JP3223393B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車を運転す
るドライバの視野と一致する範囲の画像を入力し必要な
情報を検出するために利用しうる画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車を運転するドライバの視
野と一致する範囲の画像情報を処理すれば、路面上の白
線の位置を認識したり、前方を走行する他車の位置を認
識しうるので、その画像処理結果を利用することによ
り、自車を所定の走行レ−ン内に維持するようにステア
リングホイ−ルの角度を制御したり、自車と他車との車
間距離を一定に維持するように車速を調整するなどの自
動操縦が可能になる。

【０００３】この種の画像処理に関しては、膨大なデ−
タを短時間で処理する必要があるので、処理を高速化す
るために、従来より様々な装置が提案されている。例え
ば、特開平１−１３１９７０号公報においては、複数の
プロセッサエレメントと複数の画像メモリを組合せ、様
々なフィルタリング処理を高速で実行しうる装置が提案
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タリングのような比較的単純な処理だけでは、例えば画
像中の特徴点の検出などを行なうことはできない。この
ため従来は、前処理としてハ−ドウェア装置による高速
フィルタリング処理が実施された画像デ−タを用い、マ
イクロプロセッサによる高度な低速ソフトウェア処理に
よって、画像中の特徴点を検出していた。従って、ソフ
トウェアで実行される処理の割合が大きく、短時間で特
徴点を検出することはできなかった。

【０００５】従って本発明は、画像中の特徴点の情報を
高速で検出しうる画像処理装置を提供することを課題と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の画像処理装置は、読出し自在な所定の画像
デ−タを保持する画像メモリ手段（２７）；周期が一定
のクロック信号を出力するクロック信号生成手段（１３
３）；前記クロック信号に同期して変化する走査アドレ
ス情報を生成し前記画像メモリ手段に印加するアドレス
生成手段（１２５，１２８，１２９）；前記クロック信
号に同期して前記画像メモリ手段から読み出される時系
列画像デ−タを入力し、複数画素位置の画像デ−タを同
時に出力する、シリアル−パラレル変換手段（１５
３）；シリアル−パラレル変換手段が出力する所定画像
デ−タの濃度値を予め定められた濃度しきい値と比較す
る、濃度比較手段（２３３，２３４，２３５，２３６，
２５１，２５２）；シリアル−パラレル変換手段が出力
する複数位置の画像デ−タに基づいて、その濃度変化を
出力する微分値検出手段（２３２）；微分値検出手段が
出力する値を予め定められた微分しきい値と比較する、
微分値比較手段（２６１，２６２）；前記濃度比較手段
が出力する信号と微分値比較手段が出力する信号とのタ
イミングを合わせる、時間遅延手段（２０１）；前記濃
度比較手段が出力する信号と微分値比較手段が出力する
信号とに基づいて、走査位置の画像デ−タが特徴点か否
かを識別する、特徴点識別手段（１５６）；及び、特徴
点が検出された時に、前記アドレス生成手段が出力する
走査アドレス情報を記憶する、特徴点記憶手段（１１
２）；を備える。

【０００７】また第２番の発明では、更に、前記アドレ
ス生成手段に、画像メモリ手段の読出アドレス値（Ｐ
Ｖ，ＰＨ）を生成する第１のカウンタ手段（１２８，１
２９）と、前記特徴点識別手段が特徴点を検出した時の
走査位置（ＣＨＰ）を生成する第２のカウンタ手段（１
２５）を備える。

【０００８】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【０００９】

【作用】本発明の画像処理装置では、動作を開始する
と、画像メモリ手段に記憶された画像デ−タが、クロッ
ク信号に同期して順次に読み出され、時系列信号として
出力される。画像メモリ手段に印加する走査アドレス情
報は、クロック信号に同期して変化するので、出力され
る時系列信号の画素位置は、例えばＸ軸方向（又はＹ軸
方向）に１，２，３，４，・・・と順次に変化する。こ
の時系列画像デ−タは、シリアル−パラレル変換手段を
通って、微分値検出手段に印加される。即ち、例えば
ｘ，ｘ＋１，ｘ＋２，・・・の位置の複数の画素デ−タ
が、同時に微分値検出手段に印加される。微分値検出手
段は、複数位置の画像デ−タ（画素デ−タ）から、画像
の濃度変化量、即ち濃度微分値を検出する。そして、濃
度比較手段が画像デ−タの濃度を濃度しきい値と比較
し、微分値比較手段が濃度微分値を微分しきい値と比較
する。時間遅延手段は、各部の演算所要時間の違い等に
よって生じる時間ずれを補償し、濃度比較手段の出力信
号と微分値比較手段の出力信号とのタイミングを揃え
る。

【００１０】特徴点識別手段は、濃度比較手段が出力す
る信号と微分値比較手段が出力する信号とに基づいて、
走査位置の画像デ−タが特徴点か否かを識別する。即
ち、濃度値と濃度しきい値との比較結果及び濃度変化量
と微分しきい値との比較結果の組合せによって、その画
素位置が画像中の変曲点か否かを識別する。また、特徴
点が検出されると、特徴点記憶手段が、前記アドレス生
成手段の出力する走査アドレス情報を記憶する。

【００１１】従って、所定領域の走査が終了した時に
は、その領域内の全ての特徴点のアドレス情報（座標）
が特徴点記憶手段に保持されているので、特徴点記憶手
段の内容を読み出すことによって、特徴点の位置を知る
ことができる。また、特徴点検出のための上記処理は、
クロック信号に同期して全てハ−ドウェアで実行される
ので、１回の走査で全ての処理を完了することができ、
極めて高速で特徴点を検出しうる。

【００１２】ところで、本発明においては、複数の画素
デ−タを同一のタイミングで出力するための遅延，各種
演算に要する遅延，複数の演算結果のタイミングを合わ
せるための遅延などが存在するため、画像メモリ手段か
ら読み出される画像デ−タと、特徴検出の対象になって
いる画像デ−タとの間には時間差が存在する。従って、
検出された特徴点の位置（座標）は、その時の画像メモ
リ手段の走査アドレスとは一致せず、特徴点位置の補正
が必要になる。しかし第２番の発明によれば、アドレス
生成手段が、画像メモリ手段の読出アドレス値（ＰＶ，
ＰＨ）を生成する第１のカウンタ手段と、特徴点識別手
段が特徴点を検出した時の走査位置（ＣＨＰ）を生成す
る第２のカウンタ手段を備えているので、第１のカウン
タ手段の計数値（画像メモリ手段の読出アドレス）に対
して所定のオフセットを有する値（真の特徴点位置）を
第２のカウンタ手段で計数することができ、第２のカウ
ンタ手段の出力値を特徴点記憶手段に記憶することによ
り、走査終了後に検出された特徴点位置の補正を実施す
る必要がなくなる。

【００１３】

【実施例】一実施例の、装置全体の構成を図１に示す。
この装置は、自動車に搭載され、例えば図１４に示され
るように、ドライバの視野に映る像と同様の画像を入力
し、入力した画像を認識して運転に必要な様々な情報を
自動的に検出する。図１を参照して説明する。ＴＶカメ
ラ２２は、車室内のドライバの目に近い位置に固定して
配置されており、図１４に示されるような前方の被写体
を撮影し、撮影された画像をモノクロの映像信号として
出力する。ＴＶカメラ２２が出力する映像信号はアナロ
グ信号であり、Ａ／Ｄコンバ−タ２４によって、濃度情
報が８ビットのデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄコン
バ−タ２４が出力するデジタル映像信号は、イメ−ジメ
モリ２７に入力されると同時に、ＣＲＴドライバ２５を
介してＴＶモニタ２６に印加される。従ってＴＶモニタ
２６は、ＴＶカメラ２２が入力した映像を、一般のテレ
ビ装置と同様に、二次元画像として表示することができ
る。また、ＣＲＴドライバ２５には、システムコントロ
−ラ１０が出力する信号も印加される。従って、システ
ムコントロ−ラ１０が出力する情報を、必要に応じて、
ＴＶカメラ２２が入力した映像に重ねて、ＴＶモニタ２
６の画面上に表示することができる。

