JP3655496B2 - 車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駐車場等において車両の有無の検知を行う車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特に、画像センサからの画像データから得られる輝度分布に基づいて車両の有無の検知を行う車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の駐車領域を有する大型駐車場や地下駐車場においては、駐車場管理者が満車または空車の状況を把握するために、駐車領域毎に車両検知装置が設置されている。この車両検知装置は、駐車領域に車両が駐車されているか否かを超音波を用いて検知し、検知結果を管理室に設置された監視モニタ等に表示させる装置である。
【０００３】
図１６は、上述した超音波式の車両検知装置３を示す側面図である。この図において、車両検知装置３は、駐車場１における駐車領域１ａ近傍の側壁１ｂに設置されており、駐車領域１ａに対して水平方向に超音波４を送信する送信機能と、超音波４が物体や反射面により反射された反射波（後述する多重反射波または車両反射波）を受信する受信機能を備えている。車両２が駐車領域１ａに存在しない状態において、車両検知装置３から超音波４が送信されると、この超音波４は、駐車場１の路面、側壁等によりそれぞれ反射され、多重反射波として車両検知装置３に受信される。このとき、車両検知装置３は、多重反射波を受信しているため、車両２（検知対象）を検知していない。
【０００４】
そして、車両２が駐車領域１ａに進入すると、超音波４の反射条件が変化し、この超音波４は、車両２により車両反射波として反射される。ここで、車両検知装置３においては、上記車両反射波と多重反射波とを区別できるようになっており、車両２が検知される。なお、上述した従来の車両検知装置３の詳細については、特開平１０−１０４３６１号公報を参照されたい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように、従来の車両検知装置３においては、超音波を送信しこの超音波が物体や反射面に反射された反射波を利用することで車両２の検知を行っているが、駐車場１において風等による空気の流れが存在する場合には、超音波の伝搬条件が変化することで、反射波の受信状態が変化し、車両２を誤検知するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、空気の流れ等の影響を受けることなく、車両の有無を検知することができる車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、車両が存在し得る領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られる画像に基づいて前記領域の輝度分布を求める輝度分布算出手段と、前記画像においてエッジが抽出されたエッジ画像を得るエッジ抽出手段と、前記領域における背景に対応する部分の画像である背景エッジ画像を保持する保持手段と、前記エッジ画像から前記背景エッジ画像を除去し背景除去画像を得る背景除去手段と、前記背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて、前記領域における前記車両の有無を検知する車両検知手段とを備え、前記保持手段は、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新するようにしたものである。
【０００８】
この発明によれば、撮像手段により領域が撮像されると、輝度分布算出手段では上記領域の輝度分布が求められ、エッジ抽出手段では、画像におけるエッジ（輪郭線）が抽出されたエッジ画像が得られる。そして、背景除去手段では、エッジ画像から背景エッジ画像が除去された背景除去画像が得られる。これにより、車両検知手段では、背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて領域における車両の有無が検知される。また、保持手段は、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新する。このように、この発明によれば、撮像手段により車両が存在し得る領域を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両が検知される。また、この発明では、明画素割合に基づいてデータの更新の適切性が判断されているため、領域における照明条件の変動や輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となる。
【００１３】
つぎの発明は、前記撮像手段により撮像される画像における平均輝度値が所定の値を維持するように、前記撮像手段における露光時間を調整する時間調整手段を備えるようにしたものである。
【００１４】
この発明によれば、時間調整手段により平均輝度値が所定の値（たとえば、黒色系の車両の有無を検知可能な値）を維持するように露光時間が調整されるため、一般にエッジを抽出しにくい色の車両も精度良く検知される。
【００１５】
つぎの発明は、前記エッジ抽出手段が、前記エッジ画像において特定の方向のエッジを強調するようにしたものである。
【００１６】
この発明によれば、エッジ抽出手段により、エッジ画像において特定の方向（たとえば、領域の長手方向）のエッジが強調されるため、領域に車両が存在する場合に、該車両の前後方向のエッジが効果的に抽出され、非常に高い精度で車両の有無が検知される。
【００２９】
つぎの発明は、前記車両検知手段が、前記輝度分布に基づいて前記領域の平均輝度値を求め、該平均輝度値がしきい値以下であるとき、その旨を報知するとともに車両検知結果を無効にするようにしたものである。
【００３０】
この発明によれば、車両検知手段において、車両が存在し得る領域の平均輝度値がしきい値以下であるとき、言い換えれば、領域における照明条件が悪いとき、その旨が報知されるとともに、車両検知結果が無効にされるようにしたので、照明条件の悪化に伴う誤検出の可能性が排除される。
【００３１】
つぎの発明は、前記撮像手段により得られる画像を複数の領域毎に分配する画像分配手段を備え、前記輝度分布算出手段、前記エッジ抽出手段、前記保持手段、前記背景除去手段および前記車両検知手段は、前記複数の領域に対応して複数設けられており、分配された画像に基づいて輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新を並列的にそれぞれ行うようにしたものである。
【００３２】
この発明によれば、撮像手段により、複数の領域からなる領域が撮像されると、画像分配手段により、上記撮像手段において得られた画像が、複数の領域毎に分配される。これにより、複数設けられた、輝度分布算出手段、エッジ抽出手段、保持手段、背景除去手段および車両検知手段においては、分配された画像に基づいて、輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新が並列的に行われる。このように、この発明によれば、車両検知に関する処理が並列的に行われるため、高速で車両検知が可能となる。
【００３３】
つぎの発明は、車両が存在し得る領域を撮像する撮像工程と、前記撮像工程において得られる画像に基づいて前記領域の輝度分布を求める輝度分布算出工程と、前記画像においてエッジが抽出されたエッジ画像を得るエッジ抽出工程と、前記領域における背景に対応する部分の画像であって保持された背景エッジ画像を前記エッジ画像から除去し背景除去画像を得る背景除去工程と、前記背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて、前記領域における前記車両の有無を検知する車両検知工程と、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新するエッジ画像更新工程とを含むようにしたものである。
【００３４】
この発明によれば、撮像工程により領域が撮像されると、輝度分布算出工程では上記領域の輝度分布が求められ、エッジ抽出工程では、画像におけるエッジ（輪郭線）が抽出されたエッジ画像が得られる。そして、背景除去工程では、エッジ画像から背景エッジ画像が除去された背景除去画像が得られる。これにより、車両検知工程では、背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて領域における車両の有無が検知される。さらに、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新する。このように、この発明によれば、撮像工程により車両が存在し得る領域を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両が検知される。また、この発明では、明画素割合に基づいてデータの更新の適切性が判断されているため、領域における照明条件の変動や輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となる。
【００３９】
つぎの発明は、前記撮像工程において撮像される画像における平均輝度値が所定の値を維持するように、前記撮像工程における露光時間を調整する時間調整工程を含むようにしたものである。
【００４０】
この発明によれば、時間調整工程により平均輝度値が所定の値（たとえば、黒色系の車両の有無を検知可能な値）を維持するように露光時間が調整されるため、一般にエッジを抽出しにくい色の車両も精度良く検知される。
【００４１】
つぎの発明は、前記エッジ抽出工程においては、前記エッジ画像において特定の方向のエッジを強調するようにしたものである。
【００４２】
この発明によれば、エッジ抽出工程により、エッジ画像において特定の方向（たとえば、領域の長手方向）のエッジが強調されるため、領域に車両が存在する場合に、該車両の前後方向のエッジが効果的に抽出され、非常に高い精度で車両の有無が検知される。
【００５５】
つぎの発明は、前記車両検知工程においては、前記輝度分布に基づいて前記領域の平均輝度値を求め、該平均輝度値がしきい値以下であるとき、その旨を報知するとともに車両検知結果を無効にするようにしたものである。
【００５６】
この発明によれば、車両検知工程において、車両が存在し得る領域の平均輝度値がしきい値以下であるとき、言い換えれば、領域における照明条件が悪いとき、その旨が報知されるとともに、車両検知結果が無効にされるようにしたので、照明条件の悪化に伴う誤検出の可能性が排除される。
【００５７】
つぎの発明は、前記撮像工程において得られる画像を複数の領域毎に分配する画像分配工程を含み、前記輝度分布算出工程、前記エッジ抽出工程、前記背景除去工程、前記車両検知工程およびエッジ画像更新工程は、前記複数の領域に対応して複数の工程からなり、それぞれの前記工程においては、分配された画像に基づいて輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新工程を並列的に行うようにしたものである。
【００５８】
この発明によれば、撮像工程により、複数の領域からなる領域が撮像されると、画像分配工程により、上記撮像工程において得られた画像が、複数の領域毎に分配される。これにより、複数の工程（輝度分布算出工程、エッジ抽出工程、背景除去工程、車両検知工程およびエッジ画像更新工程）のそれぞれにおいては、分配された画像に基づいて、輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新からなる一連の処理が行われる。このように、この発明によれば、車両検知に関する処理が複数の工程において並列的に行われるため、高速で車両検知が可能となる。
【００５９】
つぎの発明は、請求項７〜１２のいずれか一つに記載の車両検知方法における工程をコンピュータに実行させるための車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明にかかる車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態１〜９について詳細に説明する。
【００６１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の概略構成を示す平面図であり、図２は、同実施の形態１の概略構成を示す側面図である。これらの図において、駐車場１０は、複数台の車両を駐車するためのスペースであり、この駐車場１０には、図１に示した境界線１３〜境界線１６により複数の駐車領域が確保されている。駐車領域番号１７は、駐車領域１２を特定するための「２」である。図１には、２台分の駐車領域１１および１２が図示されている。この駐車領域１１には、車両２０が駐車されており、一方、駐車領域１２には、いずれの車両も駐車されていない。画像センサ３０は、境界線１４の直上の天井５０に取り付けられており、鉛直方向Ｚ1 を撮像方向として駐車領域１１および駐車領域１２を撮像する。
【００６２】
この画像センサ３０は、二次元配列された撮像素子（たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device））を有しており、駐車領域１１および駐車領域１２からなる２台分の駐車領域を二次元画像として撮像する。以下、駐車領域１１および駐車領域１２を撮像領域と称する。処理装置４０は、画像センサ３０と同様にして天井５０に取り付けられており、画像センサ３０の撮像結果に対して後述する各種画像処理を施した結果に基づいて、駐車領域１１および駐車領域１２における車両の有無を検知する。
【００６３】
ここで、図３を参照して、上述した画像センサ３０および処理装置４０の電気的構成について詳述する。この図において、画像センサ３０は、上述したように、図１に示した駐車領域１１および駐車領域１２を原画像として撮像する。ここで、上記原画像の一例を図４に示す。この図に示す原画像１０ａは、図１に示した駐車領域１１に車両２０を進入させる途中であって、かつ駐車領域１２にいずれの車両も駐車していない状況が撮像された二次元画像である。
【００６４】
この原画像１０ａは、Ｎ画素×Ｎ画素からなり、それぞれの画素は、対応する撮像領域の輝度に応じて、たとえば２５６階調とした場合、０〜２５５のうちいずれかの画素値をとる。この２５６階調において、画素値０は暗レベルの最小値であり、画素値２５５は明レベルの最大値である。なお、原画像１０ａにおいて、駐車領域１１ａ、駐車領域１２ａ、境界線１４ａ、境界線１６ａ、駐車領域番号１７ａおよび車両２０ａは、図１に示した駐車領域１１、駐車領域１２、境界線１４、境界線１６、駐車領域番号１７および車両２０にそれぞれ対応している。
【００６５】
ここで、図４に示した原画像１０ａにおいて左上隅の画素を原点Ｏ（０，０）とするＸＹ座標を定義する。このＸＹ座標において、Ｘ軸は原画像１０ａにおける横方向の座標軸であり、Ｙ軸は縦方向の座標軸である。また、原画像１０ａにおいて右下隅の画素の座標は、座標Ｐ（Ｎ−１、Ｎ−１）である。つまり、原画像１０ａの画素数は、Ｎ画素×Ｎ画素である。ここで、Ｘ座標の位置がＸ、Ｙ座標の位置がＹである画素の画素値をＩ（Ｘ，Ｙ）と定義する。
