JP4973565B2 - Road condition grasping system and road condition grasping method - Google Patents

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Description

本発明は、本発明は動画像を用いた、移動物体の検知・状況把握方法に関し、特に道路上を撮像した動画像から車両をリアルタイムで24時間安定して検出し、高い信頼性で車両の走行状況を自動で把握する技術に関する。   The present invention relates to a moving object detection / situation grasping method using moving images, and in particular, a vehicle is stably detected in real time from a moving image captured on a road for 24 hours, and the vehicle is detected with high reliability. The present invention relates to a technology for automatically grasping a driving situation.

可視画像を用いた道路状況(車両存在とその走行状況)把握装置の開発が進められてきた。交通流をとらえるだけであれば、必ずしも個々の車両を検知、追跡する必要はないが、道路と車両が個別に通信を行い、より高度なサービスを行うITSに発展させていくためには、個々の車両の走行状況を把握する必要がある。   Development of a device for grasping road conditions (the presence of vehicles and their running conditions) using visible images has been underway. It is not always necessary to detect and track individual vehicles as long as the traffic flow is captured. However, in order to develop an ITS that allows roads and vehicles to communicate individually and provide more advanced services, it is necessary to It is necessary to grasp the running situation of the vehicle.

そのためには、道路上から動画像を用いて、車両の存在とその位置・速度を精度良く計測できる技術(以下車両検出技術)が非常に重要である。   For this purpose, a technique (hereinafter referred to as a vehicle detection technique) that can accurately measure the existence of a vehicle and its position / speed using a moving image from the road is very important.

可視画像を用いた場合、トンネル内など照明が安定している場所では、運用要求に答えられる性能が得られているが、屋外(明かり部)では、「夜間の低照度」、「太陽による影とその揺れ」、「西日」、「対向車のライト」「雨天時の路面鏡面化」などの影響で、期待する車両検出性能を得ることが困難である。   When visible images are used, performance that can meet operational requirements is obtained in places where lighting is stable, such as in tunnels, but in the outdoors (lights), “low illumination at night” and “shadows from the sun”. It is difficult to obtain the expected vehicle detection performance due to the influences of “swaying and shaking”, “west sun”, “lights of oncoming vehicles”, “mirroring in the rain”.

一方、近年赤外画像を用いた道理状況把握装置の開発も進められ、屋外では可視画像に比べて非常に高い信頼性(車両検出率、位置。速度計測精度)で車両検出が可能であることが実道における走行実験で実証されてきている。   On the other hand, in recent years, the development of a device for grasping the rational situation using infrared images has been promoted, and it is possible to detect vehicles with extremely high reliability (vehicle detection rate, position, speed measurement accuracy) compared to visible images outdoors. Has been demonstrated in actual road tests.

しかし、赤外画像も雨天時の車両やスクータなど車体の温度差が小さい車両に対する検出性能に課題があることも分かってきた。従って、様々な環境条件下において24時間安定して道路状況を把握できる道路状況把握方式の開発が期待されている。   However, it has also been found that the infrared image has a problem in detection performance for a vehicle having a small temperature difference between the vehicle bodies such as a vehicle and a scooter in rainy weather. Therefore, development of a road condition grasping method capable of grasping the road condition stably for 24 hours under various environmental conditions is expected.

関連技術として、可視カメラと赤外カメラで得られるそれぞれの入力画像と、予め撮影し、背景画像記憶部に格納された背景画像を、背景差分処理部で差分処理して背景差分画像を作成し、3値化処理部で3値化処理した2つの背景差分画像を合成することにより物体検出部で物体を検出するものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−357388号公報
As a related technology, each input image obtained by a visible camera and an infrared camera and a background image captured in advance and stored in a background image storage unit are subjected to difference processing by a background difference processing unit to create a background difference image. An object in which an object is detected by an object detection unit by combining two background difference images that are ternarized by a ternary processing unit is disclosed (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-357388 A

しかしながら、上述の関連技術等の動画像を用いた道路状況把握装置には幾つかの課題があった。   However, there are some problems in the road condition grasping device using moving images such as the related technology described above.

第1の問題点は、可視画像を用いて車両を検出する場合、車両検出精度が日照条件に大きく影響されることである。   The first problem is that when a vehicle is detected using a visible image, the vehicle detection accuracy is greatly affected by the sunlight conditions.