【００１４】イメ−ジメモリ２７は、１画素あたり８ビ
ットのデ−タを記憶する領域を備え、５１２×５１２画
素構成の１組のフレ−ムメモリを構成している。ＴＶカ
メラ２２によって入力されたデジタル映像信号をイメ−
ジメモリ２７に書込む時には、イメ−ジメモリ２７のア
ドレス信号は、ＴＶカメラ２２の走査信号に同期して変
化する。即ち、横方向が５１２に区分され縦方向が５１
２に区分されたＴＶカメラ２２の二次元走査位置の、各
々の位置（座標）に対応付けられたイメ−ジメモリ２７
のアドレスに、各位置の８ビット画素情報がそれぞれ書
込まれる。図１４に示すように、この例では二次元画像
の左上端の座標が（０，０：横，縦）になっており、右
下端の座標が（５１１，５１１）になっている。

【００１５】イメ−ジメモリ２７には、システムコント
ロ−ラ１０と高速画像デ−タ処理ユニット１００が接続
されており、システムコントロ−ラ１０及び高速画像デ
−タ処理ユニット１００は、いずれも、イメ−ジメモリ
２７に書込まれた画像デ−タを読み出すことができる。
この実施例では、主として、高速画像デ−タ処理ユニッ
ト１００がイメ−ジメモリ２７に書込まれた画像デ−タ
を読み出し、画像中の特徴点の情報を検出する。高速画
像デ−タ処理ユニット１００が検出した情報は、高速画
像デ−タ処理ユニット１００内のメモリに保持され、シ
ステムコントロ−ラ１０によって読み出され、画像認識
の基礎デ−タとして利用される。

【００１６】システムコントロ−ラ１０は、ＣＰＵ（マ
イクロプロセッサ）１１，ＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３，及
びインタ−フェ−ス１４を備えている。操作ボ−ド２３
は、多数のキ−スイッチと表示装置を備えており、ドラ
イバのキ−操作によりシステムコントロ−ラ１０に対し
て様々な指示を発したり、システムコントロ−ラ１０が
出力する様々な情報を表示することができる。

【００１７】図１に示された高速画像デ−タ処理ユニッ
ト１００の構成の概略を図２に示す。図２を参照する
と、高速画像デ−タ処理ユニット１００には、スタ−ト
レジスタ１０１，ストップレジスタ１０２，走査テ−ブ
ルメモリ１０３，演算式切換座標レジスタ１０４，特徴
点数制限値レジスタ１０５，走査テ−ブル位置レジスタ
１０６，ステ−タスレジスタ１０７，特徴点格納数メモ
リ１１１，特徴点メモリ１１２，インタ−フェ−ス１１
３，内部制御回路１２０，及び特徴点検出回路１５０が
備わっている。システムコントロ−ラ１０は、スタ−ト
レジスタ１０１，ストップレジスタ１０２，走査テ−ブ
ルメモリ１０３，演算式切換座標レジスタ１０４，特徴
点数制限値レジスタ１０５，及び走査テ−ブル位置レジ
スタ１０６にデ−タを書込むことができ、ステ−タスレ
ジスタ１０７，特徴点格納数メモリ１１１，及び特徴点
メモリ１１２の内容を読取ることができる。また、シス
テムコントロ−ラ１０は、特徴点検出回路１５０に設け
られた各種レジスタ（後述する）にデ−タを書込むこと
ができる。イメ−ジメモリ２７の画像デ−タは、インタ
−フェ−ス１１３を介して、特徴点検出回路１５０に印
加される。イメ−ジメモリ２７の画像デ−タを読出すた
めのアドレス信号やコントロ−ル信号は、内部制御回路
１２０が生成し、インタ−フェ−ス１１３を介してイメ
−ジメモリ２７に印加される。

【００１８】図２に示す各構成要素の機能について簡単
に説明する。スタ−トレジスタ１０１は、この高速画像
デ−タ処理ユニット１００の特徴点検出動作の開始を指
示する信号が書込まれるレジスタであり、ストップレジ
スタ１０２は、動作中に特徴点検出動作のキャンセルを
指示する信号が書込まれるレジスタである。走査テ−ブ
ルメモリ１０３は、特徴点検出動作の対象となる画像の
領域や動作条件などの情報（走査パタ−ン）が保持され
るメモリであり、多数の様々な走査パタ−ンを記憶でき
る容量を備えている。演算式切換座標レジスタ１０４
は、特徴点検出回路１５０における特徴点検出のための
演算式の内容を切換える走査位置を保持するレジスタで
ある。特徴点数制限値レジスタ１０５は、１走査線上で
検出される特徴点の数を制限する値を保持するレジスタ
である。走査テ−ブル位置レジスタ１０６は、特徴点検
出動作において最初に参照される、走査テ−ブルメモリ
１０３のアドレス値（図１６参照）を保持するレジスタ
である。ステ−タスレジスタ１０７は、内部制御回路１
２０における状態信号が保持されるレジスタであり、こ
の状態信号を読むことによって、特徴点検出処理の動作
中か否か、及び正常終了か異常終了かを知ることができ
る。また、特徴点検出処理の動作が終了すると、自動的
に、割込信号がシステムコントロ−ラ１０に送られる。
特徴点格納数メモリ１１１は、走査線毎の検出された特
徴点数を保持するメモリである。特徴点メモリ１１２
は、検出された各々の特徴点の座標とステ−タス情報を
保持するメモリである。

【００１９】図２に示す高速画像デ−タ処理ユニット１
００の具体的な構成を図３，図４及び図５に示す。な
お、図２に示した以外の符号で示される全ての要素が、
図２の内部制御回路１２０に相当する。また各図におい
ては、回路の動作を分かり易くするため、各種メモリ，
レジスタ，カウンタ等に対する読み出し及び書き込みの
ためのストロ−ブ信号やクロック信号などは、特に重要
な部分を除き記載が省略されている。

【００２０】まず図３を参照して説明する。走査テ−ブ
ルメモリ１０３のアドレス端子には、セレクタ１２２を
介して、アドレスバスとカウンタ１２１の出力端子が接
続されている。セレクタ１２２は、システムコントロ−
ラ１０が走査テ−ブルメモリ１０３をアクセスする時に
は、アドレスバスの内容を走査テ−ブルメモリ１０３の
アドレス端子に印加し、それ以外の時にはカウンタ１２
１の出力値を走査テ−ブルメモリ１０３のアドレス端子
に印加する。カウンタ１２１には、動作を開始する時
に、走査テ−ブル位置レジスタ１０６が保持する値がプ
リセットされ、この値が後述する信号ＣＨＬが印加され
る毎にカウントアップする。一方、走査テ−ブルメモリ
１０３のデ−タ端子には、双方向バッファ１２６を介し
て、デ−タバスが接続されている。従って、システムコ
ントロ−ラ１０は走査テ−ブルメモリ１０３に対するデ
−タの書込み及び読み出しが可能になっている。

【００２１】走査テ−ブルメモリ１０３は、それぞれ３
２ビット構成のデ−タを多数登録可能な記憶容量を備え
ている。３２ビットの各々のデ−タは、９ビットが割当
てられた縦方向の走査開始座標値Ｖｓ，９ビットが割当
てられた横方向の走査開始座標値Ｈｓ，９ビットが割当
てられた走査終了座標値Ｌ，未使用の１ビット，及び４
ビットの制御情報（ＭＴ，Ｄ／Ｕ，Ｖ／Ｈ，ＴＥ）で構
成されている。

