky and the sea have low contrast is input. The present invention also relates to a horizon detection device capable of stably detecting a horizon even when the input image includes an image of a ship or the like.

[従来の技術] 第2図は、従来の画像処理機構に於ける水平線検出装
置の構成を示すブロック図である。図中、1は撮像装
置、2は同撮像装置1より得られるアナログ量のビデオ
信号、3は同ビデオ信号2をデジタル量の画像データに
変換するA/D変換回路、4は同A/D変換回路3より得られ
るデジタル画像データ、5は同デジタル画像データ4を
処理対象画像として貯えるフレームメモリ、6は同フレ
ームメモリ5より読出される第2のデジタル画像デー
タ、7は同画像データ6でなる1画面分の画像をy方向
すなわち画像垂直下方へ微分する微分回路、8は同微分
回路7より得られる画像微分データ、11は同画像微分デ
ータ8をx方向すなわち画像水平方向へ加算する加算回
路、12は同加算回路より得られるx方向1ライン分の加
算値、13は同x方向1ライン分の加算データを貯える第
1のラインメモリ、14は同ラインメモリより読出される
一次元データ、39は同ラインメモリ13に貯えられた一次
元データ14のうち、外部より与えられる高度情報から許
容されるYアドレス38内の一次元データ14の最大値を求
めるピーク値検出回路、34は同ピーク値検出回路33より
得られる水平線Yアドレスである。
[Prior Art] FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a horizontal line detecting device in a conventional image processing mechanism. In the figure, 1 is an image pickup device, 2 is an analog amount video signal obtained from the image pickup device 1, 3 is an A / D conversion circuit for converting the same video signal 2 into digital amount image data, and 4 is the same A / D Digital image data 5 obtained from the conversion circuit 3, 5 is a frame memory for storing the digital image data 4 as an image to be processed, 6 is second digital image data read from the frame memory 5, and 7 is the same image data 6. Differentiating circuit for differentiating an image for one screen in the y direction, that is, the image vertically downward, 8 is image differential data obtained from the differentiating circuit 7, 11 is addition for adding the same image differential data 8 in the x direction, that is, the horizontal image direction. A circuit, 12 is an addition value for one line in the x direction obtained by the addition circuit, 13 is a first line memory for storing addition data for one line in the x direction, and 14 is a one-dimensional read from the line memory. Reference numeral 39 is a peak value detection circuit for obtaining the maximum value of the one-dimensional data 14 in the Y address 38 which is allowed from the altitude information given from the outside, out of the one-dimensional data 14 stored in the same line memory 13. Is a horizontal line Y address obtained from the peak value detection circuit 33.

第2図において、外界の画像は撮像装置1によって撮
像され、同装置1よりアナログ量のビデオ信号2が得ら
れる。このビデオ信号2は、A/D変換回路3によりアナ
ログ−デジタル変換され第1のデジタル画像データ4と
して出力される。以後、この第1のデジタル画像データ
4をF(X,Y)と表記する。ここで、Xは1からNま
で、Yは1からMまでの自然数であり、x座標およびy
座標はそれぞれ画像の水平方向および垂直方向と定め、
F(X,Y)の値は輝度に対応するPビットデータである
とする。
In FIG. 2, an image of the outside world is picked up by an image pickup device 1, and an analog amount video signal 2 is obtained from the image pickup device 1. The video signal 2 is analog-digital converted by the A / D conversion circuit 3 and output as the first digital image data 4. Hereinafter, this first digital image data 4 will be referred to as F (X, Y). Here, X is a natural number from 1 to N, Y is a natural number from 1 to M, and x coordinate and y
The coordinates are defined as the horizontal and vertical directions of the image,
The value of F (X, Y) is assumed to be P-bit data corresponding to luminance.

上記第1のデジタル画像データ4はフレームメモリ5
に供給される。
The first digital image data 4 is the frame memory 5
Supplied to

Xが1からNまでの画像データの系列を1ラインとす
ると、y方向微分回路7は一例として式(1)の微分演
算を行なう。
Assuming that a series of image data in which X is 1 to N is one line, the y-direction differentiating circuit 7 performs the differential operation of the expression (1) as an example.