その理由は、可視画像は夜間の照度低下、日中には影とその揺らぎ、薄暮には西日による外乱光が画質を低下させることや、太陽が雲に隠れる際等に発生する照度の急変に画像処理が追従できないことによる。   The reason for this is that the visible image has a low illuminance at night, shadows and fluctuations during the day, disturbance light from the western sun during dusk, and the sudden change in illuminance that occurs when the sun is hidden in the clouds. This is because image processing cannot follow this.

第2の問題点は、可視画像を用いて車両を検出する場合、車両検出精度が雨天時に低下することである。   A second problem is that when a vehicle is detected using a visible image, the vehicle detection accuracy is lowered when it rains.

その理由は、雨で路面が濡れ、鏡面化することにより自車、他車のヘッドライト、あるいは街燈などの光が路面に反射し、外乱光として可視画像を乱すことによる。   The reason for this is that the road surface gets wet due to rain and becomes a mirror surface, so that light from the headlights of other vehicles, street lights, etc. is reflected on the road surface and disturbs the visible image as disturbance light.

第3の問題点は、赤外画像を用いて車両を検出する場合、車両検出精度が雨天時に低下することである。   The third problem is that when a vehicle is detected using an infrared image, the vehicle detection accuracy decreases when it rains.

その理由は、水に覆われることで、車両と道路の温度差が低下し、車両と道路路のコントラスト差が小さくなることによる。   The reason is that the temperature difference between the vehicle and the road is reduced by being covered with water, and the contrast difference between the vehicle and the road is reduced.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、走行車両の走行状況をリアルタイムかつ高い信頼性で24時間、計測するための道路状況把握システムおよび道路状況把握方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a road condition grasping system and a road condition grasping method for measuring the traveling condition of a traveling vehicle in real time and with high reliability for 24 hours. For the purpose.

本発明の第一の道路状況把握システムは、可視カメラおよび赤外カメラと、環境条件に適応させた割合の重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御部と、前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御部で生成されたゲインを乗じるゲイン乗算部と、前記ゲインを乗じられた可視画像および赤外画像を加算する画像合成部と、前記画像合成部で生成された合成画像を用いて走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理部と、を備え、前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする。 A first road condition grasping system according to the present invention includes a visible camera and an infrared camera, a gain control unit that generates a gain that is a weighted value of a ratio adapted to environmental conditions, and the visible camera and the infrared camera. Using a gain multiplying unit that multiplies the image by the gain generated by the gain control unit, an image combining unit that adds a visible image and an infrared image multiplied by the gain, and a combined image generated by the image combining unit An image processing unit that detects a traveling vehicle and grasps the traveling state thereof, and the gain, which is a weighting value of a ratio adapted to the environmental condition, is obtained when the daylight condition is a problem in the daytime, when it is cloudy. It is characterized in that the mix ratio of the infrared image is set to a high value at time and night .

また、本発明の第二の道路状況把握システムは、可視カメラおよび赤外カメラと、重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御部と、前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御部で生成されたゲインを乗じるゲイン乗算部と、前記ゲインを乗じられた赤外画像に対して可視画像を加算する画像合成部と、前記画像合成部で生成された合成画像を用いて赤外画像処理により走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理部と、を備え、前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする。 The second road condition grasping system according to the present invention includes a visible camera and an infrared camera, a gain control unit that generates a gain as a weight value, and the gain control unit on an image obtained by the visible camera and the infrared camera. A gain multiplier that multiplies the gain generated in step (a), an image composition unit that adds a visible image to the infrared image multiplied by the gain, and an infrared image using the composite image generated by the image composition unit An image processing unit that detects a traveling vehicle by processing and grasps the traveling state thereof, and the gain that is a weighting value of a ratio adapted to the environmental condition is a clear daytime when the sunshine condition is a problem, It is characterized in that the mix ratio of infrared images is set to a high value during cloudy weather and at night .

また、本発明の第三の道路状況把握システムは、可視カメラおよび赤外カメラと、重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御部と、前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御部で生成されたゲインを乗じるゲイン乗算部と、前記ゲインを乗じられた可視画像に対して赤外画像を加算する画像合成部と、前記画像合成部で生成された合成画像を用いて可視画像処理により走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理部と、を備え、前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする。 The third road condition grasping system according to the present invention includes a visible camera and an infrared camera, a gain control unit that generates a gain that is a weight value, and the gain control unit on an image obtained by the visible camera and the infrared camera. A gain multiplying unit that multiplies the gain generated in step (a), an image composition unit that adds an infrared image to the visible image multiplied by the gain, and a visible image process using the composite image generated by the image composition unit. The gain, which is a weighting value of the ratio adapted to the environmental condition, is obtained when the daylight condition is a problem in the daytime, when the daytime is fine. It is characterized in that the mix ratio of the infrared image is set to a high value at time and night .

