JP6232933B2 - 放射歪み補正装置、道路環境認識装置、放射歪み補正方法およびプログラム - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態の放射歪み補正装置の構成例を示すブロック図である。図1に示す放射歪み補正装置は、一例として、車両に設置された車載カメラの放射歪みを補正する。放射歪み補正装置は、撮像手段101と、仮の歪み補正手段102と、局所勾配方向ヒストグラム計算手段103と、エントロピー計算手段104と、歪み補正画像選択手段105とを備える。
Fx(x, y) = I(x+1, y-1)+I(x+1, y)+I(x+1, y+1)-I(x-1, y-1)-I(x-1, y)-I(x-1, y+1)
Fy(x, y) = I(x-1, y+1)+I(x, y+1)+I(x+1, y+1)-I(x-1, y-1)-I(x, y-1)-I(x+1, y-1)
・・・(4)
としてもよいし、より少ない演算量で、
Fx(x, y) = I(x+1, y)-I(x-1, y)
Fy(x, y) = I(x, y+1)-I(x, y-1)
・・・(5)
としてもよい。ここで、I(x, y)は画素位置(x,y)における輝度値を表す。
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。図8は、本実施形態の放射歪み補正装置の構成例を示すブロック図である。図8に示す照射歪み補正装置は、撮像手段201と、仮の歪み補正手段202と、局所勾配方向ヒストグラム計算手段203と、エントロピー計算手段204と、パラメータ逐次決定手段205と、歪み補正画像生成手段206とを備える。
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。図10は、本実施形態の放射歪み補正装置の構成例を示すブロック図である。図10に示すように、本実施形態の放射歪み補正装置は、図8に示した第2の実施形態の放射歪み補正装置におけるパラメータ逐次決定手段205に代えて、歪み補正パラメータ決定手段305が設けられている点が異なる。
次に、本発明の第4の実施形態を説明する。図12は、本実施形態の周辺環境認識装置の構成例を示すブロック図である。図12に示す周辺環境認識装置は、図10に示した第3の実施形態の放射歪み補正装置の構成に加えて、画像認識手段401と、表示手段402とをさらに備える。
放射歪みの補正対象機器である撮像機器により撮影された撮像画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段によって入力された撮像画像に対して、2以上の歪み補正パラメータを仮定して、仮定した各歪み補正パラメータに対応する仮の歪み補正画像を生成する仮の歪み補正手段と、仮の歪み補正手段によって生成された仮の歪み補正画像の各々に対して、画像内の局所的な領域における勾配方向である局所勾配方向の分布を表す局所勾配方向ヒストグラムを計算する局所勾配方向ヒストグラム計算手段と、局所勾配方向ヒストグラム計算手段によって計算された局所勾配方向ヒストグラムに基づいて、仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いを計算する偏り計算手段と、偏り計算手段によって計算された仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いに基づいて、仮の歪み補正画像の中から1の歪み補正画像を選択する歪み補正画像選択手段とを備えたことを特徴とする放射歪み補正装置。
偏り計算手段は、局所勾配方向の偏りの度合いを示す指標として、仮の歪み補正画像の各々に対して局所勾配方向ヒストグラムのエントロピーを計算し、歪み補正画像選択手段は、エントロピーの最小値を与える仮の歪み補正画像を、歪み補正画像として選択する付記1に記載の放射歪み補正装置。
偏り計算手段は、局所勾配方向の偏りの度合いを示す指標として、仮の歪み補正画像の各々に対して局所勾配方向ヒストグラムの分散、標準偏差または二乗和を計算し、歪み補正画像選択手段は、分散、標準偏差または二乗和の最大値を与える仮の歪み補正画像を、歪み補正画像として選択する付記1に記載の放射歪み補正装置。
時々刻々入力される撮像画像に対して、歪み補正画像に選択された仮の歪み補正画像の生成に用いた仮の歪み補正パラメータを、推定結果の歪み補正パラメータとして所定数分記憶する歪み補正パラメータ記憶手段を備え、歪み補正パラメータ決定手段は、歪み補正パラメータ記憶手段に記憶されている推定結果の歪み補正パラメータに、現時刻の撮像画像に対して求めた推定結果の歪み補正パラメータを加えた直近の推定結果の歪み補正パラメータ群から中央値を算出し、算出された中央値を現時刻以降に入力される画像に対して適用する歪み補正パラメータとし、歪み補正パラメータ記憶手段は、仮の歪み補正画像群において偏りの度合いを示す指標が極値をとらなかった場合、または極値が明確でなかった場合には、歪み補正画像の選択結果とされた仮の歪み補正画像の生成に用いた歪み補正パラメータを記憶対象から除外する付記1に記載の放射歪み補正装置。
