JP2934888B2 - 移動物体検知方法 - Google Patents

移動物体検知方法

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JP2934888B2 JP33857489A JP33857489A JP2934888B2 JP 2934888 B2 JP2934888 B2 JP 2934888B2 JP 33857489 A JP33857489 A JP 33857489A JP 33857489 A JP33857489 A JP 33857489A JP 2934888 B2 JP2934888 B2 JP 2934888B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像データを処理して車両などの移動物
体に関する情報を求めることのできる移動物体検知方法
に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、道路などをテレビカメラで撮影した画像データ
に2値化処理を施した2値化画像データと、この2値化
画像データから所定時間経過した2値化画像データに差
分処理を施し、得られた差分値の特定位置における輝度
の変化に基づいて移動物体(車両)に関する情報、例え
ば車両の検知、変化量および移動速度などを算出するも
のがあった。
このような移動物体検知装置として、例えば特開昭60
−27997号公報に示されているものがある。
〔発明が解決しようする課題〕 しかしながら、上記した従来の移動物体検知装置の場
合、2値化処理を行なった後、差分処理を行なうので、
車両と背景の濃度差が小さいと、車両に関する情報を安
定して測定できなくなる。
また、屋外においては、背景の明るさが天候または時
間帯によって大幅に変化するので、2値化処理を行なう
ための閾値を適切な値に設定することが困難であり、正
確な画像データが得られなくなるという不都合があっ
た。
この発明は、上記したような不都合を解消するために
なされたもので、屋外でも外界輝度の変化にほとんど影
響されず、移動物体に関する情報を容易、かつ、安定し
て求めることのできる移動物体検知方法を提供するもの
である。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかる移動物体検知方法は、入射光を2つ
の方向に分配して第1および第2の光電変換素子に供給
し、移動物体のぼけが発生する第1の入射光感知時間で
第1の光電変換素子から第1の映像信号を読み出し、移
動物体が静止状態となる第2の入射光感知時間で、第1
の映像信号と同時に第2の光電変換素子から第2の映像
信号を読み出し、第1および第2の映像信号にそれぞれ
処理を施して求めた第1のディジタル濃度データと第2
のディジタル濃度データの差分処理によって得た差分値
に基づいて移動物体に関する情報を求める。
〔作 用〕
この発明における移動物体検知方法は、第1および第
2の映像信号にそれぞれ処理を施して求めた第1のディ
ジタル濃度データと第2のディジタル濃度データの差分
処理によって得た差分値、すなわち移動物体のぼけ成分
と、第1および第2の入射光感知時間の差に基づいて移
動物体に関する情報を求めることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
第1図はこの発明の一実施例を適用した移動物体検知
装置の構成を示すブロック図であり、1は入射光分配手
段としてのハーフミラーを示し、レンズなどを介した同
一位置を同一画角で撮影した入射光を同一時に2つの方
向に分配するためのものである。
2A,2Bはハーフミラー1で分配したそれぞれの入射光
が供給される第1および第2の固体撮像素子(CCD)を
示し、基本的には半導体基板上に絶縁膜を介して多数の
電極を並べた構造であり、第2図の説明図に示すよう
に、感光部21A,21B,・・・と、感光部21A,21B,・・・に
入射した入射光量に対応した電気信号(以下、電荷とい
う。)を水平ブランキング期間および垂直ブランキング
期間に転送する転送部22A,22B,・・・と、転送部23で構
成されている。
なお、電荷の転送に関しては、例えば「CCDカメラ技
術(竹村裕夫 ラジオ技術社)」などの文献を参照され
たい。
そして、CCDを用いたシャッタ機能について説明する
