JP6291274B2 - 画像検出処理装置、プログラムおよび集積回路 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理（映像処理）に関する。特に、階調変換処理を用いて、所定の画像領域を検出するための技術に関する。

例えば、自動車の前方に撮像装置（カメラ）を搭載し、その搭載した撮像装置により、自動車の前方のシーンを撮像し、撮像した画像（撮像映像）に含まれる所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）を検出する技術（例えば、白線検出や車両検出や人物検出等を行う技術）がある。

このような技術において、所定の画像領域の検出精度を高めるために、自動車に搭載した撮像装置が、適切な露出量により、撮像画像を取得することが好ましい。しかしながら、走行する自動車から、例えば、前方のシーンを撮像する場合、自動車が走行する環境が多様であるため、適切な露出量を決定することが容易ではない。

そこで、例えば、特許文献１に開示されている技術のように、ブラケット撮影を行うことが考えられる。つまり、ブラケット撮影により、複数の撮像画像を取得し、取得した複数の撮像画像の中から、露出量が好適な画像を選択し、選択した画像を用いて、所定の画像領域の検出処理を行う。これにより、自動車がどのような環境下で走行していても、良好な撮像画像が取得でき、所定の画像領域の検出処理における検出精度を確保することができる。

特開２００３―３４８４３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術を用いる場合、露出量を変えて複数回の撮影を行う必要があり、撮像装置（カメラ）の光学系（絞り等）の制御を行う必要がある。そのため、撮像装置において、露出量を変えて複数回の撮影を行うためには、カメラ光学系、イメージセンサ等の撮像素子、および、信号処理部等が、連動して、絞り調整処理（露出量調整処理）、撮像画像取得処理等を行う必要がある。

つまり、特許文献１に開示されている技術を用いる場合、連動した処理を実行する必要があるので、フィードバック制御を行う必要があり、撮像装置の機構、信号処理系統が複雑になる。また、特許文献１に開示されている技術を用いる場合、露出量を変えるために、絞り調整等の機構を動かす処理（機械を制御する処理）を伴うので、処理時間が長くなる。

そこで、本願発明は、上記問題点に鑑み、ブラケット撮影のように、撮影パラメータを変更して実行される複数回の撮影を必要とすることなく、１回の撮影で取得された画像（撮像画像）のみを用いて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理における検出精度を確保することができる画像検出処理装置、プログラムおよび集積回路を実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明は、Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部と、Ｎ個の検出部と、統合処理部と、を備える画像検出処理装置である。

Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部は、入力画像に対して、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換を行う。

Ｎ個の検出部は、Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得する。

統合処理部は、Ｎ個の検出部により取得されたＮ個の検出精度に基づいて、入力画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域を検出する。

この画像検出処理装置では、入力画像（例えば、撮像装置により１回の撮影で取得した画像）に対して、Ｎ個の階調変換部が、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換処理を実行した画像を取得する。そして、この画像検出処理装置では、Ｎ個の検出部のそれぞれが、Ｎ個の階調変換部により取得されたＮ個の画像を用いて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を行う。そして、この画像検出処理装置では、統合処理部が、Ｎ個の検出部の検出処理の精度を把握し（例えば、ハフ変換を用いた処理により白線検出処理の検出精度を把握して）、Ｎ個の検出部の検出結果に基づいて、入力画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域を検出する。

つまり、この画像検出処理装置では、上記の通り、１つの入力画像に対して、異なる階調変換により取得した複数の画像を用いて、複数の検出部により、一旦、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を行い、その検出結果を統合、あるいは、最良のものを選択して取得した最終検出結果に基づいて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を高精度に行うことができる。

すなわち、この画像検出処理装置では、ブラケット撮影のように、撮影パラメータを変更して実行される複数回の撮影を必要とすることなく、１回の撮影で取得された画像（撮像画像）のみを入力画像として用いて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理における検出精度を確保することができる。

第２の発明は、第１の発明であって、Ｎ個の階調変換部は、それぞれ、入力値が第１閾値Ａよりも小さい場合、入力値よりも小さい値を出力値とし、入力値が第２閾値Ｂ（Ｂ＞Ａ）よりも大きい場合、入力値と同じ値を出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性により階調変換を行う。

この画像検出処理装置では、所定のレベル以下の入力画素値の画素が、入力画素値よりも小さい出力画素値の画素に変換される。これにより、この画像検出処理装置では、露出量を調整して取得されるのと同様の画像を、１つの入力画像から、複数取得することができる。

第３の発明は、第２の発明であって、Ｎ個の階調変換部は、それぞれ、入力値が第１閾値Ａよりも小さい場合、出力値を「０」とし、入力値が第２閾値Ｂ（Ｂ＞Ａ）よりも大きい場合、入力値と同じ値を出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性により階調変換を行う。

この画像検出処理装置では、所定のレベル以下の入力画素値の画素が、「０」の出力画素値の画素に変換される。これにより、この画像検出処理装置では、露出量を調整して取得されるのと同様の画像を、１つの入力画像から、複数取得することができる。

第４の発明は、第３の発明であって、Ｎ個の階調変換部は、それぞれ、入力値が、第１閾値Ａ以上であり、かつ、第２閾値Ｂ以下である場合、入力値をｘとし、出力値をｙとすると、
ｙ＝Ｂ／（Ｂ−Ａ）×（ｘ−Ａ）
により決定される値ｙを出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性により階調変換を行う。

これにより、閾値Ａ以上であり、かつ、閾値Ｂ以下の入力画素値を有する画素が、上記数式に相当する出力画素値を有する画素に変換される。これにより、この画像検出処理装置では、露出量を調整して取得されるのと同様の画像を、１つの入力画像から、複数取得することができる。

第５の発明は、可変階調変換部と、検出部と、階調変換調整部と、を備える画像検出処理装置である。

可変階調変換部は、入力画像に対して、Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の異なる階調変換特性による階調変換を行うことができる。

検出部は、可変階調変換部により階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得する。

階調変換調整部は、検出部により取得された検出精度が所定のレベルよりも悪いと判断した場合、可変階調変換部に階調変換特性の調整処理を実行させるための階調変換調整信号を出力する。

これにより、この画像検出処理装置では、可変階調変換部が複数の階調変換特性による階調変換を行うことができ、現在設定されている階調変換特性による階調変換画像を用いた画像検出処理の精度を、階調変換調整部が監視することができる。したがって、この画像検出処理装置では、現在設定されている階調変換特性による階調変換画像を用いた画像検出処理の精度が悪化した場合、階調変換特性の調整処理を実行し、階調変換画像を用いた画像検出処理の精度を迅速に改善することができる。

また、この画像検出処理装置では、上記処理を、１つの入力画像（例えば、撮像部が１回の撮影で取得した画像（撮像画像））に対して、実行するので、従来技術のように、ブラケット撮影を行う必要もない。

第６の発明は、第５の発明であって、可変階調変換部のＮ個の階調変換特性は、それぞれ、入力値が第１閾値Ａよりも小さい場合、入力値よりも小さい値を出力値とし、入力値が第２閾値Ｂ（Ｂ＞Ａ）よりも大きい場合、入力値と同じ値を出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性である。

この画像検出処理装置では、所定のレベル以下の入力画素値の画素が、入力画素値よりも小さい出力画素値の画素に変換される。これにより、この画像検出処理装置では、露出量を調整して取得されるのと同様の画像を、１つの入力画像から、複数取得することができる。

第７の発明は、第６の発明であって、可変階調変換部のＮ個の階調変換特性は、それぞれ、入力値が第１閾値Ａよりも小さい場合、出力値を「０」とし、入力値が第２閾値Ｂ（Ｂ＞Ａ）よりも大きい場合、入力値と同じ値を出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性である。