【００２２】制御情報の各ビットの機能は、それぞれ次
のように定義されている。

【００２３】ＭＴ：最初に選択する演算式を決定する情
報 ＭＴ＝０なら演算式Ａ（１×５マトリクス） ＭＴ＝１なら演算式Ｂ（１×７マトリクス） Ｄ／Ｕ：走査方向（ダウン／アップ）を指定する情報 Ｄ／Ｕ＝０ 及び Ｖ／Ｈ＝０なら→方向に走査 Ｄ／Ｕ＝０ 及び Ｖ／Ｈ＝１なら↓方向に走査 Ｄ／Ｕ＝１ 及び Ｖ／Ｈ＝０なら←方向に走査 Ｄ／Ｕ＝１ 及び Ｖ／Ｈ＝１なら↑方向に走査 Ｖ／Ｈ：縦横の走査方向を指定する情報 Ｖ／Ｈ＝０なら横方向走査 Ｖ／Ｈ＝１なら縦方向走査 ＴＥ：参照する最終走査線か否かを示す情報 ＴＥ＝０なら続く走査線を参照 ＴＥ＝１なら走査を終了 また、走査終了座標値Ｌには、Ｖ／Ｈ＝０の時には横方
向走査の座標値が登録され、Ｖ／Ｈ＝１の時には縦方向
走査の座標値が登録される。

【００２４】スタ−トレジスタ１０１へのデ−タ書込み
によって特徴検出動作が開始されると、走査テ−ブル位
置レジスタ１０６に保持された開始アドレスから、走査
テ−ブルメモリ１０３に登録された３２ビット並列デ−
タが読み出され、信号ＣＨＬが現われる毎に、アドレス
が更新され、次の３２ビット並列デ−タが読み出され、
この動作が繰り返される。この繰り返し動作が終了する
のは、制御情報ＴＥに１がセットされたデ−タを読み出
した時である。

【００２５】走査テ−ブルメモリ１０３から読み出され
る３２ビット並列デ−タのうち、９ビットの縦方向走査
開始座標Ｖｓはセレクタ１２７及びカウンタ１２８に印
加され、９ビットの横方向走査開始座標Ｈｓはセレクタ
１２７及びカウンタ１２９に印加され、９ビットの走査
終了座標値Ｌはカウンタ１３０に印加され、４ビットの
制御情報はコントロ−ルビットレジスタ１３２に印加さ
れる。また、４ビットの制御情報はコントロ−ルビット
レジスタ１３２にラッチされ、制御信号発生回路１３３
に印加される。制御信号発生回路１３３は、入力される
制御情報に従って、様々な制御信号を発生する。その制
御信号によって、カウンタ１２８，１２９及び１３０に
は、それぞれＶｓ，Ｈｓ及びＬの値がプリセットされ
る。また、Ｖ／Ｈ＝０の時にはＨｓが、Ｖ／Ｈ＝１の時
にはＶｓが、それぞれセレクタ１２７を介してカウンタ
１２５に印加され、カウンタ１２５にプリセットされ
る。

【００２６】カウンタ１２８はイメ−ジメモリ２７の縦
方向の座標値ＰＶを生成し、カウンタ１２９はイメ−ジ
メモリ２７の横方向の座標値ＰＨを生成し、カウンタ１
３０は横又は縦方向の走査終了座標値Ｌ０を生成する。
またカウンタ１２５は、特徴点検出処理中の縦又は横方
向の走査位置ＣＨＰを生成する。

【００２７】ところで、この実施例においては、複数の
画素デ−タを同一のタイミングで出力するための遅延，
各種演算に要する遅延，複数の演算結果のタイミングを
合わせるための遅延などが存在するため、イメ−ジメモ
リ２７から読み出される画像デ−タと、特徴検出の対象
になっている画像デ−タとの間には時間差、即ち走査位
置ずれが存在する。従って、検出された特徴点の座標
（ＣＨＰ）は、その時のイメ−ジメモリ２７の読出アド
レス（ＰＶ，ＰＨ）とは一致しない。そこでこの実施例
では、イメ−ジメモリ２７の読出アドレスを生成するカ
ウンタ（１２８，１２９）と特徴点検出座標を生成する
カウンタ（１２５）を独立に設けてある。最初にカウン
タ１２５にプリセットされる値Ｖｓ（又はＨｓ）とカウ
ンタ１２８にプリセットされる値Ｖｓ（又はカウンタ１
２９にプリセットされる値Ｈｓ）は同一であるが、制御
信号発生回路１３３が出力する補正信号によって、各々
のカウンタの値は修正される。各々の修正量は次の通り
である。

【００２８】 Ｄ／Ｕ＝０，Ｖ／Ｈ＝０の場合（→方向走査）： カウンタ１２８： ０ （ＰＶ＝Ｖｓ） カウンタ１２９： −６ （ＰＨ＝Ｈｓ−６） カウンタ１３０：＋１４ （Ｌ０＝Ｌ＋１４） カウンタ１２５：−２０ （ＣＨＰ＝Ｈｓ−２０） Ｄ／Ｕ＝０，Ｖ／Ｈ＝１の場合（↓方向走査）： カウンタ１２８： ＋６ （ＰＶ＝Ｖｓ＋６） カウンタ１２９： ０ （ＰＨ＝Ｈｓ） カウンタ１３０：＋１４ （Ｌ０＝Ｌ＋１４） カウンタ１２５：−２０ （ＣＨＰ＝Ｖｓ−２０） Ｄ／Ｕ＝１，Ｖ／Ｈ＝０の場合（←方向走査）： カウンタ１２８： ０ （ＰＶ＝Ｖｓ） カウンタ１２９： ＋６ （ＰＨ＝Ｈｓ＋６） カウンタ１３０：−１４ （Ｌ０＝Ｌ−１４） カウンタ１２５：＋２０ （ＣＨＰ＝Ｈｓ＋２０） Ｄ／Ｕ＝１，Ｖ／Ｈ＝１の場合（↑方向走査）： カウンタ１２８： −６ （ＰＶ＝Ｖｓ−６） カウンタ１２９： ０ （ＰＨ＝Ｈｓ） カウンタ１３０：−１４ （Ｌ０＝Ｌ−１４） カウンタ１２５：＋２０ （ＣＨＰ＝Ｖｓ＋２０） 上記修正量に応じて、制御信号発生回路１３３が制御信
号を出力する。実際には、カウンタ１２５には修正量の
符号（＋／−）に応じたアップ／ダウン切換信号ＵＤＣ
を印加した後、修正量に対応するパルス数のクロックパ
ルスを信号ＣＬＫとして印加し、カウンタ１２８には修
正量の符号（＋／−）に応じたアップ／ダウン切換信号
ＵＤＶを印加した後、修正量に対応するパルス数のクロ
ックパルスを信号ＣＫＶとして印加し、カウンタ１２９
には修正量の符号（＋／−）に応じたアップ／ダウン切
換信号ＵＤＨを印加した後、修正量に対応するパルス数
のクロックパルスを信号ＣＫＨとして印加し、カウンタ
１３０には修正量の符号（＋／−）に応じたアップ／ダ
ウン切換信号ＵＤＬを印加した後、修正量に対応するパ
ルス数のクロックパルスを信号ＣＫＬとして印加する。
カウンタ１２５，１２８，１２９及び１３０は全てアッ
プ／ダウンカウンタであり、各々、印加される信号に応
じて、プリセットされた値を増減する。

【００２９】以上の準備動作が完了すると、制御信号発
生回路は、方向信号（Ｄ／Ｕ及びＶ／Ｈ）に応じて、カ
ウンタ１２５，１２８及び１２９に所定の信号を印加
し、走査を開始する。各カウンタの計数の内容は次の通
りである。