と、第1の入射光感知時間(通常モード)の場合は、第
3図(a)〜(c)に示すように、例えば読み出しパル
ス(垂直ブランキングパルス)が入力されるまで感光部
21A,21B,・・・は電荷を蓄積し、読み出しパルスによっ
て蓄積した電荷を転送部22A,22B,・・・に放出し、転送
部23を介して転送する。
また、第2の入射光感知時間(シャッタモード)の場
合は、第4図(a)〜(c)に示すように、例えば水平
ブランキングパルスに同期して感光部21A,21B,・・・が
蓄積した電荷をリセットすることにより、読み出しパル
スが入力されるまでに、感光部21A,21B,・・・が電荷が
蓄積する蓄積時間を短くし、読み出しパルスによって蓄
積した電荷を転送部22A,22B,・・・に放出し、転送部23
を介して転送することによって高速のシャッタ動作を実
現している。
したがって、水平ブランキングパルスによって感光部
21A,21B,・・・に蓄積した電荷をリセットする回数を制
御することにより、シャッタスピードを制御することが
できる。
なお、このシャッタスピードの制御に関する詳細は、
電気関係学会東海支部連合会“高解像度CCD"平成元年10
月を参照されたい。
そして、通常モードは移動物体のぼけが発生する、例
えば60分の1秒、シャッタモードは移動物体が静止状態
となる、例えば1000分の1秒とする。
さらに、第1図において、3A,3Bは第1および第2の
固体撮像素子制御部(CCD制御部)を示し、第1のCCD制
御部3Aは第1のCCD2Aに蓄積された電荷を前述した通常
モードで第1の映像信号として読み出す制御を行ない、
第2のCCD制御部3Bは第2のCCD2Bに蓄積された電荷を前
述したシャッタモードで第2の映像信号として読み出す
制御を行なうものである。
4A,4Bは第1および第2のロー・パス・フィルタ(LP
F)を示し、第1のLPF4Aは第1のCCD制御部3Aが出力す
る第1の映像信号の雑音成分を除去するとともに、後述
する第1のアナログ・ディジタル変換器(AD変換器)5A
における折り返し雑音を防止するためのものであり、第
2のLPF4Bは第2のCCD制御部3Bが出力する第2の映像信
号の雑音成分を除去するとともに、後述する第2のAD変
換器5Bにおける折り返し雑音を防止するためのものであ
る。
5A,5Bは第1および第2のLPF4A,4Bが出力する第1お
よび第2の映像信号をディジタル濃度データにそれぞれ
変換する第1および第2のAD変換器、6は第2のAD変換
器5Bが出力する第2のディジタル濃度データを、例えば
定数倍するテーブル変換部、7A,7Bは第1および第2の
領域加算部を示し、第1の領域加算部7Aは第1のAD変換
器5Aが出力する第1のディジタル濃度データを移動物体
の移動方向に垂直な方向、例えば車両の幅方向(後述す
る第5図(a),(c)および(e)では水平方向)に
加算した1次元の第1の加算濃度値を出力するものであ
り、第2の領域加算部7Bはテーブル変換部6が出力する
ディジタル濃度データを水平方向に加算した1次元の第
2の加算濃度値を出力するものである。
8は第1の領域加算部7Aが出力する第1の加算濃度値
から第2の領域加算部7Bが出力する第2の加算濃度値を
減算する減算器、9は位置比較部を示し、この位置比較
部9は第1および第2の領域加算部7A,7Bで得られた第
1および第2の加算濃度値を比較器などを使用して第1
および第2の加算濃度値の立ち上がり地点、すなわち車
両の先端部分(位置)を求めるものである。
10はマイクロ・プロセッサ・ユニット(MPU)を示
し、減算器8および位置比較部9の出力に基づいて車両
の検知、変化量および移動速度などの情報を算出するも
のである。
第5図(a)〜(f)は各部のディジタル画像図と、
ディジタル濃度データを水平方向に加算した加算濃度値
を示す図であり、第5図(a),(c)および(e)の
下側が移動物体(車両M)の進行方向に相当する。
第6図はテーブル変換部6の変換データテーブルの一
例を示す図である。
次に、動作について説明する。
まず、テレビカメラのレンズなどによって焦点および
アイリスなどが調整された入射光はハーフミラー1で2
方向に分配され、それぞれに分配された入射光は第1お
よび第2のCCD2A,2Bに供給される。
このとき、前述したように、第1のCCD2Aに蓄積され
る電荷を通常モードで第1の映像信号(第5図(a))