この画像検出処理装置では、所定のレベル以下の入力画素値の画素が、「０」の出力画素値の画素に変換される。これにより、この画像検出処理装置では、露出量を調整して取得されるのと同様の画像を、１つの入力画像から、複数取得することができる。

第８の発明は、第７の発明であって、可変階調変換部のＮ個の階調変換特性は、それぞれ、入力値が、第１閾値Ａ以上であり、かつ、第２閾値Ｂ以下である場合、入力値をｘとし、出力値をｙとすると、
ｙ＝Ｂ／（Ｂ−Ａ）×（ｘ−Ａ）
により決定される値ｙを出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性である。

これにより、閾値Ａ以上であり、かつ、閾値Ｂ以下の入力画素値を有する画素が、上記数式に相当する出力画素値を有する画素に変換される。これにより、この画像検出処理装置では、露出量を調整して取得されるのと同様の画像を、１つの入力画像から、複数取得することができる。

第９の発明は、Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換ステップと、Ｎ個の検出ステップと、統合処理ステップと、を備える画像検出処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換ステップは、入力画像に対して、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換を行う。

Ｎ個の検出ステップは、Ｎ個の階調変換ステップのそれぞれにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得する。

統合処理ステップは、Ｎ個の検出ステップにより取得されたＮ個の検出精度に基づいて、入力画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域を検出する。

これにより、第１の発明と同様の効果を奏する画像検出処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを実現することができる。

第１０の発明は、Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部と、Ｎ個の検出部と、統合処理部と、を備える集積回路である。

Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部は、入力画像に対して、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換を行う。

Ｎ個の検出部は、Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得する。

統合処理部は、Ｎ個の検出部により取得されたＮ個の検出精度に基づいて、入力画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域を検出する。

これにより、第１の発明と同様の効果を奏する集積回路をコンピュータに実行させるためのプログラムを実現することができる。

第１１の発明は、可変階調変換ステップと、検出ステップと、階調変換調整ステップと、を備える画像検出処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

可変階調変換ステップは、入力画像に対して、Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の異なる階調変換特性による階調変換を行うことができる。

検出ステップは、可変階調変換ステップにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得する。

階調変換調整ステップは、検出ステップにより取得された検出精度が所定のレベルよりも悪いと判断した場合、可変階調変換ステップに階調変換特性の調整処理を実行させるための階調変換調整信号を出力する。

これにより、第５の発明と同様の効果を奏する画像検出処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを実現することができる。

第１２の発明は、Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部と、Ｎ個の検出部と、統合処理部と、を備える集積回路である。

Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部は、入力画像に対して、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換を行う。

Ｎ個の検出部は、Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得する。

統合処理部は、Ｎ個の検出部により取得されたＮ個の検出精度に基づいて、入力画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域を検出する。

これにより、第５の発明と同様の効果を奏する集積回路をコンピュータに実行させるためのプログラムを実現することができる。

本発明によれば、ブラケット撮影のように、撮影パラメータを変更して実行される複数回の撮影を必要とすることなく、１回の撮影で取得された画像（撮像画像）のみを用いて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理における検出精度を確保することができる画像検出処理装置、プログラムおよび集積回路を実現することができる。

第１実施形態に係る画像検出処理システム１０００の概略構成図。 画像検出処理部１に入力される画像Ｄｉｎの一例を示す図。 第１階調変換部１０Ａ、第２階調変換部１０Ｂ、および、第３階調変換部１０Ｃにおいて設定される階調変換特性（一例）を示す図。 に、階調変換を実行して取得された、画像Ｄ１Ａ、画像Ｄ１Ｂ、および、画像Ｄ１Ｃを示す図。 画像Ｄ１Ａ、Ｄ１Ｂ、および、Ｄ１Ｃに対して、所定の前処理を実行した後、２値化処理した画像を示す図。 図５の２値化画像の一部（下部）を抽出した画像を示す図。 図６の２値化画像をハフ変換して取得されるデータを示す図。 最終検出結果ｄｅｔを示す図。 検出結果画像Ｄｏｕｔの一例を示す図。 図３に示す階調変換特性（コアリング特性）のＡの値およびＢの値の取り得る範囲を説明するための図。 階調変換特性（一例）を示す図。 階調変換特性（一例）を示す図。 階調変換特性（一例）を示す図。 第２実施形態の画像検出処理システム２０００の概略構成図を示す。 階調変換調整信号Ａｄｊと、画像Ｄ２（画像信号Ｄ２）とを、時間軸（横軸）を一致させて示したタイミングチャート。

［第１実施形態］
第１実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。

＜１．１：画像検出処理システムの構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像検出処理システム１０００の概略構成図である。

画像検出処理システム１０００は、図１に示すように、被写体を撮影し、撮像画像を取得する撮像部Ｃ１と、撮像部Ｃ１が取得した撮像画像に対してカメラ信号処理を実行するカメラ信号処理部Ｃ２と、カメラ信号処理部Ｃ２によりカメラ信号処理が実行された画像から所定の画像領域を検出する画像検出処理部（画像検出処理装置）１と、検出結果画像を取得する検出結果画像取得部２と、を備える。

撮像部Ｃ１は、被写体からの光を集光する光学系（不図示）と、当該光学系により集光された被写体光を光電変換により画像信号（電気信号）として取得する撮像素子（たとえばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ）（不図示）とを備えている。撮像部Ｃ１は、撮像素子により撮像した画像（撮像画像）を、カメラ信号処理部Ｃ２に出力する。

カメラ信号処理部Ｃ２は、撮像部Ｃ１から出力される撮像画像（撮像画像を形成する画像信号）を入力とし、入力された撮像画像に対して、カメラ信号処理（ゲイン調整処理、ガンマ補正処理、アパーチャー調整処理、ＷＢ（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）処理、フィルタ処理等）を実行する。そして、カメラ信号処理部Ｃ２は、カメラ信号処理を実行した画像を、画像Ｄｉｎとして、画像検出処理部１および検出結果画像取得部２に出力する。

画像検出処理部１は、図１に示すように、第１階調変換部１０Ａと、第１検出部１１Ａと、第２階調変換部１０Ｂと、第２検出部１１Ｂと、第３階調変換部１０Ｃと、第３検出部１１Ｃと、統合処理部１２と、を備える。

第１階調変換部１０Ａは、カメラ信号処理部Ｃ２から出力される画像Ｄｉｎを入力する。第１階調変換部１０Ａは、画像Ｄｉｎに対して、第１の階調変換特性による階調変換処理を行い、処理後の画像を画像Ｄ１Ａとして、第１検出部１１Ａに出力する。

第１検出部１１Ａは、第１階調変換部１０Ａから出力される画像Ｄ１Ａを入力する。第１検出部１１Ａは、画像Ｄ１Ａに対して、所定の画像領域を検出する処理を行い、その検出結果を、ｄｅｔＡとして、統合処理部１２に出力する。

第２階調変換部１０Ｂは、カメラ信号処理部Ｃ２から出力される画像Ｄｉｎを入力する。第２階調変換部１０Ｂは、画像Ｄｉｎに対して、第２の階調変換特性による階調変換処理を行い、処理後の画像を画像Ｄ１Ｂとして、第２検出部１１Ｂに出力する。

第２検出部１１Ｂは、第２階調変換部１０Ｂから出力される画像Ｄ１Ｂを入力する。第２検出部１１Ｂは、画像Ｄ１Ｂに対して、所定の画像領域を検出する処理を行い、その検出結果を、ｄｅｔＢとして、統合処理部１２に出力する。