【００６６】
図３に戻り、動作検出部４１は、画像センサ３０の撮像領域において物体（ここでは車両）に動きがあるか否かを駐車領域１１、駐車領域１２毎にそれぞれ検出する。具体的には、動作検出部４１は、現時点（動作検出時点）より一時点前に画像センサ３０により撮像された原画像（たとえば、図４：原画像１０ａ）と、現時点で画像センサ３０により撮像された原画像（たとえば、図５：原画像１０ａ’）との差分を取った結果（たとえば、図６：差分画像１０ｂ）に基づいて、動きを検出する。この動き検出の詳細については、後述する。また、動作検出部４１は、動き検出を終了すると、このとき用いられた現時点の原画像のデータを一時点前の原画像のデータとして画像データ保持部４２に保持させる。ここで保持される原画像のデータは、次回の動き検出時に一時点前の原画像データとして用いられる。つまり、画像データ保持部４２においては、動き検出が行われる毎に保持されている原画像のデータが更新される。
【００６７】
蓄積時間調整部４３は、画像センサ３０より入力される原画像１０ａ’（図５参照）における平均輝度値が適正な値を維持するように、蓄積時間を調整する。ここで、平均輝度値とは、原画像１０ａ’を構成するそれぞれの画素の画素値の平均値をいい、蓄積時間とは、画像センサ３０における露光時間をいう。エッジ抽出部４４は、蓄積時間調整部４３から出力される原画像のデータからエッジ（輪郭線）を抽出し、抽出結果に対して二値化処理を施したものをエッジ画像１０ｃ（図８参照）のデータとして出力する。このエッジ抽出部４４におけるエッジ抽出処理としては、図７に示した周知のLaplacianのマスクを用いて、対象画素の画素値および該対象画素に隣接する８画素の画素値のそれぞれに対して「８」および「−１」の重み付けを行った結果の和を新しい画素の画素値とする処理が施される。このエッジ抽出処理の詳細については後述する。
【００６８】
背景除去部４５は、エッジ抽出部４４からのエッジ画像１０ｃ（図８参照）のデータから、背景エッジ画像データ保持部４６に予め保持されている背景エッジ画像１０ｄ（図９参照）のデータを差分することにより、エッジ画像１０ｃから背景のエッジ画像を除去する。ここで、背景エッジ画像１０ｄ（図９参照）は、図１に示した車両２０が存在しない状態の駐車場１０（背景）の画像データにおいて上述したエッジ抽出された画像が二値化処理された画像である。また、背景除去部４５は、背景除去結果として図１０に示した背景除去画像１０ｅのデータを出力する。この背景除去画像１０ｅにおいては、車両２０（図１参照）のエッジ画像である車両２０ｅの画像のみが抽出されている。
【００６９】
輝度分布計算部４７は、蓄積時間調整部４３から出力される原画像のデータから、駐車領域１１、駐車領域１２にそれぞれ対応する領域毎の輝度分布を求める。ここで、駐車領域１１、駐車領域１２にそれぞれ対応する領域（以下、車両存在領域と称する）の画像においては、画素の画素値をｉ（０〜２５５）、同一の画素値ｉをとる画素の数（以下、度数と称する）をｎとすると、図１１に示した輝度分布（濃度ヒストグラム）が得られる。図１１においては、画素値ｉが０に近づくしたがって、当該画素の輝度が低く（暗く）なり、逆に画素値ｉが２５５に近づくにしたがって、当該画素の輝度が高く（明るく）なることを意味している。輝度分布計算部４７は、図１１に示した輝度分布を画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎとして、車両存在領域毎にそれぞれ求める。
【００７０】
車両検知部４８は、輝度分布計算部４７により求められた輝度分布（画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ）と、背景除去部４５からの背景除去画像１０ｅ（図１０参照）とに基づいて、それぞれの車両存在領域（駐車領域１１、駐車領域１２）に車両が存在しているか否かの検知を行う。この車両検知部４８の動作の詳細については、後述する。
【００７１】
つぎに、上述した実施の形態１の動作について説明する。この場合、図３に示した画像データ保持部４２には、原画像１０ａ（図４参照）のデータが保持されているものとする。すなわち、この場合、駐車領域１１（図１参照）には、車両２０が進入しつつある。また、背景エッジ画像データ保持部４６には、背景エッジ画像１０ｄ（図９参照）のデータが保持されているものとする。このような状態において、図１に示したように車両２０が駐車領域１１に駐車された時点（現時点）において、画像センサ３０により撮像領域が撮像されると、画像センサ３０からは、原画像１０ａ’（図５参照）のデータが動作検出部４１へ出力される。
【００７２】
これにより、動作検出部４１は、画像データ保持部４２から一時点前の原画像１０ａ（図４参照）のデータを読み出した後、現時点の原画像１０ａ’（図５参照）を構成する画素の画素値と、上記原画像１０ａ（図４参照）を構成する画素の画素値との差分の絶対値を画素毎にそれぞれ求める。これにより、図６に示した差分画像１０ｂが得られる。つぎに、動作検出部４１は、上記差分画像１０ｂを構成する画素において、画素値が予め設定されたしきい値を超える画素の数を、車両存在領域（駐車領域１１、駐車領域１２）毎に動き量としてそれぞれ求める。この動き量は、車両存在領域における物体（ここでは、車両２０）の動きの程度を表す量である。
【００７３】
つぎに、動作検出部４１は、車両存在領域毎にそれぞれ求められた動き量のうち最大値をとる動き量を撮像領域における動き量とし、この動き量がしきい値を超えた場合、撮像領域において物体の動きを検出する。一方、上記動き量がしきい値以下である場合、動作検出部４１は、撮像領域において物体の動きを検出しない。ここで、最大値をとる動き量を利用するのは、駐車場１０における照明等のゆらぎの影響による動き量に基づいて、誤検出することを防止するためである。以後、動作検出部４１は、画像センサ３０より原画像のデータが入力される毎に、上述した動き検出を行う。また、動作検出部４１は、動き検出の動作を終えると、画像データ保持部４２に保持されている原画像データを更新する。
【００７４】
蓄積時間調整部４３は、動作検出部４１において動きが検出されている間、待機する。そして、図１に示したように車両２０が駐車領域１１に駐車することで、動作検出部４１において動きが検出されなくなると、動作検出部４１は、画像センサ３０からの原画像１０ａ’（図５参照）のデータを蓄積時間調整部４３へ出力する。これにより、蓄積時間調整部４３は、原画像１０ａ’（図５参照）における平均輝度値が適正な値を維持するように、蓄積時間を調整する。すなわち、蓄積時間調整部４３は、原画像１０ａ’において車両存在領域（駐車領域１１ａ、駐車領域１２ａ）のそれぞれについて、前述した平均輝度値をそれぞれ求める。つぎに、蓄積時間調整部４３は、求めた平均輝度値のうち最小の値を蓄積時間の調整の基準となる基準平均輝度値とする。ここで最小の値を基準平均輝度値とするのは、画像センサ３０からの原画像１０ａ’が暗すぎるために車両の検知に失敗することを防止するためである。
【００７５】
つぎに、蓄積時間調整部４３は、求めた基準平均輝度値とつぎの（式１）で表される目標平均輝度値とを比較することにより、基準平均輝度値が適正であるか否かを判断する。すなわち、蓄積時間調整部４３は、基準平均輝度値と目標平均輝度値との差の絶対値が一定値以下である場合、基準平均輝度値が適正であると判断し、平均輝度値が上記基準平均輝度値を維持するように画像センサ３０における蓄積時間（露光時間）を調整する。一方、上記絶対値が一定値を超えた場合、蓄積時間調整部４３は、基準平均輝度値が不適正であると判断する。この場合には、車両検知ができないものとして、図示しないアラーム等により駐車場の管理者に報知され、駐車場１０における照明等の調整が行われる。
【００７６】
ここで、上記（式１）において、黒レベルとは、画像センサ３０の出力（画素値）の最小値の推定値を表す定数であり、白レベルとは、画像センサ３０の出力（画素値）のうち最大値の推定値を表す定数である。黒レベルおよび白レベルは画像センサに依存して定まる。また、目標平均輝度値係数は定数である。
【００７７】
この場合、蓄積時間調整部４３からは、図５に示した原画像１０ａ’のデータが輝度分布計算部４７およびエッジ抽出部４４へそれぞれ出力されたものとする。したがって、輝度分布計算部４７は、上記原画像１０ａ’のデータから、車両存在領域（駐車領域１１、駐車領域１２）にそれぞれ対応する画像毎の輝度分布を前述した画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ（図１１参照）としてそれぞれ求める。
【００７８】
上記輝度分布計算部４７における輝度分布の計算に並行して、エッジ抽出部４４は、原画像１０ａ’（図５参照）を構成するそれぞれの画素（対象画素）の画素値Ｉ（Ｘ，Ｙ）に対して、図７に示したLaplacianのマスクを用いて、対象画素の画素値および該対象画素に隣接する８画素の画素値のそれぞれに対して「８」および「−１」の重み付けを行った結果の和を新しい画素の画素値とするエッジ抽出処理を施す。すなわち、図７においては、対象画素の画素値Ｉ（Ｘ，Ｙ）に重み「８」が乗算され、上記対象画素にそれぞれ隣接する画素の画素値Ｉ（Ｘ−１，Ｙ−１）、画素値Ｉ（Ｘ，Ｙ−１）、画素値Ｉ（Ｘ＋１，Ｙ−１）、画素値Ｉ（Ｘ−１，Ｙ）、画素値Ｉ（Ｘ＋１，Ｙ）、画素値Ｉ（Ｘ−１，Ｙ＋１）、画素値Ｉ（Ｘ，Ｙ＋１）、画素値Ｉ（Ｘ＋１，Ｙ＋１）にそれぞれ重み「−１」が乗算される。これら乗算結果の和は、つぎの（式２）で表されるように、エッジ抽出された画素のエッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）とされる。
【００７９】
【００８０】
以後、エッジ抽出部４４は、原画像１０ａ’におけるすべての画素に対して（式２）に示した演算を行うことにより、エッジが抽出された画像を得る。つぎに、エッジ抽出部４４は、上記画像を構成する画素の画素値としきい値とを比較することにより、二値化処理を行うことで図８に示したエッジ画像１０ｃを得る。具体的には、エッジ抽出部４４は、画素値がしきい値を越える場合、当該画素の画素値を「１」とし、画素値がしきい値以下である場合、当該画素の画素値を「０」とすることで二値化されたエッジ画像１０ｃを得る。
【００８１】
つぎに背景除去部４５は、エッジ抽出部４４より入力されるエッジ画像１０ｃ（図８参照）のデータから、背景エッジ画像データ保持部４６に保持されている背景エッジ画像１０ｄ（図９参照）のデータを画素単位でそれぞれ差分する。そして、背景除去部４５は、上記差分の結果が負の値をとる場合、背景除去画像１０ｅにおける当該画素の画素値を「０」とし、差分の結果が正の値をとる場合、背景除去画像１０ｅにおける当該画素の画素値を「１」とする。これにより、図１０に示した背景除去画像１０ｅが得られる。この背景除去画像１０ｅ、画素値「０」および画素値「１」の系列から構成されている。
【００８２】
つぎに、車両検知部４８は、輝度分布計算部４７からの輝度分布計算結果（画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ）と、背景除去部４５からの背景除去画像１０ｅ（図１０参照）とに基づいて、それぞれの車両存在領域（駐車領域１１、駐車領域１２）に車両が存在しているか否かの検知を行う。ここで、背景除去画像１０ｅ（図１０参照）の車両存在領域における縦方向（Ｙ方向）にそれぞれ位置する複数の画素をｋ列目（ｋ＝０〜Ｎ−１）の画素列と定義する。車両検知部４８は、上記縦方向の画素中の連続する「１」の系列を、列毎にそれぞれ求める。つぎに、車両検知部４８は、（式３）に示すようにｋ列目の各系列について系列長の二乗の合計を求め、これをｋ列目の縦エッジ（ｋ）とする。
【００８３】
つぎに、車両検知部４８は、（式３）からそれぞれ求められる縦エッジ（ｋ）の総和を（式４）に示す縦方向エッジ量として求める。
縦方向エッジ量＝Σ縦エッジ（ｋ） ・・・（式４）
【００８４】
つづいて、車両検知部４８は、背景除去画像１０ｅ（図１０参照）の車両存在領域における列と行とを入れ替えて、上述した（式３）および（式４）と同様の演算を行う。すなわち、車両検知部４８は、図１０における横方向（Ｘ方向）にそれぞれ位置する複数の画素をｋ行目（ｋ＝０〜Ｎ−１）の画素行として、該画素行において連続する「１」の列数を、行毎にそれぞれ求める。つぎに、車両検知部４８は、（式５）に示すようにｋ行目の各系列について系列長の二乗の合計を求め、これをｋ行目の横エッジ（ｋ）とする。
【００８５】
つぎに、車両検知部４８は、（式５）からそれぞれ求められる横エッジ（ｋ）の総和を（式６）に示す横方向エッジ量として求める。
横方向エッジ量＝Σ横エッジ（ｋ） ・・・（式６）
【００８６】
そして、車両検知部４８は、つぎの（式７）に示すように、（式４）から求められた縦方向エッジ量と、（式６）から求められた横方向エッジ量との和を、背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれるエッジ量として求める。
エッジ量＝縦方向エッジ量＋横方向エッジ量 ・・・（式７）
【００８７】
つぎに、車両検知部４８は、（式８）から暗レベルを求める。この暗レベルは、背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれる暗画素の割合の算出に用いられる。
【００８８】
つぎに、車両検知部４８は、輝度分布計算部４７において求められた輝度分布（画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ）およびつぎの（式９）に基づいて、背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれる暗画素の割合（暗画素割合）を求める。
【数１】
上記（式９）において括弧内の分母は、画素値ｉが０〜白レベルまでの画素の総数であり、括弧内の分子は、画素値ｉが０〜暗レベル（式８参照）までの画素の総数である。
【００８９】
そして、車両検知部４８は、上述した（式７）から求められたエッジ量と、（式９）から求められた暗画素割合との２つの量を特徴量としてあつかい、これら２つの特徴量を軸とする特徴空間（直交座標系）におけるつぎの（式１０）に示す判別式から得られる値に基づいて、車両存在領域における車両の有無を判別する。
［判別式］＝ａ1 *エッジ量＋ａ2 *暗画素割合＋ｃ ・・・（式１０）
ただし、（式１０）においてａ1 、ａ2 およびｃはそれぞれ定数である。
【００９０】
すなわち、車両検知部４８は、（式１０）の判別式から得られる値が正であるとき、車両存在領域に車両が存在していると判断する。上記値が非正であるとき、車両存在領域に車両が存在しないと判断する。ここで、車両存在領域に車両が存在しないと判断された場合に限り、車両検知部４８は、（式１１）から明レベルを求める。この明レベルは、背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれる明画素の割合の算出に用いられる。