DFY(X,Y)=F(X,Y+1)−F(X,Y−1) …(1) ここで、上記フレームメモリ5の出力6は、F(X,
Y)のY+1アドレス、Y−1アドレスの2ライン分の
データである。
DFY (X, Y) = F (X, Y + 1) -F (X, Y-1) (1) Here, the output 6 of the frame memory 5 is F (X, Y).
This is data for two lines of Y + 1 address and Y-1 address of Y).

上記y方向微分回路7の出力DFY(X,Y)8はx方向加
算回路11において1ライン分加算される。すなわち、式
(2)により1ライン分加算され、SDFY(Y)12とな
る。
The output DFY (X, Y) 8 of the y-direction differentiating circuit 7 is added by one line in the x-direction adding circuit 11. That is, one line is added by the equation (2) to obtain SDFY (Y) 12.

ここで、SDFY(Y)12は第1のラインメモリ13のYア
ドレスに格納される。
Here, SDFY (Y) 12 is stored in the Y address of the first line memory 13.

上記第1ラインメモリ13に、Yが2から(M−1)ま
でのデータが格納されると、それらのデータ14に対し
て、外部から与えられる高度情報より許容されるYアド
レス38内でのピーク値とピークアドレスをピーク値検出
回路39で求め、ピークアドレス34を水平線情報として取
り出す。
When the data of Y from 2 to (M-1) is stored in the first line memory 13, the Y-address 38 within the Y address 38 permitted from the altitude information given from the outside for the data 14 is stored. The peak value and the peak address are obtained by the peak value detection circuit 39, and the peak address 34 is taken out as horizontal line information.

[発明が解決しようとする問題点] 第3図(a)は上記第2図に示した従来の装置に於い
て、第1のラインメモリ13に記憶された波形の一例を示
している。同図に於ける中央部のピークは、水平線上の
船の甲板の上下での輝度変化を取り出しており、船の影
の影響で、喫水線また水平線を検出するピークは見当た
らない。
[Problems to be Solved by the Invention] FIG. 3 (a) shows an example of the waveform stored in the first line memory 13 in the conventional apparatus shown in FIG. The peak in the center of the figure shows the change in brightness above and below the ship's deck on the horizon, and due to the shadow of the ship, there is no peak to detect the waterline or horizon.

また第4図(a)も上記同様に第2図に示す従来装置
での第1のラインメモリ13に記憶された波形の一例であ
るが、外部より与えられる高度情報から許容される中央
部には、いくつかのピークがあり、これが水平線である
と確定するのに十分な有意差がない。すなわち、これら
のピークは、船の喫水線、甲板、船の上部構造物と空と
の境界線、波の反射等であり、喫水線または水平線を特
定することが困難である。
FIG. 4 (a) is also an example of the waveform stored in the first line memory 13 in the conventional apparatus shown in FIG. 2 in the same manner as above, but in the central portion allowed from the altitude information given from the outside. Has several peaks, which are not significant enough to establish that this is a horizon. That is, these peaks are the water line of the ship, the deck, the boundary line between the upper structure of the ship and the sky, the reflection of waves, etc., and it is difficult to identify the water line or the horizontal line.

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、デジタル画像F(X,Y)のY方向微分の絶対値を1
ライン分加算することにより船の影等の影響を除き、さ
らに数値微分のゼロクロス点を求めることにより、ノイ
ズ的ピークを除いて全体としてのピークを見つけること
により水平線を検出する。
The present invention has been made to solve such a problem, and the absolute value of the differential in the Y direction of the digital image F (X, Y) is set to 1
The horizontal line is detected by adding the lines to remove the influence of the ship's shadow, etc., and by finding the zero-cross point of the numerical differentiation, and finding the overall peak excluding the noise-like peak.