第３階調変換部１０Ｃは、カメラ信号処理部Ｃ２から出力される画像Ｄｉｎを入力する。第３階調変換部１０Ｃは、画像Ｄｉｎに対して、第３の階調変換特性による階調変換処理を行い、処理後の画像を画像Ｄ１Ｃとして、第３検出部１１Ｃに出力する。

第３検出部１１Ｃは、第３階調変換部１０Ｃから出力される画像Ｄ１Ｃを入力する。第３検出部１１Ｃは、画像Ｄ１Ｃに対して、所定の画像領域を検出する処理を行い、その検出結果を、ｄｅｔＣとして、統合処理部１２に出力する。

統合処理部１２は、第１検出部１１Ａからの出力される検出結果ｄｅｔＡと、第２検出部１１Ｂからの出力される検出結果ｄｅｔＢと、第３検出部１１Ｃからの出力される検出結果ｄｅｔＣと、を入力する。統合処理部１２は、検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣに基づいて、最終検出結果ｄｅｔを取得する（詳細については、後述）。統合処理部１２は、取得した最終検出結果ｄｅｔを検出結果画像取得部２に出力する。

検出結果画像取得部２は、カメラ信号処理部Ｃ２から出力される画像Ｄｉｎと、統合処理部１２から出力される最終検出結果ｄｅｔとを入力する。検出結果画像取得部２は、最終検出結果ｄｅｔに基づいて、検出結果画像を取得し、取得した検出結果画像を画像Ｄｏｕｔとして、出力する。

＜１．２：画像検出処理システムの動作＞
以上のように構成された画像検出処理システム１０００の動作について、以下、説明する。

なお、説明便宜のため、以下では、図２に示す画像が、画像Ｄｉｎとして、画像検出処理部１に入力される場合について、説明する。そして、画像検出処理システム１０００において、検出対象を道路上の白線として、画像検出処理を実行する場合を一例として、以下、説明する。また、画像Ｄｉｎは、グレースケールの画像であり、画像Ｄｉｎを構成する画素の画素値は、８ビットデータであり、０〜２５５の値をとるものとして、以下、説明する。

撮像部Ｃ１では、光学系（不図示）により集光された被写体光が光電変換により画像信号（電気信号）として取得される。そして、取得された画像（撮像画像）は、カメラ信号処理部Ｃ２に出力される。

カメラ信号処理部Ｃ２では、撮像部Ｃ１から出力される撮像画像に対して、カメラ信号処理（ゲイン調整処理、ガンマ補正処理、アパーチャー調整処理、ＷＢ（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）処理、フィルタ処理等）が実行される。そして、カメラ信号処理が実行された画像は、画像Ｄｉｎとして、画像検出処理部１および検出結果画像取得部２に出力される。

画像検出処理部１の第１階調変換部１０Ａ、第２階調変換部１０Ｂ、および、第３階調変換部１０Ｃでは、入力される画像Ｄｉｎに対して、それぞれ異なる階調変換特性による階調変換が実行される。

図３に、第１階調変換部１０Ａ、第２階調変換部１０Ｂ、および、第３階調変換部１０Ｃにおいて設定される階調変換特性（一例）を示す。図３において、横軸（ｘ軸）は、入力画素値であり、縦軸（ｙ軸）は、出力画素値である。

図３に示すように、階調変換特性は、３つの直線により決定される。具体的には、図３に示すＡの値（０≦Ａ≦ｍａｘ＿ｉｎ）およびＢの値（０≦Ｂ≦ｍａｘ＿ｉｎ、Ｂ＞Ａ）を設定することにより、階調変換特性が決定される。つまり、
（１）入力される画像Ｄｉｎの画素の画素値ｘが、０≦ｘ＜Ａである場合、階調変換後の画像の画素の画素値ｙは、
ｙ＝０
に相当する処理により、階調変換が実行され、
（２）入力される画像Ｄｉｎの画素の画素値ｘが、Ａ≦ｘ＜Ｂである場合、階調変換後の画像の画素の画素値ｙは、
ｙ＝Ｂ／（Ｂ−Ａ）×（ｘ−Ａ）
に相当する処理により、階調変換が実行され、
（３）入力される画像Ｄｉｎの画素の画素値ｘが、Ｂ≦ｘ＜ｍａｘ＿ｉｎ（＝２５５）である場合、階調変換後の画像の画素の画素値ｙは、
ｙ＝ｘ
に相当する処理により、階調変換が実行される。

本実施形態では、第１階調変換部１０Ａ、第２階調変換部１０Ｂ、および、第３階調変換部１０Ｃにおいて、Ａの値およびＢの値は、以下の通り設定される。

第１階調変換部１０Ａ：Ａ＝０、Ｂ＝２５５
第２階調変換部１０Ｂ：Ａ＝１０、Ｂ＝１００
第３階調変換部１０Ｃ：Ａ＝１００、Ｂ＝２００
なお、上記は、一例であり、上記設定値に限定されるものではない。

第１階調変換部１０Ａでは、入力された画像Ｄｉｎに対して、Ａ＝０、Ｂ＝２５５とする階調変換が実行され、階調変換後の画像は、画像Ｄ１Ａとして、第１検出部１１Ａに出力される。なお、Ａ＝０、Ｂ＝２５５であるので、第１階調変換部１０Ａから出力される画像Ｄ１Ａは、画像Ｄｉｎと同じ（階調変換されていない画像）となる。

第２階調変換部１０Ｂでは、入力された画像Ｄｉｎに対して、Ａ＝１０、Ｂ＝１００とする階調変換が実行され、階調変換後の画像は、画像Ｄ１Ｂとして、第２検出部１１Ｂに出力される。

第３階調変換部１０Ｃでは、入力された画像Ｄｉｎに対して、Ａ＝１００、Ｂ＝２００とする階調変換が実行され、階調変換後の画像は、画像Ｄ１Ｃとして、第３検出部１１Ｃに出力される。

図４に、図３の画像Ｄｉｎに対して、上記階調変換を実行して取得された、画像Ｄ１Ａ（図４（ａ））、画像Ｄ１Ｂ（図４（ｂ））、および、画像Ｄ１Ｃ（図４（ｃ））を示す。

図４から分かるように、Ａの値およびＢの値を変更することで、カメラの露出量を変更したときに取得される画像と類似する画像が取得されることが分かる。

次に、第１検出部１１Ａ、第２検出部１１Ｂ、および、第３検出部１１Ｃでの処理について、図５〜図７を用いて、説明する。

図５は、画像Ｄ１Ａ、Ｄ１Ｂ、および、Ｄ１Ｃに対して、所定の前処理を実行した後、２値化処理した画像を示す図である。

図６は、図５の２値化画像の一部（下部）を抽出した画像を示す図である。

図７は、図６の２値化画像をハフ変換して取得されるデータを示す図である。

第１検出部１１Ａは、第１階調変換部から出力される画像Ｄ１Ａに対して、ノイズ低減処理等の前処理を実行した後、所定の画像領域（道路上の白線を形成する画像領域）を検出する処理を実行し、その検出結果を、ｄｅｔＡとして、取得する。

例えば、第１検出部１１Ａは、上記前処理後の画像を２値化し、図５（ａ）に示す画像を取得する。そして、第１検出部１１Ａは、２値化した画像に対して、ハフ変換を行う。なお、本実施形態では、検出対象を道路上の白線としているため、白線が存在し得ない画像領域を対象外とする。具体的には、第１検出部１１Ａは、図５の画像の下部（図５にＲ１で示した下部領域）のみを抽出し、ハフ変換の対象とする。なお、白線が存在し得ない画像領域は、撮像部Ｃ１の設置位置、設置角度、画角、撮像パラメータ（ズーム倍率、焦点距離等）等に基づいて、決定すればよい。

