JP3601392B2

JP3601392B2 - 画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システム

Info

Publication number: JP3601392B2
Application number: JP37029899A
Authority: JP
Inventors: 健岩本; 邦夫酒井; 邦彦鈴木
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001184586A; DE60019813T2; EP1262933A1; ES2237485T3; HK1047814A1; HK1047814B; EP1262933A4; WO2001048724A1; DE60019813D1; EP1262933B1; ATE294434T1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両監視システムなどに用いられる画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高速道路や一般道などには、交通の監視のため、ＣＣＴＶ（ｃｌｏｓｅｄ−ｃｉｒｃｕｉｔｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）カメラが設置されている。特に、長大なトンネルなどでは、監視死角のないように多数のカメラが設置されている。このカメラの出力映像は、道路管制センタなどへ伝送され、モニタに表示されて監視員により監視されている。通常、カメラの設置数と同数のモニタを設置するのは設置スペースなどの問題により困難であるため、カメラの設置数に対してモニタの設置数を少なくし、１台のモニタに複数のカメラを割り当ててカメラ映像を表示している。この場合、複数のカメラ映像を数秒おきに順次切り替え表示する手法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような交通監視技術にあっては、交通異常の検出が遅れるという問題点がある。すなわち、カメラ映像を切り替えてモニタに表示するため、表示されないカメラ映像が存在することとなり、交通異常の検出が遅れるおそれがある。また、カメラ映像が頻繁に切り替わることにより監視員の疲労が多大なものとなること及び交通異常の見落としなどの問題も指摘されている。
【０００４】
このような問題点を解消すべく、画像処理技術の導入も検討されているが、完全な精度で交通異常の検出することは技術的に困難な状況にある。
【０００５】
そこで本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、交通異常の検出向上が図れる画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、道路を撮影した複数の映像信号を入力し、その映像信号をデジタル画像にＡ／Ｄ変換する変換手段と、道路がデジタル画像の縦方向又は横方向に向くようにデジタル画像を補正する補正手段と、補正手段により補正した補正画像に撮影される各道路が連続するように、複数の補正画像を合成する画像合成手段とを備えて構成されている。
【０００７】
また本発明に係る画像処理装置は、合成した画像を画像データとして蓄積する蓄積手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係る画像処理方法は、道路を撮影した複数の映像信号を入力し、その映像信号をデジタル画像にＡ／Ｄ変換する変換工程と、道路がデジタル画像の縦方向又は横方向に向くようにデジタル画像を補正する補正工程と、補正手段により補正した補正画像に撮影される各道路が連続するように、複数の補正画像を合成する画像合成工程とを備えて構成されている。
【０００９】
また本発明に係る画像処理方法は、画像合成工程の後に合成した画像を画像データとして蓄積する蓄積工程を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る車両監視システムは、監視すべき道路に沿って複数配設され道路を走行する車両を撮影する撮影手段と、撮影手段により撮影された各映像信号を入力し、各映像信号をデジタル画像にＡ／Ｄ変換し、道路がデジタル画像の縦方向又は横方向に向くようにデジタル画像を補正し、その補正したデジタル画像に撮影される各道路が連続するように補正した画像を合成する画像処理手段と、画像処理手段により画像処理された画像を表示する表示手段とを備えて構成されている。
【００１１】
また本発明に係る車両監視システムは、監視すべき道路に沿って複数配設され道路の側方から道路を走行する車両を撮影し、その撮影光学系に広角レンズを備える撮影手段と、撮影手段により撮影された各映像信号を入力し、各映像信号をデジタル画像にＡ／Ｄ変換し、デジタル画像の広角レンズによる歪みを補正し、その補正したデジタル画像に撮影される各道路が連続するように補正した画像を合成する画像処理手段と、画像処理手段により画像処理された画像を表示する表示手段とを備えて構成されている。
【００１２】
また本発明に係る車両監視システムは、前述の表示手段が、横長な表示領域を有するプロジェクタであることを特徴とする。
【００１３】
また本発明に係る車両監視システムは、前述の画像処理手段が、合成した画像を画像データとして蓄積することを特徴とする。
【００１４】