[問題点を解決するための手段] この発明にかかる画像処理を用いた水平線検出装置
は、デジタル画像データを記憶するフレームメモリと、
デジタル画像データをy方向に微分し、絶対値を取り、
ラインごとに加算する回路と、加算した結果を保持する
第1のラインメモリと、それを数値微分する回路と、そ
の結果を保存する第2のラインメモリと、第2のライン
メモリのゼロクロス点を見つける第1のゼロクロス検出
回路と、両端のゼロクロス点より内側のデータを記憶す
る第3のラインメモリと、第3のラインメモリのデータ
のピーク値を求め、外部から与えられる閾値係数とピー
ク値より閾値を求め、第3のラインメモリで閾値以上の
領域を選定する第1の領域選定回路と、外部から与えら
れる高度情報から許容される領域範囲より第1の領域選
定回路で選定された領域をさらに限定する第2の領域選
定回路と、第2の領域選定回路の出力の範囲内で第3の
ラインメモリのデータのピーク値を見つける第2のピー
ク値検出回路と、ピーク値よりラインアドレスが増加す
る方向にデータを探索して最初のゼロクロス点を発見す
る第2のゼロクロス検出回路とを備えたものである。
[Means for Solving Problems] A horizontal line detection device using image processing according to the present invention includes a frame memory for storing digital image data,
Differentiate the digital image data in the y direction, take the absolute value,
A circuit for adding each line, a first line memory for holding the added result, a circuit for numerically differentiating the result, a second line memory for storing the result, and a zero-cross point of the second line memory The first zero-cross detection circuit to be found, the third line memory for storing the data inside the zero-cross points at both ends, and the peak value of the data in the third line memory are obtained, and the peak coefficient and the peak value are given from the outside. A first area selection circuit for obtaining a threshold value and selecting an area equal to or larger than the threshold value in the third line memory, and an area selected by the first area selection circuit from the area range allowed from altitude information given from the outside. A second area selection circuit for further limiting; a second peak value detection circuit for finding a peak value of the data of the third line memory within the output range of the second area selection circuit; It is obtained by a second zero-cross detection circuit for finding the first zero-cross point by searching the data in the direction the line address from the chromatography click value increases.

[作用] 本発明においては、デジタル画像データF(X,Y)を
y方向に微分し、その絶対値を1ライン分加算すること
により、船や雲の影の影響を受けずにy方向に輝度変化
が激しい部分の検出が可能となり、さらにその数値微分
を取り、そのゼロクロス点を求めることによりノイズ的
なピークではなく、幅をもったピークの検出が有効に行
なえ、水平線の検出が可能となる。これにより、船舶等
に於いて外界の画像から水平線を検出する画像処理機構
に於いて、空と海がローコントラストな外界の画像が入
力された場合、更には同入力画像に船舶等の映像が含ま
れている場合等であっても安定して水平線を検出でき
る。
[Operation] In the present invention, the digital image data F (X, Y) is differentiated in the y direction and the absolute values thereof are added by one line, so that the y direction can be obtained without being affected by the shadows of ships and clouds. It becomes possible to detect the part where the brightness changes drastically, and by taking the numerical differentiation of that part and finding the zero-cross point, it is possible to effectively detect a peak with a width rather than a noise-like peak, and it is possible to detect a horizontal line. Become. As a result, in the image processing mechanism that detects the horizon from the image of the outside world such as a ship, when an image of the outside world with low contrast between the sky and the sea is input, the image of the ship is displayed in the same input image. Even if it is included, the horizontal line can be detected stably.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例による水平線検出装置の構
成を示すブロック図である。
[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a horizontal line detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

第1図に於いて、外界の画像は撮像装置1によって撮
像され、同装置1からはアナログ量のビデオ信号2が得
られる。このビデオ信号2はA/D変換回路3によりアナ
ログ−デジタル変換され、第1のデジタル画像データF
(X,Y)4として出力される。この第1のデジタル画像
データF(X,Y)4はフレームメモリ5に供給され1画
面単位で同フレームメモリ5に貯えられる。更にこのフ
レームメモリ5より読出されたデジタル画像データ6は
微分回路7に供給される。
In FIG. 1, an image of the outside world is picked up by an image pickup device 1, and an analog amount video signal 2 is obtained from the image pickup device 1. The video signal 2 is analog-digital converted by the A / D conversion circuit 3 to generate the first digital image data F
It is output as (X, Y) 4. The first digital image data F (X, Y) 4 is supplied to the frame memory 5 and stored in the frame memory 5 on a screen-by-screen basis. Further, the digital image data 6 read from the frame memory 5 is supplied to the differentiating circuit 7.

y方向微分回路7は一例として式(1)の微分演算を
行なう。
The y-direction differentiating circuit 7 performs the differential operation of Expression (1) as an example.