第１検出部１１Ａは、例えば、図６（ａ）に示す２値化画像において「１」（階調値２５５）である画素同士を結ぶ直線を、
ｒ＝ｘ×ｃｏｓθ＋ｙ×ｓｉｎθ
で表し、（ｒ，θ）を求める（ハフ変換を行う）。なお、上記数式において、原点（（ｘ，ｙ）＝（０，０）の点）は、図６（ａ）の画像において、左下端の点とする。なお、原点は、他の位置であってもよい。

そして、（ｒ，θ）が同じである直線（図６（ａ）に示す２値化画像において「１」（階調値２５５）である画素同士を結ぶ直線）の度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を求める。

さらに、図６（ａ）に示す２値化画像において「１」（階調値２５５）である画素の総数をＮ１とすると、第１検出部１１Ａは、
Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）＝Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）／Ｎ１
により、画素数Ｎ１で正規化した度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）を求める。

なお、第１検出部１１Ａは、度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）が所定の閾値Ｔｈ１以下である場合、
Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）＝０
として、当該Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）に対応する直線が検出されないようにする。

図７（ａ）は、上記のようにして求めたＨｉｓｔ１（ｒ，θ）を、ハフ空間（θ−ｒ空間）にプロットしたものである。なお、図７（ａ）において、プロットした点の丸の大きさは、度数を示しており、丸の大きさが大きい程、度数が多いことを示している（以下、同様）。

以上のようにして求めた度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）のデータは、検出結果ｄｅｔＡとして、統合処理部１２に出力される。

なお、検出結果ｄｅｔＡは、水平方向を角度θとし、垂直方向を距離ｒとし、画素値を度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）とする画像（ハフ空間領域画像）として、統合処理部１２に出力されるものであってもよい。

第２検出部１１Ｂにおいても、上記で説明した第１検出部１１Ａでの処理と同様の処理が実行される。これにより、第２検出部１１Ｂは、図６（ｂ）の２値化画像から、図７（ｂ）に示す検出結果を取得する。そして、第２検出部１１Ｂにより求められた検出結果ｄｅｔＢ（度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）のデータ）は、統合処理部１２に出力される。

なお、検出結果ｄｅｔＢは、水平方向を角度θとし、垂直方向を距離ｒとし、画素値を度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）とする画像（ハフ空間領域画像）として、統合処理部１２に出力されるものであってもよい。

第３検出部１１Ｃにおいても、上記で説明した第１検出部１１Ａでの処理と同様の処理が実行される。これにより、第３検出部１１Ｃは、図６（ｃ）の２値化画像から、図７（ｃ）に示す検出結果を取得する。そして、第３検出部１１Ｃにより求められた検出結果ｄｅｔＣ（度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）のデータ）は、統合処理部１２に出力される。

なお、検出結果ｄｅｔＣは、水平方向を角度θとし、垂直方向を距離ｒとし、画素値を度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）とする画像（ハフ空間領域画像）として、統合処理部１２に出力されるものであってもよい。

統合処理部１２では、第１検出部１１Ａ、第２検出部１１Ｂ、および、第３検出部１１Ｃにより取得された検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣから、最終検出結果ｄｅｔを取得する。統合処理部１２は、例えば、以下の（１）から（３）のいずれかの処理により、検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣから、最終検出結果ｄｅｔを取得する。
（１）単純加算方式
統合処理部１２は、検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣを加算して、最終結果ｄｅｔを取得する。つまり、検出結果ｄｅｔＡの（ｒ１，θ１）における度数Ｈｉｓｔ１（ｒ１，θ１）をＨ＿ｄｅｔＡ（ｒ１，θ１）とし、検出結果ｄｅｔＢの（ｒ１，θ１）における度数Ｈｉｓｔ１（ｒ１，θ１）をＨ＿ｄｅｔＢ（ｒ１，θ１）とし、検出結果ｄｅｔＣの（ｒ１，θ１）における度数Ｈｉｓｔ１（ｒ１，θ１）をＨ＿ｄｅｔＣ（ｒ１，θ１）とし、最終検出結果ｄｅｔの（ｒ１，θ１）における度数をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ１，θ１）とすると、
ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ１，θ１）
＝Ｈ＿ｄｅｔＡ（ｒ１，θ１）＋Ｈ＿ｄｅｔＢ（ｒ１，θ１）
＋Ｈ＿ｄｅｔＣ（ｒ１，θ１）
により、最終検出結果ｄｅｔの（ｒ１，θ１）における度数ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ１，θ１）を取得する。そして、上記処理を全ての（ｒ，θ）について行うことで、取得したＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）を、最終検出結果ｄｅｔとして取得する。

このようにして取得した最終検出結果ｄｅｔを、図８（ａ）に示す。
（２）重み付け加算方式
統合処理部１２は、検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣを重み付け加算して、最終結果ｄｅｔを取得する。つまり、検出結果ｄｅｔＡの（ｒ１，θ１）における度数Ｈｉｓｔ１（ｒ１，θ１）をＨ＿ｄｅｔＡ（ｒ１，θ１）とし、検出結果ｄｅｔＢの（ｒ１，θ１）における度数Ｈｉｓｔ１（ｒ１，θ１）をＨ＿ｄｅｔＢ（ｒ１，θ１）とし、検出結果ｄｅｔＣの（ｒ１，θ１）における度数Ｈｉｓｔ１（ｒ１，θ１）をＨ＿ｄｅｔＣ（ｒ１，θ１）とし、最終検出結果ｄｅｔの（ｒ１，θ１）における度数をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ１，θ１）とすると、
ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ１，θ１）
＝ｗ１×Ｈ＿ｄｅｔＡ（ｒ１，θ１）＋ｗ２×Ｈ＿ｄｅｔＢ（ｒ１，θ１）
＋ｗ３×Ｈ＿ｄｅｔＣ（ｒ１，θ１）
により、最終検出結果ｄｅｔの（ｒ１，θ１）における度数ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ１，θ１）を求める。そして、上記処理を全ての（ｒ，θ）について行うことで、取得したＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）を、最終検出結果ｄｅｔとして取得する。

なお、重み付けｗ１、ｗ２、ｗ３は、検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣの検出精度が高いと判断できる検出結果の重み付けが大きくなるように設定することが好ましい。例えば、検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣが、図７に示すような状態である場合、度数の多い点を有する検出結果ｄｅｔＣの検出精度が高いと判断することができるので、統合処理部１２は、検出結果ｄｅｔＣの重み付けを大きくすることが好ましい。なお、統合処理部１２は、検出結果の精度が極端に悪い検出結果の重み付けを「０」にするようにしてもよい。

このようにして取得した最終検出結果ｄｅｔを、図８（ｂ）に示す。
（３）選択方式
統合処理部１２は、検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣのうち、最も検出精度が高いと判断できる検出結果を、最終結果ｄｅｔとして取得（選択）する。例えば、検出結果ｄｅｔＡ、ｄｅｔＢ、および、ｄｅｔＣが、図７に示すような状態である場合、統合処理部１２は、度数の多い点を有する検出結果ｄｅｔＣの検出精度が最も高いと判断し、検出結果ｄｅｔＣを、最終結果ｄｅｔとして取得（選択）する。つまり、検出結果ｄｅｔＣの度数Ｈｉｓｔ１（ｒ，θ）をＨ＿ｄｅｔＣ（ｒ，θ）とすると、統合処理部１２は、
ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝Ｈ＿ｄｅｔＣ（ｒ，θ）
にとして、最終検出結果ｄｅｔを取得する。