車両に設置された撮像機器により撮影された撮像画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段によって入力された撮像画像に対して、2以上の歪み補正パラメータを仮定して、仮定した各歪み補正パラメータに対応する仮の歪み補正画像を生成する仮の歪み補正手段と、仮の歪み補正手段によって生成された仮の歪み補正画像の各々に対して、画像内の局所的な領域における勾配方向である局所勾配方向の分布を表す局所勾配方向ヒストグラムを計算する局所勾配方向ヒストグラム計算手段と、局所勾配方向ヒストグラム計算手段によって計算された局所勾配方向ヒストグラムに基づいて、仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いを計算する偏り計算手段と、偏り計算手段によって計算された仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いに基づいて、仮の歪み補正画像の中から1の歪み補正画像を選択する歪み補正画像選択手段と、歪み補正画像選択手段による歪み補正画像の選択結果に基づいて、現時刻以降に入力される撮像画像に対して適用する歪み補正パラメータを決定する歪み補正パラメータ決定手段と、歪み補正パラメータ決定手段によって決定された歪み補正パラメータを、現時刻以降に入力される撮像画像に適用して、歪み補正画像を生成する歪み補正画像生成手段と、歪み補正画像生成手段によって生成された歪み補正画像に対して、画像認識処理を行い、車両周辺の道路環境を認識する画像認識手段とを備えことを特徴とする道路環境認識装置。
画像認識手段は、画像認識技術を用いて、少なくとも歩行者検知、障害物検知、道路標識認識、車両検知のうちのいずれか1つ以上を実行する付記5に記載の道路環境認識装置。
画像認識手段による画像認識結果を表示する表示手段を備えた付記5または付記6に記載の道路環境認識装置。
101、201 撮像手段
12、102、202 仮の歪み補正手段
13、103、203 局所勾配方向ヒストグラム計算手段
14 偏り計算手段
104、204 エントロピー計算手段
15、105 歪み補正画像選択手段
205 パラメータ逐次決定手段
206 歪み補正画像生成手段
305 歪み補正パラメータ決定手段
3051 歪み補正パラメータ記憶手段
3052 時系列判定手段
401 画像認識手段
402 表示手段
403 制御切替手段
601 ECU
602 カメラ
603 CPU
604 RAM
605 ROM
606 信号処理回路
607 電源回路
Claims (10)
- 放射歪みの補正対象機器である撮像機器により撮影された撮像画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段によって入力された撮像画像に対して、2以上の歪み補正パラメータを仮定して、仮定した各歪み補正パラメータに対応する仮の歪み補正画像を生成する仮の歪み補正手段と、
前記仮の歪み補正手段によって生成された仮の歪み補正画像の各々に対して、画像内の局所的な領域における勾配方向である局所勾配方向の分布を表す局所勾配方向ヒストグラムを計算する局所勾配方向ヒストグラム計算手段と、
前記局所勾配方向ヒストグラム計算手段によって計算された局所勾配方向ヒストグラムに基づいて、前記仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いを計算する偏り計算手段と、
前記偏り計算手段によって計算された仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いに基づいて、前記仮の歪み補正画像の中から1の歪み補正画像を選択する歪み補正画像選択手段とを備えた
ことを特徴とする放射歪み補正装置。 - 歪み補正画像選択手段は、局所勾配方向の偏りの度合いが最も大きい仮の歪み補正画像を、歪み補正画像として選択する
請求項1に記載の放射歪み補正装置。 - 歪み補正画像選択手段による歪み補正画像の選択結果に基づいて、現時刻以降に入力される撮像画像に対して適用する歪み補正パラメータを決定する歪み補正パラメータ決定手段を備えた
請求項1または請求項2に記載の放射歪み補正装置。 - 仮の歪み補正手段は、歪み補正パラメータに含まれる未知のパラメータを1つ選択し、選択した未知のパラメータの値を複数通り設定して、2以上の歪み補正パラメータを仮定し、
歪み補正パラメータ決定手段は、歪み補正画像選択手段の選択結果に基づいて、前記仮の歪み補正手段によって選択された未知のパラメータの値を決定する処理を、歪み補正パラメータに含まれるすべての未知のパラメータの値が決定されるまで逐次的に行う
