JP5040691B2

JP5040691B2 - 道路交通用画像処理装置及び道路交通用画像処理方法

Info

Publication number: JP5040691B2
Application number: JP2008022745A
Authority: JP
Inventors: 武彦加藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: JP2009181544A

Description

本発明は、道路上の所定の領域を撮像する撮像部と該撮像部の撮像領域に光を照射する発光部とを備えた道路交通用画像処理装置及び道路交通用画像処理方法に関する。

道路を走行する車両のナンバープレート（車番）を複数の地点で識別し、識別したナンバープレートを照合することにより、所定の地点間を走行するのに要する旅行時間を求めるための技術が開発されている。

例えば、カメラで車両を撮像するタイミングで発光する照明（近赤外線のＬＥＤ）を備えることにより、常時照明を発光させる場合に比べて、車両のナンバーの読み取り精度を低下させることなく、消費電力の低減、照明の小型化、長寿命化が可能となるナンバー読取装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開２０００−２５１１９１号公報

しかしながら、車両を撮像するタイミングでのみＬＥＤ（発光部）を発光させたとしても、ＬＥＤには寿命があり経年変化により発光強度が低下する。発光強度が低下した場合、カメラで撮像した撮像画像の明るさ（輝度）を十分確保することができず、精度良く車番（ナンバープレート）を読み取ることができないおそれがあった。特にＬＥＤの発光強度は、時間の経過とともに徐々に低下するため、発光部の発光強度が低下していることを検出することが困難であった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、撮像対象に光を照射する発光部の発光強度低下を検出することができる道路交通用画像処理装置及び道路交通用画像処理方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る道路交通用画像処理装置は、道路上の所定の領域を撮像する撮像部と、該撮像部の撮像領域に光を照射する発光部とを備え、前記撮像部により得られる撮像画像を画像処理することで、撮像領域内に存在する撮像対象に関する情報を取得する道路交通用画像処理装置であって、撮像対象が存在しない所定の撮像領域に前記発光部により光を照射した場合に、前記撮像部で撮像して得られた撮像画像の所定の画素領域の輝度を算出する輝度算出手段と、該輝度算出手段で算出した輝度が所定の閾値より小さいか否かを判定する判定手段と、該判定手段で小さいと判定した場合、前記発光部の発光強度の低下を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る道路交通用画像処理装置は、第１発明において、前記発光部は、ＬＥＤを備え、該ＬＥＤに電流を供給する電流供給部と、前記発光部で光を照射した場合、少なくとも前記ＬＥＤに供給する電流値及び電流の供給時間を含む発光条件を取得する発光条件取得手段と、発光条件に対応させた閾値を予め記憶する記憶手段とを備え、前記判定手段は、前記輝度算出手段で輝度を算出した際に取得した発光条件に応じた閾値を用いて判定するように構成してあることを特徴とする。

第３発明に係る道路交通用画像処理装置は、第１発明又は第２発明において、前記撮像部は、カメラを備え、前記撮像部で撮像した場合、少なくとも前記カメラのシャッター速度を含む撮像条件を取得する撮像条件取得手段と、撮像条件に対応させた閾値を予め記憶する記憶手段とを備え、前記判定手段は、前記輝度算出手段で輝度を算出した際に取得した撮像条件に応じた閾値を用いて判定するように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る道路交通用画像処理方法は、道路上の所定の領域を撮像する撮像部と該撮像部の撮像領域に光を照射する発光部とを備えた道路交通用画像処理装置の前記撮像部により得られる撮像画像を画像処理することで、撮像領域内に存在する撮像対象に関する情報を取得する道路交通用画像処理方法であって、撮像対象が存在しない所定の撮像領域に前記発光部により光を照射した場合に、前記撮像部で撮像して得られた撮像画像の所定の画素領域の輝度を算出し、算出した輝度が所定の閾値より小さいか否かを判定し、小さいと判定した場合、前記発光部の発光強度低下を検出することを特徴とする。

第１発明及び第４発明にあっては、道路交通用画像処理装置は、発光部で撮像対象（例えば、車両）が存在しない所定の撮像領域（例えば、道路の所定の撮像領域）に光を照射した場合に、撮像部で撮像して得られた撮像画像の所定の画素領域の輝度を算出する。画素領域は、例えば、撮像画像の全部でもよく、あるいは、一部でもよい。算出する輝度は、例えば、画素領域内の各画素の輝度値に基づいて、画素領域の平均輝度とすることができる。道路交通用画像処理装置は、算出した輝度が所定の閾値より小さいか否かを判定し、小さいと判定した場合、発光部の発光強度が低下していることを報知する。この場合、発光強度の低下は、例えば、外部の監視装置などへ報知することにより、監視装置の運用者に発光部の交換時期を認識させることができる。また、車両が存在しない道路の撮像画像を用いることにより、車体の色の違いによる輝度の変動、車両のヘッドランプ又はテールランプ等による輝度の変動を除外することができ、発光部の発光強度に依存した撮像画像の輝度を求めることができ、発光部の経年劣化を精度良く検出することができる。また、経年変化により発光部の発光強度が徐々に低下する場合でも、発光強度の低下を容易に検出することができる。