このようにして取得した最終検出結果ｄｅｔを、図８（ｃ）に示す。

以上のようにして取得された最終検出結果ｄｅｔは、検出結果画像取得部２に出力される。

検出結果画像取得部２は、統合処理部１２により取得された最終検出結果ｄｅｔに基づいて、検出結果画像Ｄｏｕｔを生成する。例えば、最終検出結果ｄｅｔが、図８に示すものである場合、最終検出結果ｄｅｔ(＝ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）)において、ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）が、所定の閾値Ｔｈ３よりも多い点のみを抽出する。例えば、図８（ａ）〜（ｃ）の場合において、
ＨｉｓｔＡｌｌ（ｄ１，θ１）＞Ｔｈ３
ＨｉｓｔＡｌｌ（ｄ２，θ２）＞Ｔｈ３
ＨｉｓｔＡｌｌ（ｄ３，θ３）＞Ｔｈ３
であり、上記３点以外において、ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）が閾値Ｔｈ３を超える点がない場合、検出結果画像取得部２は、（ｒ，θ）＝（ｄ１，θ１）、（ｒ，θ）＝（ｄ２，θ２）、（ｒ，θ）＝（ｄ３，θ３）の３点を検出し、当該３点に相当する直線を、道路上の白線であると判定する。そして、検出結果画像取得部２は、例えば、当該判定結果を明示する画像を生成し、検出結果画像Ｄｏｕｔとして出力する。

図９に、検出結果画像Ｄｏｕｔの一例を示す。図９から分かるように、（ｒ，θ）＝（ｄ１，θ１）に相当する直線Ｌｄ１と、（ｒ，θ）＝（ｄ２，θ２）に相当する直線Ｌｄ２と、（ｒ，θ）＝（ｄ３，θ３）に相当する直線Ｌｄ３と、が検出されており、適切に、道路上の白線が検出されている。

以上のように、画像検出処理システム１０００では、撮像部Ｃ１が１回の撮影で取得した画像（撮像画像）に対して、第１〜第３階調変換部が、３つの異なる階調変換特性による階調変換処理を実行した画像を取得する。そして、画像検出処理システム１０００では、第１〜第３検出部のそれぞれが、第１〜第３階調変換部により取得された３つの画像を用いて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を行う。そして、画像検出処理システム１０００では、統合処理部１２が、第１〜第３検出部の検出処理の精度を把握し（例えば、ハフ変換を用いた処理により白線検出処理の検出精度を把握して）、第１〜第３検出部の検出結果の中から検出精度の高い検出結果を最終検出結果として選択し、あるいは、第１〜第３検出部の検出結果を統合した結果を最終検出結果として取得する。さらに、画像検出処理システム１０００では、統合処理部１２により取得された最終検出結果に基づいて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を行う。

つまり、画像検出処理システム１０００では、上記の通り、撮像部Ｃ１が１回の撮影で取得した画像（撮像画像）に対して、異なる階調変換により取得した複数の画像を用いて、複数の検出部により、一旦、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を行い、その検出結果を統合、あるいは、最良のものを選択して取得した最終検出結果に基づいて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を高精度に行うことができる。

すなわち、画像検出処理システム１０００では、ブラケット撮影のように、撮影パラメータを変更して実行される複数回の撮影を必要とすることなく、１回の撮影で取得された画像（撮像画像）のみを用いて、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理における検出精度を確保することができる。

さらに、画像検出処理システム１０００では、撮像部Ｃ１が１回の撮影で取得した画像（撮像画像）を用いて、上記処理を行うことで、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を高精度に行うことができる。したがって、画像検出処理システム１０００では、例えば、絞り等を変更することができない光学系を有する撮像部を用いる場合（露出量を変更することができない場合）であっても、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を高精度に行うことができる。

また、画像検出処理システム１０００では、第１〜第３階調変換部が階調変換処理を行うときに用いられる階調変換特性を、図３に示す階調変換特性（コアリング特性）としたため、Ａの値と、Ｂの値とを調整するだけで、簡単に階調変換特性を変更することができる。なお、例えば、検出対象が、道路上の白線である場合、以下のようにして、図３に示す階調変換特性（コアリング特性）のＡの値およびＢの値の取り得る範囲を決定すればよい。これについて、図１０を用いて、説明する。

図１０は、図３に示す階調変換特性（コアリング特性）のＡの値およびＢの値の取り得る範囲を説明するための図である。

例えば、画像を形成する画素の画素値Ｐｘの取り得る範囲が０〜２５５である場合（８ビットデータである場合）において、道路上の白線を検出する場合を一例として説明する。この場合、図１０に示す、画素値Ｐｘの取り得る最大値ｍａｘは、「２５５」であり、画素値Ｐｘの取り得る最小値ｍｉｎは、「０」である。そして、検出対象である白線が、画像上において、かすれない状態で表示されるときに、当該白線を形成する画像領域を構成する画素の画素値Ｐｘが取り得る値域を、図１０に示す値域Ｒａ１（値域Ｒａ１：γ≦Ｐｘ≦ｍａｘ）とする。また、検出対象である白線が、画像上において、かすれのある状態で表示されるときに、当該白線を形成する画像領域を構成する画素の画素値Ｐｘが取り得る値域を、図１０に示す値域Ｒａ２（値域Ｒａ１：β≦Ｐｘ≦ｍａｘ、β＜γ）とする。また、検出対象である白線の背景となる道路（例えば、アスファルト）を形成する画像領域を構成する画素の画素値Ｐｘが取り得る値域を、図１０に示す値域Ｒｂ（値域Ｒｂ：ｍｉｎ≦Ｐｘ≦α、α＜β）とする。

このとき、かすれのない白線を検出する場合、図３に示す階調変換特性（コアリング特性）のＡの値およびＢの値は、以下を満たすように設定されればよい。

Ａ≦α＋ｍ１
Ｂ＞γ−ｍ２
なお、ｍ１およびｍ２は、正の数であり、許容誤差（マージン）を設定するための値である。

また、かすれのない白線だけでなく、かすれのある白線も検出する場合、図３に示す階調変換特性（コアリング特性）のＡの値およびＢの値は、以下を満たすように設定されればよい。

Ａ≦α＋ｍ３
Ｂ＞β−ｍ４
なお、ｍ３およびｍ４は、正の数であり、許容誤差（マージン）を設定するための値である。

画像検出処理システム１０００では、上記のように、道路上の白線を検出する場合、上記を満たすように、Ａの値およびＢの値を設定するだけで良いため、第１〜第３階調変換部における階調変換特性を簡単に設定することができる。さらに、上記のように、検出対象を考慮して、Ａの値域、および、Ｂの値域を決定し、その値域に含まれるように、Ａの値およびＢの値が決定されるため、画像検出処理システム１０００の第１〜第３階調変換部で実行される階調変換で取得される階調変換画像の品質が一定レベル以上の画像となることを保証することができる。その結果、画像検出処理システム１０００の統合処理部１２で取得される最終検出結果の精度も高いものとなり、画像検出処理システム１０００における画像検出処理を高精度に行うことができる。

また、上記では、画像検出処理システム１０００が、３つの階調変換部（第１〜第３階調変換部）を含む場合について説明したが、これに限定されることはなく、画像検出処理システム１０００は、さらに多くの階調変換部を含むものであってもよい。この場合においても、各階調変換部の階調変換特性を、上記のように決定したＡの値域、および、Ｂの値域に含まれるようにして、Ａの値、および、Ｂの値を設定することで、より多くの階調変換画像を取得することができる。そして、統合処理部１２が、取得したより多くの階調変換画像の検出結果を用いることで、さらに高精度の最終検出結果を取得することができ、その結果、さらに高精度の画像検出処理を実行することができる。

