JP3364771B2 - 移動物体検出装置 - Google Patents
移動物体検出装置Info
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Description
る移動物体を検出する移動物体検出装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、動画像のなかから移動物体を検出
する方法として、動画像のフレーム間における濃度の差
分をとり、そのフレーム間を差分した画像のなかから、
予め設定された濃度のしきい値を用いて濃度の変化領域
を抽出して、その抽出領域に対応するものが移動物体で
あるとしてそれを検出するようにしている。 【0003】しかし、このような方法によるのでは、フ
レーム間の濃度の差分によって画像中の移動物体を検出
するためには移動物体を撮像する側が静止状態にある必
要があり、撮像側が移動している状態では背景の動きに
も濃度変化が生じて背景と移動物体との分離ができない
ものとなっている。 【0004】また、従来、移動体に搭載されたカメラに
よって外界を撮像することによって得られる動画像か
ら、空間的な濃度勾配と時間的な濃度勾配とを用いて速
度ベクトルの分布状態を示すオプティカルフローを算出
し、その得られたオプティカルフローから画像の三次元
的な動きを認識する方法が提案されている(U.S.P
atent No.4,980,762参照)。 【0005】しかし、この方法は動画像の入力側である
移動体の移動にともなう画像全体の平行移動または回転
移動を検出するものであり、画像中に存在する移動物体
を検出することができないものとなっている。 【0006】また、従来、動画像のなかから移動物体を
検出する方法として、フレーム画像を小領域に分割し、
各小領域ごとに速度ベクトルを算出して速度ベクトル分
布図を作成し、その分布図からカメラ操作による速度ベ
クトルの分布パターンの成分を除去して、残った速度ベ
クトルの成分に相当するフレーム画像中の小領域を移動
物体領域として抽出するようにしている(特開平4−3
28689号参照)。 【0007】しかし、このような方法によるものでは、
予め速度ベクトル分布のパターンを登録しておく必要が
ある。また、このように各小領域ごとに速度ベクトルを
算出しても、やはりノイズの混入により精度良く移動体
のみを検出するのは困難である。例えば、このような装
置を車両に搭載した場合、ノイズの影響で移動していな
いものまで移動体として検出することがあり、信頼性の
悪いものになる。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、動画像のなかから移動物体を検出する場合、画像
入力側が移動している状況下で、その移動方向とは反対
の方向に移動する物体またはその移動方向に対して横切
るように移動する物体を検出する方法が確実に確立され
ていないことである。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は、画像入力側が
移動している状況下で、特にその移動方向に対して横切
るように移動する物体を検出できるようにするべく、動
画像を入力する手段と、その入力された動画像から画像
上での速度ベクトルの分布状態を示すオプティカルフロ
ーを算出するオプティカルフロー演算手段と、その算出
されたオプティカルフローから水平方向の速度ベクトル
成分の大きさの最小値を求めて無限遠点方向をわり出す
無限遠点方向抽出手段と、そのわり出された無限遠点方
向を基準にして、オプティカルフローの水平方向におけ
る速度ベクトル成分の極性から移動物体を検出する移動
物体検出手段とをとるようにしている。 【0010】 【実施例】本発明による移動物体検出装置は、図1に示
すように、車両に搭載され、その進行方向の領域をビデ
オカメラにより連続的に撮像して動画像を得る画像入力
部1と、その連続的に撮像される各画像を画素単位でサ
ンプリングして濃度に関するデータを得て、動画像の空
間的な濃度勾配と時間的な濃度勾配とにしたがう、画像
上での速度ベクトルの分布状態を示すオプティカルフロ
ーを算出するオプティカルフロー演算部2と、その算出
されたオプティカルフローのベクトル場を空間的に平滑
化する平滑化処理部3と、その平滑化されたオプティカ
ルフローから水平方向の速度ベクトル成分の大きさの最
小値を求めて無限遠点方向をわり出す無限遠点方向抽出
部4と、そのわり出された無限遠点方向を基準にして、
オプティカルフローの水平方向における速度ベクトル成
分の極性から移動物体を検出する移動物体検出部5とに
よって構成されている。 【0011】オプティカルフロー演算部2におけるオプ
ティカルフローの算出としては、例えば、文献「Art
ifical Inteligence」 Vol.1
7.No.1−3(1981).pp.185〜20
3.Berthold K.P.Horn and B
rian G.Schunck「Determinin
g Optical Flow」に記載されている、従
来の手法がそのまま用いられる。 【0012】図3はオプティカルフローの一例を示すも
ので、図2に示すように、車両の走行方向の領域を撮像
することによって得られる入力画像中に、その車両の走