これらの発明によれば、交通監視すべき道路の全体を一つの画面に表すことが可能となる。このため、画面表示の切り替えを行うことなく、道路全体の監視が行える。従って、画面切替により監視できない領域がないため、交通異常の検出の遅延が防止でき、交通異常の検出の迅速化が図れる。また、画面切替がないため、画面変化に基づいて交通異常の検出が行え、目視による交通異常の検出が容易となり、監視負担の軽減が図れる。
【００１５】
また、広角レンズを用いて監視すべき道路を側方から撮影することにより、画像補正を容易に行うことが可能となる。
【００１６】
また、補正して合成した画像データを蓄積することにより、交通異常の発生後にその画像データを確認して異常発生の分析などが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【００１８】
（第一実施形態）
図１に車両監視システムの説明図を示す。図１に示すように、車両監視システムは、道路の交通状態を監視するシステムであり、例えば、トンネル１における交通異常の検出するシステムに用いられる。車両監視システムには、複数の監視カメラ２を備えている。
【００１９】
監視カメラ２は、トンネル１内の道路を走行する車両１１を撮影する撮影手段であり、トンネル１内に一定の間隔で設置されている。その監視カメラ２の設置間隔は、例えば、約２００ｍとされる。監視カメラ２の撮影方向は、道路１０を走行する車両１１の前方又は後方が撮影される向きとなっている。各監視カメラ２は、分配器３に接続されている。分配器３は、トンネル１付近に建造される施設４内に設置されており、各監視カメラ２の撮影映像を入力して画像処理装置５に出力する。
【００２０】
画像処理装置５は、監視カメラ２の映像を入力して画像処理する画像処理手段であり、その画像処理した画像を管制センタ６へ伝送する。画像処理装置５は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、ビデオフレームメモリ、画像処理プロセッサ及び信号出力インターフェースを備えて構成される。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器は、入力された映像信号をアナログ信号からデジタル信号にＡ／Ｄ変換するものであり、例えば、ビデオＡ−Ｄコンバータなどが用いられる。ビデオフレームメモリは、デジタル変換された映像信号を画像データとして記憶するものである。画像データは、ｘ軸、ｙ軸の座標点ごとに濃淡値を持つ画素の集合であり、その画素の濃淡は例えば８ビットの２５６階調とされる。
【００２２】
画像処理プロセッサは、ビデオフレームメモリに記憶された画像データを画像処理するものである。また、信号出力インターフェースは、画像処理プロセッサの指令に画像処理した画像を外部へ出力するためのものである。
【００２３】
管制センタ６では、画像処理装置５から伝送される画像をモニタ６１に入力し、そのモニタ６１を通じてトンネル１内の撮影画像が表示される。この画像を通じて、トンネル１内の車両の走行状態を監視員が目視にて監視することができる。モニタ６１は、画像の表示手段であり、望ましくは横長な表示領域を有するものが用いられ、例えばプロジェクタが用いられる。
【００２４】
次に、車両監視システムの動作、画像処理装置の動作及び画像処理方法について説明する。
【００２５】
図１において、監視カメラ２により道路１０を走行する車両１１が撮影され、各監視カメラ２から映像信号が分配器３に入力される。分配器３では監視カメラ２の映像信号を適宜画像処理装置５に入力する。そして、画像処理装置５により映像信号の画像処理が行われる。
【００２６】
図２に画像処理装置５における画像処理のフローチャートを示す。
【００２７】
図２のＳ１００に示すように、画像処理装置５に入力された映像信号がＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換は映像信号のアナログ画像をデジタル画像に変換する処理であり、変換後のデジタル画像はビデオフレームメモリに画像データとして記憶される。
【００２８】
そして、Ｓ２００に移行し、画像補正が行われる。画像補正は、Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像において、そのデジタル画像に表示される道路１１が画像の縦方向又は横方向に向くように画像データを補正する処理である。この画像補正処理により、図３に示すデジタル画像が図４に示す補正画像に補正される。図３において、デジタル画像２０には道路１０が右下部分から左上部分へ遠ざかるように表されている。このデジタル画像２０は、図４に示すように、道路１０が画像の横向きになるように補正され、その補正処理により補正画像２１となる。その際、道路１０上を走行する車両１１もその補正に従い画像処理される。
【００２９】
そして、Ｓ３００に移行し、画像合成が行われる。画像合成は、画像補正された補正画像を合成する処理であり、例えば、各監視カメラ２で同時に撮影された映像信号に係る各補正画像２１が一つの画像に合成される。このとき、各補正画像２１に表される道路１０が連続するように合成処理が行われる。また、同一の車両１１が複数表示されないように合成が行われる。図５に合成処理された合成画像２２を示す。
【００３０】
そして、画像合成処理を終了した後、合成画像２２が管制センタ６に伝送される。そして、合成画像２２全体が管制センタ６のモニタ６１に表示される。
【００３１】
以上のように、本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムによれば、交通監視すべき道路１０の全体を一つの画面に表すことが可能となる。このため、画面表示の切り替えを行うことなく、道路全体の監視が行える。