DFY(X,Y)=F(X,Y+1)−F(X,Y−1) …(1) ここでフレームメモリ5の出力6はF(X,Y)の(Y
+1)アドレス、(Y−1)アドレスの2ライン分のデ
ータである。
DFY (X, Y) = F (X, Y + 1) -F (X, Y-1) (1) Here, the output 6 of the frame memory 5 is (Y of F (X, Y)).
It is data for two lines of (+1) address and (Y-1) address.

上記y方向微分回路7の出力DFY(X,Y)8は、絶対値
回路9により、|DFY(X,Y)|の演算結果のデータ10と
なり、x方向加算回路11において1ライン分加算され
る。すなわち、式(2)′により1ライン分加算され、
SDFY(Y)12となる。
The output DFY (X, Y) 8 of the y-direction differentiating circuit 7 becomes the data 10 of the operation result of | DFY (X, Y) | by the absolute value circuit 9, and one line is added in the x-direction adding circuit 11. It That is, one line is added by the equation (2) ′,
It becomes SDFY (Y) 12.

上記x方向加算回路11より得られるSDFY(Y)12は第
1のラインメモリ13のYアドレスに格納される。
The SDFY (Y) 12 obtained from the x-direction addition circuit 11 is stored in the Y address of the first line memory 13.

第1のラインメモリ13に、Yが2から(M−1)まで
のデータが格納されると、その出力データ14に対して、
数値微分回路15により、式(3)に従う数値微分を行な
う。
When the data of Y from 2 to (M-1) is stored in the first line memory 13, the output data 14 is
The numerical differentiation circuit 15 performs numerical differentiation according to the equation (3).

上記式(3)における外部から与えられる微分平均長
l35は、応用により実験的に得られる整数値とする。
Differential average length given from the outside in the above formula (3)
l35 is an integer value experimentally obtained by application.

上記数値微分回路15で数値微分された結果のデータDY
(Y)16は第2のラインメモリ17に格納された後、第1
のゼロクロス検出回路19に供給される。
Data DY as the result of numerical differentiation by the numerical differentiation circuit 15
(Y) 16 is stored in the second line memory 17 and then stored in the first line memory 17.
Is supplied to the zero-cross detection circuit 19 of.

第1のゼロクロス検出回路19は第2のラインメモリ17
の一次元出力データ18のゼロクロス点をすべて検出し、
一次元データDY(Y)の両端から最初のゼロ点までのデ
ータをゼロセットして、その一次元データDYO(Y)20
を第3のラインメモリ21に格納する。このシステム制御
部21に貯えられたデータ22は第1のピーク値検出回路23
に供給される。
The first zero-cross detection circuit 19 is the second line memory 17
Detects all zero-cross points in the one-dimensional output data 18 of
The data from both ends of the one-dimensional data DY (Y) to the first zero point is set to zero, and the one-dimensional data DYO (Y) 20
Are stored in the third line memory 21. The data 22 stored in the system control unit 21 is the first peak value detection circuit 23.
Supplied to

第1のピーク値検出回路23は第3のラインメモリ21の
出力データDYO(Y)22に対して、最大値MXデータ24を
出力し、閾値算出回路25に供給する。
The first peak value detection circuit 23 outputs maximum value MX data 24 for the output data DYO (Y) 22 of the third line memory 21 and supplies it to the threshold value calculation circuit 25.

閾値算出回路25は上記最大値データMX24と応用により
実験的に得られる閾値係数α36の積TH26を式(4)によ
り求める。
The threshold calculation circuit 25 obtains the product TH26 of the maximum value data MX24 and the threshold coefficient α36 experimentally obtained by the application by the formula (4).

TH=MX*α …(4) 第1の領域選定回路27は、上記積TH26を閾値データと
して、同閾値データTH26と上記第3のラインメモリ21の
出力データDYO(Y)22を比較し、下記式(5)を満た
すYアドレスで連続したものを同一のラベル名でラベリ
ングし、ラベル名とラベルアドレス28を出力し、第2の
領域選定回路29に供給する。
TH = MX * α (4) The first area selection circuit 27 compares the threshold data TH26 with the output data DYO (Y) 22 of the third line memory 21, using the product TH26 as threshold data. Consecutive Y addresses that satisfy the following expression (5) are labeled with the same label name, and the label name and the label address 28 are output and supplied to the second area selection circuit 29.