【００９１】
つぎに、車両検知部４８は、輝度分布計算部４７において求められた輝度分布（画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ）およびつぎの（式１２）に基づいて背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれる明画素の割合（明画素割合）を求める。
【数２】
上記（式１２）において括弧内の分母は、画素値ｉが０〜白レベルまでの画素の総数であり、括弧内の分子は、画素値ｉが明レベル（式１１参照）〜白レベルまでの画素の総数である。
【００９２】
また、装置の起動後においては、蓄積時間調整部４３により蓄積時間調整が行われた画像の車両存在領域に含まれる明画素割合（以下、起動後明画素割合と称する）が、車両検知部４８により、上述した（式１１）および（式１２）から求められているものとする。この場合、車両検知部４８は、上記起動後明画素割合と、上述した明画素割合との差がしきい値以内のとき、背景エッジ画像データ保持部４６に保持されている背景エッジ画像１０ｄのデータにおいて該当する車両存在領域部分を、エッジ抽出部４４からのエッジ画像１０ｃのデータにおいて該当する車両存在領域部分に置換する。
【００９３】
すなわち、この場合には、上記差をしきい値と比較することにより、背景エッジ画像データ保持部４６における背景エッジ画像１０ｄのデータ更新の適切性が判断されているため、照明条件の変動や車両存在領域毎の輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となる。
【００９４】
以上説明したように、上述した実施の形態１によれば、画像センサ３０により駐車領域１１および駐車領域１２を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両の有無を検知することができる。また、実施の形態１によれば、暗画素割合（式９参照）に基づいて、車両検知を行っているため、通常のエッジ抽出に基づく車両検知を行うことができない程度に照明が暗い場合であっても、正確に車両検知を行うことができる。照明が比較的明るい場合には、蓄積時間調整部４３における蓄積時間を短くすることができるため、車両の検知速度を高速化することができる。
【００９５】
なお、上述した実施の形態１においては、車両存在領域として図１に示した駐車領域１１および駐車領域１２という２つの領域に関して車両検知を行う例について説明したが、車両存在領域の数は３つ以上であっても、２つの場合と同様の効果が得られる。また、上述した実施の形態１においては、図２に示したように画像センサ３０の撮像方向を鉛直方向Ｚ1 とした例について説明したが、これに限られることなく、図１２に示したように画像センサ３０の取り付け位置をずらすことにより、撮像方向を上記鉛直方向Ｚ1 以外の斜め方向Ｚ2 としてもよい。
【００９６】
実施の形態２．
さて、前述した実施の形態１においては、図３に示したエッジ抽出部４４においてエッジ抽出処理を行う例について説明したが、このエッジ抽出処理が行われた画像に対してさらにエッジを強調するエッジ強調処理を行うようにしてもよい。この場合を実施の形態２として以下に説明する。この実施の形態２において、図３に示したエッジ抽出部４４は、前述した（式２）に基づくエッジ抽出処理を行い、エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）を求めた後、つぎのエッジ強調処理を行う。
【００９７】
エッジ強調処理において、エッジ抽出部４４は、エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）に関してつぎの条件１〜条件３を全て満たすか否かを画素毎に判断する。
（条件１） J(X-1,Y-1) < J(X,Y-1) > J(X+1,Y-1)
（条件２） J(X-1,Y) < J(X,Y) > J(X+1,Y)
（条件３） J(X-1,Y+1) < J(X,Y+1) > J(X+1,Y+1)
ただし、上記判断において、Ｊの括弧内の値（座標）が定義域（０〜Ｎ−１）以外である場合には、当該エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）は、上記（条件１）〜（条件３）の全てを満たすものとみなされる。
【００９８】
そして、エッジ抽出部４４は、上記（条件１）〜（条件３）の全てを満たす場合、つぎの（式１３）に示すように、当該エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）に定数lift_widthを加算した結果を、エッジ強調された画素のエッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）とする演算を行う。
Ｊ（Ｘ，Ｙ）←Ｊ（Ｘ，Ｙ）＋lift_width ・・・（式１３）
【００９９】
ただし、加算した結果が画素値の最大値（たとえば、２５５）を越える場合、エッジ抽出部４４は、エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）を上記最大値とする。以後、エッジ抽出部４４は、各画素に対してエッジ強調処理を施す。このエッジ強調処理は、図８に示した車両２０ｃ（車両存在領域）の長手方向（Ｙ方向）のエッジを強調する処理である。そして、エッジ抽出部４４は、前述した二値化処理をエッジ強調された画像に対して行う。以後、前述した実施の形態１において説明した動作が行われる。
【０１００】
以上説明したように、上述した実施の形態２によれば、車両存在領域における長手方向のエッジを強調するようにしたので、車両が存在する場合に車両の前後方向のエッジが効果的に抽出されるため、高精度で車両検知を行うことができる。
【０１０１】
実施の形態３．
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３における基本的な構成は、前述した実施の形態１の構成と同じである。ただし、実施の形態３において、図３に示した輝度分布計算部４７は、前述した輝度分布を求めた後に、つぎの（式１４）から飽和レベル量を求める。
【数３】
上記（式１４）において、飽和レベル量は、画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ（図１１参照）において、画素値ｉが飽和レベル（ｃ＝定数）から白レベルまでの画素の総和である。
【０１０２】
そして、輝度分布計算部４７は、上記飽和レベル量としきい値とを比較し、飽和レベル量がしきい値を越える場合、蓄積時間調整部４３における蓄積時間を短時間に設定する。ここで、飽和レベル量がしきい値を越えるケースとしては、車両存在領域に発光体（車両のヘッドライト）が存在する場合である。また、上記蓄積時間を短時間に設定することにより、上記発光体のみが映った原画像が得られる。この場合、上記原画像に基づいて、前述した実施の形態１と同様にして、輝度分布計算部４７は、車両存在領域毎の輝度分布を求めた後、（式１４）から飽和レベル量を求める。この飽和レベル量が別のしきい値を越える場合、車両検知部４８は、車両存在領域において発光体（たとえば、ヘッドライト）を検知する。
【０１０３】
以上説明したように、実施の形態３によれば、飽和レベル量がしきい値を越えるとき、蓄積時間を短時間に設定するようにしたため、車両のヘッドライトのような発光体を検知することができ、この発光体の存在によって、以後の処理に適さない不鮮明な画像が画像センサ３０により得られた場合であっても、少なくともヘッドライトを点灯させた車両の存在を検知することができる。
【０１０４】
実施の形態４．
さて、前述した実施の形態１においては、図３に示した背景エッジ画像データ保持部４６におけるメモリの種類について特に言及しなかったが、この背景エッジ画像データ保持部４６として、電源を切断しても保持内容が失われない不揮発性メモリを備えるものを用いてもよい。この場合を実施の形態４として以下に説明する。実施の形態４において、背景エッジ画像データ保持部４６は、起動時に背景エッジ画像のデータを上記不揮発性メモリに記憶させ、さらに起動後においては、定期的に上記背景エッジ画像のデータを更新する。また、実施の形態４においては、背景エッジ画像のデータに対して周知のランレングス符号化処理を施した圧縮データを、不揮発性メモリに記憶させるようにしてもよい。なお、実施の形態４においては、ランレングス符号化処理に限られることなく他の処理によりデータ圧縮を行うようにしてもよい。
【０１０５】
以上説明したように、上述した実施の形態４によれば、不揮発性メモリに背景エッジ画像のデータを記憶させるようにしたので、停電やメンテナンス等により車両存在領域に車両が存在する状態で装置の電源が切断され再び通電された場合においても、誤動作を起こすことなく、車両検知を続行することができる。また、実施の形態４によれば、背景エッジ画像のデータに対して圧縮をかけた圧縮データを不揮発性メモリに記憶させるようにしたので、不揮発性メモリとして記憶容量の少ないものを用いることができる。
【０１０６】
実施の形態５．
さて、前述した実施の形態１においては、（式１）および（式８）の黒レベルとして、画像センサ３０の出力（画素値）のうち最小の画素値を用いた例について説明したが、これに限定されない。すなわち、別の構成例としては、画像センサ３０を構成する複数の撮像素子のうち所定の複数の撮像素子（以下、遮光撮像素子と称する）をそれぞれ外光から遮光し、これら複数の遮光撮像素子から得られる画素値（以下、遮光画素値と称する）の平均値（以下、平均遮光画素値）を上記黒レベルとして（式１）および（式８）から目標平均輝度値および暗レベルを求めるようにしてもよい。この場合を実施の形態５として説明する。
【０１０７】
この実施の形態５において、複数の遮光画素値から得られる平均遮光画素値が黒レベルとして用いられる。この場合、蓄積時間調整部４３は、平均遮光画素値値を黒レベルとして（式１）に基づいて、目標平均輝度値を計算し、同様にして、車両検知部４８は、平均遮光画素値を黒レベルとして、（式８）に基づいて、暗レベルを計算する。
【０１０８】
ここで、前述した実施の形態１においては、通常、気温等の変動があると、画像センサ３０における撮像素子の出力（画素値）が変動し、特に最小の画素値も変動する。従って、黒レベルを定数とすると上記の値の変動を反映できず、黒レベルは最小の画素値の正しい推定値ではなくなる可能性がある。これに対して、実施の形態５によれば、遮光撮像素子の出力（遮光画素値）は画像センサ３０における撮像素子の出力（画素値）に追従して変動するため、その平均値を求めることにより、黒レベルの正しい推定値を得ることができる。したがって、実施の形態５によれば、（式１）および（式８）から得られる目標平均輝度値および暗レベルは、画像センサ３０における撮像素子の出力の変動に応じて正しく設定されるため、気温等の変化を受けることなく、確実に車両検知を行うことができる。
【０１０９】
実施の形態６．
さて、前述した実施の形態１においては、図３に示した背景除去部４５により図８に示したエッジ画像１０ｃから図９に示した背景エッジ画像１０ｄを差分することにより、背景のエッジ画像が除去された背景除去画像１０ｅ（図１０参照）を得る場合について説明した。この方法は、エッジ画像１０ｃ（図８参照）に含まれる背景のエッジ画像と、背景エッジ画像１０ｄとが画素単位で一対一で対応する場合には、完全に背景のエッジ画像が除去された背景除去画像１０ｅを得ることができる。
【０１１０】
しかしながら、図８に示した境界線１４ｃおよび境界線１６ｃと、図９に示した背景エッジ画像１０ｄにおける上記境界線１４ｃおよび境界線１６ｃに対応する部分とがずれている場合、このずれ分の線画像が背景除去画像１０ｅに残ってしまい、誤検出の要因となる。さらに、図８に示した境界線１４ｃおよび境界線１６ｃの近傍部分には、車両に出入りする人間の画像が映る場合があり、この場合にも、人間の画像が誤検出の要因となり得る。以下に説明する実施の形態６は、上述した要因を除去して、誤検出を防止するためのものである。
【０１１１】
この実施の形態６においては、蓄積時間調整部４３（図３参照）は、画像センサ３０からの原画像１０ａ（図１３参照）から、境界線１４ａおよび境界線１６ａを含む境界部分１９ａを除去した画像のデータをエッジ抽出部４４および輝度分布計算部４７へ出力する。この場合、蓄積時間調整部４３には、除去すべき境界部分１９ａを構成する画素の座標情報が予め設定されている。以後、エッジ抽出部４４および輝度分布計算部４７においては、前述した実施の形態１と同様の動作が行われる。
【０１１２】
以上説明したように、上述した実施の形態６によれば、画像センサ３０により得られた原画像から、誤検出の要因となり得る境界部分１９ａを除去した画像に基づいて、車両検知が行われるので、境界線や人間等の影響による誤検出を防止することができる。
【０１１３】
実施の形態７．
さて、前述した実施の形態１においては、画像センサ３０により２つの車両存在領域を撮像し、この２つの車両存在領域を含む原画像のデータに対して、１つのエッジ抽出部４４および輝度分布計算部４７を用いて、エッジ抽出処理および輝度分布計算を行う例について説明したが、図１４に示した構成をとることで、車両存在領域毎にエッジ抽出処理および輝度分布計算を並列的に行うようにしてもよい。この場合を実施の形態７として説明する。
【０１１４】
図１４に示した車両検知装置は、画像センサ３０、画像データ分配部６０、処理装置４０ａおよび処理装置４０ｂから構成されている。画像データ分配部６０は、図３に示した動作検出部４１、画像データ保持部４２および蓄積時間調整部４３のそれぞれの機能に加えて、つぎのような機能を備えている。すなわち、画像データ分配部６０は、画像センサ３０により得られた原画像のデータをバッファメモリ（図示略）に一時的に記憶させて、原画像を、２つの車両存在領域にそれぞれ対応する２つの原画像のデータに分配する機能を備えている。また、画像データ分配部６０は、分配された一方の原画像（以下、分配原画像と称する）のデータを処理装置４０ａへ出力するとともに、他方の分配原画像のデータを処理装置４０ｂへ出力する。
【０１１５】
処理装置４０ａは、エッジ抽出部４４ａ、背景除去部４５ａ、背景エッジ画像データ保持部４６ａ、輝度分布計算部４７ａおよび車両検知部４８ａから構成されており、一方の分配原画像のデータに基づいて、一方の車両存在領域に関する車両検知を行う。ここで、処理装置４０ａを構成するエッジ抽出部４４ａ、背景除去部４５ａ等の基本的な機能は、図３に示したエッジ抽出部４４、背景除去部４５等の機能と同様である。ただし、背景エッジ画像データ保持部４６ａには、一方の車両存在領域に関する背景エッジ画像のデータが保持されている。
【０１１６】
同様にして、処理装置４０ｂは、エッジ抽出部４４ｂ、背景除去部４５ｂ、背景エッジ画像データ保持部４６ｂ、輝度分布計算部４７ｂおよび車両検知部４８ｂから構成されており、他方の分配原画像のデータに基づいて、他方の車両存在領域に関する車両検知を行う。ここで、処理装置４０ｂを構成するエッジ抽出部４４ｂ、背景除去部４５ｂ等の基本的な機能は、図３に示したエッジ抽出部４４、背景除去部４５等の機能と同様である。ただし、背景エッジ画像データ保持部４６ｂには、他方の車両存在領域に関する背景エッジ画像のデータが保持されている。