として読み出し、第2のCCD2Bに蓄積される電荷をシャ
ッタモードで第2の映像信号(第5図(c))として読
み出す。
このように第1および第2のCCD2A,2Bから読み出され
た第1および第2の映像信号は、それぞれ第1および第
2のLPF4A,4Bで雑音成分が除去された後、それぞれ第1
および第2のAD変換器5A,5Bによって第1および第2の
ディジタル濃度データに変換される。
しかしながら、第1および第2のディジタル濃度デー
タにシャッタスピードの差があるため、両者の差をとる
と、差像中に移動しない背景成分が残るので、通常モー
ドとシャッタモードのシャッタスピードの時間差は一定
しているため、テーブル変換部6は第2のディジタル濃
度データを、第1のAD変換器5Aが出力する第1のディジ
タル濃度データのレベル(背景成分のレベル)と同一レ
ベルになるように定数倍する。
このようにして同一レベルに調整された第1および第
2のディジタル濃度データはそれぞれ第1および第2の
領域加算部7A,7Bに入力されるので、第1および第2の
領域加算部7A,7Bは一点鎖線で示す検知エリア内を車両
Mの移動方向に垂直な方向(第5図(a),(c)およ
び(e)では水平方向)に投影結果を加算するため、第
1および第2の加算濃度値は、第5図(b),(d)に
示すように、1次元の加算濃度値になる。
このとき、第5図(b)には通常モードによるぼけ成
分が生ずる。
そして、減算器8は第2の加算濃度値から第1の加算
濃度値を減算した加算濃度値、すなわち第5図(f)に
示すぼけ成分のみの加算濃度値を出力するが、このディ
ジタル画像は全体として第5図(e)に示すディジタル
画像となる。
また、位置比較部9は第1および第2の加算濃度値に
対して加算濃度値の立ち上がり点(第5図(b)の点y
Fb、第5図(c)の点yFd)を求めて出力する。
したがって、MPU10は、減算器8の出力に基づき、第
5図(f)に示す加算濃度値が立ち上がって戻る幅y
D(変化量)を求めるとともに、予め設定したシャッタ
スピードの時間差(第3図(c)に示す時間T1から第4
図(c)に示す時間T2を差し引いた時間)で幅yDを割る
ことにより、車両Mの移動速度を求めることができ、位
置比較部9の出力に基づいて点yFbと点yFdの位置が同じ
であるかを比較し、両点yFb,yFdが同じ位置であれば、
車両Mが存在すると判定する。
このように、この実施例によれば、第1および第2の
CCD2A,2Bから読み出す第1および第2の映像信号のシャ
ッタスピードに時間差を与えることにより、すなわち輝
度の時間的変化に注目することよりも同一時刻の同一場
所における複数の画像から車両Mを抽出することによ
り、屋外において太陽、雲の動きなどによる外界輝度の
変化にほとんど影響されず、車両Mの移動速度、位置お
よび存在などの情報を容易、かつ、安定して求めること
ができる。
また、データを1次元構造に変換しているため、車両
Mが高速であってもデータ処理に時間を要しないので、
車両Mの追跡が容易になる。
第7図はこの発明の他の実施例を適用した移動物体検
知装置の構成を示すブロック図であり、第1図と同一部
分に同一符号が付してある。
第7図において、11は第1のAD変換器5Aが出力する第
1のディジタル濃度データを所定フレーム分加算した第
1のディジタル濃度データを第1の領域加算部7Aに出力
する加算部、12は第2のAD変換器5Bが出力する第2のデ
ィジタル濃度データを所定フレーム分、加算部11が加算
した所定フレーム分遅延させてテーブル変換部6に出力
する遅延部を示す。
この移動物体検知装置は、シャッタスピードを異なら
せても第1の映像信号と第2の映像信号にほとんど差が
でない場合、すなわち車両Mが渋滞などによって低速で
走行している場合、加算部11で第1のディジタル濃度デ
ータを所定フレーム分、例えば数フレーム分拡散して見
掛け上のシャッタスピードを長くし、遅延部12で第2の
ディジタル濃度データを数フレーム分遅延させて車両M
の先頭位置を同じにすることにより、第1図の移動物体
検知装置と同様な処理を行なうことができるので、第1
図の移動物体検知装置と同様な効果を得ることができ
る。
なお、上記した移動物体検知相違では、第1の入射光
感知時間を60分の1秒、第2の入射光感知時間を1000分
の1秒として説明したが、この時間に限定されるもので