【００３２】
従って、画面切替により監視できない領域がないため、交通異常の検出の遅延が防止でき、交通異常の検出の迅速化が図れる。また、画面切替がないため、画面変化に基づいて交通異常の検出が行え、目視による交通異常の検出が容易となり、監視負担の軽減が図れる。
【００３３】
なお、本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムでは、合成画像２２を管制センタ６へ伝送するものであるが、本発明に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムはそのようなものに限られるものではなく、複数の補正画像２１を管制センタ６へ伝送し管制センタ６にて画像合成を行うものであってもよい。また、画像処理（Ａ／Ｄ変換、画像補正、画像合成）の全てを管制センタ６で行うものであってもよい。
【００３４】
また、本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムでは、トンネル１内の道路における車両監視に関するものについて説明したが、本発明に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムはそのようなものに限られるものではなく、他の場所における道路の車両監視に関するものであってもよい。
【００３５】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムについて説明する。
【００３６】
本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムは、第一実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムとほぼ同様な構成を有するものであるが、撮影手段である監視カメラ３が広角レンズを有する撮影光学系を備えており、画像処理手段である画像処理装置５が広角レンズによる画像の歪みを補正するものである点で異なっている。
【００３７】
図６は、本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムにおける監視カメラの説明図である。図６に示すように、監視カメラ２は、監視すべき道路１０の側方から道路１０を走行する車両１１を撮影するように配置されている。また、監視カメラ２は、撮影光学系に広角レンズを有しており、広い画角で撮影が可能となっている。広角レンズとしては、望ましくは、魚眼レンズが用いられる。なお、ここでいう「広角レンズ」とは、標準レンズよりも広い画角を有するレンズを意味し、例えば画角６０度以上のものであればよい。
【００３８】
本実施形態に係る車両監視システムの動作、画像処理装置の動作及び画像処理方法について説明すると、第一実施形態に係る車両監視システム等と同様に、監視カメラ２により道路１０を走行する車両１１が撮影され、各監視カメラ２から映像信号が分配器３に入力される。分配器３では監視カメラ２の映像信号を適宜画像処理装置５に入力する。そして、画像処理装置５により映像信号の画像処理が行われる。
【００３９】
画像処理装置５における画像処理は、第一実施形態と同様に、Ａ／Ｄ変換処理が行われる。次いで、画像補正処理では、広角レンズを通じて撮影された画像の歪みを取り除く補正が行われる。図７に示すように、Ａ／Ｄ変換処理されたデジタル画像３０は、広角レンズを通じて撮影されたものであるため、大きなたる型の歪みを有するものとなっている。このデジタル画像３０のたる型歪みを補正することにより、図８に示すように、歪みを取り除いた補正画像３１が得られる。
【００４０】
そして、画像合成処理により、各監視カメラ２で同時に撮影された映像信号に係る各補正画像３１が一つの合成画像３２に合成される。この画像合成処理は、第一実施形態と同様に、各補正画像２１に表される道路１０が連続するように合成処理が行われる。また、同一の車両１１が複数表示されないように合成が行われる。図９に合成処理された合成画像３２を示す。
【００４１】
そして、画像合成処理を終了した後、合成画像３２が管制センタ６に伝送される。そして、合成画像３２全体が管制センタ６のモニタ６１に表示される。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムによれば、第一実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムと同様に、交通監視すべき道路１０の全体を一つの画面に表すことが可能となる。このため、画面表示の切り替えを行うことなく、道路全体の監視が行える。従って、画面切替により監視できない領域がないため、交通異常の検出の遅延が防止でき、交通異常の検出の迅速化が図れる。また、画面切替がないため、画面変化に基づいて交通異常の検出が行え、目視による交通異常の検出が容易となり、監視負担の軽減が図れる。
【００４３】
また、広角レンズを用いて監視すべき道路を側方から撮影することにより、画像補正を容易に行うことが可能となる。
【００４４】
更に、監視カメラ２の撮影光学系に広角レンズを用いることにより、一台の監視カメラ２で広い範囲を監視することが可能となり、監視カメラ２の設置台数を低減できる。
【００４５】
（第三実施形態）
次に第三実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムについて説明する。
【００４６】