DYO(Y)>TH …(5) 第2の領域選定回路29は、外部から与えられる高度情
報から許容される領域範囲37とラベル名とラベルアドレ
ス28より、許容領域範囲37に少なくとも一部のラベルが
含まれるラベル名とラベルアドレス30を選択し、同デー
タ30を第2のピーク値検出回路31に送出する。
DYO (Y)> TH (5) The second area selection circuit 29 determines at least a part of the allowable area range 37 based on the area range 37 allowed from the altitude information given from the outside, the label name and the label address 28. A label name including a label and a label address 30 are selected, and the same data 30 is sent to the second peak value detection circuit 31.

第2のピーク値検出回路31は、第3のラインメモリ22
の一次元データの中からラベルアドレス30の範囲内で最
大値MXXとそのアドレス32を見つけて、このデータを第
2のゼロクロス検出回路33に送出する。
The second peak value detection circuit 31 includes a third line memory 22.
The maximum value MXX and its address 32 are found within the range of the label address 30 from the one-dimensional data of 1 and the data is sent to the second zero-cross detection circuit 33.

第2のゼロクロス検出回路33は、上記最大値MXXとそ
のアドレス32と第1のゼロクロス検出回路の出力データ
20より、最大値MXXをとるアドレスを出発点としてYア
ドレスの増加する方向で最初のゼロクロス点を検出し、
その値を水平線アドレス34として出力する。
The second zero-cross detection circuit 33 outputs the maximum value MXX, its address 32, and the output data of the first zero-cross detection circuit.
From 20, the first zero-cross point is detected in the direction of increasing Y address, starting from the address with the maximum value MXX,
The value is output as the horizontal line address 34.

第3図、及び第4図はそれぞれ本発明の一実施例によ
る作用を説明するための図である。
FIG. 3 and FIG. 4 are views for explaining the operation according to the embodiment of the present invention.

第3図(a)は前述した従来方式による水平線検出結
果であり、図中の中央のピークAは水平線上にある船舶
の甲板位置を捕らえていて、喫水線は検出していない。
FIG. 3 (a) shows the result of detecting the horizon by the above-mentioned conventional method. The peak A in the center of the figure captures the deck position of the ship on the horizon and does not detect the waterline.

一方、第3図(b)は本発明の実施例による絶対値回
路9を経てx方向加算回路11で加算された結果を示して
いる。ここで、同図(b)に示すBは同図(a)の中央
ピークAに対応するもので、そのBの隣りに新たなピー
クCが検出され、このCが水平線に対応している。
On the other hand, FIG. 3 (b) shows the result of addition in the x-direction addition circuit 11 via the absolute value circuit 9 according to the embodiment of the present invention. Here, B shown in FIG. 3B corresponds to the central peak A in FIG. 3A, a new peak C is detected adjacent to the B, and this C corresponds to the horizontal line.

第3図(b)は上記第1図に示す第1のラインメモリ
13の出力14に対応し、更に、これを数値微分回路15で微
分した結果が第3図(c)である。
FIG. 3B shows the first line memory shown in FIG.
The result corresponding to the output 14 of 13 and further differentiated by the numerical differentiation circuit 15 is shown in FIG. 3 (c).

この第3図(c)に於いて、上記第1図に示す第1の
ゼロクロス検出回路19で検出した両端のゼロクロス点が
D1,D2であり、[D1,D2]での最大値がMXとなる。このMX
と閾値係数α36の積より、閾値THはMX*αで決定され、
それより大きい値をもつ領域のうち、外部より与えられ
ている高度情報から許容される領域範囲37に少なくとも
一部が含まれる領域につき最大値を求めると、本実施例
ではMXと一致し、MXより右側(Yアドレスが増加する)
方向に進んで最初のゼロクロス点Eを見つける。このゼ
ロクロス点Eは、実は第3図(b)に示すC、即ち水平
線に対応している。これは第3図(b)に於いて、C近
傍をマクロに見れば破線に示したような形状を示してお
り、マクロなピーク値を第3図(c)のゼロクロス点E
で見つけていることになる。
In FIG. 3 (c), the zero cross points at both ends detected by the first zero cross detection circuit 19 shown in FIG.
D 1 and D 2 , and the maximum value in [D 1 , D 2 ] is MX. This MX
And the threshold coefficient α36, the threshold TH is determined by MX * α,
When the maximum value is obtained for the area having at least a part in the allowable area range 37 from the altitude information given from the outside among the areas having a value larger than that, it matches MX in this embodiment, and MX Right side (Y address increases)
Go in the direction and find the first zero-cross point E. This zero-cross point E actually corresponds to C shown in FIG. 3B, that is, the horizontal line. This shows the shape shown by the broken line in the vicinity of C in FIG. 3 (b) when viewed as a macro, and the macro peak value shows the zero cross point E in FIG. 3 (c).
You will have found it in.