【０１１７】
上記構成において、画像センサ３０により２つの車両存在領域を含む原画像が撮像されると、この原画像のデータは、画像データ分配部６０により２つの分配原画像のデータにそれぞれ分配される。そして、一方の分配原画像のデータは、処理装置４０ａのエッジ抽出部４４ａおよび輝度分布計算部４７ａにそれぞれ入力される。これと同時に、他方の分配原画像のデータは、処理装置４０ｂのエッジ抽出部４４ｂおよび輝度分布計算部４７ｂにそれぞれ入力される。以後、前述した実施の形態１と同様にして、処理装置４０ａと処理装置４０ｂにおいて２つの車両存在領域に関する車両検知が並列的にそれぞれ行われる。
【０１１８】
以上説明したように、上述した実施の形態７によれば、処理装置４０ａおよび処理装置４０ｂにより２つの車両存在領域に関する車両検知の処理を並列的に行うようにしたので、高速に車両検知を行うことができる。
【０１１９】
なお、上述した実施の形態７においては、処理装置４０ａおよび処理装置４０ｂを２つ設けた構成例について説明したが、同様の処理装置を３つ以上設けて、３つ以上の車両存在領域に関する車両検知の処理を並列的に行うようにしても、上述した効果と同様の効果が得られる。さらに、上述した実施の形態７においては、画像データ分配部６０に設けられたバッファに原画像のデータを記憶させた後に、分配原画像のデータを出力させる例について説明したが、バッファを用いることなく、１つの車両存在領域に相当する原画像のデータが得られた時点で、これを分配原画像のデータとして出力するようにしてもよい。
【０１２０】
実施の形態８．
さて、前述した実施の形態１においては、画像センサ３０により撮像された２つの車両存在領域を含む原画像のデータを処理装置４０へ出力する例について説明したが、画像センサ３０に任意の領域のみを含む原画像のデータを出力するランダムアクセス機能を備えるようにしてもよい。この場合を実施の形態８として説明する。
【０１２１】
この実施の形態８において、上記任意の領域を指定する情報は、予め画像センサ３０に設定されている。たとえば、任意の領域として、２つの車両存在領域のうち一方の車両存在領域が指定された場合、画像センサ３０は、撮像した原画像のうち、上記一方の車両存在領域のみからなる原画像のデータを処理装置４０へ出力する。ここで、上記ランダムアクセス機能を用いる場合としては、たとえば、２つの車両存在領域のうち、１つの車両存在領域に対応する駐車領域１２（図１参照）が閉鎖され、もう一つの車両存在領域に対応する駐車領域１１が使用されている場合が考えられる。
【０１２２】
このように、画像センサ３０にランダムアクセス機能を持たせることで、指定された車両存在領域における車両の有無を検知することが可能となる。また、上述した実施の形態８によれば、一方の車両存在領域のみからなる原画像のデータに対して、前述したエッジ抽出処理や輝度分布計算を行えばよいため、おのずと２つの車両存在領域からなる原画像の場合に比して、検知に要する時間を短くすることができる。
【０１２３】
なお、実施の形態８においては、画像センサ３０からの２つの車両存在領域を含む原画像のうち、動作検出部４１により動きが検出された当該車両存在領域のみの原画像のデータを蓄積時間調整部４３へ出力するようにしてもよい。
【０１２４】
実施の形態９．
さて、前述した実施の形態１においては、図３に示した車両検知部４８で車両存在領域毎に、画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎから輝度値（画素値）の平均値（以下、平均輝度値と称する）を求めるようにしてもよい。この場合を実施の形態９として説明する。この実施の形態９において、車両検知部４８は、前述した一連の計算を終了した後に、上記平均輝度値を求める。つぎに、車両検知部４８は、上記平均輝度値とつぎの（式１５）から求められる平均輝度しきい値とを比較する。
ただし、（式１５）において、最低輝度係数は定数である。
【０１２５】
つづいて車両検知部４８は、平均輝度値が平均輝度しきい値以下である場合、駐車場１０（図１参照）の駐車領域１１および駐車領域１２（車両存在領域）の輝度が低い、すなわち駐車場１０における照明条件が悪いと判断し、車両検知結果を無効にする。このように判断された場合には、誤検知の可能性があるため、車両検知部４８は、正確に車両検知ができない旨を管理者に報知する。これにより、管理者は、駐車領域１１および駐車領域１２の輝度が高くなるように、駐車場１０における照明の増設や照明位置の変更を行う。
【０１２６】
以上説明したように、上述した実施の形態９によれば、車両存在領域における平均輝度値が平均輝度しきい値以下であるとき、車両検知結果を無効にするようにしたので、誤検出の可能性を排除することができる。
【０１２７】
以上本発明の実施の形態１〜９について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。たとえば、前述した実施の形態１〜９においては、車両の有無を検知する機能を実現するための車両検知プログラムを図１５に示したコンピュータ読み取り可能な記録媒体８０に記録して、この記録媒体８０に記録された車両検知プログラムを同図に示したコンピュータ７０に読み込ませ、実行することにより前述した機能を実現するようにしてもよい。
【０１２８】
図１５に示したコンピュータ７０は、上記車両検知プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）７１と、キーボード、マウス等の入力装置７２と、各種データを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）７３と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）７４と、記録媒体８０から車両検知プログラムを読み取る読取装置７５と、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置７６と、装置各部を接続するバスＢＵとから構成されている。
【０１２９】
上記ＣＰＵ７１は、読取装置７５を経由して記録媒体８０に記録されている車両検知プログラムを読み込んだ後、この車両検知プログラムを実行することにより、前述したエッジ抽出や背景除去等の処理を実行する。なお、記録媒体８０には、光ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク等の可搬型の記録媒体が含まれることはもとより、ネットワークのようにデータを一時的に記録保持するような伝送媒体も含まれる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像手段により車両が存在し得る領域を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両が検知されるという効果を奏する。また、車両検知手段においては、暗画素割合を特徴量の一つとして車両検知が行われているため、たとえば、エッジ抽出に基づく車両検知を行うことができない程度に、領域を照らす照明が暗い場合であっても、正確に車両検知を行うことができるという効果を奏する。さらに、明画素割合に基づいてデータの更新の適切性が判断されているため、領域における照明条件の変動や輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となるという効果を奏する。
【０１３３】
つぎの発明によれば、時間調整手段により平均輝度値が所定の値（たとえば、黒色系の車両の有無を検知可能な値）を維持するように露光時間が調整されるため、一般にエッジを抽出しにくい色の車両も精度良く検知することができるという効果を奏する。
【０１３４】
つぎの発明によれば、エッジ抽出手段により、エッジ画像において特定の方向（たとえば、領域の長手方向）のエッジが強調されるため、領域に車両が存在する場合に、該車両の前後方向のエッジが効果的に抽出され、非常に高い精度で車両の有無が検知されるという効果を奏する。
【０１４１】
つぎの発明によれば、車両検知手段において、車両が存在し得る領域の平均輝度値がしきい値以下であるとき、言い換えれば、領域における照明条件が悪いとき、その旨が報知されるとともに、車両検知結果が無効にされるようにしたので、照明条件の悪化に伴う誤検出の可能性を排除することができるという効果を奏する。
【０１４２】
つぎの発明によれば、分配された画像に基づいて、輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新を並列的に行うようにしたので、高速で車両検知が可能になるという効果を奏する。
【０１４３】
つぎの発明によれば、撮像工程により車両が存在し得る領域を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両が検知されるという効果を奏する。また、車両検知工程においては、暗画素割合を特徴量の一つとして車両検知が行われているため、たとえば、エッジ抽出に基づく車両検知を行うことができない程度に、領域を照らす照明が暗い場合であっても、正確に車両検知が行われるという効果を奏する。さらに、明画素割合に基づいてデータの更新の適切性が判断されているため、領域における照明条件の変動や輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となるという効果を奏する。
【０１４６】
つぎの発明によれば、時間調整工程により平均輝度値が所定の値（たとえば、黒色系の車両の有無を検知可能な値）を維持するように露光時間が調整されるため、一般にエッジを抽出しにくい色の車両も精度良く検知されるという効果を奏する。
【０１４７】
つぎの発明によれば、エッジ抽出工程により、エッジ画像において特定の方向（たとえば、領域の長手方向）のエッジが強調されるため、領域に車両が存在する場合に、該車両の前後方向のエッジが効果的に抽出され、非常に高い精度で車両の有無が検知されるという効果を奏する。
【０１５４】
つぎの発明によれば、車両検知工程において、車両が存在し得る領域の平均輝度値がしきい値以下であるとき、言い換えれば、領域における照明条件が悪いとき、その旨が報知されるとともに、車両検知結果が無効にされるようにしたので、照明条件の悪化に伴う誤検出の可能性が排除されるという効果を奏する。
【０１５５】
つぎの発明によれば、複数の工程（輝度分布算出工程、エッジ抽出工程、背景除去工程、車両検知工程およびエッジ画像更新工程）のそれぞれにおいて、分配された画像に基づいて、輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新工程からなる一連の処理が並列的に行われるようにしたので、高速で車両検知が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる実施の形態１の概略構成を示す平面図である。
【図２】 同実施の形態１の概略構成を示す側面図である。
【図３】 同実施の形態１の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】 図１に示した画像センサ３０により撮像された原画像１０ａを示す図である。
【図５】 図１に示した画像センサ３０により撮像された原画像１０ａ’を示す図である。
【図６】 同実施の形態１における差分画像１０ｂを示す図である。
【図７】 図３に示したエッジ抽出部４４におけるエッジ抽出処理を説明する図である。
【図８】 図３に示したエッジ抽出部４４により得られるエッジ画像１０ｃを示す図である。
【図９】 同実施の形態１における背景エッジ画像１０ｄを示す図である。
【図１０】 同実施の形態１における背景除去画像１０ｅを示す図である。
【図１１】 同実施の形態１における画像の輝度分布を示す図である。
【図１２】 同実施の形態１の変形例を示す側面図である。
【図１３】 本発明にかかる実施の形態６における原画像１０ａを示す図である。
【図１４】 本発明にかかる実施の形態７の電気的構成を示すブロック図である。
【図１５】 本発明にかかる実施の形態１〜９の変形例を示すブロック図である。
【図１６】 従来における車両検知装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 駐車場、１１、１２ 駐車領域、２０ 車両、３０ 画像センサ、４０処理装置、４３ 蓄積時間調整部、４４ エッジ抽出部、４５ 背景除去部、４６ 背景エッジ画像データ保持部、４７ 輝度分布計算部、４８ 車両検知部、４４ａ、４４ｂ エッジ抽出部、４５ａ、４５ｂ 背景除去部、４６ａ、４６ｂ 背景エッジ画像データ保持部、４７ａ、４７ｂ 輝度分布計算部、４８ａ、４８ｂ 車両検知部、４０ｂ、４４ｂ 処理装置、６０ 画像データ分配部、７０ コンピュータ、８０ 記録媒体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、駐車場等において車両の有無の検知を行う車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特に、画像センサからの画像データから得られる輝度分布に基づいて車両の有無の検知を行う車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の駐車領域を有する大型駐車場や地下駐車場においては、駐車場管理者が満車または空車の状況を把握するために、駐車領域毎に車両検知装置が設置されている。この車両検知装置は、駐車領域に車両が駐車されているか否かを超音波を用いて検知し、検知結果を管理室に設置された監視モニタ等に表示させる装置である。
【０００３】
図１６は、上述した超音波式の車両検知装置３を示す側面図である。この図において、車両検知装置３は、駐車場１における駐車領域１ａ近傍の側壁１ｂに設置されており、駐車領域１ａに対して水平方向に超音波４を送信する送信機能と、超音波４が物体や反射面により反射された反射波（後述する多重反射波または車両反射波）を受信する受信機能を備えている。車両２が駐車領域１ａに存在しない状態において、車両検知装置３から超音波４が送信されると、この超音波４は、駐車場１の路面、側壁等によりそれぞれ反射され、多重反射波として車両検知装置３に受信される。このとき、車両検知装置３は、多重反射波を受信しているため、車両２（検知対象）を検知していない。
【０００４】