第２発明にあっては、道路交通用画像処理装置は、ＬＥＤで撮像対象（車両）が存在しない道路に光を照射した場合に、少なくともＬＥＤに供給する電流値及び電流の供給時間を含む発光条件を取得する。道路交通用画像処理装置は、発光条件に対応させた閾値を予め記憶してあり、撮像画像の所定の画素領域の輝度を算出した際に取得した発光条件に応じた閾値を用いて判定する。すなわち、道路交通用画像処理装置は、算出した輝度が、取得した発光条件に応じた閾値より小さいか否かを判定する。発光条件が異なる場合には、撮像画像から得られる輝度も異なり、発光部の発光強度を精度良く求めることができない。発光条件に応じた閾値を用いることにより、発光条件に関わらず精度良く発光強度の低下を検出することができる。

第３発明にあっては、道路交通用画像処理装置は、ＬＥＤで撮像対象（車両）が存在しない道路に光を照射し、撮像部で撮像した場合に、少なくともカメラのシャッター速度を含む撮像条件を取得する。道路交通用画像処理装置は、撮像条件に対応させた閾値を予め記憶してあり、撮像画像の所定の画素領域の輝度を算出した際に取得した撮像条件に応じた閾値を用いて判定する。すなわち、道路交通用画像処理装置は、算出した輝度が、取得した撮像条件に応じた閾値より小さいか否かを判定する。撮像条件が異なる場合には、撮像画像から得られる輝度も異なり、発光部の発光強度を精度良く求めることができない。撮像条件に応じた閾値を用いることにより、撮像条件に関わらず精度良く発光強度の低下を検出することができる。

本発明にあっては、道路交通用画像処理装置の発光部（例えば、ＬＥＤ）の発光強度の低下を精度良く検出することができ、ＬＥＤの交換時期を容易に把握することができる。

以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る道路交通用画像処理装置としての車番読取装置１００の構成の一例を示すブロック図である。車番読取装置１００は、撮像部１０、制御部２０などを備えている。撮像部１０は、カメラ１１、ＬＥＤ１２、電流供給部１３などを備え、制御部２０は、入力部２１、画像メモリ２２、記憶部２３、画像処理部２４、伝送部２５などを備えている。なお、道路交通用画像処理装置は、道路上に存在する車両又は歩行者等の撮像対象を撮像し、例えば、車両の車番を読み取るもの、車両の通過台数若しくは移動速度、人の通過量若しくは移動速度などを計測するものである。

撮像部１０は、例えば、道路脇に設置された柱の地上から約６ｍ程度の高さに固定され、設置位置から１０〜２０ｍ程度先の道路（道路の所定範囲）を撮像するようにしてある。カメラ１１は、例えば、シャッター速度が、１／６０秒〜１／２００秒程度の範囲で所要のシャッター速度（撮像条件）を設定できるようにしてある。また、カメラ１１は、車両感知部（不図示）で道路を走行する車両（撮像対象）が所定の位置に到達したことを感知した場合に、車両の前部を撮像できるようにしてある。なお、車両の後方から撮像して車両の後部の車番を読み取るようにすることもできる。

ＬＥＤ１２は、近赤外光を発光することができ、カメラ１１の撮像タイミング（シャッター）に同期して間欠的に発光することができる。

電流供給部１３は、ＬＥＤ１２に所要の電流を供給する。電流供給部１３は、例えば、数十ｍＡ〜数百ｍＡ程度の範囲で所要の電流値（発光条件）を設定することができる。また、電流供給部１３は、ＬＥＤ１２に電流を供給する場合に、例えば、１０ｍｓ〜数百ｍｓ程度の範囲で所要の電流供給時間（電流が流れている時間、すなわち、ＬＥＤ１２が発光する時間、発光条件）を設定することができる。

制御部２０は、例えば、道路脇に設置され、撮像部１０との間は所定のケーブルで接続されている。

入力部２１は、カメラ１１で撮像された撮像画像の画像データを取得し、取得した画像データを撮像時刻に対応付けて画像メモリ２２に記憶する。

画像処理部２４は、画像メモリ２２に記憶した画像データを取り出し、取り出した画像データに基づいて、車両（車両の一部を含む）を検出する。車両の検出処理としては、例えば、車両が存在しない場合の撮像画像と車両が存在する場合の撮像画像との差に基づいて車両を検出することができる。