また、本発明の第一の道路状況把握方法は、可視カメラおよび赤外カメラにより画像を撮像するステップと、環境条件に適応させた割合の重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御ステップと、前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御ステップで生成されたゲインを乗じるゲイン乗算ステップと、前記ゲインを乗じられた可視画像および赤外画像を加算する画像合成ステップと、前記画像合成ステップで生成された合成画像を用いて走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理ステップと、を有し、前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする。 The first road condition grasping method of the present invention includes a step of capturing an image with a visible camera and an infrared camera, a gain control step of generating a gain that is a weighted value of a ratio adapted to environmental conditions, A gain multiplication step of multiplying an image generated by the visible camera and the infrared camera by the gain generated in the gain control step, an image synthesis step of adding the visible image and the infrared image multiplied by the gain, and the image synthesis step Image processing step for detecting a traveling vehicle and grasping the traveling state using the composite image generated in step (2), and the gain, which is a weighting value of the ratio adapted to the environmental condition, has a problem with the sunshine condition. It is characterized in that the mix ratio of infrared images is set to a high value during sunny daytime, cloudy daytime, and nighttime .

また、本発明の第二の道路状況把握方法は、可視カメラおよび赤外カメラにより画像を撮像するステップと、環境条件に適応させた割合の重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御ステップと、前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御ステップで生成されたゲインを乗じるゲイン乗算ステップと、前記ゲインを乗じられた赤外画像に対して可視画像を加算する画像合成ステップと、前記画像合成ステップで生成された合成画像を用いて赤外画像処理により走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理ステップと、を含み、前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする。 Further, the second road condition grasping method of the present invention includes a step of capturing an image with a visible camera and an infrared camera, a gain control step of generating a gain that is a weighted value of a ratio adapted to environmental conditions, A gain multiplying step of multiplying the image generated by the gain control step to an image obtained by the visible camera and the infrared camera, an image combining step of adding a visible image to the infrared image multiplied by the gain, and the image An image processing step of detecting a traveling vehicle by infrared image processing using the composite image generated in the composite step and grasping the travel state thereof, and the gain that is a weight value of the ratio adapted to the environmental condition the fine weather of daytime sunshine condition is a problem, cloudy weather and at night characterized in that the high value mix rate of the infrared image to .

また、本発明の第三の道路状況把握方法は、可視カメラおよび赤外カメラにより画像を撮像するステップと、環境条件に適応させた割合の重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御ステップと、前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御ステップで生成されたゲインを乗じるゲイン乗算ステップと、前記ゲインを乗じられた可視画像に対して赤外画像を加算する画像合成ステップと、前記画像合成ステップで生成された合成画像を用いて可視画像処理により走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理ステップと、を含み、前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする。

The third road condition grasping method of the present invention includes a step of capturing an image with a visible camera and an infrared camera, a gain control step of generating a gain that is a weighted value of a ratio adapted to environmental conditions, A gain multiplication step of multiplying an image generated by the visible camera and the infrared camera by the gain generated in the gain control step, an image composition step of adding an infrared image to the visible image multiplied by the gain, and the image An image processing step of detecting a traveling vehicle by visual image processing using the composite image generated in the composite step and grasping the traveling state thereof, and the gain that is a weighting value of the ratio adapted to the environmental condition is , fine weather of daytime sunshine condition is a problem, cloudy weather and at night to, characterized in that the high value mix rate of the infrared image .

本発明によれば、走行車両の走行状況をリアルタイムかつ高い信頼性で24時間、計測することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to measure the traveling state of a traveling vehicle in real time and with high reliability for 24 hours.