また、上記では、第１〜第３階調変換部における階調変換特性が、図３に示す階調変換特性を有する場合について説明したが、これに限定されず、第１〜第３階調変換部の階調変換特性は、例えば、図１１〜図１３に示す階調変換特性であってもよい。

つまり、図１１に示すように、入力される画像Ｄｉｎの画素の画素値ｘは、以下の数式に相当する処理により、階調変換されるものであってもよい。

ｙ＝Ａｏｕｔ／Ａ×（ｘ−Ａ）＋Ａｏｕｔ ０≦ｘ＜Ａ
ｙ＝（Ｂ−Ａｏｕｔ）／（Ｂ−Ａ）×（ｘ−Ａ）＋Ａｏｕｔ Ａ≦ｘ＜Ｂ
ｙ＝ｘ ｘ≧Ｂ
なお、ｙは、階調変換後の画素値である。

また、図１２に示すように、入力される画像Ｄｉｎの画素の画素値ｘは、以下の数式に相当する処理により、階調変換されるものであってもよい。

ｙ＝Ａｏｕｔ／Ａ×（ｘ−Ａ）＋Ａｏｕｔ ０≦ｘ＜Ａ
ｙ＝（Ｂｏｕｔ−Ａｏｕｔ）／（Ｂ−Ａ）×（ｘ−Ａ）＋Ａｏｕｔ Ａ≦ｘ＜Ｂ
ｙ＝（Ｃ−Ｂｏｕｔ）／（Ｃ−Ｂ）×（ｘ−Ｂ）＋Ｂｏｕｔ Ｂ≦ｘ＜Ｃ
ｙ＝ｘ ｘ≧Ｃ
なお、ｙは、階調変換後の画素値である。

また、図１３に示すように、入力される画像Ｄｉｎの画素の画素値ｘは、以下の数式に相当する処理により、階調変換されるものであってもよい。

ｙ＝（ｘ／Ｂ）＾Ａ ０≦ｘ＜Ｂ
ｙ＝ｘ ｘ≧Ｂ
Ａ≧１
なお、ｙは、階調変換後の画素値である。

また、図１１〜図１３の階調変換特性は、画像検出処理システム１０００がＮ個（Ｎ：自然数）の階調変換部を有する場合に、適用されるものであってもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について、説明する。

なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

＜２．１：画像検出処理システムの構成＞
図１４に、第２実施形態の画像検出処理システム２０００の概略構成図を示す。

図１４に示すように、画像検出処理システム２０００は、第１実施形態の画像検出処理システム１０００において、画像検出処理部１を、画像検出処理部３に置換した構成を有している。

画像検出処理部３は、図１４に示すように、可変階調変換部３１と、検出部３２と、階調変換調整部３３とを備える。

可変階調変換部３１は、カメラ信号処理部Ｃ２から出力される画像Ｄｉｎと、階調変換調整部３３から出力される階調変換調整信号Ａｄｊおよびパラメータ設定信号とを入力する。可変階調変換部３１は、画像Ｄｉｎに対して、パラメータ設定信号により設定される階調変換特性により、階調変換処理を行い、処理後の画像を画像Ｄ２として、検出部３２に出力する。また、可変階調変換部３１は、階調変換調整信号Ａｄｊに基づいて、階調変換調整処理を行う。なお、可変階調変換部３１は、複数の階調変換特性による階調変換処理を行うことができる。

検出部３２は、可変階調変換部３１から出力される画像Ｄ２を入力する。検出部３２は、画像Ｄ２に対して、所定の画像領域を検出する処理を行い、その検出結果を、ｄｅｔとして、階調変換調整部３３および検出結果画像取得部２に出力する。

階調変換調整部３３は、検出部３２から出力される検出結果ｄｅｔを入力する。階調変換調整部３３は、検出結果ｄｅｔに基づいて、階調変換調整信号Ａｄｊを生成し、生成した階調変換調整信号Ａｄｊを可変階調変換部３１に出力する（詳細については、後述）。また、階調変換調整処理に基づいて、可変階調変換部３１の階調変換特性を決定するためのパラメータ設定信号を生成し、生成したパラメータ設定信号を可変階調変換部３１に出力する。

＜２．２：画像検出処理システムの動作＞
以上のように構成された画像検出処理システム２０００の動作について、以下、説明する。なお、第１実施形態の画像検出処理システム１０００と同様の部分については、詳細な説明を省略する。

画像検出処理部３の処理について、図１５を用いて、説明する。

図１５は、階調変換調整信号Ａｄｊと、画像Ｄ２（画像信号Ｄ２）とを、時間軸（横軸）を一致させて示したタイミングチャートである。

カメラ信号処理部Ｃ２から出力される画像Ｄｉｎは、画像検出処理部３の可変階調変換部３１に入力される。

図１５の時刻ｔ１において、画像検出処理システム２０００の置かれている環境光が大きく変化したものとする。

また、可変階調変換部３１は、図８に示す階調変換特性により、複数の階調変換特性を実行することができるものとする。ここでは、可変階調変換部３１は、図８に示すＡの値およびＢの値を設定することにより、３つの階調変換特性を実行するものとする。具体的には、３種類のＡの値およびＢの値を、パラメータ１〜３とし、以下のように設定する。

パラメータ１：Ａ＝０、Ｂ＝２５５
パラメータ２：Ａ＝１０、Ｂ＝１００
パラメータ３：Ａ＝１００、Ｂ＝２００
また、時刻ｔ１において、画像検出処理部３に入力される画像Ｄｉｎは、図２に示す画像であるものとする。また、検出対象は、第１実施形態と同様に、道路上の白線とする。

また、図１５において、画像（画像信号）Ｄ２の部分の「Ｄ２（ｐａｒａ１）」は、パラメータ１により決定される階調変換特性により、階調変換された画像が出力されていることを示しており、「Ｄ２（ｐａｒａ２）」は、パラメータ２により決定される階調変換特性により、階調変換された画像が出力されていることを示しており、「Ｄ２（ｐａｒａ３）」は、パラメータ３により決定される階調変換特性により、階調変換された画像が出力されていることを示している。

図１５の時刻ｔ１よりも前では、可変階調変換部３１は、パラメータ１により決定される階調変換により階調変換画像Ｄ２を取得している。そして、検出部３２では、第１実施形態と同様に、階調変換画像Ｄ２に対して画像領域の検出処理が実行され、その検出結果ｄｅｔが、階調変換調整部３３に出力されている。

階調変換調整部３３は、検出結果ｄｅｔに基づいて、検出精度が十分であると判定し、現在設定されているパラメータ１による階調変換処理で、十分精度の高い画像検出処理が実行されていると判断する。そのため、階調変換調整部３３は、階調変換調整信号Ａｄｊを、階調変換特性の調整処理が不要であることを示す信号値「０」にして、可変階調変換部３１に出力している。

図１５の時刻ｔ１において、階調変換調整部３３は、検出結果ｄｅｔに基づいて、検出精度が十分ではないと判定し、現在設定されているパラメータ１による階調変換処理では、十分精度の高い画像検出処理が実行できないと判断する。そして、階調変換調整部３３は、階調変換調整信号Ａｄｊを、階調変換特性の調整処理が必要であることを示す信号値「１」にして、可変階調変換部３１に出力する。