請求項3に記載の放射歪み補正装置。 - 仮の歪み補正手段は、多項式で表現される歪み補正モデル式中の歪み補正パラメータに含まれる未知のパラメータのうち、より低次の項に対応するパラメータから順に選択する
請求項4に記載の放射歪み補正装置。 - 時々刻々入力される撮像画像に対して、歪み補正画像に選択された仮の歪み補正画像の生成に用いた歪み補正パラメータを、推定された歪み補正パラメータとして記憶する歪み補正パラメータ記憶手段を備え、
歪み補正パラメータ決定手段は、前記歪み補正パラメータ記憶手段に記憶されている、直近の所定数分の撮像画像に対して推定された歪み補正パラメータ群から中央値を算出し、算出された歪み補正パラメータの中央値を現時刻以降に入力される画像に対して適用する歪み補正パラメータとする
請求項3から請求項4のうちのいずれか1項に記載の放射歪み補正装置。 - 局所勾配方向ヒストグラム計算手段は、画像内の任意の画素周辺の領域から求めた局所勾配方向に対して、勾配の大きさと、当該局所勾配方向を求めた領域における当該局所勾配方向に直交する直線と画像中心との間の距離とに応じた値を重みに用いて、局所勾配方向ヒストグラムを計算する
請求項1から請求項6のうちのいずれか1項に記載の放射歪み補正装置。 - 車両に設置された撮像機器により撮影された撮像画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段によって入力された撮像画像に対して、2以上の歪み補正パラメータを仮定して、仮定した各歪み補正パラメータに対応する仮の歪み補正画像像を生成する仮の歪み補正手段と、
前記仮の歪み補正手段によって生成された仮の歪み補正画像の各々に対して、画像内の局所的な領域における勾配方向である局所勾配方向の分布を表す局所勾配方向ヒストグラムを計算する局所勾配方向ヒストグラム計算手段と、
前記局所勾配方向ヒストグラム計算手段によって計算された局所勾配方向ヒストグラムに基づいて、前記仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いを計算する偏り計算手段と、
前記偏り計算手段によって計算された仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いに基づいて、前記仮の歪み補正画像の中から1の歪み補正画像を選択する歪み補正画像選択手段と、
前記歪み補正画像選択手段による歪み補正画像の選択結果に基づいて、現時刻以降に入力される撮像画像に対して適用する歪み補正パラメータを決定する歪み補正パラメータ決定手段と、
前記歪み補正パラメータ決定手段によって決定された歪み補正パラメータを、現時刻以降に入力される撮像画像に適用して、歪み補正画像を生成する歪み補正画像生成手段と、
前記歪み補正画像生成手段によって生成された歪み補正画像に対して、画像認識処理を行い、前記車両周辺の道路環境を認識する画像認識手段とを備えた
ことを特徴とする道路環境認識装置。 - 放射歪み補正装置が、放射歪みの補正対象機器である撮像機器により撮影された撮像画像を入力し、
前記放射歪み補正装置が、入力された撮像画像に対して、2以上の歪み補正パラメータを仮定して、仮定した各歪み補正パラメータに対応する仮の歪み補正画像を生成し、
前記放射歪み補正装置が、生成された仮の歪み補正画像の各々に対して、画像内の局所的な領域における勾配方向である局所勾配方向の分布を表す局所勾配方向ヒストグラムを計算し、
前記放射歪み補正装置が、計算された前記局所勾配方向ヒストグラムに基づいて、前記仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いを計算し、
前記放射歪み補正装置が、計算された前記仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いに基づいて、前記仮の歪み補正画像の中から1の歪み補正画像を選択する
ことを特徴とする放射歪み補正方法。 - コンピュータに、
放射歪みの補正対象機器である撮像機器により撮影された撮像画像を入力する画像入力処理、
入力された撮像画像に対して、2以上の歪み補正パラメータを仮定して、仮定した各歪み補正パラメータに対応する仮の歪み補正画像を生成する仮の歪み補正処理、
生成された仮の歪み補正画像の各々に対して、画像内の局所的な領域における勾配方向である局所勾配方向の分布を表す局所勾配方向ヒストグラムを計算する局所勾配方向ヒストグラム計算処理、
計算された前記局所勾配方向ヒストグラムに基づいて、前記仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いを計算する偏り計算処理、および
計算された前記仮の歪み補正画像の各々における局所勾配方向の偏りの度合いに基づいて、前記仮の歪み補正画像の中から1の歪み補正画像を選択する歪み補正画像選択処理
を実行させるための放射歪み補正プログラム。
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