画像処理部２４は、検出した車両画像に基づいて、矩形状のナンバープレート部の切り出し処理を行うことによりナンバープレートを特定してプレート画像を抽出する。画像処理部２４は、抽出したプレート画像に基づいて、ナンバー（車番）の文字を認識する。文字の認識処理は、例えば、プレート画像を二値化した二値化画像と、車番テンプレートである参照画像とを入力とするマッチドフィルタにより、二値化画像と参照画像との類似度を示す相関分布を作成し、ナンバープレートの支局名、分類番号、車種記号、一連番号の文字毎に、相関分布の最大値が示す文字を認識文字として抽出することができる。

伝送部２５は、画像処理部２４で読み取った車番を外部の監視装置などへ送信する。

次に、ＬＥＤ１２の発光強度の低下を検出する場合について説明する。撮像部１０は、車両感知部（不図示）で道路を走行する車両が存在しないタイミングで、ＬＥＤ１２を発光させるとともに、カメラ１１で道路（撮像領域）を撮像する。撮像部１０は、この時の撮像条件（例えば、カメラ１１のシャッター速度）、発光条件（例えば、電流供給部１３のＬＥＤ１２へ供給した電流値及び電流の供給時間）を画像データとともに入力部２１へ送信する。

入力部２１は、取得した画像データを画像メモリ２２に記憶するとともに、撮像条件、発光条件を画像処理部２４へ出力する。

画像処理部２４は、撮像条件、発光条件を取得した場合、それらの条件に対応する画像データを画像メモリ２２から取り出し、撮像画像の所定の画素領域（例えば、撮像画像の全部又は一部）の各画素の輝度値を加算し、加算した輝度値を画素領域内の画素数で除算することにより、画素領域の平均輝度を算出する。

なお、画素領域の輝度は、平均輝度に限定されるものではなく、例えば、画素領域内の各画素の輝度値を集計し、最も画素数の多い輝度値とすることもできる。また、輝度値の最大値と最小値との中間値とすることもできる。

画像処理部２４は、算出した平均輝度と、取得した撮像条件及び発光条件に対応する輝度閾値を記憶部２３から取り出し、平均輝度が輝度閾値より小さいか否かを判定する。画像処理部２４は、平均輝度が輝度閾値より小さいと判定した場合、ＬＥＤ１２の発光強度が交換時期に達するほど低下したものと判定し、伝送部２５を通じて判定結果（ＬＥＤ１２の発光強度の低下）を外部の監視装置へ報知する。これにより、監視装置の運用者は、ＬＥＤ１２の交換時期を容易に認識することができる。

また、車両が存在しない道路の撮像画像を用いることにより、車体の色の違いによる輝度の変動、車両のヘッドランプ又はテールランプ等による輝度の変動を除外することができ、ＬＥＤ１２の発光強度に依存した撮像画像の輝度を求めることができ、ＬＥＤ１２の経年劣化を精度良く検出することができる。また、経年変化によりＬＥＤ１２の発光強度が徐々に低下する場合でも、発光強度の低下を容易に検出することができる。

図２は発光条件及び撮像条件と輝度閾値との対応付けの一例を示す説明図である。図２において、発光条件はＬＥＤ１２に供給する電流値及び電流の供給時間であり、撮像条件はカメラ１１のシャッター速度であるが、発光条件及び撮像条件は、これに限定されるものではない。以下では各条件が電流値、供給時間、シャッター速度の場合について説明する。

電流値、供給時間、シャッター速度は、それぞれ予め設定可能な範囲があり、その範囲内で所要の値を用いることができる。図２に示すように、各条件の組み合せパターンをＰ１、Ｐ２、Ｐ３、…とし、各組み合せパターンに対応して輝度閾値を定めてある。例えば、組み合せパターンＰ１は、電流値がａ１（ｍＡ）、供給時間がｂ１（ｍｓ）、シャッター速度がｃ１（ｓ）、輝度閾値がＴｈ１であり、組み合せパターンＰ２は、電流値がａ２（ｍＡ）、供給時間がｂ２（ｍｓ）、シャッター速度がｃ２（ｓ）、輝度閾値がＴｈ２である。各条件の設定値が、例えば、３通りあるとすると、３×３×３＝２７通りのパターンが存在し、２７個の輝度閾値が予め定められている。