そして、車両２が駐車領域１ａに進入すると、超音波４の反射条件が変化し、この超音波４は、車両２により車両反射波として反射される。ここで、車両検知装置３においては、上記車両反射波と多重反射波とを区別できるようになっており、車両２が検知される。なお、上述した従来の車両検知装置３の詳細については、特開平１０−１０４３６１号公報を参照されたい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように、従来の車両検知装置３においては、超音波を送信しこの超音波が物体や反射面に反射された反射波を利用することで車両２の検知を行っているが、駐車場１において風等による空気の流れが存在する場合には、超音波の伝搬条件が変化することで、反射波の受信状態が変化し、車両２を誤検知するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、空気の流れ等の影響を受けることなく、車両の有無を検知することができる車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、車両が存在し得る領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られる画像に基づいて前記領域の輝度分布を求める輝度分布算出手段と、前記画像においてエッジが抽出されたエッジ画像を得るエッジ抽出手段と、前記領域における背景に対応する部分の画像である背景エッジ画像を保持する保持手段と、前記エッジ画像から前記背景エッジ画像を除去し背景除去画像を得る背景除去手段と、前記背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて、前記領域における前記車両の有無を検知する車両検知手段とを備え、前記保持手段は、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新するようにしたものである。
【０００８】
この発明によれば、撮像手段により領域が撮像されると、輝度分布算出手段では上記領域の輝度分布が求められ、エッジ抽出手段では、画像におけるエッジ（輪郭線）が抽出されたエッジ画像が得られる。そして、背景除去手段では、エッジ画像から背景エッジ画像が除去された背景除去画像が得られる。これにより、車両検知手段では、背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて領域における車両の有無が検知される。また、保持手段は、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新する。このように、この発明によれば、撮像手段により車両が存在し得る領域を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両が検知される。また、この発明では、明画素割合に基づいてデータの更新の適切性が判断されているため、領域における照明条件の変動や輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となる。
【００１３】
つぎの発明は、前記撮像手段により撮像される画像における平均輝度値が所定の値を維持するように、前記撮像手段における露光時間を調整する時間調整手段を備えるようにしたものである。
【００１４】
この発明によれば、時間調整手段により平均輝度値が所定の値（たとえば、黒色系の車両の有無を検知可能な値）を維持するように露光時間が調整されるため、一般にエッジを抽出しにくい色の車両も精度良く検知される。
【００１５】
つぎの発明は、前記エッジ抽出手段が、前記エッジ画像において特定の方向のエッジを強調するようにしたものである。
【００１６】
この発明によれば、エッジ抽出手段により、エッジ画像において特定の方向（たとえば、領域の長手方向）のエッジが強調されるため、領域に車両が存在する場合に、該車両の前後方向のエッジが効果的に抽出され、非常に高い精度で車両の有無が検知される。
【００２９】
つぎの発明は、前記車両検知手段が、前記輝度分布に基づいて前記領域の平均輝度値を求め、該平均輝度値がしきい値以下であるとき、その旨を報知するとともに車両検知結果を無効にするようにしたものである。
【００３０】
この発明によれば、車両検知手段において、車両が存在し得る領域の平均輝度値がしきい値以下であるとき、言い換えれば、領域における照明条件が悪いとき、その旨が報知されるとともに、車両検知結果が無効にされるようにしたので、照明条件の悪化に伴う誤検出の可能性が排除される。
【００３１】
つぎの発明は、前記撮像手段により得られる画像を複数の領域毎に分配する画像分配手段を備え、前記輝度分布算出手段、前記エッジ抽出手段、前記保持手段、前記背景除去手段および前記車両検知手段は、前記複数の領域に対応して複数設けられており、分配された画像に基づいて輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新を並列的にそれぞれ行うようにしたものである。
【００３２】
この発明によれば、撮像手段により、複数の領域からなる領域が撮像されると、画像分配手段により、上記撮像手段において得られた画像が、複数の領域毎に分配される。これにより、複数設けられた、輝度分布算出手段、エッジ抽出手段、保持手段、背景除去手段および車両検知手段においては、分配された画像に基づいて、輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新が並列的に行われる。このように、この発明によれば、車両検知に関する処理が並列的に行われるため、高速で車両検知が可能となる。
【００３３】
つぎの発明は、車両が存在し得る領域を撮像する撮像工程と、前記撮像工程において得られる画像に基づいて前記領域の輝度分布を求める輝度分布算出工程と、前記画像においてエッジが抽出されたエッジ画像を得るエッジ抽出工程と、前記領域における背景に対応する部分の画像であって保持された背景エッジ画像を前記エッジ画像から除去し背景除去画像を得る背景除去工程と、前記背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて、前記領域における前記車両の有無を検知する車両検知工程と、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新するエッジ画像更新工程とを含むようにしたものである。
【００３４】
この発明によれば、撮像工程により領域が撮像されると、輝度分布算出工程では上記領域の輝度分布が求められ、エッジ抽出工程では、画像におけるエッジ（輪郭線）が抽出されたエッジ画像が得られる。そして、背景除去工程では、エッジ画像から背景エッジ画像が除去された背景除去画像が得られる。これにより、車両検知工程では、背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて領域における車両の有無が検知される。さらに、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新する。このように、この発明によれば、撮像工程により車両が存在し得る領域を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両が検知される。また、この発明では、明画素割合に基づいてデータの更新の適切性が判断されているため、領域における照明条件の変動や輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となる。
【００３９】
つぎの発明は、前記撮像工程において撮像される画像における平均輝度値が所定の値を維持するように、前記撮像工程における露光時間を調整する時間調整工程を含むようにしたものである。
【００４０】
この発明によれば、時間調整工程により平均輝度値が所定の値（たとえば、黒色系の車両の有無を検知可能な値）を維持するように露光時間が調整されるため、一般にエッジを抽出しにくい色の車両も精度良く検知される。
【００４１】
つぎの発明は、前記エッジ抽出工程においては、前記エッジ画像において特定の方向のエッジを強調するようにしたものである。
【００４２】
この発明によれば、エッジ抽出工程により、エッジ画像において特定の方向（たとえば、領域の長手方向）のエッジが強調されるため、領域に車両が存在する場合に、該車両の前後方向のエッジが効果的に抽出され、非常に高い精度で車両の有無が検知される。
【００５５】
つぎの発明は、前記車両検知工程においては、前記輝度分布に基づいて前記領域の平均輝度値を求め、該平均輝度値がしきい値以下であるとき、その旨を報知するとともに車両検知結果を無効にするようにしたものである。
【００５６】
この発明によれば、車両検知工程において、車両が存在し得る領域の平均輝度値がしきい値以下であるとき、言い換えれば、領域における照明条件が悪いとき、その旨が報知されるとともに、車両検知結果が無効にされるようにしたので、照明条件の悪化に伴う誤検出の可能性が排除される。
【００５７】
つぎの発明は、前記撮像工程において得られる画像を複数の領域毎に分配する画像分配工程を含み、前記輝度分布算出工程、前記エッジ抽出工程、前記背景除去工程、前記車両検知工程およびエッジ画像更新工程は、前記複数の領域に対応して複数の工程からなり、それぞれの前記工程においては、分配された画像に基づいて輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新工程を並列的に行うようにしたものである。
【００５８】
この発明によれば、撮像工程により、複数の領域からなる領域が撮像されると、画像分配工程により、上記撮像工程において得られた画像が、複数の領域毎に分配される。これにより、複数の工程（輝度分布算出工程、エッジ抽出工程、背景除去工程、車両検知工程およびエッジ画像更新工程）のそれぞれにおいては、分配された画像に基づいて、輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新からなる一連の処理が行われる。このように、この発明によれば、車両検知に関する処理が複数の工程において並列的に行われるため、高速で車両検知が可能となる。
【００５９】
つぎの発明は、請求項７〜１２のいずれか一つに記載の車両検知方法における工程をコンピュータに実行させるための車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明にかかる車両検知装置および車両検知方法ならびに車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態１〜９について詳細に説明する。
【００６１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の概略構成を示す平面図であり、図２は、同実施の形態１の概略構成を示す側面図である。これらの図において、駐車場１０は、複数台の車両を駐車するためのスペースであり、この駐車場１０には、図１に示した境界線１３〜境界線１６により複数の駐車領域が確保されている。駐車領域番号１７は、駐車領域１２を特定するための「２」である。図１には、２台分の駐車領域１１および１２が図示されている。この駐車領域１１には、車両２０が駐車されており、一方、駐車領域１２には、いずれの車両も駐車されていない。画像センサ３０は、境界線１４の直上の天井５０に取り付けられており、鉛直方向Ｚ1 を撮像方向として駐車領域１１および駐車領域１２を撮像する。
【００６２】
この画像センサ３０は、二次元配列された撮像素子（たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device））を有しており、駐車領域１１および駐車領域１２からなる２台分の駐車領域を二次元画像として撮像する。以下、駐車領域１１および駐車領域１２を撮像領域と称する。処理装置４０は、画像センサ３０と同様にして天井５０に取り付けられており、画像センサ３０の撮像結果に対して後述する各種画像処理を施した結果に基づいて、駐車領域１１および駐車領域１２における車両の有無を検知する。
【００６３】
ここで、図３を参照して、上述した画像センサ３０および処理装置４０の電気的構成について詳述する。この図において、画像センサ３０は、上述したように、図１に示した駐車領域１１および駐車領域１２を原画像として撮像する。ここで、上記原画像の一例を図４に示す。この図に示す原画像１０ａは、図１に示した駐車領域１１に車両２０を進入させる途中であって、かつ駐車領域１２にいずれの車両も駐車していない状況が撮像された二次元画像である。
【００６４】
この原画像１０ａは、Ｎ画素×Ｎ画素からなり、それぞれの画素は、対応する撮像領域の輝度に応じて、たとえば２５６階調とした場合、０〜２５５のうちいずれかの画素値をとる。この２５６階調において、画素値０は暗レベルの最小値であり、画素値２５５は明レベルの最大値である。なお、原画像１０ａにおいて、駐車領域１１ａ、駐車領域１２ａ、境界線１４ａ、境界線１６ａ、駐車領域番号１７ａおよび車両２０ａは、図１に示した駐車領域１１、駐車領域１２、境界線１４、境界線１６、駐車領域番号１７および車両２０にそれぞれ対応している。
【００６５】
ここで、図４に示した原画像１０ａにおいて左上隅の画素を原点Ｏ（０，０）とするＸＹ座標を定義する。このＸＹ座標において、Ｘ軸は原画像１０ａにおける横方向の座標軸であり、Ｙ軸は縦方向の座標軸である。また、原画像１０ａにおいて右下隅の画素の座標は、座標Ｐ（Ｎ−１、Ｎ−１）である。つまり、原画像１０ａの画素数は、Ｎ画素×Ｎ画素である。ここで、Ｘ座標の位置がＸ、Ｙ座標の位置がＹである画素の画素値をＩ（Ｘ，Ｙ）と定義する。
【００６６】
図３に戻り、動作検出部４１は、画像センサ３０の撮像領域において物体（ここでは車両）に動きがあるか否かを駐車領域１１、駐車領域１２毎にそれぞれ検出する。具体的には、動作検出部４１は、現時点（動作検出時点）より一時点前に画像センサ３０により撮像された原画像（たとえば、図４：原画像１０ａ）と、現時点で画像センサ３０により撮像された原画像（たとえば、図５：原画像１０ａ’）との差分を取った結果（たとえば、図６：差分画像１０ｂ）に基づいて、動きを検出する。この動き検出の詳細については、後述する。また、動作検出部４１は、動き検出を終了すると、このとき用いられた現時点の原画像のデータを一時点前の原画像のデータとして画像データ保持部４２に保持させる。ここで保持される原画像のデータは、次回の動き検出時に一時点前の原画像データとして用いられる。つまり、画像データ保持部４２においては、動き検出が行われる毎に保持されている原画像のデータが更新される。
【００６７】
蓄積時間調整部４３は、画像センサ３０より入力される原画像１０ａ’（図５参照）における平均輝度値が適正な値を維持するように、蓄積時間を調整する。ここで、平均輝度値とは、原画像１０ａ’を構成するそれぞれの画素の画素値の平均値をいい、蓄積時間とは、画像センサ３０における露光時間をいう。エッジ抽出部４４は、蓄積時間調整部４３から出力される原画像のデータからエッジ（輪郭線）を抽出し、抽出結果に対して二値化処理を施したものをエッジ画像１０ｃ（図８参照）のデータとして出力する。このエッジ抽出部４４におけるエッジ抽出処理としては、図７に示した周知のLaplacianのマスクを用いて、対象画素の画素値および該対象画素に隣接する８画素の画素値のそれぞれに対して「８」および「−１」の重み付けを行った結果の和を新しい画素の画素値とする処理が施される。このエッジ抽出処理の詳細については後述する。
【００６８】