なく、第1の入射光感知時間は移動物体のぼけが発生す
る時間であればよく、第2の入射光感知時間は移動物体
が静止状態となる時間であればよい。
そして、入射光分配手段としてハーフミラー1を用い
た例で説明したが、同様に機能するプリズムなどを用い
てもよい。
また、第1および第2の光電変換素子として第1およ
び第2のCCD2A,2Bを用いた例で説明したが、同様に機能
する別の光電変換素子であってもよい。
さらに、テーブル変換部6は、第1のディジタル濃度
データを参照して高濃度レベルが同一レベルになるよう
に第2のディジタル濃度データを定数倍してもよく、ま
たは、MPU10でシャッタスピードの時間差に基づき、判
定する基準レベル(第5図(f)の部分L)を補正する
ことにより、テーブル変換部6を省略してもよい。
また、位置比較部9の出力に基づいて車両Mの存在を
判定したが、減算器8の出力に基づいて車両Mの存在を
ぼけ量の部分で判定することもできる。
さらに、ディジタル濃度データを1次元構造で説明し
たが、2次元構造のディジタル濃度データであってもよ
い。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、入射光を2つの方
向に分配して第1および第2の光電変換素子に供給し、
移動物体のぼけが発生する第1の入射光感知時間で第1
の光電変換素子から第1の映像信号を読み出し、移動物
体が静止状態となる第2の入射光感知時間で、第1の映
像信号と同時に第2の光電変換素子から第2の映像信号
を読み出し、第1および第2の映像信号にそれぞれ処理
を施して求めた第1のディジタル濃度データと第2のデ
ィジタル濃度データの差分処理によって得た差分値に基
づいて移動物体に関する情報を求めるので、屋外でも外
界輝度の変化にほとんど影響されず、移動物体に関する
情報を容易、かつ、安定して求めることができる。
また、移動物体が高速であってもデータ処理に時間を
要しないので、移動物体の追跡が容易になるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を適用した移動物体検知装
置の構成を示すブロック図、 第2図は固体撮像素子(CCD)の構成を示す説明図、 第3図(a)〜(c)は第1の入射光感知時間の説明
図、 第4図(a)〜(c)は第2の入射光感知時間の説明
図、 第5図(a)〜(f)は加算濃度値などを示す説明図、 第6図はテーブル変換部の変換データテーブルの一例を
示す図、 第7図はこの発明の他の実施例を適用した移動物体検知
装置の構成を示すブロック図である。 1……ハーフミラー、2A……第1の固体撮像素子、2B…
…第2の固体撮像素子、3A……第1の固体撮像素子制御
部、3B……第2の固体撮像素子制御部、4A……第1のロ
ー・パス・フィルタ、4B……第2のロー・パス・フィル
タ、5A……第1のアナログ・ディジタル変換器、5B……
第2のアナログ・ディジタル変換器、、6……テーブル
変換部、7A……第1の領域加算部、7B……第2の領域加
算部、8……減算器、9……位置比較部、10……マイク
ロ・プロセッサ・ユニット、11……加算部、12……遅延
部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G08G 1/04 H04N 7/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮影した入射光を2つの方向に分配して第
    1および第2の光電変換素子に供給し、移動物体のぼけ
    が発生する第1の入射光感知時間で前記第1の光電変換
    素子から第1の映像信号を読み出し、前記移動物体が静
    止状態となる第2の入射光感知時間で、前記第1の映像
    信号と同時に前記第2の光電変換素子から第2の映像信
    号を読み出し、前記第1および第2の映像信号にそれぞ
    れ処理を施して第1および第2のディジタル濃度データ
    を求め、該2つのディジタル濃度データの濃度値を一致
    させる処理を行った後に、差分処理を行って前記ぼけ成
    分の有無を求め、このぼけ成分により前記移動物体の変
    化量や移動速度等の情報を求めるようにしたことを特徴
    とする移動物体検知方法。
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