本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムは、第一実施形態及び第二実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムとほぼ同様な構成を有するものであるが、画像処理手段及び画像処理工程において画像合成の後に画像蓄積を行う点で異なっている。
【００４７】
図１０に、本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び車両監視システムにおける画像処理のフローチャートを示す。
【００４８】
図１０のＳ１００のＡ／Ｄ変換、Ｓ２００の画像補正及びＳ３００の画像合成は、第一実施形態にて説明したものと同様であるので、その説明を省略する。Ｓ４００では、画像蓄積が行われる。画像蓄積は、合成された合成画像２２又は合成画像３２をメモリなどの記憶装置に蓄積することにより行われる。このように、合成画像２２又は合成画像３２を蓄積しておくことにより、交通異常の発生後にその合成画像を確認して異常発生の分析が可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、交通監視すべき道路の全体を一つの画面に表すことが可能となる。このため、画面表示の切り替えを行うことなく、道路全体の監視が行える。従って、画面切替により監視できない領域がないため、交通異常の検出の遅延が防止でき、交通異常の検出の迅速化が図れる。
【００５０】
また、画面切替がないため、画面変化に基づいて交通異常の検出が行え、目視による交通異常の検出が容易となり、監視負担の軽減が図れる。
【００５１】
また、広角レンズを用いて監視すべき道路を側方から撮影することにより、画像補正を容易に行うことが可能となる。
【００５２】
また、補正して合成した画像データを蓄積することにより、交通異常の発生後にその画像データを確認して異常発生の分析などが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る車両監視システムの説明図である。
【図２】画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像の説明図である。
【図４】補正処理された補正画像の説明図である。
【図５】合成処理された合成画像の説明図である。
【図６】第二実施形態に係る車両監視システム等の説明図である。
【図７】Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像の説明図である。
【図８】補正処理された補正画像の説明図である。
【図９】合成処理された合成画像の説明図である。
【図１０】第三実施形態に係る車両監視システム等の説明図である。
【符号の説明】
２…監視カメラ（撮影手段）、５…画像処理装置、６１…モニタ（表示手段）、１０…道路、１１…車両。

Claims

道路を撮影した複数の映像信号を入力し、その映像信号をデジタル画像にＡ／Ｄ変換する変換手段と、
前記道路が前記デジタル画像の縦方向又は横方向に向くように前記デジタル画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正した補正画像に撮影される各道路が連続するように、複数の前記補正画像を合成する画像合成手段と、
を備えた画像処理装置。
前記合成した画像を画像データとして蓄積する蓄積手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
道路を撮影した複数の映像信号を入力し、その映像信号をデジタル画像にＡ／Ｄ変換する変換工程と、
前記道路が前記デジタル画像の縦方向又は横方向に向くように前記デジタル画像を補正する補正工程と、
前記補正手段により補正した補正画像に撮影される各道路が連続するように、複数の前記補正画像を合成する画像合成工程と、
を備えた画像処理方法。
前記画像合成工程の後に前記合成した画像を画像データとして蓄積する蓄積工程を備えたことを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
監視すべき道路に沿って複数配設され前記道路を走行する車両を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された各映像信号を入力し、各映像信号をデジタル画像にＡ／Ｄ変換し、前記道路が前記デジタル画像の縦方向又は横方向に向くように前記デジタル画像を補正し、その補正したデジタル画像に撮影される各道路が連続するように前記補正した画像を合成する画像処理手段と、
前記画像処理手段により画像処理された画像を表示する表示手段と、
を備えた車両監視システム。
監視すべき道路に沿って複数配設され前記道路の側方から前記道路を走行する車両を撮影し、その撮影光学系に広角レンズを備える撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された各映像信号を入力し、各映像信号をデジタル画像にＡ／Ｄ変換し、前記デジタル画像の前記広角レンズによる歪みを補正し、その補正したデジタル画像に撮影される各道路が連続するように前記補正した画像を合成する画像処理手段と、
前記画像処理手段により画像処理された画像を表示する表示手段と、
を備えた車両監視システム。
前記表示手段は、横長な表示領域を有するプロジェクタであることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両監視システム。
前記画像処理手段は、前記合成した画像を画像データとして蓄積することを特徴とする請求項５〜７のいずれかにの車両監視システム。