背景除去部４５は、エッジ抽出部４４からのエッジ画像１０ｃ（図８参照）のデータから、背景エッジ画像データ保持部４６に予め保持されている背景エッジ画像１０ｄ（図９参照）のデータを差分することにより、エッジ画像１０ｃから背景のエッジ画像を除去する。ここで、背景エッジ画像１０ｄ（図９参照）は、図１に示した車両２０が存在しない状態の駐車場１０（背景）の画像データにおいて上述したエッジ抽出された画像が二値化処理された画像である。また、背景除去部４５は、背景除去結果として図１０に示した背景除去画像１０ｅのデータを出力する。この背景除去画像１０ｅにおいては、車両２０（図１参照）のエッジ画像である車両２０ｅの画像のみが抽出されている。
【００６９】
輝度分布計算部４７は、蓄積時間調整部４３から出力される原画像のデータから、駐車領域１１、駐車領域１２にそれぞれ対応する領域毎の輝度分布を求める。ここで、駐車領域１１、駐車領域１２にそれぞれ対応する領域（以下、車両存在領域と称する）の画像においては、画素の画素値をｉ（０〜２５５）、同一の画素値ｉをとる画素の数（以下、度数と称する）をｎとすると、図１１に示した輝度分布（濃度ヒストグラム）が得られる。図１１においては、画素値ｉが０に近づくしたがって、当該画素の輝度が低く（暗く）なり、逆に画素値ｉが２５５に近づくにしたがって、当該画素の輝度が高く（明るく）なることを意味している。輝度分布計算部４７は、図１１に示した輝度分布を画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎとして、車両存在領域毎にそれぞれ求める。
【００７０】
車両検知部４８は、輝度分布計算部４７により求められた輝度分布（画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ）と、背景除去部４５からの背景除去画像１０ｅ（図１０参照）とに基づいて、それぞれの車両存在領域（駐車領域１１、駐車領域１２）に車両が存在しているか否かの検知を行う。この車両検知部４８の動作の詳細については、後述する。
【００７１】
つぎに、上述した実施の形態１の動作について説明する。この場合、図３に示した画像データ保持部４２には、原画像１０ａ（図４参照）のデータが保持されているものとする。すなわち、この場合、駐車領域１１（図１参照）には、車両２０が進入しつつある。また、背景エッジ画像データ保持部４６には、背景エッジ画像１０ｄ（図９参照）のデータが保持されているものとする。このような状態において、図１に示したように車両２０が駐車領域１１に駐車された時点（現時点）において、画像センサ３０により撮像領域が撮像されると、画像センサ３０からは、原画像１０ａ’（図５参照）のデータが動作検出部４１へ出力される。
【００７２】
これにより、動作検出部４１は、画像データ保持部４２から一時点前の原画像１０ａ（図４参照）のデータを読み出した後、現時点の原画像１０ａ’（図５参照）を構成する画素の画素値と、上記原画像１０ａ（図４参照）を構成する画素の画素値との差分の絶対値を画素毎にそれぞれ求める。これにより、図６に示した差分画像１０ｂが得られる。つぎに、動作検出部４１は、上記差分画像１０ｂを構成する画素において、画素値が予め設定されたしきい値を超える画素の数を、車両存在領域（駐車領域１１、駐車領域１２）毎に動き量としてそれぞれ求める。この動き量は、車両存在領域における物体（ここでは、車両２０）の動きの程度を表す量である。
【００７３】
つぎに、動作検出部４１は、車両存在領域毎にそれぞれ求められた動き量のうち最大値をとる動き量を撮像領域における動き量とし、この動き量がしきい値を超えた場合、撮像領域において物体の動きを検出する。一方、上記動き量がしきい値以下である場合、動作検出部４１は、撮像領域において物体の動きを検出しない。ここで、最大値をとる動き量を利用するのは、駐車場１０における照明等のゆらぎの影響による動き量に基づいて、誤検出することを防止するためである。以後、動作検出部４１は、画像センサ３０より原画像のデータが入力される毎に、上述した動き検出を行う。また、動作検出部４１は、動き検出の動作を終えると、画像データ保持部４２に保持されている原画像データを更新する。
【００７４】
蓄積時間調整部４３は、動作検出部４１において動きが検出されている間、待機する。そして、図１に示したように車両２０が駐車領域１１に駐車することで、動作検出部４１において動きが検出されなくなると、動作検出部４１は、画像センサ３０からの原画像１０ａ’（図５参照）のデータを蓄積時間調整部４３へ出力する。これにより、蓄積時間調整部４３は、原画像１０ａ’（図５参照）における平均輝度値が適正な値を維持するように、蓄積時間を調整する。すなわち、蓄積時間調整部４３は、原画像１０ａ’において車両存在領域（駐車領域１１ａ、駐車領域１２ａ）のそれぞれについて、前述した平均輝度値をそれぞれ求める。つぎに、蓄積時間調整部４３は、求めた平均輝度値のうち最小の値を蓄積時間の調整の基準となる基準平均輝度値とする。ここで最小の値を基準平均輝度値とするのは、画像センサ３０からの原画像１０ａ’が暗すぎるために車両の検知に失敗することを防止するためである。
【００７５】
つぎに、蓄積時間調整部４３は、求めた基準平均輝度値とつぎの（式１）で表される目標平均輝度値とを比較することにより、基準平均輝度値が適正であるか否かを判断する。すなわち、蓄積時間調整部４３は、基準平均輝度値と目標平均輝度値との差の絶対値が一定値以下である場合、基準平均輝度値が適正であると判断し、平均輝度値が上記基準平均輝度値を維持するように画像センサ３０における蓄積時間（露光時間）を調整する。一方、上記絶対値が一定値を超えた場合、蓄積時間調整部４３は、基準平均輝度値が不適正であると判断する。この場合には、車両検知ができないものとして、図示しないアラーム等により駐車場の管理者に報知され、駐車場１０における照明等の調整が行われる。
【００７６】
【００７７】
この場合、蓄積時間調整部４３からは、図５に示した原画像１０ａ’のデータが輝度分布計算部４７およびエッジ抽出部４４へそれぞれ出力されたものとする。したがって、輝度分布計算部４７は、上記原画像１０ａ’のデータから、車両存在領域（駐車領域１１、駐車領域１２）にそれぞれ対応する画像毎の輝度分布を前述した画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ（図１１参照）としてそれぞれ求める。
【００７８】
上記輝度分布計算部４７における輝度分布の計算に並行して、エッジ抽出部４４は、原画像１０ａ’（図５参照）を構成するそれぞれの画素（対象画素）の画素値Ｉ（Ｘ，Ｙ）に対して、図７に示したLaplacianのマスクを用いて、対象画素の画素値および該対象画素に隣接する８画素の画素値のそれぞれに対して「８」および「−１」の重み付けを行った結果の和を新しい画素の画素値とするエッジ抽出処理を施す。すなわち、図７においては、対象画素の画素値Ｉ（Ｘ，Ｙ）に重み「８」が乗算され、上記対象画素にそれぞれ隣接する画素の画素値Ｉ（Ｘ−１，Ｙ−１）、画素値Ｉ（Ｘ，Ｙ−１）、画素値Ｉ（Ｘ＋１，Ｙ−１）、画素値Ｉ（Ｘ−１，Ｙ）、画素値Ｉ（Ｘ＋１，Ｙ）、画素値Ｉ（Ｘ−１，Ｙ＋１）、画素値Ｉ（Ｘ，Ｙ＋１）、画素値Ｉ（Ｘ＋１，Ｙ＋１）にそれぞれ重み「−１」が乗算される。これら乗算結果の和は、つぎの（式２）で表されるように、エッジ抽出された画素のエッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）とされる。
【００７９】
以後、エッジ抽出部４４は、原画像１０ａ’におけるすべての画素に対して（式２）に示した演算を行うことにより、エッジが抽出された画像を得る。つぎに、エッジ抽出部４４は、上記画像を構成する画素の画素値としきい値とを比較することにより、二値化処理を行うことで図８に示したエッジ画像１０ｃを得る。具体的には、エッジ抽出部４４は、画素値がしきい値を越える場合、当該画素の画素値を「１」とし、画素値がしきい値以下である場合、当該画素の画素値を「０」とすることで二値化されたエッジ画像１０ｃを得る。
【００８１】
つぎに背景除去部４５は、エッジ抽出部４４より入力されるエッジ画像１０ｃ（図８参照）のデータから、背景エッジ画像データ保持部４６に保持されている背景エッジ画像１０ｄ（図９参照）のデータを画素単位でそれぞれ差分する。そして、背景除去部４５は、上記差分の結果が負の値をとる場合、背景除去画像１０ｅにおける当該画素の画素値を「０」とし、差分の結果が正の値をとる場合、背景除去画像１０ｅにおける当該画素の画素値を「１」とする。これにより、図１０に示した背景除去画像１０ｅが得られる。この背景除去画像１０ｅ、画素値「０」および画素値「１」の系列から構成されている。
【００８２】
つぎに、車両検知部４８は、輝度分布計算部４７からの輝度分布計算結果（画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ）と、背景除去部４５からの背景除去画像１０ｅ（図１０参照）とに基づいて、それぞれの車両存在領域（駐車領域１１、駐車領域１２）に車両が存在しているか否かの検知を行う。ここで、背景除去画像１０ｅ（図１０参照）の車両存在領域における縦方向（Ｙ方向）にそれぞれ位置する複数の画素をｋ列目（ｋ＝０〜Ｎ−１）の画素列と定義する。車両検知部４８は、上記縦方向の画素中の連続する「１」の系列を、列毎にそれぞれ求める。つぎに、車両検知部４８は、（式３）に示すようにｋ列目の各系列について系列長の二乗の合計を求め、これをｋ列目の縦エッジ（ｋ）とする。
つぎに、車両検知部４８は、（式３）からそれぞれ求められる縦エッジ（ｋ）の総和を（式４）に示す縦方向エッジ量として求める。
縦方向エッジ量＝Σ縦エッジ（ｋ） ・・・（式４）
【００８４】
つづいて、車両検知部４８は、背景除去画像１０ｅ（図１０参照）の車両存在領域における列と行とを入れ替えて、上述した（式３）および（式４）と同様の演算を行う。すなわち、車両検知部４８は、図１０における横方向（Ｘ方向）にそれぞれ位置する複数の画素をｋ行目（ｋ＝０〜Ｎ−１）の画素行として、該画素行において連続する「１」の列数を、行毎にそれぞれ求める。つぎに、車両検知部４８は、（式５）に示すようにｋ行目の各系列について系列長の二乗の合計を求め、これをｋ行目の横エッジ（ｋ）とする。
つぎに、車両検知部４８は、（式５）からそれぞれ求められる横エッジ（ｋ）の総和を（式６）に示す横方向エッジ量として求める。
横方向エッジ量＝Σ横エッジ（ｋ） ・・・（式６）
【００８６】
そして、車両検知部４８は、つぎの（式７）に示すように、（式４）から求められた縦方向エッジ量と、（式６）から求められた横方向エッジ量との和を、背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれるエッジ量として求める。
エッジ量＝縦方向エッジ量＋横方向エッジ量 ・・・（式７）
【００８７】
つぎに、車両検知部４８は、（式８）から暗レベルを求める。この暗レベルは、背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれる暗画素の割合の算出に用いられる。
つぎに、車両検知部４８は、輝度分布計算部４７において求められた輝度分布（画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ）およびつぎの（式９）に基づいて、背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれる暗画素の割合（暗画素割合）を求める。
【数１】
【００８９】
そして、車両検知部４８は、上述した（式７）から求められたエッジ量と、（式９）から求められた暗画素割合との２つの量を特徴量としてあつかい、これら２つの特徴量を軸とする特徴空間（直交座標系）におけるつぎの（式１０）に示す判別式から得られる値に基づいて、車両存在領域における車両の有無を判別する。
［判別式］＝ａ1 *エッジ量＋ａ2 *暗画素割合＋ｃ ・・・（式１０）
ただし、（式１０）においてａ1 、ａ2 およびｃはそれぞれ定数である。
【００９０】
すなわち、車両検知部４８は、（式１０）の判別式から得られる値が正であるとき、車両存在領域に車両が存在していると判断する。上記値が非正であるとき、車両存在領域に車両が存在しないと判断する。ここで、車両存在領域に車両が存在しないと判断された場合に限り、車両検知部４８は、（式１１）から明レベルを求める。この明レベルは、背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれる明画素の割合の算出に用いられる。
つぎに、車両検知部４８は、輝度分布計算部４７において求められた輝度分布（画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎ）およびつぎの（式１２）に基づいて背景除去画像１０ｅの車両存在領域に含まれる明画素の割合（明画素割合）を求める。
【数２】
【００９２】
また、装置の起動後においては、蓄積時間調整部４３により蓄積時間調整が行われた画像の車両存在領域に含まれる明画素割合（以下、起動後明画素割合と称する）が、車両検知部４８により、上述した（式１１）および（式１２）から求められているものとする。この場合、車両検知部４８は、上記起動後明画素割合と、上述した明画素割合との差がしきい値以内のとき、背景エッジ画像データ保持部４６に保持されている背景エッジ画像１０ｄのデータにおいて該当する車両存在領域部分を、エッジ抽出部４４からのエッジ画像１０ｃのデータにおいて該当する車両存在領域部分に置換する。
【００９３】
すなわち、この場合には、上記差をしきい値と比較することにより、背景エッジ画像データ保持部４６における背景エッジ画像１０ｄのデータ更新の適切性が判断されているため、照明条件の変動や車両存在領域毎の輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となる。
【００９４】
以上説明したように、上述した実施の形態１によれば、画像センサ３０により駐車領域１１および駐車領域１２を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両の有無を検知することができる。また、実施の形態１によれば、暗画素割合（式９参照）に基づいて、車両検知を行っているため、通常のエッジ抽出に基づく車両検知を行うことができない程度に照明が暗い場合であっても、正確に車両検知を行うことができる。照明が比較的明るい場合には、蓄積時間調整部４３における蓄積時間を短くすることができるため、車両の検知速度を高速化することができる。
【００９５】
なお、上述した実施の形態１においては、車両存在領域として図１に示した駐車領域１１および駐車領域１２という２つの領域に関して車両検知を行う例について説明したが、車両存在領域の数は３つ以上であっても、２つの場合と同様の効果が得られる。また、上述した実施の形態１においては、図２に示したように画像センサ３０の撮像方向を鉛直方向Ｚ1 とした例について説明したが、これに限られることなく、図１２に示したように画像センサ３０の取り付け位置をずらすことにより、撮像方向を上記鉛直方向Ｚ1 以外の斜め方向Ｚ2 としてもよい。
【００９６】
実施の形態２．