以下、本発明の第一の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1に示す本実施の形態における道路状況把握システムは、まず、可視カメラ111で取得された可視画像に対して車両を強調し、ノイズを低減するフィルタリングを行い、そのフィルタリングされた画像に対してフレーム間差分方式や背景差分方式などを用いて可視画像から時間的に変化した領域だけを抽出した画像(移動領域抽出画像)を生成する可視前処理部101と、その移動領域抽出画像を白黒反転させる白黒反転部103と、その白黒反転画像に特定の重み付けを行う可視ゲイン演算部104と、赤外カメラ112で取得された赤外画像に対して車両を強調し、ノイズを低減するフィルタリングを行い、そのフィルタリングされた画像に対してフレー間差分方式や背景差分方式などを用いて赤外画像から時間的に変化した領域だけを抽出した画像(移動領域抽出画像)を生成する赤外前処理部102と、その移動領域抽出画像に特定の重み付けを行う赤外ゲイン演算部105と、移動領域が抽出され、それぞれ特定の重み付けをされた可視画像と赤外画像を合成する画像合成部106と、画像合成部で得られた合成画像と後段にある画像処理部からの情報、および時刻、天候情報を用いて可視画像、赤外画像それぞれの重み付け値を決定するゲイン制御部107と、前記合成画像を用いて走行車両を検出し、その走行状況を把握する画像処理装部108から構成される。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The road condition grasping system in the present embodiment shown in FIG. 1 first performs vehicle filtering on a visible image acquired by the visible camera 111 to reduce noise and perform filtering on the filtered image. A visible pre-processing unit 101 that generates an image (moving region extraction image) obtained by extracting only a temporally changing region from a visible image using an inter-frame difference method, a background difference method, and the like, and the moving region extraction image is inverted in black and white A black-and-white reversing unit 103, a visible gain calculation unit 104 that performs specific weighting on the black-and-white reversal image, and a filter that enhances the vehicle and reduces noise with respect to the infrared image acquired by the infrared camera 112 This is a region that has been temporally changed from the infrared image using the inter-frame difference method or the background difference method for the filtered image. An infrared pre-processing unit 102 that generates an image (moving region extraction image) extracted, an infrared gain calculation unit 105 that performs specific weighting on the moving region extraction image, and a moving region are extracted and each has a specific weighting The image composition unit 106 that synthesizes the visible image and the infrared image, the composite image obtained by the image composition unit, information from the image processing unit in the subsequent stage, and the visible image, red using the time and weather information A gain control unit 107 that determines the weighting value of each of the outer images and an image processing unit 108 that detects a traveling vehicle using the composite image and grasps the traveling state thereof.

次に、図1を参照して本実施の形態の全体の動作について詳細に説明する。なお、ここでは赤外画像に対して可視画像を加算するパターンを前提とする。   Next, the overall operation of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. Here, it is assumed that a visible image is added to an infrared image.

まず、前提として、可視カメラ部111で取得される可視画像は、光の反射強度分布を画像化したものであり、反射強度が強い程、白く表示され、弱い程、黒く表示されることにより、人間の視覚イメージと合致する画像が得られる。一方で赤外カメラ部112で取得される赤外画像は、熱(赤外線)の放射分布を画像化するものであり、黒っぽい色ほど温まり易く、また同じ温度でも黒っぽい色の方がより多くの赤外線を放射する(放射率が高い)ことから、高い輝度(白色)として画像化される。実際に、赤外カメラの画像を白黒反転させると、可視カメラに近い画像が得られる。   First, as a premise, the visible image acquired by the visible camera unit 111 is an image of the reflection intensity distribution of light. An image that matches the human visual image is obtained. On the other hand, the infrared image acquired by the infrared camera unit 112 is an image of the radiation distribution of heat (infrared rays), and the darker the color, the easier it is to warm, and the darker the more the infrared is at the same temperature. Is emitted (high emissivity), and thus is imaged as high luminance (white). Actually, when the image of the infrared camera is reversed in black and white, an image close to a visible camera can be obtained.

可視カメラ111で取得された可視画像、及び赤外カメラ112で取得された赤外画像は(S201)、それぞれ可視前処理部101、赤外前処理部102で、車両の特徴を活かして車両を強調したり、ノイズを低減するフィルタリング処理を施こされた後(S202)、前フレームとの差分や予め取得した背景画像との差分などの手段により、取得画像から時間的に変化した領域だけを抽出した画像(移動領域抽出画像)を生成する(S203)。   The visible image acquired by the visible camera 111 and the infrared image acquired by the infrared camera 112 (S201) are respectively displayed in the visible pre-processing unit 101 and the infrared pre-processing unit 102 by utilizing the characteristics of the vehicle. After applying the filtering process for emphasizing or reducing noise (S202), only a region that has changed in time from the acquired image is obtained by means such as a difference from the previous frame or a difference from the background image acquired in advance. An extracted image (moving region extracted image) is generated (S203).

上記の通り、可視画像を白黒反転させると赤外画像に近い特徴の画像が得られること、及び、それぞれが得意な計測環境条件が異なることを活用して、白黒反転部103では可視の移動領域抽出画像を白黒反転する(S204)。   As described above, the black-and-white reversing unit 103 makes use of the fact that an image having characteristics close to an infrared image can be obtained by reversing the visible image in black and white, and that the measurement environment conditions that each is good at are different. The extracted image is reversed in black and white (S204).