【００３０】 Ｄ／Ｕ＝０，Ｖ／Ｈ＝０の場合（→方向走査）： カウンタ１２８： 停止 カウンタ１２９： インクリメント （ＰＨ←ＰＨ＋
１） カウンタ１２５： インクリメント （ＣＨＰ←ＣＨＰ
＋１） Ｄ／Ｕ＝０，Ｖ／Ｈ＝１の場合（↓方向走査）： カウンタ１２８： インクリメント （ＰＶ←ＰＶ＋
１） カウンタ１２９： 停止 カウンタ１２５： インクリメント （ＣＨＰ←ＣＨＰ
＋１） Ｄ／Ｕ＝１，Ｖ／Ｈ＝０の場合（←方向走査）： カウンタ１２８： 停止 カウンタ１２９： デクリメント （ＰＨ←ＰＨ−１） カウンタ１２５： デクリメント （ＣＨＰ←ＣＨＰ−
１） Ｄ／Ｕ＝１，Ｖ／Ｈ＝１の場合（↑方向走査）： カウンタ１２８： デクリメント （ＰＶ←ＰＶ−１） カウンタ１２９： 停止 カウンタ１２５： デクリメント （ＣＨＰ←ＣＨＰ−
１） 実際には、信号ＵＤＶ，ＵＤＨ及びＵＤＣを制御して、
各カウンタのインクリメント／デクリメントをセットし
た後、計数するカウンタに対しては、内部で生成した連
続的なクロックパルスを、信号線ＣＫＶ，ＣＫＨ及びＣ
ＬＫに印加する。従ってカウンタ１２８及び１２９の一
方とカウンタ１２５が、クロックパルスに同期してカウ
ントアップもしくはカウントダウンし、座標値ＰＶ又は
ＰＨとＣＨＰが連続的に変化する。このため、イメ−ジ
メモリ２７からは、走査テ−ブルメモリ１０３に書込ま
れた走査開始座標（Ｖｓ，Ｈｓ）の位置の画素から順番
に、指定した方向に連続する画素群のデ−タが順次に読
み出される。

【００３１】一方、比較器１３４はカウンタ１２９が出
力する座標値ＰＨとカウンタ１３０が出力する走査終了
座標値Ｌ０とを比較し、両者が一致すると一致信号ＥＱ
Ｈを出力する。また比較器１３５はカウンタ１２８が出
力する座標値ＰＶとカウンタ１３０が出力する走査終了
座標値Ｌ０とを比較し、両者が一致すると一致信号ＥＱ
Ｖを出力する。これらの一致信号ＥＱＨ又はＥＱＶによ
って、１本の走査線の走査終了を検出することができ
る。１本の走査線の走査が終了すると、信号ＣＨＬが現
われ、カウンタ１２１の値がインクリメントされ、走査
テ−ブルメモリ１０３の読出アドレスが変わるので、次
の走査線の情報が走査テ−ブルメモリ１０３から読み出
され、上記の動作が繰り返される。

【００３２】次に図４を参照して説明する。イメ−ジメ
モリ２７から読み出される画像デ−タは、クロックパル
スＡＣＬＫに同期して、画素毎に、バッファ１４６を介
して特徴点検出回路１５０に入力され、画素毎に、それ
が特徴点か否かが瞬時に、即ちリアルタイムで識別され
る。特徴点検出回路１５０は、特徴点か否かを示す信号
ＣＨと、ステ−タス信号を出力する。特徴点信号ＣＨ
は、カウンタ１４４及び１４９の各計数入力端子に印加
される。カウンタ１４４の計数出力は、バッファ１４１
を介して、特徴点メモリ１１２のアドレス端子に印加さ
れる。特徴点メモリ１１２のデ−タ端子には、座標情報
ＤＶ及びＤＨと、特徴点検出回路１５０が出力するステ
−タス信号が、ラッチ１３６を介して印加され、これら
の情報は、特徴点信号ＣＨの発生に同期して、特徴点メ
モリ１１２に書込まれる。図３に示すように、座標情報
ＤＶは、ＰＶ又はＣＨＰであり、方向信号Ｖ／Ｈに応じ
てセレクタ１２３がいずれかを選択する。また座標情報
ＤＨは、ＰＨ又はＣＨＰであり、方向信号Ｖ／Ｈに応じ
てセレクタ１２３がいずれかを選択する。

【００３３】一方、カウンタ１４９は、特徴点信号ＣＨ
を計数し、各走査線の特徴点の数を計数する。比較器１
４８は、カウンタ１４９が検出した特徴点数と、特徴点
数制限値レジスタ１０５の値とを比較し、両者が一致す
ると一致信号ＥＱＭを出力する。ＣＨＬ発生回路１４７
は、一致信号ＥＱＭと方向信号Ｖ／Ｈに応じて選択され
たＥＱＨもしくはＥＱＶのいずれかが現われると、走査
線終了信号ＣＨＬを出力する。カウンタ１４５は、走査
線終了信号ＣＨＬを計数する。カウンタ１４５の出力値
（走査線番号）は、バッファ１４３を介して、特徴点格
納数メモリ１１１のアドレス端子に印加される。また、
特徴点格納数メモリ１１１のデ−タ端子には、カウンタ
１４４の出力値（各走査線で検出された特徴点数）が、
バッファ１４２を介して印加される。つまり、特徴点格
納数メモリ１１１には、各々の走査線で検出された特徴
点数が、それぞれ独立したアドレスに記憶される。

【００３４】特徴点メモリ１１２のアドレス端子はバッ
ファ１３８を介してアドレスバスと接続され、デ−タ端
子は双方向バッファ１３７を介してデ−タバスと接続さ
れている。また、特徴点格納数メモリ１１１のアドレス
端子はバッファ１４０を介してアドレスバスと接続さ
れ、デ−タ端子は双方向バッファ１３９を介してデ−タ
バスと接続されている。従って、システムコントロ−ラ
１０は、特徴点検出動作が完了した後で、特徴点メモリ
１１２に保持されている全ての特徴点の情報を読取るこ
とができ、また特徴点格納数メモリ１１１に保持されて
いる全ての走査線の各特徴点数を読取ることができる。

【００３５】図４の特徴点検出回路１５０の構成を図５
に示す。図５を参照すると、入力される画像デ−タは、
シフトレジスタ１５３を通って、２種類の演算部１５４
及び１５５にそれぞれ印加される。判定部１５６は、演
算部１５４及び１５５から出力される情報のいずれか一
方に基づいて、特徴点信号ＣＨとステ−タス信号を生成
する。２組の情報のいずれを採用するかは、サイズ切換
回路１５８が出力する信号によって決定される。一方の
演算部１５４は、走査方向に連続する５画素領域を参照
して演算を実施し、他方の演算部１５５は、走査方向に
連続する７画素領域を参照して演算を実施する。演算部
１５４は比較的濃度勾配が大きい領域の特徴点を検出す
るのに適し、演算部１５５は比較的濃度勾配が小さい領
域の特徴点を検出するのに適する。特徴点検出回路１５
０には、デ−タバスと接続されたしきい値レジスタ群１
５１，１５７，モ−ドレジスタ１５２，及び演算式切換
座標レジスタ１０４が備わっている。これらのレジスタ
には、システムコントロ−ラ１０が必要な値をそれぞれ
ストアする。

【００３６】図５に示すシフトレジスタ１５３と演算部
１５４の具体的な構成を図６に示し、演算部１５５の具
体的な構成を図７に示す。まず、図６を参照して説明す
る。各画素が８ビット構成の入力画像デ−タは、クロッ
クパルス（ＡＣＬＫ）に同期して、シフトレジスタ１５
３に順次に印加される。この例では、シフトレジスタ１
５３は１０段のフリップフロップ（Ｆ／Ｆで示す）で構
成されており、各々のフリップフロップから信号を取り
出すことができる。つまり、シフトレジスタ１５３の入
力には、画素毎に順番に入力されるシリアル画像デ−タ
が印加されるが、シフトレジスタ１５３からは、連続す
る１０画素の画像デ−タを同一のタイミングで並列デ−
タとして出力することができる。

【００３７】図６に示す演算部１５４は、シフトレジス
タ１５３から出力される画像デ−タのうち、Ｇ−２，Ｇ
−１，Ｇ＋１，Ｇ＋２，Ｇ＋３，Ｇ＋４，Ｇ＋５及びＧ
＋６の８組をそれぞれ入力して利用している。図６にお
いて、演算部１５４の各構成要素（１５３以外の全て）
は、時間的な遅延及び処理のタイミングと一致するよう
に、クロックタイミングに合わせた大きさ及び位置で記
載されている。例えば、加算器２１１は信号の入力から
出力までに２クロックの時間を要し、減算器２３２は信
号の入力から出力までに３クロックの時間を要する。ま
た、加算器２１１の出力信号と加算器２１２の出力信号
とは同一のタイミングで現われる。従って、図６から分
かるように、演算部１５４が出力する多数の信号ＡＪＲ
Ｕ，ＡＪＲＬ，ＡＪＴＬ，ＡＪＴＥ，ＡＪＨＬ，ＡＪＨ
Ｅ，ＡＤＩ９，ＡＪＤＮ，ＡＪＤＰ，ＡＪＳＵ，ＡＪＳ
Ｌ，ＡＪＷＵ及びＡＪＷＬは、走査中の１つの注目画素
に対して全て同時に現われる。