さて、前述した実施の形態１においては、図３に示したエッジ抽出部４４においてエッジ抽出処理を行う例について説明したが、このエッジ抽出処理が行われた画像に対してさらにエッジを強調するエッジ強調処理を行うようにしてもよい。この場合を実施の形態２として以下に説明する。この実施の形態２において、図３に示したエッジ抽出部４４は、前述した（式２）に基づくエッジ抽出処理を行い、エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）を求めた後、つぎのエッジ強調処理を行う。
【００９７】
エッジ強調処理において、エッジ抽出部４４は、エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）に関してつぎの条件１〜条件３を全て満たすか否かを画素毎に判断する。
（条件１） J(X-1,Y-1) < J(X,Y-1) > J(X+1,Y-1)
（条件２） J(X-1,Y) < J(X,Y) > J(X+1,Y)
（条件３） J(X-1,Y+1) < J(X,Y+1) > J(X+1,Y+1)
ただし、上記判断において、Ｊの括弧内の値（座標）が定義域（０〜Ｎ−１）以外である場合には、当該エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）は、上記（条件１）〜（条件３）の全てを満たすものとみなされる。
【００９８】
そして、エッジ抽出部４４は、上記（条件１）〜（条件３）の全てを満たす場合、つぎの（式１３）に示すように、当該エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）に定数lift_widthを加算した結果を、エッジ強調された画素のエッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）とする演算を行う。
Ｊ（Ｘ，Ｙ）←Ｊ（Ｘ，Ｙ）＋lift_width ・・・（式１３）
【００９９】
ただし、加算した結果が画素値の最大値（たとえば、２５５）を越える場合、エッジ抽出部４４は、エッジ画素値Ｊ（Ｘ，Ｙ）を上記最大値とする。以後、エッジ抽出部４４は、各画素に対してエッジ強調処理を施す。このエッジ強調処理は、図８に示した車両２０ｃ（車両存在領域）の長手方向（Ｙ方向）のエッジを強調する処理である。そして、エッジ抽出部４４は、前述した二値化処理をエッジ強調された画像に対して行う。以後、前述した実施の形態１において説明した動作が行われる。
【０１００】
以上説明したように、上述した実施の形態２によれば、車両存在領域における長手方向のエッジを強調するようにしたので、車両が存在する場合に車両の前後方向のエッジが効果的に抽出されるため、高精度で車両検知を行うことができる。
【０１０１】
実施の形態３．
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３における基本的な構成は、前述した実施の形態１の構成と同じである。ただし、実施の形態３において、図３に示した輝度分布計算部４７は、前述した輝度分布を求めた後に、つぎの（式１４）から飽和レベル量を求める。
【数３】
【０１０２】
そして、輝度分布計算部４７は、上記飽和レベル量としきい値とを比較し、飽和レベル量がしきい値を越える場合、蓄積時間調整部４３における蓄積時間を短時間に設定する。ここで、飽和レベル量がしきい値を越えるケースとしては、車両存在領域に発光体（車両のヘッドライト）が存在する場合である。また、上記蓄積時間を短時間に設定することにより、上記発光体のみが映った原画像が得られる。この場合、上記原画像に基づいて、前述した実施の形態１と同様にして、輝度分布計算部４７は、車両存在領域毎の輝度分布を求めた後、（式１４）から飽和レベル量を求める。この飽和レベル量が別のしきい値を越える場合、車両検知部４８は、車両存在領域において発光体（たとえば、ヘッドライト）を検知する。
【０１０３】
以上説明したように、実施の形態３によれば、飽和レベル量がしきい値を越えるとき、蓄積時間を短時間に設定するようにしたため、車両のヘッドライトのような発光体を検知することができ、この発光体の存在によって、以後の処理に適さない不鮮明な画像が画像センサ３０により得られた場合であっても、少なくともヘッドライトを点灯させた車両の存在を検知することができる。
【０１０４】
実施の形態４．
さて、前述した実施の形態１においては、図３に示した背景エッジ画像データ保持部４６におけるメモリの種類について特に言及しなかったが、この背景エッジ画像データ保持部４６として、電源を切断しても保持内容が失われない不揮発性メモリを備えるものを用いてもよい。この場合を実施の形態４として以下に説明する。実施の形態４において、背景エッジ画像データ保持部４６は、起動時に背景エッジ画像のデータを上記不揮発性メモリに記憶させ、さらに起動後においては、定期的に上記背景エッジ画像のデータを更新する。また、実施の形態４においては、背景エッジ画像のデータに対して周知のランレングス符号化処理を施した圧縮データを、不揮発性メモリに記憶させるようにしてもよい。なお、実施の形態４においては、ランレングス符号化処理に限られることなく他の処理によりデータ圧縮を行うようにしてもよい。
【０１０５】
以上説明したように、上述した実施の形態４によれば、不揮発性メモリに背景エッジ画像のデータを記憶させるようにしたので、停電やメンテナンス等により車両存在領域に車両が存在する状態で装置の電源が切断され再び通電された場合においても、誤動作を起こすことなく、車両検知を続行することができる。また、実施の形態４によれば、背景エッジ画像のデータに対して圧縮をかけた圧縮データを不揮発性メモリに記憶させるようにしたので、不揮発性メモリとして記憶容量の少ないものを用いることができる。
【０１０６】
実施の形態５．
さて、前述した実施の形態１においては、（式１）および（式８）の黒レベルとして、画像センサ３０の出力（画素値）のうち最小の画素値を用いた例について説明したが、これに限定されない。すなわち、別の構成例としては、画像センサ３０を構成する複数の撮像素子のうち所定の複数の撮像素子（以下、遮光撮像素子と称する）をそれぞれ外光から遮光し、これら複数の遮光撮像素子から得られる画素値（以下、遮光画素値と称する）の平均値（以下、平均遮光画素値）を上記黒レベルとして（式１）および（式８）から目標平均輝度値および暗レベルを求めるようにしてもよい。この場合を実施の形態５として説明する。
【０１０７】
この実施の形態５において、複数の遮光画素値から得られる平均遮光画素値が黒レベルとして用いられる。この場合、蓄積時間調整部４３は、平均遮光画素値値を黒レベルとして（式１）に基づいて、目標平均輝度値を計算し、同様にして、車両検知部４８は、平均遮光画素値を黒レベルとして、（式８）に基づいて、暗レベルを計算する。
【０１０８】
ここで、前述した実施の形態１においては、通常、気温等の変動があると、画像センサ３０における撮像素子の出力（画素値）が変動し、特に最小の画素値も変動する。従って、黒レベルを定数とすると上記の値の変動を反映できず、黒レベルは最小の画素値の正しい推定値ではなくなる可能性がある。これに対して、実施の形態５によれば、遮光撮像素子の出力（遮光画素値）は画像センサ３０における撮像素子の出力（画素値）に追従して変動するため、その平均値を求めることにより、黒レベルの正しい推定値を得ることができる。したがって、実施の形態５によれば、（式１）および（式８）から得られる目標平均輝度値および暗レベルは、画像センサ３０における撮像素子の出力の変動に応じて正しく設定されるため、気温等の変化を受けることなく、確実に車両検知を行うことができる。
【０１０９】
実施の形態６．
さて、前述した実施の形態１においては、図３に示した背景除去部４５により図８に示したエッジ画像１０ｃから図９に示した背景エッジ画像１０ｄを差分することにより、背景のエッジ画像が除去された背景除去画像１０ｅ（図１０参照）を得る場合について説明した。この方法は、エッジ画像１０ｃ（図８参照）に含まれる背景のエッジ画像と、背景エッジ画像１０ｄとが画素単位で一対一で対応する場合には、完全に背景のエッジ画像が除去された背景除去画像１０ｅを得ることができる。
【０１１０】
しかしながら、図８に示した境界線１４ｃおよび境界線１６ｃと、図９に示した背景エッジ画像１０ｄにおける上記境界線１４ｃおよび境界線１６ｃに対応する部分とがずれている場合、このずれ分の線画像が背景除去画像１０ｅに残ってしまい、誤検出の要因となる。さらに、図８に示した境界線１４ｃおよび境界線１６ｃの近傍部分には、車両に出入りする人間の画像が映る場合があり、この場合にも、人間の画像が誤検出の要因となり得る。以下に説明する実施の形態６は、上述した要因を除去して、誤検出を防止するためのものである。
【０１１１】
この実施の形態６においては、蓄積時間調整部４３（図３参照）は、画像センサ３０からの原画像１０ａ（図１３参照）から、境界線１４ａおよび境界線１６ａを含む境界部分１９ａを除去した画像のデータをエッジ抽出部４４および輝度分布計算部４７へ出力する。この場合、蓄積時間調整部４３には、除去すべき境界部分１９ａを構成する画素の座標情報が予め設定されている。以後、エッジ抽出部４４および輝度分布計算部４７においては、前述した実施の形態１と同様の動作が行われる。
【０１１２】
以上説明したように、上述した実施の形態６によれば、画像センサ３０により得られた原画像から、誤検出の要因となり得る境界部分１９ａを除去した画像に基づいて、車両検知が行われるので、境界線や人間等の影響による誤検出を防止することができる。
【０１１３】
実施の形態７．
さて、前述した実施の形態１においては、画像センサ３０により２つの車両存在領域を撮像し、この２つの車両存在領域を含む原画像のデータに対して、１つのエッジ抽出部４４および輝度分布計算部４７を用いて、エッジ抽出処理および輝度分布計算を行う例について説明したが、図１４に示した構成をとることで、車両存在領域毎にエッジ抽出処理および輝度分布計算を並列的に行うようにしてもよい。この場合を実施の形態７として説明する。
【０１１４】
図１４に示した車両検知装置は、画像センサ３０、画像データ分配部６０、処理装置４０ａおよび処理装置４０ｂから構成されている。画像データ分配部６０は、図３に示した動作検出部４１、画像データ保持部４２および蓄積時間調整部４３のそれぞれの機能に加えて、つぎのような機能を備えている。すなわち、画像データ分配部６０は、画像センサ３０により得られた原画像のデータをバッファメモリ（図示略）に一時的に記憶させて、原画像を、２つの車両存在領域にそれぞれ対応する２つの原画像のデータに分配する機能を備えている。また、画像データ分配部６０は、分配された一方の原画像（以下、分配原画像と称する）のデータを処理装置４０ａへ出力するとともに、他方の分配原画像のデータを処理装置４０ｂへ出力する。
【０１１５】
処理装置４０ａは、エッジ抽出部４４ａ、背景除去部４５ａ、背景エッジ画像データ保持部４６ａ、輝度分布計算部４７ａおよび車両検知部４８ａから構成されており、一方の分配原画像のデータに基づいて、一方の車両存在領域に関する車両検知を行う。ここで、処理装置４０ａを構成するエッジ抽出部４４ａ、背景除去部４５ａ等の基本的な機能は、図３に示したエッジ抽出部４４、背景除去部４５等の機能と同様である。ただし、背景エッジ画像データ保持部４６ａには、一方の車両存在領域に関する背景エッジ画像のデータが保持されている。
【０１１６】
同様にして、処理装置４０ｂは、エッジ抽出部４４ｂ、背景除去部４５ｂ、背景エッジ画像データ保持部４６ｂ、輝度分布計算部４７ｂおよび車両検知部４８ｂから構成されており、他方の分配原画像のデータに基づいて、他方の車両存在領域に関する車両検知を行う。ここで、処理装置４０ｂを構成するエッジ抽出部４４ｂ、背景除去部４５ｂ等の基本的な機能は、図３に示したエッジ抽出部４４、背景除去部４５等の機能と同様である。ただし、背景エッジ画像データ保持部４６ｂには、他方の車両存在領域に関する背景エッジ画像のデータが保持されている。
【０１１７】
上記構成において、画像センサ３０により２つの車両存在領域を含む原画像が撮像されると、この原画像のデータは、画像データ分配部６０により２つの分配原画像のデータにそれぞれ分配される。そして、一方の分配原画像のデータは、処理装置４０ａのエッジ抽出部４４ａおよび輝度分布計算部４７ａにそれぞれ入力される。これと同時に、他方の分配原画像のデータは、処理装置４０ｂのエッジ抽出部４４ｂおよび輝度分布計算部４７ｂにそれぞれ入力される。以後、前述した実施の形態１と同様にして、処理装置４０ａと処理装置４０ｂにおいて２つの車両存在領域に関する車両検知が並列的にそれぞれ行われる。
【０１１８】
以上説明したように、上述した実施の形態７によれば、処理装置４０ａおよび処理装置４０ｂにより２つの車両存在領域に関する車両検知の処理を並列的に行うようにしたので、高速に車両検知を行うことができる。
【０１１９】
なお、上述した実施の形態７においては、処理装置４０ａおよび処理装置４０ｂを２つ設けた構成例について説明したが、同様の処理装置を３つ以上設けて、３つ以上の車両存在領域に関する車両検知の処理を並列的に行うようにしても、上述した効果と同様の効果が得られる。さらに、上述した実施の形態７においては、画像データ分配部６０に設けられたバッファに原画像のデータを記憶させた後に、分配原画像のデータを出力させる例について説明したが、バッファを用いることなく、１つの車両存在領域に相当する原画像のデータが得られた時点で、これを分配原画像のデータとして出力するようにしてもよい。
【０１２０】
実施の形態８．
さて、前述した実施の形態１においては、画像センサ３０により撮像された２つの車両存在領域を含む原画像のデータを処理装置４０へ出力する例について説明したが、画像センサ３０に任意の領域のみを含む原画像のデータを出力するランダムアクセス機能を備えるようにしてもよい。この場合を実施の形態８として説明する。
【０１２１】
この実施の形態８において、上記任意の領域を指定する情報は、予め画像センサ３０に設定されている。たとえば、任意の領域として、２つの車両存在領域のうち一方の車両存在領域が指定された場合、画像センサ３０は、撮像した原画像のうち、上記一方の車両存在領域のみからなる原画像のデータを処理装置４０へ出力する。ここで、上記ランダムアクセス機能を用いる場合としては、たとえば、２つの車両存在領域のうち、１つの車両存在領域に対応する駐車領域１２（図１参照）が閉鎖され、もう一つの車両存在領域に対応する駐車領域１１が使用されている場合が考えられる。
【０１２２】
このように、画像センサ３０にランダムアクセス機能を持たせることで、指定された車両存在領域における車両の有無を検知することが可能となる。また、上述した実施の形態８によれば、一方の車両存在領域のみからなる原画像のデータに対して、前述したエッジ抽出処理や輝度分布計算を行えばよいため、おのずと２つの車両存在領域からなる原画像の場合に比して、検知に要する時間を短くすることができる。
【０１２３】
なお、実施の形態８においては、画像センサ３０からの２つの車両存在領域を含む原画像のうち、動作検出部４１により動きが検出された当該車両存在領域のみの原画像のデータを蓄積時間調整部４３へ出力するようにしてもよい。