ゲイン制御部107では、合成画像、それを用いた画像処理結果、及び計測環境条件(時刻、天候など)を用いて、可視、赤外それぞれのゲインを決定する(S205)。可視ゲイン乗算部104ではその可視画像に計測環境条件に応じて設定される可視ゲインを乗じる(S206)。赤外ゲイン乗算部105では、赤外の移動領域抽出画像に対して設定される赤外ゲインを乗じ(S207)、画像合成部106では、特定のゲインを乗じられた両画像を加算した合成画像を生成する(S208)。   The gain control unit 107 determines visible and infrared gains using the composite image, the image processing result using the composite image, and measurement environment conditions (time, weather, etc.) (S205). The visible gain multiplication unit 104 multiplies the visible image by a visible gain set according to the measurement environment condition (S206). The infrared gain multiplication unit 105 multiplies the infrared gain set for the infrared moving region extraction image (S207), and the image synthesis unit 106 adds the two images multiplied by the specific gain. Is generated (S208).

画像処理部108では、合成画像に対して関連する赤外画像に対する画像処理方式を適用して走行車両の検出、及びその走行状況を把握する(S209)。   The image processing unit 108 detects the traveling vehicle and grasps the traveling state by applying an image processing method for the related infrared image to the composite image (S209).

なお、上記のステップS204において白黒反転部103では赤外の移動領域抽出画像を白黒反転し、かつ、上記のステップS209において画像処理部108では、合成画像に対して関連する可視画像に対する画像処理方式を適用して走行車両の検出、及びその走行状況を把握することで、可視画像に対して赤外画像を加算するパターンも実現可能である。   In step S204, the black and white reversing unit 103 reverses the infrared moving region extracted image in black and white, and in step S209, the image processing unit 108 performs image processing on the visible image related to the composite image. By applying the above, it is possible to realize a pattern in which an infrared image is added to a visible image by detecting a traveling vehicle and grasping the traveling state thereof.

上記の本実施の形態によれば、合成画像を用いた画像処理により車両の検出精度が日照条件に影響され難くなる。その理由は、日照条件が問題となる日中の晴天、曇天時、及び夜間は赤外画像のミックス率を高くすることにより、夜間の照度低下、影とその揺らぎ、西日による外乱光や、照度の急変の影響が軽減されるからである。   According to the present embodiment described above, the vehicle detection accuracy is less affected by the sunlight conditions by the image processing using the composite image. The reason for this is that by increasing the mix ratio of infrared images during daytime sunny days, cloudy days, and nighttime when sunshine conditions are a problem, the illuminance decreases at night, shadows and fluctuations, ambient light due to the western sun, This is because the influence of a sudden change in illumination is reduced.

また、合成画像を用いた画像処理により雨天時の車両検出精度が低下し難くなる。その理由は、可視画像を白黒反転して、赤外画像とミックスすることにより、雨天時に赤外画像だけでは低下していた車両と路面とのコントラストが改善されるからである。このとき、路面の鏡面化により高い輝度の外乱ノイズとなっていたヘッドライトや街燈の路面反射光は白黒反転により低輝度となり、合成画像の画像処理ではその影響を非常に小さく押さえることができるからである。   In addition, vehicle detection accuracy during rainy weather is unlikely to decrease due to image processing using the composite image. The reason is that the contrast between the vehicle and the road surface, which has been reduced only by the infrared image in rainy weather, is improved by reversing the visible image in black and white and mixing it with the infrared image. At this time, the headlights and street light reflected from the streets, which had become high-intensity disturbance noise due to the mirroring of the road surface, become low-intensity due to black-and-white reversal. It is.

さらに、合成画像を用いれば、可視画像、赤外画像の特徴を活かした道路状況把握が既存の画像処理装置1台で実現できる。その理由は、環境条件に適応させた適切な割合で、可視、赤外両画像をミックスするからでる。   Furthermore, if a composite image is used, road condition grasping utilizing the characteristics of a visible image and an infrared image can be realized with one existing image processing apparatus. The reason is that both visible and infrared images are mixed at an appropriate rate adapted to the environmental conditions.