行方向に対して横切るように移動する物体Oがあるとき
の動画像における局所的な2次元の速度ベクトルの場と
なっている。図中、Pは車両の進行方向に応した無限遠
点を示している。 【0013】平滑化処理部3は、例えば、ガウスフィル
タのような空間フィルタによってオプティカルフローの
ベクトル場を平滑化して、そのベクトル場に含まれるノ
イズ成分を減少させる。 【0014】そのガウスフィルタf(r)は、中心から
の距離r,標準偏差σにしたがって次式(1)によって
あらわされる。 【0015】 【数1】 【0016】無限遠点方向抽出部4は、オプティカルフ
ローのベクトル場V(X,Y)において、次式(2)に
よって、垂直(Y)方向の任意の範囲において、水平
(X)方向における速度ベクトルのx成分の二乗和E
(x)を計算し、E(x)が最少になるx=xCを求め
て、図4に示すように、無限遠点方向Dをわり出す。 【0017】 【数2】 【0018】移動物体検出部5は、次式(3)によって
与えられる搭載車両が走行することによる自己運動によ
って生ずる背景の速度ベクトルVBと、次式(4)によ
って与えられる車両の走行方向に対して横切るように移
動する物体Oの速度ベクトルVOとのx成分の極性が異
なることを利用して、その移動物体Oを検出する。 【0019】 【数3】 【0020】 【数4】 【0021】その際、例えば、車両走行中の速度ベクト
ルVBが、 VB<0 x<xC または VB>0 x>xC の条件であれば、あるしきい値νO(νO>0)を基準
に、 x<xC かつ VO>0 または x>xC かつ VO<0 の条件をみたす(x,y)を求め、図5に示すように、
移動物体Oの位置を検出する。 【0022】このように、本発明によれば、車両の走行
方向の領域を撮像することによって得られる図2に示す
入力画像のなかから、車両の走行方向に対して横切るよ
うに移動する物体Oの検出を行うことができるようにな
る。 【0023】なお、この実施例においては、車両の走行
方向に対して平行に移動する物体を検出することができ
ないが、車両の運転者に対する情報としては車両に接近
してくる移動体の検出が重要であり、この情報により、
例えば、衝突回避を迅速に行うことが可能となる。 【0024】 【発明の効果】以上、本発明による移動物体検出装置に
あっては、入力画像から得られたオプティカルフローか
ら水平方向の速度ベクトル成分の大きさの最小値を求め
て無限遠点方向をわり出して、そのわり出された無限遠
点方向を基準にして、オプティカルフローの水平方向に
おける速度ベクトル成分の極性から移動物体を検出する
ようにしたもので、画像入力側が移動している状況下
で、その移動方向に対して横切るように移動する物体を
確実に検出できるという利点を有している。
すブロック構成図である。 【図2】入力画像の一例を示す図である。 【図3】入力画像に対応したオプティカルフローを示す
図である。 【図4】入力画像における無限遠点方向を示す図であ
る。 【図5】入力画像のなかから検出される移動物体の位置
を示す図である。 【符号の説明】 1 画像入力部 2 オプティカルフロー演算部 3 平滑化処理部 4 無限遠点方向抽出部 5 移動物体検出部 O 移動物体 P 無限遠点 D 無限遠点方向
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 動画像を入力する手段と、その入力され
た動画像から画像上での速度ベクトルの分布状態を示す
オプティカルフローを算出するオプティカルフロー演算
手段と、その算出されたオプティカルフローから水平方
向の速度ベクトル成分の大きさの最小値を求めて無限遠
点方向をわり出す無限遠点方向抽出手段と、そのわり出
された無限遠点方向を基準にして、オプティカルフロー
の水平方向における速度ベクトル成分の極性から移動物
体を検出する移動物体検出手段とによって構成された移
動物体検出装置。
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JPH07249127A JPH07249127A (ja) | 1995-09-26 |
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Family Applications (1)
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JP07627294A Expired - Fee Related JP3364771B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 移動物体検出装置 |
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Cited By (1)
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1994
- 1994-03-09 JP JP07627294A patent/JP3364771B2/ja not_active Expired - Fee Related
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