第4図は上記第3図に示す画像と異なる別の画像処理
例を示している。
FIG. 4 shows another image processing example different from the image shown in FIG.

第4図(a)は上記した従来方式による水平線検出結
果であり、ここでは図の中央部分にA,B,Cの3つのピー
クがあり、何れが水平線かはっきりしない。
FIG. 4 (a) shows the result of horizontal line detection by the above-mentioned conventional method. Here, there are three peaks A, B, and C in the central portion of the figure, and it is not clear which is the horizontal line.

一方、第4図(b)は本発明の実施例による、絶対値
回路9を経てx方向加算回路11で加算された結果を示し
ている。ここでは、Dが同図(a)のCに対応してい
る。
On the other hand, FIG. 4 (b) shows the result of addition in the x-direction addition circuit 11 via the absolute value circuit 9 according to the embodiment of the present invention. Here, D corresponds to C in FIG.

更に第4図(c)は数値微分の結果を示しており、上
記第3図で示した例と同様の手順でピーク値MXとゼロク
ロス点Eを求め、同Eを水平線とする。上記EはD点と
も一致していて、第4図(b)のD近傍をマクロに見た
破線のピーク位置に対応している。
Further, FIG. 4 (c) shows the result of the numerical differentiation. The peak value MX and the zero cross point E are obtained by the same procedure as in the example shown in FIG. 3, and the E is taken as the horizontal line. The above E also coincides with the point D, and corresponds to the peak position of the broken line in the macro view of the vicinity of D in FIG. 4 (b).