本実施の形態では、図1に示すとおり、同じ視野を有する可視カメラと赤外カメラ画像を用いる。可視カメラの輝度映像は光の反射強度分布を画像化したものであり、反射強度が強い色程、高い輝度(白色)で表示され、弱い色程、低い輝度(黒色)表示されることにより、人間の視覚イメージと合致する画像が得られる。一方で赤外カメラは、熱(赤外線)の放射分布を画像化するものであり、黒っぽい色ほど温まり易く、また同じ温度でも黒っぽい色の方がより多くの赤外線を放射する(放射率が高い)ことから、黒っぽい色ほど、多くの赤外線を受信し、高い輝度(白色)として画像化される傾向にある。実際に、赤外カメラ画像を白黒反転させると、可視カメラの輝度映像に近い画像が得られる。このような特徴から、可視カメラ映像を用いた道路状況把握装置の得意な計測環境条件と赤外カメラ画像を用いた道路状況は装置の得意ない計測環境条件は異なる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a visible camera and an infrared camera image having the same field of view are used. The luminance image of the visible camera is an image of the reflection intensity distribution of light.Colors with strong reflection intensity are displayed with high luminance (white), and those with weak color and low luminance (black) are displayed. An image that matches the human visual image is obtained. On the other hand, an infrared camera images the radiation distribution of heat (infrared rays), and the darker the color, the easier it is to warm up, and the darker color radiates more infrared rays at the same temperature (the emissivity is higher). For this reason, the darker the color, the more infrared rays are received and the image tends to be imaged with high brightness (white). Actually, when the infrared camera image is reversed in black and white, an image close to the luminance image of the visible camera is obtained. Because of these characteristics, the measurement environment conditions that the road condition grasping apparatus using the visual camera image is good and the road environment using the infrared camera image are different from the measurement environment conditions that the apparatus is not good at.

そこで、本実施の形態では、可視(赤外)画像を白黒反転させて、計測環境条件に最適な割合で赤外(可視)画像とミックスさせた合成画像を生成し、その合成画像を用いて画像処理を行うことにより、照度変化、晴天/曇天、及び夜間に強い赤外カメラ映像と、昼の曇天、雨天に強い可視カメラ映像との特徴を活かし、それぞれの弱点を補間し、昼夜間性、耐環境性に優れた車両検出性能を有する道路状況把握システムを提供する。本実施の形態は、可視(赤外)映像を白黒反転させて赤外(可視)映像とミックスすること、そのミックス比を、計測環境条件に応じてダイナミックに制御すること、画像処理部は既存の赤外(可視)用に開発されたものを活用できるという特長を有する。   Therefore, in the present embodiment, the visible (infrared) image is reversed in black and white to generate a composite image that is mixed with the infrared (visible) image at a ratio optimal for the measurement environment condition, and the composite image is used. By performing image processing, it takes advantage of the features of infrared camera images that are strong in illuminance changes, clear / cloudy, and nighttime, and visible camera images that are strong in daytime cloudy and rainy days, and interpolates each weak point to provide daytime and nighttime characteristics. A road condition grasping system having a vehicle detection performance excellent in environmental resistance is provided. In this embodiment, the visible (infrared) video is reversed in black and white and mixed with the infrared (visible) video, the mix ratio is dynamically controlled according to the measurement environment conditions, and the image processing unit is already installed. It has the feature that it can utilize what was developed for infrared (visible).

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、道路状況把握システムの機能を実現するためのプログラムを各装置に読込ませて実行することにより各装置の機能を実現する処理を行ってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるCD−ROMまたは光磁気ディスクなどを介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線などを介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。また、各装置の機能が他の装置によりまとめて実現されたり、追加の装置により機能が分散されて実現される形態も本発明の範囲内である。   Each of the above-described embodiments is a preferred embodiment of the present invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, you may perform the process which implement | achieves the function of each apparatus by making each apparatus read and run the program for implement | achieving the function of a road condition grasping | ascertainment system. Further, the program is transmitted to another computer system by a transmission wave via a computer-readable recording medium such as a CD-ROM or a magneto-optical disk, or via a transmission medium such as the Internet or a telephone line. Also good. In addition, it is also within the scope of the present invention that the functions of each device are realized by other devices collectively or the functions are distributed by additional devices.

本発明によれば、道路状況(走行車両の検出とその走行状況)、具体的には、交通量計測、渋滞検出、渋滞末尾検出、停止・低速車検出、避走車両、事故車、事故状況を、リアルタイムかつ高い信頼性で、24時間安定して把握するといった用途に適用できる。また、交差点の歩行者の状況把握、建物への侵入者・不審物検知といった用途にも適用可能である。   According to the present invention, road conditions (detection of traveling vehicles and their traveling conditions), specifically, traffic volume measurement, traffic congestion detection, traffic jam end detection, stop / low speed vehicle detection, escape vehicle, accident vehicle, accident situation Can be applied to a purpose of stably grasping for 24 hours with real time and high reliability. It can also be used for purposes such as grasping the situation of pedestrians at intersections and detecting intruders and suspicious objects in buildings.