【００３８】また図６において、各比較器に印加される
しきい値ＡＲＧＵ，ＡＲＧＬ，ＡＳＧＵ，ＡＳＧＬ，Ａ
ＷＧＵ，ＡＷＧＬ，ＡＤＩＮ及びＡＤＩＰは、各々、し
きい値レジスタ群１５１に含まれる各レジスタの保持す
る値である。

【００３９】この実施例では、図１４に示されるような
画像から、路面に映る自動車の影や白線を認識する必要
がある。このため演算部１５４では、基本的に、連続す
る５画素の濃度デ−タを参照して、濃度変化（濃度微分
値）を検出する回路と、その領域の濃度を検出する回路
と、５画素領域の手前の走査位置における濃度を検出す
る回路を備えている。

【００４０】実際には、Ｇ＋２，Ｇ＋１，Ｇ，Ｇ−１及
びＧ−２の連続する５画素のデ−タのうち、Ｇ＋２とＧ
＋１を加算器２１３で加算し、Ｇ−１とＧ−２を加算器
２１４で加算し、減算器２３２で加算器２１４の出力か
ら加算器２１３の出力を減算し、濃度微分値（ＤＩＦＦ
＝((Ｇ−１)＋(Ｇ−２))−((Ｇ＋２)＋(Ｇ＋１))）を検
出している。また、加算器２１４の出力値を参照して５
画素領域の濃度を識別している。更に、５画素領域の手
前のＧ＋６，Ｇ＋５，Ｇ＋４及びＧ＋３の４画素の値を
加算器２１１，２１２及び２３１で加算し、注目点Ｇの
手前の濃度を検出している。

【００４１】比較器２３３及び２３４は、５画素領域の
濃度が自動車の影部分とみなしうる濃度範囲内であるか
否かを識別するために設けられており、比較器２３５及
び２３６は、５画素領域の濃度が路面上の白線部分とみ
なしうる濃度範囲内であるか否かを識別するために設け
られており、比較器２５１及び２５２は、５画素領域の
手前の領域の濃度が路面部分とみなしうる濃度範囲内で
あるか否かを識別するために設けられている。ＡＳＧＵ
及びＡＳＧＬは、それぞれ、影部分の濃度範囲の上限値
及び下限値であり、ＡＷＧＵ及びＡＷＧＬは、それぞ
れ、白線部分の濃度範囲の上限値及び下限値であり、Ａ
ＲＧＵ及びＡＲＧＬは、それぞれ、路面部分の濃度範囲
の上限値及び下限値である。

【００４２】このように濃度微分値だけでなく、注目領
域の濃度をも参照するのは、特徴点検出の誤りの発生を
防止するためである。例えば、図１４に示すような画像
の中央付近を下から上に向かって走査した場合、通常、
最初に自動車下側の影の部分で大きな濃度微分値が得ら
れる。しかし例えば、自車と前方の車輌との間の路面上
に車間距離を示すマ−クが表示されていると、最初に車
間距離マ−クの部分で大きな濃度微分値が得られるの
で、濃度微分値だけを参照すると、路面上のマ−クと影
などとの区別ができない。濃度が所定範囲に入っている
か否かを調べることにより、路面，白線，影などの区別
を誤りなく実施しうる。

【００４３】比較器２６１及び２６２は、減算器２３２
が出力する濃度微分値ＤＩＦＦをそれぞれしきい値ＡＤ
ＩＮ及びＡＤＩＰと比較して、濃度変化の方向と、変化
量が充分に大きいか否かを識別する。即ち、比較器２６
２は、濃度が暗から明の方向に変化した場合の濃度変化
量（微分値）が、プラス側のしきい値ＡＤＩＰより大き
いか否かを識別し、比較器２６１は、濃度が明から暗の
方向に変化した場合の濃度変化量が、マイナス側のしき
い値ＡＤＩＮより大きい（絶対値で）か否かを識別す
る。

【００４４】ところで、画像を走査して得られる濃度微
分値を比較器によって二値化した場合、例えば図１３に
示すように、特徴が検出される部分はある程度の幅（長
さ）を持つことになる。例えば図２１は、図１４に似た
画像を入力し、下から上に向かって走査しながら、濃度
微分値を検出し、濃度微分値を二値化した結果を二次元
画面上に示したものであるが、この二次元画面上には、
線の集合として特徴情報が出力されている。従って、実
際の特徴点、即ち輪郭の位置を検出するためには、二値
化された特徴情報に対して細線化処理を施す必要があ
る。しかし、ソフトウェア処理による細線化には、通
常、非常に長い時間がかかるので、この実施例では、次
に説明するように、細線化を不要にする処理を特徴点検
出回路１５０の内部で実行している。

【００４５】演算部１５４には、減算器２３２が出力す
る濃度微分値ＤＩＦＦを１クロック遅らせて出力するフ
リップフロップ２５３と、それが出力する信号（Ｚ）を
更に１クロック遅らせて出力するフリップフロップ２６
３が設けてあり、走査方向に連続して現われる３画素の
各位置（Ｚ＋１，Ｚ，Ｚ−１）での濃度微分値が同じタ
イミングで得られる。そして、比較器２７１がＺ＋１の
画素位置の濃度微分値とＺの画素位置の濃度微分値とを
比較して２つの信号ＡＪＴＬ及びＡＪＴＥを生成し、比
較器２７２がＺの画素位置の濃度微分値とＺ−１の画素
位置の濃度微分値とを比較して２つの信号ＡＪＨＬ及び
ＡＪＨＥを生成する。即ち図１２に示す実施例では、Ａ
ＪＴＬ，ＡＪＴＥＡ，ＪＨＬ及びＡＪＨＥに基づいて、
濃度微分値ＤＩＦＦの変化形状を調べ、ＤＩＦＦに現わ
れる変化の山の頂部と谷の底部をそれぞれ輪郭位置とし
て検出している。なお、残りの多数のフリップフロップ
２０１は、多数の信号を出力するタイミングを互いに一
致させるために設けた遅延要素である。

【００４６】図７を参照して演算部１５５を説明する。
演算部１５５では、シフトレジスタ１５３から出力され
る画像デ−タのうち、Ｇ−３，Ｇ−２，Ｇ＋２，Ｇ＋
３，Ｇ＋４，Ｇ＋５及びＧ＋６の７組を入力して利用し
ている。また図６と同様に、図７に示す演算部１５５の
各構成要素は、時間的な遅延及び処理のタイミングと一
致するように、クロックタイミングに合わせた大きさ及
び位置で記載されている。従って、図７から分かるよう
に、演算部１５５が出力する多数の信号ＢＪＲＵ，ＢＪ
ＲＬ，ＢＪＴＬ，ＢＪＴＥ，ＢＪＨＬ，ＢＪＨＥ，ＢＤ
Ｉ９，ＢＪＤＮ，ＢＪＤＰ，ＢＪＳＵ，ＢＪＳＬ，ＢＪ
ＷＵ及びＢＪＷＬは、走査中の１つの注目画素に対して
全て同時に現われる。また図７において、各比較器に印
加されるしきい値ＢＲＧＵ，ＢＲＧＬ，ＢＳＧＵ，ＢＳ
ＧＬ，ＢＷＧＵ，ＢＷＧＬ，ＢＤＩＮ及びＢＤＩＰは、
各々、しきい値レジスタ群１５７に含まれる各レジスタ
の保持する値である。