[発明の効果] 以上詳記したように本発明の水平線検出装置によれ
ば、デジタル画像データを記憶するフレームメモリと、
デジタル画像データをy方向に微分し、絶対値をとり、
ライン毎に加算する回路と、同加算した結果を保存する
第1のラインメモリと、それを数値微分する回路と、そ
の結果を保存する第2のラインメモリと、同第2のライ
ンメモリに貯えられたデータのゼロクロス点を見つける
第1のゼロクロス検出回路と、同検出された両端のゼロ
クロス点より内側のデータを記憶する第3のラインメモ
リと、同第3のラインメモリのデータのピーク値を求
め、外部から与えられる閾値係数とピーク値より閾値を
求め、第3のラインメモリで閾値以上の領域を選定する
第1の領域選定回路と、外部から与えられる高度情報か
ら許容される領域範囲より第1の領域選定回路で選定さ
れた領域をさらに限定する第2の領域選定回路と、第2
の領域選定回路の出力の範囲内で第3のラインメモリの
データのピーク値を見つける第2のピーク値検出回路
と、同検出ピーク値よりラインアドレスが増加する方向
にデータを探索して最初のゼロクロス点を発見する第2
のゼロクロス検出回路を備えた構造としたことにより、
船や雲の影の影響を受けずにy方向に輝度変化が激しい
部分の検出が可能となり、さらにノイズ的なピークでは
なく幅をもったピークの検出が有効に行なえることか
ら、船舶等に於いて外界の画像から水平線を検出する画
像処理機構に於いて、空と海がローコントラストな外界
の画像が入力された場合、更には同入力画像に船舶等の
映像が含まれている場合等であっても安定して水平線を
検出できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the horizontal line detection device of the present invention, a frame memory for storing digital image data,
Differentiate the digital image data in the y direction, take the absolute value,
A circuit for adding for each line, a first line memory for storing the result of the addition, a circuit for numerically differentiating the result, a second line memory for storing the result, and a second line memory for storing the result A first zero-cross detection circuit for finding a zero-cross point of the detected data, a third line memory for storing data inside the detected zero-cross points of both ends, and a peak value of the data of the third line memory. The first area selection circuit that obtains the threshold value from the threshold coefficient and the peak value given from the outside and selects the area equal to or larger than the threshold value in the third line memory, and the area range allowed from the altitude information given from the outside. A second area selection circuit for further limiting the area selected by the first area selection circuit;
The second peak value detection circuit for finding the peak value of the data of the third line memory within the output range of the area selection circuit of (1) and the first peak by searching the data in the direction in which the line address increases from the detected peak value. Second to discover the zero-cross point
By adopting the structure with the zero-cross detection circuit of
It is possible to detect a part where the brightness changes drastically in the y direction without being affected by the shadow of the ship or clouds, and it is possible to effectively detect a peak with a width rather than a noise-like peak. In the image processing mechanism that detects horizontal lines from the image of the outside world, when an image of the outside world with low contrast of the sky and the sea is input, and further, when the image of the ship is included in the input image, etc. However, the horizontal line can be detected stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による一実施例の構成を示すブロック
図、第2図は従来の装置構成例を示すブロック図、第3
図及び第4図はそれぞれ従来の装置構成と本発明の装置
構成の各検出処理結果の具体例を対比して示す図であ
る。 1……撮像装置、2……ビデオ信号、3……A/D変換回
路、4……第1のデジタル画像データ、5……フレーム
メモリ、6……第2のデジタル画像データ、7……y方
向微分回路、8……デジタル画像データの微分データ、
9……絶対値回路、10……絶対値微分データ、11……x
方向加算回路、12……1ライン分の加算データ、13……
第1のラインメモリ、14……絶対値加算データ、15……
数値微分回路、16……数値微分データ、17……第2のラ
インメモリ、18……数値微分データ、19……第1のゼロ
クロス検出回路、20……ゼロクロス点データ、21……第
3のラインメモリ、22……数値微分データ(両端から最
初のゼロクロスまでをゼロセットした数値微分デー
タ)、23……第1のピーク値検出回路、24……ピーク
値、25……閾値算出回路、26……閾値、27……第1の領
域選定回路、28……選定された領域、29……第2の領域
選定回路、30……選定された領域、31……第2の最大値
検出回路、32……最大値とそのアドレス、38……第2の
ゼロクロス検出回路、34……水平線アドレス、35……数
値微分の微分平均長、36……閾値係数、37……Yアドレ
ス(外部から与えられる高度情報から許容されるYアド
レス)。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a conventional device, and FIG.
FIG. 4 and FIG. 4 are diagrams respectively showing a concrete example of the detection processing results of the conventional device configuration and the device configuration of the present invention. 1 ... Imaging device, 2 ... Video signal, 3 ... A / D conversion circuit, 4 ... First digital image data, 5 ... Frame memory, 6 ... Second digital image data, 7 ... y-direction differentiating circuit, 8 ... Differentiating data of digital image data,
9 ... Absolute value circuit, 10 ... Absolute value differential data, 11 ... x
Direction addition circuit, 12 ... Addition data for one line, 13 ...
First line memory, 14 ... Absolute value addition data, 15 ...