本発明の実施の形態に係るシステム構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system configuration | structure which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るシステムの全体の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the whole system which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

111 可視カメラ部
112 赤外カメラ部
101 可視画像前処理部
102 赤外画像前処理部
103 白黒反転部
104 可視ゲイン乗算部
105 赤外ゲイン乗算部
106 画像合成部
107 ゲイン制御部
108 画像処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 Visible camera part 112 Infrared camera part 101 Visible image pre-processing part 102 Infrared image pre-processing part 103 Black-and-white inversion part 104 Visible gain multiplication part 105 Infrared gain multiplication part 106 Image composition part 107 Gain control part 108 Image processing part

Claims (8)

可視カメラおよび赤外カメラと、
環境条件に適応させた割合の重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御部と、
前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御部で生成されたゲインを乗じるゲイン乗算部と、
前記ゲインを乗じられた可視画像および赤外画像を加算する画像合成部と、
前記画像合成部で生成された合成画像を用いて走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理部と、を備え、
前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする道路状況把握システム。
A visible camera and an infrared camera;
A gain control unit that generates a gain that is a weighted value of a ratio adapted to environmental conditions;
A gain multiplier that multiplies the image generated by the gain controller by an image obtained by the visible camera and the infrared camera;
An image composition unit for adding a visible image and an infrared image multiplied by the gain;
An image processing unit that detects a traveling vehicle using the composite image generated by the image composition unit and grasps the traveling state thereof, and
The gain, which is a weighted value of a ratio adapted to the environmental conditions, is characterized in that the infrared image mix ratio is set to a high value during sunny daytime, cloudy daytime and nighttime when the sunshine condition is a problem. Road condition grasping system.
可視カメラおよび赤外カメラと、
重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御部と、
前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御部で生成されたゲインを乗じるゲイン乗算部と、
前記ゲインを乗じられた赤外画像に対して可視画像を加算する画像合成部と、
前記画像合成部で生成された合成画像を用いて赤外画像処理により走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理部と、を備え、
前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする道路状況把握システム。
A visible camera and an infrared camera;
A gain control unit that generates a gain that is a weighted value;
A gain multiplier that multiplies the image generated by the gain controller by an image obtained by the visible camera and the infrared camera;
An image composition unit that adds a visible image to an infrared image multiplied by the gain;
An image processing unit that detects a traveling vehicle by infrared image processing using the synthesized image generated by the image synthesizing unit and grasps the traveling state thereof, and
The gain, which is a weighted value of a ratio adapted to the environmental conditions, is characterized in that the infrared image mix ratio is set to a high value during sunny daytime, cloudy daytime and nighttime when the sunshine condition is a problem. Road condition grasping system.
可視カメラおよび赤外カメラと、
重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御部と、
前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御部で生成されたゲインを乗じるゲイン乗算部と、
前記ゲインを乗じられた可視画像に対して赤外画像を加算する画像合成部と、
前記画像合成部で生成された合成画像を用いて可視画像処理により走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理部と、を備え、
前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする道路状況把握システム。
A visible camera and an infrared camera;
A gain control unit that generates a gain that is a weighted value;
A gain multiplier that multiplies the image generated by the gain controller by an image obtained by the visible camera and the infrared camera;
An image composition unit for adding an infrared image to a visible image multiplied by the gain;
An image processing unit that detects a traveling vehicle by visible image processing using the composite image generated by the image composition unit and grasps the traveling state thereof, and
The gain, which is a weighted value of a ratio adapted to the environmental conditions, is characterized in that the infrared image mix ratio is set to a high value during sunny daytime, cloudy daytime and nighttime when the sunshine condition is a problem. Road condition grasping system.
前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に所定のフィルタリングを行い、移動領域を抽出した画像(移動領域抽出画像)を生成する可視画像前処理手段および赤外画像前処理手段を備え、前記ゲイン乗算部は、前記移動領域抽出画像に前記ゲイン制御部で生成されたゲインを乗じることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の道路状況把握システム。   The gain multiplication is provided with a visible image preprocessing unit and an infrared image preprocessing unit that perform predetermined filtering on an image obtained by the visible camera and the infrared camera to generate an image (moving region extracted image) obtained by extracting a moving region. 4. The road condition grasping system according to claim 1, wherein the unit multiplies the moving region extraction image by a gain generated by the gain control unit. 5. 可視カメラおよび赤外カメラにより画像を撮像するステップと、