【００４７】演算部１５５では、基本的に、連続する７
画素の濃度デ−タを参照して、濃度変化（濃度微分値）
を検出する回路と、その領域の濃度を検出する回路と、
７画素領域の手前の走査位置における濃度を検出する回
路を備えている。

【００４８】実際には、Ｇ＋３，Ｇ＋２，Ｇ＋１，Ｇ，
Ｇ−１，Ｇ−２及びＧ−３の連続する７画素のデ−タの
うち、Ｇ＋２とＧ＋３を加算器２１７で加算し、Ｇ−２
とＧ−３を加算器２１８で加算し、減算器２３８で加算
器２１８の出力から加算器２１７の出力を減算し、濃度
微分値（ＤＩＦＦ＝((Ｇ−３)＋(Ｇ−２))−((Ｇ＋２)
＋(Ｇ＋３))）を検出している。また、加算器２１８の
出力値を参照して７画素領域の濃度を識別している。更
に、７画素領域の手前のＧ＋６，Ｇ＋５，Ｇ＋４及びＧ
＋３の４画素の値を加算器２１５，２１６及び２３７で
加算し、注目点Ｇの手前の濃度を検出している。

【００４９】比較器２２１及び２２２は、７画素領域の
濃度が自動車の影部分とみなしうる濃度範囲内であるか
否かを識別するために設けられており、比較器２２３及
び２２４は、７画素領域の濃度が路面上の白線部分とみ
なしうる濃度範囲内であるか否かを識別するために設け
られており、比較器２５４及び２５５は、７画素領域の
手前の領域の濃度が路面部分とみなしうる濃度範囲内で
あるか否かを識別するために設けられている。ＢＳＧＵ
及びＢＳＧＬは、それぞれ、影部分の濃度範囲の上限値
及び下限値であり、ＢＷＧＵ及びＢＷＧＬは、それぞ
れ、白線部分の濃度範囲の上限値及び下限値であり、Ｂ
ＲＧＵ及びＢＲＧＬは、それぞれ、路面部分の濃度範囲
の上限値及び下限値である。残りの回路部分の構成及び
動作は、既に説明した演算部１５４と同様である。

【００５０】図５の判定部１５６の具体的な構成を、図
８，図９及び図１０に示す。まず図８を参照すると、こ
の回路の上側の部分では、演算部１５４から出力される
信号ＡＪＤＰ，ＡＪＤＮ，ＡＪＲＵ，ＡＪＲＬ，ＡＪＳ
Ｌ，ＡＪＳＵ，ＡＤＩ９，ＡＪＷＬ及びＡＪＷＵと、モ
−ド信号Ｇ，Ｐ及びＮに基づいて、信号ＡＪＧが生成さ
れ、下側の半分では、演算部１５５から出力される信号
ＢＪＤＰ，ＢＪＤＮ，ＢＪＲＵ，ＢＪＲＬ，ＢＪＳＬ，
ＢＪＳＵ，ＢＤＩ９，ＢＪＷＬ及びＢＪＷＵと、モ−ド
信号Ｇ，Ｐ及びＮに基づいて、信号ＢＪＧが生成され
る。

【００５１】モ−ド信号Ｇ，Ｐ及びＮは、図５に示すモ
−ドレジスタ１５２から出力される信号であり、特徴点
の検出条件を決定する。モ−ドレジスタ１５２にセット
する値（モ−ド値）と検出条件との関係は次の通りにな
っている。

【００５２】モ−ド値０００１（２進表示）の場合：暗
から明の方向への濃度変化（微分値）を検出 濃度値は考慮しない モ−ド値００１０の場合：明から暗の方向への濃度変化
（微分値）を検出 濃度値は考慮しない モ−ド値００１１の場合：暗から明の方向と明から暗方
向への両方の濃度変化を検出 濃度値は考慮しない モ−ド値０１０１の場合：暗から明の方向への濃度変化
（微分値）を検出 濃度値を考慮して判定 モ−ド値０１１０の場合：明から暗の方向への濃度変化
（微分値）を検出 濃度値を考慮して判定 モ−ド値０１１１の場合：暗から明の方向と明から暗方
向への両方の濃度変化を検出 濃度値を考慮して判定 なおこの実施例では、上記６種類のモ−ド切換えのみが
可能になっているが、例えば演算部１５４が出力する多
数の信号ＡＪＲＵ，ＡＪＲＬ，ＡＪＴＬ，ＡＪＴＥ，Ａ
ＪＨＬ，ＡＪＨＥ，ＡＤＩ９，ＡＪＤＮ，ＡＪＤＰ，Ａ
ＪＳＵ，ＡＪＳＬ，ＡＪＷＵ及びＡＪＷＬと、演算部１
５５が出力する多数の信号ＢＪＲＵ，ＢＪＲＬ，ＢＪＴ
Ｌ，ＢＪＴＥ，ＢＪＨＬ，ＢＪＨＥ，ＢＤＩ９，ＢＪＤ
Ｎ，ＢＪＤＰ，ＢＪＳＵ，ＢＪＳＬ，ＢＪＷＵ及びＢＪ
ＷＬの各々について、それを無視するか否かをそれぞれ
個別にモ−ドレジスタ１５２の出力信号で決定できるよ
うに構成を変更すれば、更に様々な種類の条件下で特徴
を検出しうる。

【００５３】図９を参照して説明する。この回路は、演
算部１５４が出力する信号ＡＪＴＬ，ＡＪＴＥ，ＡＪＨ
Ｌ，ＡＪＨＥ及びＡＤＩ９と、演算部１５５が出力する
信号ＢＪＴＬ，ＢＪＴＥ，ＢＪＨＬ，ＢＪＨＥ及びＢＤ
Ｉ９と、図８の回路から出力される信号ＡＪＧ及びＢＪ
Ｇと、制御信号ＦＭＴに基づいて、特徴点判定信号ＣＨ
を生成する。

【００５４】制御信号ＦＭＴは、図５のサイズ切換回路
１５８から出力される信号である。図９に示す回路で
は、制御信号ＦＭＴが０か１かに応じて、特徴点検出に
使用する演算式を切換える。具体的には、制御信号ＦＭ
Ｔが０の時には、演算部１５４が出力する信号群を利用
して特徴点の判定を実施し、制御信号ＦＭＴが１の時に
は、演算部１５５が出力する信号群を利用して特徴点の
判定を実施する。つまり、特徴点を検出するために参照
する画素領域のサイズが、制御信号ＦＭＴが０の時には
１×５画素になり、制御信号ＦＭＴが１の時には１×７
画素になる。

【００５５】例えば図１４に示されるように、特徴点検
出の対象となる画像中には、距離が近い被写体から遠い
被写体まで様々なものが存在し、図１４の画像において
は、画像中の下側の領域では距離の近い被写体が映し出
され、上側の領域では距離の遠い被写体が映し出される
傾向にある。また、距離の近い被写体は、距離の遠い被
写体に比べて画像中の大きい領域を占める。従って例え
ば、前方を走行する車輌の地面に映る影を検出するため
に、画像を下から上に向かって走査する場合、影の領域
は、車輌の距離が近い場合には大きい画像領域で検出さ
れ、距離が遠い場合には小さい画像領域で検出される。
また濃度勾配（単位位置変化に対する濃度変化）は、車
輌の距離が近い場合には比較的小さく、距離が遠い場合
には大きくなる傾向がある。

【００５６】このため、特徴点検出のために参照する画
素領域のサイズが比較的小さい場合、濃度勾配の小さい
近距離の被写体は特徴点として検出されない可能性があ
り、逆に参照する画素領域のサイズが比較的大きいと、
領域の小さい遠距離の被写体は、欠落し特徴点として検
出されない可能性がある。