可変階調変換部３１では、階調変換調整部３３から、階調変換特性の調整処理が必要であることを示す信号値「１」である階調変換調整信号Ａｄｊを受信すると、階調変換特性の調整処理を行う。つまり、可変階調変換部３１は、１フレームごとに、パラメータを変えて、階調変換を変更した階調変換画像Ｄ２を検出部３２に出力する。

具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２の期間（１フレームに相当する期間）において、可変階調変換部３１は、パラメータ１により決定される階調変換特性による階調変換を行い、階調変換調整部３３は、このときの画像検出処理の検出精度についての情報を保持する。

時刻ｔ２〜ｔ３の期間（１フレームに相当する期間）において、可変階調変換部３１は、パラメータ２により決定される階調変換特性による階調変換を行い、階調変換調整部３３は、このときの画像検出処理の検出精度についての情報を保持する。

時刻ｔ３〜ｔ４の期間（１フレームに相当する期間）において、可変階調変換部３１は、パラメータ３により決定される階調変換特性による階調変換を行い、階調変換調整部３３は、このときの画像検出処理の検出精度についての情報を保持する。

時刻ｔ４において、階調変換調整部３３は、上記の３通りの階調変換による画像検出処理の検出精度のうち、最も検出精度の高い階調変換を特定する。図１５の場合、最も検出精度の高い階調変換が、パラメータ２により決定される階調変換特性による階調変換であったものとすると、階調変換調整部３３は、可変階調変換部３１の階調変換特性が、パラメータ２により決定される階調変換特性となるように、パラメータ設定信号を生成し、生成したパラメータ設定信号を可変階調変換部３１に出力する。

可変階調変換部３１は、階調変換調整部３３から、上記パラメータ設定信号を受信すると、当該パラメータ設定信号に基づいて、階調変換特性を、パラメータ２により決定される階調変換特性となるように、Ａの値とＢの値を設定する。

これにより、図１５の時刻４以降において、可変階調変換部３１では、パラメータ２により決定される階調変換特性による階調変換が実行され、画像検出処理の精度が確保される。

以上のように、画像検出処理システム２０００では、可変階調変換部３１が複数の階調変換特性による階調変換を行うことができ、現在設定されている階調変換特性による階調変換画像を用いた画像検出処理の精度を、階調変換調整部３３が監視しているので、現在設定されている階調変換特性による階調変換画像を用いた画像検出処理の精度が悪化した場合、階調変換特性の調整処理を実行し、階調変換画像を用いた画像検出処理の精度を迅速に改善することができる。

また、画像検出処理システム２０００では、上記処理を、撮像部Ｃ１が１回の撮影で取得した画像（撮像画像）に対して、実行するので、従来技術のように、ブラケット撮影を行う必要もない。

また、画像検出処理システム２０００では、撮像部Ｃ１が１回の撮影で取得した画像（撮像画像）を用いて、上記処理を行うことで、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を高精度に行うことができる。したがって、画像検出処理システム１０００では、例えば、絞り等を変更することができない光学系を有する撮像部を用いる場合（露出量を変更することができない場合）であっても、所定の画像領域（所定の画像特徴量を有する画像領域）の検出処理を高精度に行うことができる。

また、画像検出処理システム２０００では、複数の階調変換特性を可変階調変換部３１により実現することができるので、複数の階調変換部を設ける必要がなく、ハードウェアで実現する場合の回路規模を削減することができる。

なお、上記では、可変階調変換部３１が実現することができる複数の階調変換特性は、図３の階調変換特性に基づくものであったが、これに限定されることはなく、可変階調変換部３１は、例えば、図１１〜図１３に示す階調変換特性により、複数の階調変換特性による階調変換処理を行うものであってもよい。

［他の実施形態］
上記実施形態において、階調変換特性の種類が３種類である場合について、説明したが、これに限定されることはなく、Ｎ種類の階調変換特性を用いて、処理が実行されるものであってもよい。

また、上記実施形態において、検出処理対象が道路上の白線である場合、白線が位置しない画像領域を検出処理の対象外とする場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、検出処理対象が存在し得ない画像領域を除外した画像を生成し、生成した当該画像を画像検出処理部１、または、画像検出処理部３に入力して、処理を行うようにしてもよい。

また、上記では、検出処理対象が道路上の白線である場合について説明したが、これに限定されることはなく、他の物体を検出処理対象としてもよい。その場合、検出対象物に応じて、検出方法、検出精度の判定等を行うようにすればよい。

また、上記実施形態の一部または全部を組み合わせるようにしてもよい。

また、上記実施形態の画像検出処理システム、画像検出処理部（画像検出処理装置）の一部または全部は、集積回路（例えば、ＬＳＩ、システムＬＳＩ等）として実現されるものであってもよい。

上記実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。

また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。なお、上記実施形態に係る動画像符号化装置をハードウェアにより実現する場合、各処理を行うためのタイミング調整を行う必要があるのは言うまでもない。上記実施形態においては、説明便宜のため、実際のハードウェア設計で生じる各種信号のタイミング調整の詳細については省略している。

また、上記実施形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。

前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びその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は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、大容量ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、半導体メモリを挙げることができる。

上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。

なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。

１０００、２０００ 画像検出処理システム
１ 画像検出処理部（画像検出処理装置）
１０Ａ 第１階調変換部
１０Ｂ 第２階調変換部
１０Ｃ 第３階調変換部
１１Ａ 第１検出部
１１Ｂ 第２検出部
１１Ｃ 第３検出部
１２ 統合処理部
２ 検出結果画像取得部
３ 画像検出処理部（画像検出処理装置）
３１ 可変階調変換部
３２ 検出部
３３ 階調変換調整部

Claims (12)