環境条件に適応させた割合の重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御ステップと、
前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御ステップで生成されたゲインを乗じるゲイン乗算ステップと、
前記ゲインを乗じられた可視画像および赤外画像を加算する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップで生成された合成画像を用いて走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理ステップと、を有し、
前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする道路状況把握方法。
Capturing an image with a visible camera and an infrared camera;
A gain control step for generating a gain that is a weighted value of a proportion adapted to the environmental conditions;
A gain multiplication step of multiplying an image generated by the visible camera and the infrared camera by the gain generated in the gain control step;
An image synthesis step of adding a visible image and an infrared image multiplied by the gain;
An image processing step for detecting a traveling vehicle and grasping its traveling state using the composite image generated in the image composition step, and
The gain, which is a weighted value of a ratio adapted to the environmental conditions, is characterized in that the infrared image mix ratio is set to a high value during sunny daytime, cloudy daytime and nighttime when the sunshine condition is a problem. Road situation grasp method.
可視カメラおよび赤外カメラにより画像を撮像するステップと、
環境条件に適応させた割合の重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御ステップと、
前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御ステップで生成されたゲインを乗じるゲイン乗算ステップと、
前記ゲインを乗じられた赤外画像に対して可視画像を加算する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップで生成された合成画像を用いて赤外画像処理により走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理ステップと、を含み、
前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする道路状況把握方法。
Capturing an image with a visible camera and an infrared camera;
A gain control step for generating a gain that is a weighted value of a proportion adapted to the environmental conditions;
A gain multiplication step of multiplying an image generated by the visible camera and the infrared camera by the gain generated in the gain control step;
An image synthesis step of adding a visible image to the infrared image multiplied by the gain;
An image processing step of detecting a traveling vehicle by infrared image processing using the synthesized image generated in the image synthesizing step and grasping the traveling state thereof, and
The gain, which is a weighted value of a ratio adapted to the environmental conditions, is characterized in that the infrared image mix ratio is set to a high value during sunny daytime, cloudy daytime and nighttime when the sunshine condition is a problem. Road situation grasp method.
可視カメラおよび赤外カメラにより画像を撮像するステップと、
環境条件に適応させた割合の重み付け値であるゲインを生成するゲイン制御ステップと、
前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に前記ゲイン制御ステップで生成されたゲインを乗じるゲイン乗算ステップと、
前記ゲインを乗じられた可視画像に対して赤外画像を加算する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップで生成された合成画像を用いて可視画像処理により走行車両の検出およびその走行状況を把握する画像処理ステップと、を含み、
前記環境条件に適応させた割合の重み付け値である前記ゲインは、日照条件が問題となる日中の晴天時、曇天時および夜間は赤外画像のミックス率を高い値にすることを特徴とする道路状況把握方法。
Capturing an image with a visible camera and an infrared camera;
A gain control step for generating a gain that is a weighted value of a proportion adapted to the environmental conditions;
A gain multiplication step of multiplying an image generated by the visible camera and the infrared camera by the gain generated in the gain control step;
An image synthesis step of adding an infrared image to the visible image multiplied by the gain;
An image processing step of detecting a traveling vehicle by visual image processing using the synthesized image generated in the image synthesizing step and grasping the traveling state thereof, and
The gain, which is a weighted value of a ratio adapted to the environmental conditions, is characterized in that the infrared image mix ratio is set to a high value during sunny daytime, cloudy daytime and nighttime when the sunshine condition is a problem. Road situation grasp method.
前記可視カメラおよび前記赤外カメラによる画像に所定のフィルタリングを行い、移動領域を抽出した画像(移動領域抽出画像)を生成する可視画像前処理ステップおよび赤外画像前処理ステップを有し、前記ゲイン乗算ステップでは、前記移動領域抽出画像に前記ゲイン制御ステップで生成されたゲインを乗じることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の道路状況把握方法。 A visible image preprocessing step and an infrared image preprocessing step for generating an image (moving region extraction image) obtained by performing predetermined filtering on an image obtained by the visible camera and the infrared camera and extracting a moving region; The road condition grasping method according to any one of claims 5 to 7 , wherein in the multiplication step, the moving region extraction image is multiplied by the gain generated in the gain control step.
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