【００５７】図１５は、図１４に示すような画像であっ
て、前方を走行する車輌との距離が近い場合と遠い場合
の２種類の画像情報を入力し、画像の中央付近を縦方向
に走査した時の、各々の濃度分布を示している。図１５
を参照すると、前方車輌の下端に映るそれの影の部分の
領域は、前方車輌との距離が近い場合には大きく、前方
車輌との距離が遠い場合には小さくなるのが分かる。従
って、前方車輌の下端に映るそれの影を確実に認識する
ためには、小さい画素領域の特徴と大きい画素領域の特
徴をいずれも検出可能でなければならない。このような
検出対象領域の画像中の大きさの変化に対応するため
に、制御信号ＦＭＴによって、参照する画素領域のサイ
ズを切換えている。

【００５８】制御信号ＦＭＴを生成するサイズ切換回路
１５８の構成を図１１に示す。図１１を参照すると、制
御信号ＦＭＴはフリップフロップＦＦ１から出力され
る。フリップフロップＦＦ１の状態は、最初は信号ＭＴ
によってセットされ、その後、比較器ＣＰ１が出力する
信号ＣＮＧによって切換えられる。即ち、走査テ−ブル
メモリ１０３上の各走査線の情報に含まれる制御情報Ｍ
Ｔの値が、走査テ−ブルメモリ１０３から読み出され、
コントロ−ルビットレジスタ１３２を介してサイズ切換
回路１５８に印加され、フリップフロップＦＦ１のプリ
セット及びクリアの各端子を制御する信号を生成してＦ
Ｆ１の初期状態をセットする。信号ＯＥｓは、走査テ−
ブルメモリ出力イネ−ブル信号であり、ＭＴとともにサ
イズ切換回路１５８に印加される。例えば、図１４に示
す画像を下から上に向かって走査する時には、制御情報
ＭＴに１がセットされ、ＦＦ１がプリセットされるの
で、制御信号ＦＭＴは１になり、１×７の画素領域サイ
ズが選択される。比較器ＣＰ１は、カウンタ１２５が出
力する走査位置情報ＣＨＰを、演算式切換座標レジスタ
１０４が保持する値と比較し、両者が一致すると信号Ｃ
ＮＧを出力する。信号ＣＮＧが現われると、フリップフ
ロップＦＦ１の状態は反転され、制御信号ＦＭＴが反転
する。つまり、走査位置が指定した位置（レジスタ１５
９の値）になると、ＭＴが１の時にはＦＭＴが１から０
に反転し、ＭＴが０の時にはＦＭＴが０から１に反転す
る。

【００５９】判定部１５６の図１０に示す回路部分で
は、演算部１５４が出力する多数の信号ＡＪＲＵ，ＡＪ
ＲＬ，ＡＤＩ９，ＡＪＤＮ，ＡＪＤＰ，ＡＪＳＵ，ＡＪ
ＳＬ，ＡＪＷＵ及びＡＪＷＬと、演算部１５５が出力す
る多数の信号ＢＪＲＵ，ＢＪＲＬ，ＢＤＩ９，ＢＪＤ
Ｎ，ＢＪＤＰ，ＢＪＳＵ，ＢＪＳＬ，ＢＪＷＵ及びＢＪ
ＷＬと制御信号ＦＭＴに基づいて、様々なステ−タス信
号を生成する。これらのステ−タス信号は、座標情報と
ともに、特徴点の情報として、特徴点メモリ１１２に書
込まれる。ステ−タス信号の各々が示す情報の内容は次
の通りである。

【００６０】Ｎ： 濃度微分値ＤＩＦＦと微分しきい値
（ＡＤＩＮ，ＢＤＩＮ）との比較結果 Ｐ： 濃度微分値ＤＩＦＦと微分しきい値（ＡＤＩＰ，
ＢＤＩＰ）との比較結果 Ｒｗ：注目点より手前の走査位置の濃度と路面濃度上限
しきい値（ＡＲＧＵ，ＢＲＧＵ）との比較結果 Ｒｂ：注目点より手前の走査位置の濃度と路面濃度下限
しきい値（ＡＲＧＬ，ＢＲＧＬ）との比較結果 Ｓｗ：注目領域の濃度と影領域上限しきい値（ＡＳＧ
Ｕ，ＢＳＧＵ）との比較結果 Ｓｂ：注目領域の濃度と影領域下限しきい値（ＡＳＧ
Ｌ，ＢＳＧＬ）との比較結果 Ｗｗ：注目領域の濃度と白線領域上限しきい値（ＡＷＧ
Ｕ，ＢＷＧＵ）との比較結果 Ｗｂ：注目領域の濃度と白線領域下限しきい値（ＡＷＧ
Ｌ，ＢＷＧＬ）との比較結果 Ｄｓ：濃度微分値ＤＩＦＦの符号 既に説明したように、高速画像デ−タ処理ユニット１０
０は、走査テ−ブルメモリ１０３に書き込まれたデ−タ
に従って走査を実施し、特徴点の検出を実施する。走査
する領域（ウインドゥ）は、各々走査開始座標，走査終
了座標，及び走査方向の情報を含む走査線情報の集合に
よって決定される。従って、例えば図１９に示すよう
な、特殊形状の範囲内のみに限定して特徴点の検出を実
施することができる。このような走査を実施すると、処
理対象のデ−タ量が大幅に低減されるので、特徴点検出
の所要時間が短縮される。

【００６１】また、走査する領域（ウインドゥ）は、走
査テ−ブル位置レジスタ１０６によって指定されるアド
レスからテ−ブルエンドマ−ク（ＴＥ＝１）が存在する
位置までの走査線情報によって決定されるので、走査テ
−ブルメモリ１０３には、位置や形状の異なる様々な走
査パタ−ンの複数組のデ−タを、予め登録しておくこと
ができ、走査テ−ブル位置レジスタ１０６の内容の書き
換えだけで、瞬時に走査パタ−ンを切換えることができ
る。

【００６２】例えば図１４に示すような画像から白線部
分の特徴点を検出する場合、道路状況や自動車の運転状
況に応じて、白線の画面上での方向及び位置が変化する
ので、特定の狭い範囲だけを走査ウインドゥとして定め
ると、その範囲が実際の白線の位置と正確に一致してい
ない限り、白線が検出できない。

【００６３】そこでこの実施例においては、白線の特徴
点を検出する時には、図１８に示すように位置及び／又
は傾きが互いに異なる９種類のウインドゥのデ−タを、
予め走査テ−ブルメモリ１０３に登録しておき、前回の
認識処理で検出された白線の情報に基づき、図１７に示
す処理によって適切な１つのウインドゥを選択し、選択
したウインドゥのデ−タの先頭アドレスを走査テ−ブル
位置レジスタ１０６にセットしている。

【００６４】図１８を参照すると、ウインドゥ１〜９
は、各々、図１９に示すような平行四辺形状であり、ウ
インドゥ１，２及び３はその右辺が画面の中心位置ｘ０
と一致するように定めてある。ウインドゥ４，５及び６
は、それぞれウインドゥ１，２及び３を少し左側に移動
ものと一致し、ウインドゥ７，８及び９は、それぞれウ
インドゥ１，２及び３を少し右側に移動ものと一致す
る。また、ウインドゥ１，２及び３は、互いに傾きが異
なっている。ウインドゥ４，５及び６とウインドゥ７，
８及び９も同様である。従って、ウインドゥ１〜９を切
換えることで、画面上での白線の向きの変化や位置の変
化に対応しうる。

【００６５】また図１８において、ｙＵ１，ｙＵ２，ｙ
Ｕ３，ｙＵ４，ｙＵ５，ｙＵ６，ｙＵ７，ｙＵ８及びｙ
Ｕ９が、それぞれウインドゥ１，２，３，４，５，６，
７，８及び９の左辺上側のｙ座標、ｙＬ１，ｙＬ２，ｙ
Ｌ３，ｙＬ４，ｙＬ５，ｙＬ６，ｙＬ７，ｙＬ８及びｙ
Ｌ９が、それぞれウインドゥ１，２，３，４，５，６，
７，８及び９の左辺下側のｙ座標、ｘＬ１，ｘＬ４及び
ｘＬ７が、それぞれウインドゥ１，４及び７の左辺のｘ
座標、ｘＲ１，ｘＲ４及びｘＲ７が、それぞれウインド
ゥ１，４及び７の右辺のｘ座標である。またｘＶは、前
回の認識処理で検出した左側の白線と右側の白線との交
点のｘ座標であり、ｙＬＷは、前回の認識処理で検出し
た左側の白線と、ウインドゥの右辺との交点のｙ座標で
ある。