図３はＬＥＤ１２の発光強度の経年変化の一例を示す説明図である。図３において、横軸は時間（月）を示し、縦軸は発光強度（輝度）を示す。パターンＰ１の曲線は、電流値がａ１（ｍＡ）、供給時間がｂ１（ｍｓ）、シャッター速度がｃ１（ｓ）という各条件を同一にした場合の発光強度（輝度）と時間との関係を示したものである。また、パターンＰ２の曲線は、電流値がａ２（ｍＡ）、供給時間がｂ２（ｍｓ）、シャッター速度がｃ２（ｓ）という各条件を同一にした場合の発光強度（輝度）と時間との関係を示したものである。また、パターンＰ１の発光強度（輝度）に対しては輝度閾値Ｔｈ１を用い、パターンＰ２の発光強度（輝度）に対しては輝度閾値Ｔｈ２を用いる。なお、他のパターンの曲線は省略してあるが、パターンＰ１、Ｐ２の場合と同様である。

撮像条件、発光条件が異なれば、ＬＥＤ１２の発光強度も異なる。図３に示すように、撮像条件、発光条件に応じた輝度閾値を用いることにより、撮像条件、発光条件に関わらず精度良くＬＥＤ１２の発光強度の低下を検出することができる。

なお、上述の例では、撮像条件及び発光条件の両者を用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、撮像条件のみ、あるいは、発光条件のみを用いることもできる。

以上説明したように、本発明によれば、車番読取装置のＬＥＤの発光強度の低下を精度良く検出することができ、ＬＥＤの交換時期を容易に把握することができる。

上述の実施の形態では、画像処理部でＬＥＤの発光強度の低下を検出する構成であったが、発光強度の低下検出処理は、車番読取装置内で行う構成に限定されるものではない。例えば、カメラ１１で撮像して得られた画像データ、撮像時の発光条件及び撮像条件を車番装置から外部の監視装置へ送信し、監視装置でＬＥＤの発光強度の低下を検出する構成とすることもできる。この場合には、多数の車番読取装置からデータを取得し、各車番読取装置のＬＥＤの交換時期を一括して集中管理することが可能となる。

上述の実施の形態では、車番読取装置を用いて説明したが、本発明は、車番読取装置への適用に限定されるものではなく、ＬＥＤによる照明を用いた画像処理装置であれば、どのような装置にも適用することができる。

開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る道路交通用画像処理装置としての車番読取装置の構成の一例を示すブロック図である。発光条件及び撮像条件と輝度閾値との対応付けの一例を示す説明図である。ＬＥＤの発光強度の経年変化の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０撮像部
１１カメラ
１２ＬＥＤ
１３電流供給部
２０制御部
２１入力部
２２画像メモリ
２３記憶部
２４画像処理部
２５伝送部

Claims

道路上の所定の領域を撮像する撮像部と、該撮像部の撮像領域に光を照射する発光部とを備え、前記撮像部により得られる撮像画像を画像処理することで、撮像領域内に存在する撮像対象に関する情報を取得する道路交通用画像処理装置であって、
撮像対象が存在しない所定の撮像領域に前記発光部により光を照射した場合に、前記撮像部で撮像して得られた撮像画像の所定の画素領域の輝度を算出する輝度算出手段と、
該輝度算出手段で算出した輝度が所定の閾値より小さいか否かを判定する判定手段と、
該判定手段で小さいと判定した場合、前記発光部の発光強度の低下を報知する報知手段と
を備えることを特徴とする道路交通用画像処理装置。
前記発光部は、ＬＥＤを備え、
該ＬＥＤに電流を供給する電流供給部と、
前記発光部で光を照射した場合、少なくとも前記ＬＥＤに供給する電流値及び電流の供給時間を含む発光条件を取得する発光条件取得手段と、
発光条件に対応させた閾値を予め記憶する記憶手段と
を備え、
前記判定手段は、前記輝度算出手段で輝度を算出した際に取得した発光条件に応じた閾値を用いて判定するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の道路交通用画像処理装置。
前記撮像部は、カメラを備え、
前記撮像部で撮像した場合、少なくとも前記カメラのシャッター速度を含む撮像条件を取得する撮像条件取得手段と、
撮像条件に対応させた閾値を予め記憶する記憶手段と
を備え、
前記判定手段は、前記輝度算出手段で輝度を算出した際に取得した撮像条件に応じた閾値を用いて判定するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の道路交通用画像処理装置。
道路上の所定の領域を撮像する撮像部と該撮像部の撮像領域に光を照射する発光部とを備えた道路交通用画像処理装置の前記撮像部により得られる撮像画像を画像処理することで、撮像領域内に存在する撮像対象に関する情報を取得する道路交通用画像処理方法であって、
撮像対象が存在しない所定の撮像領域に前記発光部により光を照射した場合に、前記撮像部で撮像して得られた撮像画像の所定の画素領域の輝度を算出し、
算出した輝度が所定の閾値より小さいか否かを判定し、
小さいと判定した場合、前記発光部の発光強度低下を検出することを特徴とする道路交通用画像処理方法。