1. 入力画像に対して、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換を行うＮ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部と、
   前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得するＮ個の検出部と、
   前記Ｎ個の検出部により取得されたＮ個の前記検出精度に基づいて、最終検出結果を取得する統合処理部と、
   前記入力画像と前記最終検出結果とに基づいて、検出結果画像を取得する検出結果画像取得部と、
   を備え、
   前記Ｎ個の検出部は、
   前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより階調変換された画像から、２値化画像を取得し、取得した前記２値化画像に対して、画素値が「１」である画素同士を結ぶ直線を
   ｒ＝ｘ×ｃｏｓθ＋ｙ×ｓｉｎθ
   で表し、データ（ｒ，θ）を求めるハフ変換を行い、データ（ｒ，θ）が同じである直線の度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を求めることで、前記検出処理の検出精度を取得し、
   前記統合処理部は、
   （１）前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を、Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）、Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）、・・・、Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）とし、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）とすると、
   ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）＋Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）＋・・・＋Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）
   により、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）を取得する単純加算方式による処理、
   （２）前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を、Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）、Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）、・・・、Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）とし、Ｎ個の重み付けデータをｗ１、ｗ２、・・・、ｗＮとし、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）とすると、
   ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝ｗ１×Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）＋ｗ２×Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）＋・・・＋ｗＮ×Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）
   により、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）を取得する重み付け加算方式による処理、および、
   （３）前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）のうち、最も度数の多い点を含むデータがＨｉｓｔ＿ｍｏｓｔ（ｒ，θ）であるとき、
   ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝Ｈｉｓｔ＿ｍｏｓｔ（ｒ，θ）
   として、前記最終検出結果を取得する選択方式による処理、
   のいずれかによる処理を実行することで、前記最終検出結果を取得する、
   画像検出処理装置。
2. 前記Ｎ個の階調変換部は、それぞれ、
   入力値が第１閾値Ａよりも小さい場合、前記入力値よりも小さい値を出力値とし、
   入力値が第２閾値Ｂ（Ｂ＞Ａ）よりも大きい場合、前記入力値と同じ値を出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性により前記階調変換を行う、
   請求項１に記載の画像検出処理装置。
3. 前記Ｎ個の階調変換部は、それぞれ、
   入力値が前記第１閾値Ａよりも小さい場合、出力値を「０」とし、
   入力値が前記第２閾値Ｂ（Ｂ＞Ａ）よりも大きい場合、前記入力値と同じ値を出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性により前記階調変換を行う、
   請求項２に記載の画像検出処理装置。
4. 前記Ｎ個の階調変換部は、それぞれ、
   入力値が、前記第１閾値Ａ以上であり、かつ、前記第２閾値Ｂ以下である場合、入力値をｘとし、出力値をｙとすると、
   ｙ＝Ｂ／（Ｂ−Ａ）×（ｘ−Ａ）
   により決定される値ｙを出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性により前記階調変換を行う、
   請求項３に記載の画像検出処理装置。
5. 入力画像に対して、Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の異なる階調変換特性による階調変換を行うことができる可変階調変換部と、
   前記可変階調変換部により階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得する検出部と、
   前記検出部により取得された検出精度が所定のレベルよりも悪いと判断した場合、前記可変階調変換部に階調変換特性の調整処理を実行させるための階調変換調整信号を出力する階調変換調整部と、
   を備える画像検出処理装置。
6. 前記可変階調変換部の前記Ｎ個の階調変換特性は、それぞれ、
   入力値が第１閾値Ａよりも小さい場合、前記入力値よりも小さい値を出力値とし、
   入力値が第２閾値Ｂ（Ｂ＞Ａ）よりも大きい場合、前記入力値と同じ値を出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性である、
   請求項５に記載の画像検出処理装置。
7. 前記可変階調変換部の前記Ｎ個の階調変換特性は、それぞれ、
   入力値が前記第１閾値Ａよりも小さい場合、出力値を「０」とし、
   入力値が前記第２閾値Ｂ（Ｂ＞Ａ）よりも大きい場合、前記入力値と同じ値を出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性である、
   請求項６に記載の画像検出処理装置。
8. 前記可変階調変換部の前記Ｎ個の階調変換特性は、それぞれ、
   入力値が、前記第１閾値Ａ以上であり、かつ、前記第２閾値Ｂ以下である場合、入力値をｘとし、出力値をｙとすると、
   ｙ＝Ｂ／（Ｂ−Ａ）×（ｘ−Ａ）
   により決定される値ｙを出力値とする、入出力特性を有する階調変換特性である、
   請求項７に記載の画像検出処理装置。
9. 入力画像に対して、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換を行うＮ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換ステップと、
   前記Ｎ個の階調変換ステップのそれぞれにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得するＮ個の検出ステップと、
   前記Ｎ個の検出ステップにより取得されたＮ個の前記検出精度に基づいて、最終検出結果を取得する統合処理ステップと、
   前記入力画像と前記最終検出結果とに基づいて、検出結果画像を取得する検出結果画像取得ステップと、
   を備え、
   前記Ｎ個の検出ステップは、
   前記Ｎ個の階調変換ステップのそれぞれにより階調変換された画像から、２値化画像を取得し、取得した前記２値化画像に対して、画素値が「１」である画素同士を結ぶ直線を
   ｒ＝ｘ×ｃｏｓθ＋ｙ×ｓｉｎθ
   で表し、データ（ｒ，θ）を求めるハフ変換を行い、データ（ｒ，θ）が同じである直線の度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を求めることで、前記検出処理の検出精度を取得し、
   前記統合処理ステップは、
   （１）前記Ｎ個の階調変換ステップのそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を、Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）、Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）、・・・、Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）とし、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）とすると、
   ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）＋Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）＋・・・＋Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）
   により、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）を取得する単純加算方式による処理、
   （２）前記Ｎ個の階調変換ステップのそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を、Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）、Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）、・・・、Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）とし、Ｎ個の重み付けデータをｗ１、ｗ２、・・・、ｗＮとし、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）とすると、
   ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝ｗ１×Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）＋ｗ２×Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）＋・・・＋ｗＮ×Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）
   により、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）を取得する重み付け加算方式による処理、および、
   （３）前記Ｎ個の階調変換ステップのそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）のうち、最も度数の多い点を含むデータがＨｉｓｔ＿ｍｏｓｔ（ｒ，θ）であるとき、
   ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝Ｈｉｓｔ＿ｍｏｓｔ（ｒ，θ）
   として、前記最終検出結果を取得する選択方式による処理、
   のいずれかによる処理を実行することで、前記最終検出結果を取得する、
   画像検出処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 入力画像に対して、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換を行うＮ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部と、
    前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得するＮ個の検出部と、
    前記Ｎ個の検出部により取得されたＮ個の前記検出精度に基づいて、最終検出結果を取得する統合処理部と、
    前記入力画像と前記最終検出結果とに基づいて、検出結果画像を取得する検出結果画像取得部と、
    を備え、
    前記Ｎ個の検出部は、
    前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより階調変換された画像から、２値化画像を取得し、取得した前記２値化画像に対して、画素値が「１」である画素同士を結ぶ直線を
    ｒ＝ｘ×ｃｏｓθ＋ｙ×ｓｉｎθ
    で表し、データ（ｒ，θ）を求めるハフ変換を行い、データ（ｒ，θ）が同じである直線の度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を求めることで、前記検出処理の検出精度を取得し、
    前記統合処理部は、
    （１）前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を、Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）、Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）、・・・、Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）とし、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）とすると、
    ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）＋Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）＋・・・＋Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）
    により、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）を取得する単純加算方式による処理、
    （２）前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）を、Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）、Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）、・・・、Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）とし、Ｎ個の重み付けデータをｗ１、ｗ２、・・・、ｗＮとし、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）とすると、
    ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝ｗ１×Ｈｉｓｔ＿１（ｒ，θ）＋ｗ２×Ｈｉｓｔ＿２（ｒ，θ）＋・・・＋ｗＮ×Ｈｉｓｔ＿Ｎ（ｒ，θ）
    により、前記最終検出結果をＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）を取得する重み付け加算方式による処理、および、
    （３）前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより取得されたＮ個の前記度数Ｈｉｓｔ（ｒ，θ）のうち、最も度数の多い点を含むデータがＨｉｓｔ＿ｍｏｓｔ（ｒ，θ）であるとき、
    ＨｉｓｔＡｌｌ（ｒ，θ）＝Ｈｉｓｔ＿ｍｏｓｔ（ｒ，θ）
    として、前記最終検出結果を取得する選択方式による処理、
    のいずれかによる処理を実行することで、前記最終検出結果を取得する、
    集積回路。
11. 入力画像に対して、Ｎ個（Ｎ：２以上の自然数）の異なる階調変換特性による階調変換を行うことができる可変階調変換ステップと、
    前記可変階調変換ステップにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得する検出ステップと、
    前記検出ステップにより取得された検出精度が所定のレベルよりも悪いと判断した場合、前記可変階調変換ステップに階調変換特性の調整処理を実行させるための階調変換調整信号を出力する階調変換調整ステップと、
    を備える画像検出処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
12. 入力画像に対して、それぞれ、異なる階調変換特性による階調変換を行うＮ個（Ｎ：２以上の自然数）の階調変換部と、
    前記Ｎ個の階調変換部のそれぞれにより階調変換された画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域の検出処理を行い、当該検出処理の検出精度を取得するＮ個の検出部と、
    前記Ｎ個の検出部により取得されたＮ個の前記検出精度に基づいて、前記入力画像から、所定の画像特徴量を有する画像領域を検出する統合処理部と、
    を備える集積回路。