【００６６】図１７の処理では、まず、ｘＶ＜（ｘＲ１
＋ｘＲ４）／２か否かを識別し、ｙｅｓであればレジス
タＮＵに１をストアし、ｎｏであれば、更にｘＶ＞（ｘ
Ｒ１＋ｘＲ７）／２か否かを識別し、ｙｅｓであればレ
ジスタＮＵに２をストアし、ｎｏであればＮＵに０をス
トアする。続いて、ｙＬＷ＜（ｙＬ１＋ｙＵ２）／２か
否かを識別し、ｙｅｓであればレジスタＮＬに１をスト
アし、ｎｏであれば、更にｙＬＷ＞（ｙＬ２＋ｙＵ３）
／２か否かを識別し、ｙｅｓであればＮＬに３をストア
し、ｎｏであればＮＬに２をストアする。そして、ＮＵ
×３＋ＮＬの計算の結果を、レジスタＮｏにストアす
る。Ｎｏの値が、選択すべきウインドゥの番号である。

【００６７】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、特徴点検
出のための処理は、クロック信号に同期したハ−ドウェ
アの動作により実行されるので、１回の走査で全ての処
理を完了することができ、極めて高速で特徴点を検出し
うる。また特に、濃度値と濃度しきい値との比較結果及
び濃度変化量と微分しきい値との比較結果の組合せによ
って、その画素位置が画像中の変曲点か否かを識別する
ので、検出された特徴点に基づいて精度の高い認識が可
能である。濃度値と濃度しきい値との比較及び濃度変化
量と微分しきい値との比較は１回の走査で実質上同時に
実行されるので、走査を繰り返す必要がなく、短時間で
処理結果が得られる。

【００６８】また第２番の発明によれば、アドレス生成
手段が、画像メモリ手段の読出アドレス値（ＰＶ，Ｐ
Ｈ）を生成する第１のカウンタ手段と、特徴点識別手段
が特徴点を検出した時の走査位置（ＣＨＰ）を生成する
第２のカウンタ手段を備えているので、第１のカウンタ
手段の計数値（画像メモリ手段の読出アドレス）に対し
て所定のオフセットを有する値（真の特徴点位置）を第
２のカウンタ手段で計数することができ、第２のカウン
タ手段の出力値を特徴点記憶手段に記憶することによ
り、走査終了後に検出された特徴点位置の補正を実施す
る必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例の装置全体の構成を示すブロック図
である。

【図２】 図１の高速画像デ−タ処理ユニット１００の
構成の概略を示すブロック図である。

【図３】 高速画像デ−タ処理ユニット１００の一部分
の構成を詳細に示すブロック図である。

【図４】 高速画像デ−タ処理ユニット１００の残りの
部分の構成を詳細に示すブロック図である。

【図５】 図４の特徴点検出回路１５０の構成を示すブ
ロック図である。

【図６】 図５の演算部１５４の構成を示すブロック図
である。

【図７】 図５の演算部１５５の構成を示すブロック図
である。

【図８】 図５の判定部１５６の一部分の構成を示すブ
ロック図である。

【図９】 図５の判定部１５６の一部分の構成を示すブ
ロック図である。

【図１０】 図５の判定部１５６の残りの部分の構成を
示すブロック図である。

【図１１】 図５のサイズ切換回路１５８の構成を示す
ブロック図である。

【図１２】 ＡＰＥＡＫとＡＤＩＰの検出条件を示すグ
ラフである。

【図１３】 従来の特徴検出処理の内容を示す波形図で
ある。

【図１４】 特徴検出対象となる二次元画像の一例を示
す平面図である。

【図１５】 ２種類の画像における縦方向の濃度分布を
示すグラフである。

【図１６】 走査テ−ブルメモリの内容の一例を示すマ
ップである。

【図１７】 走査ウインドゥ選択処理を示すフロ−チャ
−トである。

【図１８】 白線検出に利用する９種類のウインドゥの
形状及び位置を示す平面図である。

【図１９】 走査パタ−ンの一例を示す平面図である。

【図２０】 濃度微分値を検出するフィルタの注目画素
領域と計算の内容を示す平面図である。

【図２１】 画像デ−タの濃度微分値を所定のしきい値
で二値化した結果を二次元画面上に表わした平面図であ
る。

【符号の説明】

１０：システムコントロ−ラ １１：ＣＰＵ １２：ＲＯＭ １３：ＲＡＭ １４：インタ−フェ−ス ２２：ＴＶカメラ ２３：操作ボ−ド ２４：Ａ／Ｄコンバ−
タ ２５：ＣＲＴドライバ ２６：ＴＶモニタ ２７：イメ−ジメモリ １００：高速画像デ−タ処理ユニット １０１：スタ−トレジスタ １０２：ストップレジ
スタ １０３：走査テ−ブルメモリ １０４：演算式切換座
標レジスタ １０５：特徴点数制限値レジスタ １０６：走査テ−ブル位置レジスタ １０７：ステ−タスレジスタ １１１：特徴点格納数
メモリ １１２：特徴点メモリ １１３：インタ−フェ
−ス １２０：内部制御回路 １２１，１２５，１２８，１２９，１３０：カウンタ １２２，１２３，１２４，１２７：セレクタ １２６：双方向バッファ １３２：コントロ−ルビットレジスタ １３３：制御信号発生回路 １３４，１３５：比較
器 １３６：ラッチ １４１，１４６：バッ
ファ １４４，１４５，１４９：カウンタ １４８：比較器 １４７：ＣＨＬ発生回
路 １５０：特徴点検出回路 １５１，１５７：しきい値レジスタ群 １５２：モ−ドレジスタ １５３：シフトレジス
タ １５４，１５５：演算部 １５６：判定部 １５８：サイズ切換回路 ２０１，２５３，２６３：フリップフロップ ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２
１７，２１８， ２３１，２３７：加算器 ２３２：減算器 ２２１，２２２，２２３，２２４，２３３，２３４，２
３５， ２３６，２５１，２５２，２５４，２５５，２６１，２
６２， ２７１，２７２：比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−95689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−155274（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150080（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/20 G06T 1/00 280 G06T 7/00 250 G06T 7/60 200

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読出し自在な所定の画像デ−タを保持す
   る画像メモリ手段；周期が一定のクロック信号を出力す
   るクロック信号生成手段；前記クロック信号に同期して
   変化する走査アドレス情報を生成し前記画像メモリ手段
   に印加するアドレス生成手段；前記クロック信号に同期
   して前記画像メモリ手段から読み出される時系列画像デ
   −タを入力し、複数画素位置の画像デ−タを同時に出力
   する、シリアル−パラレル変換手段；シリアル−パラレ
   ル変換手段が出力する所定画像デ−タの濃度値を予め定
   められた濃度しきい値と比較する、濃度比較手段；シリ
   アル−パラレル変換手段が出力する複数位置の画像デ−
   タに基づいて、その濃度変化を出力する微分値検出手
   段；微分値検出手段が出力する値を予め定められた微分
   しきい値と比較する、微分値比較手段；前記濃度比較手
   段が出力する信号と微分値比較手段が出力する信号との
   タイミングを合わせる、時間遅延手段；前記濃度比較手
   段が出力する信号と微分値比較手段が出力する信号とに
   基づいて、走査位置の画像デ−タが特徴点か否かを識別
   する、特徴点識別手段；及び特徴点が検出された時に、
   前記アドレス生成手段が出力する走査アドレス情報を記
   憶する、特徴点記憶手段；を備える画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記アドレス生成手段は、画像メモリ手
   段の読出アドレス値を生成する第１のカウンタ手段と、
   前記特徴点識別手段が特徴点を検出した時の走査位置を
   生成する第２のカウンタ手段を含む、前記請求項１記載
   の画像処理装置。