【０１２４】
実施の形態９．
さて、前述した実施の形態１においては、図３に示した車両検知部４８で車両存在領域毎に、画素値配列ｈｉｓｔ［ｉ］＝ｎから輝度値（画素値）の平均値（以下、平均輝度値と称する）を求めるようにしてもよい。この場合を実施の形態９として説明する。この実施の形態９において、車両検知部４８は、前述した一連の計算を終了した後に、上記平均輝度値を求める。つぎに、車両検知部４８は、上記平均輝度値とつぎの（式１５）から求められる平均輝度しきい値とを比較する。
【０１２５】
つづいて車両検知部４８は、平均輝度値が平均輝度しきい値以下である場合、駐車場１０（図１参照）の駐車領域１１および駐車領域１２（車両存在領域）の輝度が低い、すなわち駐車場１０における照明条件が悪いと判断し、車両検知結果を無効にする。このように判断された場合には、誤検知の可能性があるため、車両検知部４８は、正確に車両検知ができない旨を管理者に報知する。これにより、管理者は、駐車領域１１および駐車領域１２の輝度が高くなるように、駐車場１０における照明の増設や照明位置の変更を行う。
【０１２６】
以上説明したように、上述した実施の形態９によれば、車両存在領域における平均輝度値が平均輝度しきい値以下であるとき、車両検知結果を無効にするようにしたので、誤検出の可能性を排除することができる。
【０１２７】
以上本発明の実施の形態１〜９について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。たとえば、前述した実施の形態１〜９においては、車両の有無を検知する機能を実現するための車両検知プログラムを図１５に示したコンピュータ読み取り可能な記録媒体８０に記録して、この記録媒体８０に記録された車両検知プログラムを同図に示したコンピュータ７０に読み込ませ、実行することにより前述した機能を実現するようにしてもよい。
【０１２８】
図１５に示したコンピュータ７０は、上記車両検知プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）７１と、キーボード、マウス等の入力装置７２と、各種データを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）７３と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）７４と、記録媒体８０から車両検知プログラムを読み取る読取装置７５と、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置７６と、装置各部を接続するバスＢＵとから構成されている。
【０１２９】
上記ＣＰＵ７１は、読取装置７５を経由して記録媒体８０に記録されている車両検知プログラムを読み込んだ後、この車両検知プログラムを実行することにより、前述したエッジ抽出や背景除去等の処理を実行する。なお、記録媒体８０には、光ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク等の可搬型の記録媒体が含まれることはもとより、ネットワークのようにデータを一時的に記録保持するような伝送媒体も含まれる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像手段により車両が存在し得る領域を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両が検知されるという効果を奏する。また、車両検知手段においては、暗画素割合を特徴量の一つとして車両検知が行われているため、たとえば、エッジ抽出に基づく車両検知を行うことができない程度に、領域を照らす照明が暗い場合であっても、正確に車両検知を行うことができるという効果を奏する。さらに、明画素割合に基づいてデータの更新の適切性が判断されているため、領域における照明条件の変動や輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となるという効果を奏する。
【０１３３】
つぎの発明によれば、時間調整手段により平均輝度値が所定の値（たとえば、黒色系の車両の有無を検知可能な値）を維持するように露光時間が調整されるため、一般にエッジを抽出しにくい色の車両も精度良く検知することができるという効果を奏する。
【０１３４】
つぎの発明によれば、エッジ抽出手段により、エッジ画像において特定の方向（たとえば、領域の長手方向）のエッジが強調されるため、領域に車両が存在する場合に、該車両の前後方向のエッジが効果的に抽出され、非常に高い精度で車両の有無が検知されるという効果を奏する。
【０１４１】
つぎの発明によれば、車両検知手段において、車両が存在し得る領域の平均輝度値がしきい値以下であるとき、言い換えれば、領域における照明条件が悪いとき、その旨が報知されるとともに、車両検知結果が無効にされるようにしたので、照明条件の悪化に伴う誤検出の可能性を排除することができるという効果を奏する。
【０１４２】
つぎの発明によれば、分配された画像に基づいて、輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新を並列的に行うようにしたので、高速で車両検知が可能になるという効果を奏する。
【０１４３】
つぎの発明によれば、撮像工程により車両が存在し得る領域を撮像し、この撮像結果に基づいて、車両の有無を検知するようにしたので、空気の流れ等の影響を受けることなく正確に車両が検知されるという効果を奏する。また、車両検知工程においては、暗画素割合を特徴量の一つとして車両検知が行われているため、たとえば、エッジ抽出に基づく車両検知を行うことができない程度に、領域を照らす照明が暗い場合であっても、正確に車両検知が行われるという効果を奏する。さらに、明画素割合に基づいてデータの更新の適切性が判断されているため、領域における照明条件の変動や輝度分布の相違等によって背景として適切でない画像が得られている場合に、背景エッジ画像のデータ更新を抑止することができ、精度の高い車両検知を行うことが可能となるという効果を奏する。
【０１４６】
つぎの発明によれば、時間調整工程により平均輝度値が所定の値（たとえば、黒色系の車両の有無を検知可能な値）を維持するように露光時間が調整されるため、一般にエッジを抽出しにくい色の車両も精度良く検知されるという効果を奏する。
【０１４７】
つぎの発明によれば、エッジ抽出工程により、エッジ画像において特定の方向（たとえば、領域の長手方向）のエッジが強調されるため、領域に車両が存在する場合に、該車両の前後方向のエッジが効果的に抽出され、非常に高い精度で車両の有無が検知されるという効果を奏する。
【０１５４】
つぎの発明によれば、車両検知工程において、車両が存在し得る領域の平均輝度値がしきい値以下であるとき、言い換えれば、領域における照明条件が悪いとき、その旨が報知されるとともに、車両検知結果が無効にされるようにしたので、照明条件の悪化に伴う誤検出の可能性が排除されるという効果を奏する。
【０１５５】
つぎの発明によれば、複数の工程（輝度分布算出工程、エッジ抽出工程、背景除去工程、車両検知工程およびエッジ画像更新工程）のそれぞれにおいて、分配された画像に基づいて、輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新工程からなる一連の処理が並列的に行われるようにしたので、高速で車両検知が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる実施の形態１の概略構成を示す平面図である。
【図２】 同実施の形態１の概略構成を示す側面図である。
【図３】 同実施の形態１の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】 図１に示した画像センサ３０により撮像された原画像１０ａを示す図である。
【図５】 図１に示した画像センサ３０により撮像された原画像１０ａ’を示す図である。
【図６】 同実施の形態１における差分画像１０ｂを示す図である。
【図７】 図３に示したエッジ抽出部４４におけるエッジ抽出処理を説明する図である。
【図８】 図３に示したエッジ抽出部４４により得られるエッジ画像１０ｃを示す図である。
【図９】 同実施の形態１における背景エッジ画像１０ｄを示す図である。
【図１０】 同実施の形態１における背景除去画像１０ｅを示す図である。
【図１１】 同実施の形態１における画像の輝度分布を示す図である。
【図１２】 同実施の形態１の変形例を示す側面図である。
【図１３】 本発明にかかる実施の形態６における原画像１０ａを示す図である。
【図１４】 本発明にかかる実施の形態７の電気的構成を示すブロック図である。
【図１５】 本発明にかかる実施の形態１〜９の変形例を示すブロック図である。
【図１６】 従来における車両検知装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 駐車場、１１、１２ 駐車領域、２０ 車両、３０ 画像センサ、４０処理装置、４３ 蓄積時間調整部、４４ エッジ抽出部、４５ 背景除去部、４６ 背景エッジ画像データ保持部、４７ 輝度分布計算部、４８ 車両検知部、４４ａ、４４ｂ エッジ抽出部、４５ａ、４５ｂ 背景除去部、４６ａ、４６ｂ 背景エッジ画像データ保持部、４７ａ、４７ｂ 輝度分布計算部、４８ａ、４８ｂ 車両検知部、４０ｂ、４４ｂ 処理装置、６０ 画像データ分配部、７０ コンピュータ、８０ 記録媒体。
Claims (13)
- 車両が存在し得る領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られる画像に基づいて前記領域の輝度分布を求める輝度分布算出手段と、
前記画像においてエッジが抽出されたエッジ画像を得るエッジ抽出手段と、
前記領域における背景に対応する部分の画像である背景エッジ画像を保持する保持手段と、
前記エッジ画像から前記背景エッジ画像を除去し背景除去画像を得る背景除去手段と、
前記背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて、前記領域における前記車両の有無を検知する車両検知手段と、
を備え、
前記保持手段は、前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新することを特徴とする車両検知装置。 - 前記保持手段は、装置起動の際に求めた前記明画素割合と、今回求めた明画素割合との差がしきい値以内のとき、背景エッジ画像のデータの更新が適切であると判断して、前記更新動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両検知装置。
- 前記撮像手段により撮像される画像における平均輝度値が所定の値を維持するように、前記撮像手段における露光時間を調整する時間調整手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両検知装置。
- 前記エッジ抽出手段は、前記エッジ画像において特定の方向のエッジを強調することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両検知装置。
- 前記車両検知手段は、前記輝度分布に基づいて前記領域の平均輝度値を求め、該平均輝度値がしきい値以下であるとき、その旨を報知するとともに車両検知結果を無効にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両検知装置。
- 前記撮像手段により得られる画像を複数の領域毎に分配する画像分配手段を備え、前記輝度分布算出手段、前記エッジ抽出手段、前記保持手段、前記背景除去手段および前記車両検知手段は、前記複数の領域に対応して複数設けられており、分配された画像に基づいて輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新を並列的にそれぞれ行うことを特徴とする請求項１に記載の車両検知装置。
- 車両が存在し得る領域を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において得られる画像に基づいて前記領域の輝度分布を求める輝度分布算出工程と、
前記画像においてエッジが抽出されたエッジ画像を得るエッジ抽出工程と、
前記領域における背景に対応する部分の画像であって保持された背景エッジ画像を前記エッジ画像から除去し背景除去画像を得る背景除去工程と、
前記背景除去画像に含まれるエッジの総量と、前記輝度分布において画素値がしきい値以下の暗画素が全体の画素にしめる暗画素割合とからなる２つの特徴量に基づいて、前記領域における前記車両の有無を検知する車両検知工程と、
前記画像において画素値がしきい値を越える明画素が全体の画素にしめる明画素割合に基づいて、前記背景エッジ画像のデータの更新の適切性を判断し、適切であると判断した場合、保持されている前記背景エッジ画像のデータを、前記車両が存在しない状態の前記画像に対応する前記エッジ画像に更新するエッジ画像更新工程と、
を含むことを特徴とする車両検知方法。 - エッジ画像更新工程では、装置起動後に際に求めた前記明画素割合と、今回求めた明画素割合との差がしきい値以内のとき、背景エッジ画像のデータの更新が適切であると判断して、前記更新動作を実行することを特徴とする請求項７に記載の車両 検知方法。
- 前記撮像工程において撮像される画像における平均輝度値が所定の値を維持するように、前記撮像工程における露光時間を調整する時間調整工程を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の車両検知方法。
- 前記エッジ抽出工程においては、前記エッジ画像において特定の方向のエッジを強調することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一つに記載の車両検知方法。
- 前記車両検知工程においては、前記輝度分布に基づいて前記領域の平均輝度値を求め、該平均輝度値がしきい値以下であるとき、その旨を報知するとともに車両検知結果を無効にすることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載の車両検知方法。
- 前記撮像工程において得られる画像を複数の領域毎に分配する画像分配工程を含み、前記輝度分布算出工程、前記エッジ抽出工程、前記背景除去工程、前記車両検知工程およびエッジ画像更新工程は、前記複数の領域に対応して複数の工程からなり、それぞれの前記工程においては、分配された画像に基づいて輝度分布計算、エッジ抽出、背景除去、車両検知およびエッジ画像更新を並列的に行うことを特徴とする請求項７に記載の車両検知方法。
- 請求項７〜１２のいずれか一つに記載の車両検知方法における工程をコンピュータに実行させるための車両検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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