Numerical differentiation circuit, 16 ... Numerical differentiation data, 17 ... second line memory, 18 ... Numerical differentiation data, 19 ... first zero-cross detection circuit, 20 ... zero-cross point data, 21 ... third Line memory, 22 ... Numerical value differential data (numerical value differential data with zero set from both ends to the first zero cross), 23 ... First peak value detection circuit, 24 ... Peak value, 25 ... Threshold value calculation circuit, 26 ... threshold value, 27 ... first area selection circuit, 28 ... selected area, 29 ... second area selection circuit, 30 ... selected area, 31 ... second maximum value detection circuit , 32 …… Maximum value and its address, 38 …… Second zero-cross detection circuit, 34 …… Horizontal line address, 35 …… Differential mean length of numerical differentiation, 36 …… Threshold coefficient, 37 …… Y address (from the outside Y address allowed from the altitude information given).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 一正 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番 1号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 北岡 陸男 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱 重工業株式会社名古屋誘導推進システム 製作所内 (72)発明者 山口 真樹雄 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱 重工業株式会社名古屋誘導推進システム 製作所内 (56)参考文献 特開 平3−78614(JP,A) 特開 平2−236115(JP,A) 特開 平2−236117(JP,A) 特開 昭60−67873(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazumasa Miyamoto 1-1-1, Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Kobe Shipyard (72) Inventor Rikuo Kitaoka Omaki, Aichi Prefecture Tanaka 1,200 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Nagoya guidance and propulsion system manufacturing plant (72) Inventor Makio Yamaguchi 1200, Higashi Tanaka, Komaki City, Aichi Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Nagoya guidance and propulsion system manufacturing plant (56) Reference JP-A-3-78614 ( JP, A) JP-A-2-236115 (JP, A) JP-A-2-236117 (JP, A) JP-A-60-67873 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】外界の画像をアナログ量のビデオ信号に変
換する撮像装置と、同装置より得られるビデオ信号をデ
ジタル量の画像データに変換するA/D変換回路と、同回
路より得られる画像データを記憶するフレームメモリ
と、同メモリに貯えられた画像データを画像の垂直方向
に微分するy方向微分回路と、同回路の出力の絶対値を
とる絶対値回路と、同回路の出力を画像の1ライン分加
算するx方向加算回路と、同回路の出力を各ライン分毎
に連続して格納する第1のラインメモリと、同メモリに
貯えられた1次元データを外部から与えられる微分平均
長を用いて微分する数値微分回路と、同回路の出力デー
タを格納する第2のラインメモリと、同メモリの出力デ
ータからゼロクロス点を検出する第1のゼロクロス検出
回路と、前記第2のラインメモリに貯えられた1次元デ
ータと前記第1のゼロクロス検出回路で検出したゼロ点
データとにより、前記1次元データの両端から最初のゼ
ロ点までデータをゼロセットして格納する第3のライン
メモリと、同メモリに貯えられたデータのピーク値を検
出する第1のピーク値検出回路と、同回路の出力と外部
から与えられる閾値係数から閾値を算出する閾値算出回
路と、同回路より得られる閾値をもとに前記第3のライ
ンメモリに貯えられた1次元データの有効領域を選定す
る第1の領域選定回路と、同回路で得られた有効領域範
囲のうち外部より与えられる高度情報から許容される領
域範囲を選定する第2の領域選定回路と、同回路により
得られる領域範囲を対象に上記第3のラインメモリに貯
えられた1次元データの最大値を検出する第2のピーク
値検出回路と、同回路で検出されたピーク値及びそのピ
ークアドレスと前記第1のゼロクロス検出回路の出力か
ら、ピーク値よりアドレスが増加する方向の最初のゼロ
クロス点を検出する第2のゼロクロス検出回路とを具備
してなることを特徴とする水平線検出装置。
1. An image pickup apparatus for converting an external image into an analog video signal, an A / D conversion circuit for converting a video signal obtained by the apparatus into digital image data, and an image obtained by the circuit. The frame memory that stores the data, the y-direction differentiating circuit that differentiates the image data stored in the memory in the vertical direction of the image, the absolute value circuit that takes the absolute value of the output of the circuit, and the output of the circuit X-direction addition circuit for adding one line of the above, a first line memory for continuously storing the output of the circuit for each line, and a differential average given externally to the one-dimensional data stored in the memory A numerical differentiating circuit for differentiating using length, a second line memory for storing output data of the circuit, a first zero-cross detecting circuit for detecting a zero-cross point from the output data of the memory, and the second line memory. A third line memory for zero-setting and storing data from both ends of the one-dimensional data to the first zero point by the one-dimensional data stored in the memory and the zero-point data detected by the first zero-cross detection circuit. And a first peak value detection circuit for detecting a peak value of the data stored in the memory, a threshold value calculation circuit for calculating a threshold value from the output of the circuit and a threshold coefficient given from the outside, and a circuit obtained by the circuit. Based on a first area selection circuit for selecting an effective area of the one-dimensional data stored in the third line memory based on a threshold value and altitude information given from the outside in the effective area range obtained by the circuit. A second area selection circuit for selecting an allowable area range and a maximum value of the one-dimensional data stored in the third line memory for the area range obtained by the circuit. A second peak value detection circuit, a peak value detected by the circuit and its peak address, and a first zero-cross detection circuit for detecting the first zero-cross point in the direction in which the address increases from the peak value, based on the output of the first zero-cross detection circuit. 2. A horizontal line detection device comprising: two zero-cross detection circuits.
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