JP6429452B2 - 車載用画像処理装置及び半導体装置 - Google Patents
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Description
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
本願において開示される代表的な実施の形態は、カメラ(1)と、画像認識部(3)と、判断部(4)とを備え、車両に搭載されるための車載用画像処理装置(10)であって、以下のように構成される。
項1において、前記第2領域は、前記車両の周辺の映像である。
項2において、前記判断部は、さらに、前記第1領域と前記第2領域の両方について、遠景に適する画像処理と近景に適する画像処理との間の中間的な画像処理(S4,S7)を行わせる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される。
項1から項3のうちのいずれか1項において、前記画像認識部は、前記映像データから前記車両の速度情報を算出し、前記判断部に供給する機能(19)をさらに有する。
項1から項4のうちのいずれか1項において、前記カメラを第1カメラ(1R)とし、前記映像データを第1映像データ(50R)とし、前記車載用画像処理装置は、前記第1カメラと左右1対の第2カメラ(1L)をさらに備える。前記第2カメラは、前記車両前方の映像を1フレーム内に含む第2映像データ(50L)を前記画像認識部に供給可能に構成される。前記画像認識部は、前記第1映像データのうちの前記第1領域の映像データ(52R)と、前記第2映像データ(52L)との視差に基づく画像認識処理(33)を実行可能に構成される。
項5において、前記第2映像データは、前記車両前方の映像である第3領域(52L)と車両の周辺の映像である第4領域(53L)とを、1フレーム内に同時に含む。
項1から項6のうちのいずれか1項において、前記画像認識部は、前記映像データに含まれる各領域の映像データについて、それぞれの映像データを所定の視点からの画像に変換し、各領域の映像データから変換された画像を合成する機能をさらに有する。
項7において、前記画像認識部は、複数の領域の映像データに含まれる部分の画像(56)については、前記複数の領域の映像データの視差を利用して互いに補完して合成する。前記画像認識部は、前記複数の領域の映像データのいずれにも含まれない部分の画像(57)については、過去のフレームの映像データに基づいて推定し、又は、前記複数の領域の端部の映像データに基づいて推定し、又は、当該部分の画像データとして推定不能であることを示すための所定の画像データを出力する機能をさらに有する。
本願において開示される代表的な実施の形態は、画像認識部(3)と、判断部(4)とを備え、車両に搭載されるカメラ(1)が接続されることによって車載用画像処理装置(10)を構成可能な半導体装置(20)であって、以下のように構成される。
項9において、前記第2領域は、前記車両の周辺の映像であり、
前記判断部は、前記速度情報が前記車両が高速走行中であることを示す情報であるときは、前記第1領域(52)について遠景に適する画像処理(S2,S5)を行わせ、前記第2領域(53)についての画像処理を省略させる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される。また、前記判断部は、前記速度情報が前記車両が低速走行中であることを示す情報であるときは、前記第2領域について近景に適する画像処理(S3,S6)を行わせ、前記第1領域についての画像処理を省略させる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される。
項10において、前記判断部は、さらに、前記第1領域と前記第2領域の両方について、遠景に適する画像処理と近景に適する画像処理との間の中間的な画像処理(S4,S7)を行わせる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される。
項9から項11のうちのいずれか1項において、前記画像認識部は、前記映像データから前記車両の速度情報を算出し、前記判断部に供給する機能(19)をさらに有する。
項9から項12のうちのいずれか1項において、前記カメラを第1カメラ(1R)とし、前記映像データを第1映像データ(50R)とし、前記車載用画像処理装置は、前記第1カメラと左右1対の第2カメラ(1L)をさらに備える。前記第2カメラは、前記車両前方の映像を1フレーム内に含む第2映像データ(50L)を前記半導体装置の前記画像認識部に供給可能に構成される。前記画像認識部は、前記第1映像データのうちの前記第1領域の映像データ(52R)と、前記第2映像データ(52L)との視差に基づく画像認識処理(33)を実行可能に構成される。
項13において、前記第2映像データは、前記車両前方の映像である第3領域(52L)と車両の周辺の映像である第4領域(53L)とを、1フレーム内に同時に含む。
項9から項14のうちのいずれか1項において、
前記画像認識部は、前記映像データに含まれる各領域の映像データについて、それぞれの映像データを所定の視点からの画像に変換し、各領域の映像データから変換された画像を合成する機能をさらに有する。
項15において、前記画像認識部は、複数の領域の映像データに含まれる部分の画像(56)については、前記複数の領域の映像データの視差を利用して互いに補完して合成する。前記画像認識部は、前記複数の領域の映像データのいずれにも含まれない部分の画像(57)については、過去のフレームの映像データに基づいて推定し、又は、前記複数の領域の端部の映像データに基づいて推定し、又は、当該部分の画像データとして推定不能であることを示すための所定の画像データを出力する機能をさらに有する。
項9から項16のうちのいずれか1項において、単一半導体基板上に形成される。
実施の形態について更に詳述する。
図1は、実施形態1に係る車載用画像処理装置10の構成例を示すブロック図である。
図3は、画像処理の内容の一例を示すフローチャートである。境界線51の上側の領域53は、車両の周辺の映像であるとする。
図4は、カメラモジュール1の構成例を示す外観図であり、図5は側面断面図である。カメラモジュール1は、基板43上に実装され配線44が接続されたイメージセンサ5と、レンズ41などで構成される光学系が、収納カバー42内に収納されて構成される。反射板2は、光学系であるレンズ41等を通してイメージセンサ5に入射する入射光の光路内に設置される。図4では、収納カバー42を透視したものとした内側が、破線で描かれている。反射板2が設置されない場合には、前方の映像をそのままイメージセンサ5の全体に撮り込むことができる。反射板2が設置されることにより、反射板2によって遮られない部分の前方の映像がそのままイメージセンサ5に撮り込まれ、同時に、周囲などからの映像が反射板2によって反射されて、イメージセンサ5に撮り込まれる。
図6は、車載用画像処理装置10の詳細な構成例を示すブロック図である。車載用画像処理装置10は、カメラモジュール1に搭載されているイメージセンサ5と、画像認識部3と判断部4を含んで構成されるLSI20と、フレームメモリ11とによって構成される。LSI20は、画像認識部3と、判断部4と、メモリインターフェース部12と、カメラ入力部13と、カメラ制御部14とを含んで構成される。
図9は、実施形態2に係る車載用画像処理装置10の構成例を示すブロック図である。図1に示される、実施形態1に係る車載用画像処理装置10の構成例との違いは、左右1対のカメラ1Lと1Rとを備えており、所謂ステレオカメラを構成する点である。ステレオカメラは視覚内の物体までの距離を測定する手法の一つで2つのカメラで構成され視差映像を用いた物体までの距離測定が可能である。車載用画像処理装置10は、実施形態1に係る車載用画像処理装置10と同様に、他に画像認識部3と、判断部4と速度検出部7または19を含んで構成される。右側のカメラ1Rの前方には、実施形態1で示したカメラ1と同様に、反射板2が設置されている。左側のカメラ1Lには、反射板は設置されていない。右側のカメラ1Rからの映像と左側のカメラ1Lからの映像は、共に、画像認識部3に供給される。左右1対のカメラは、例えば、フロントグラス上部に互いに所定の距離を離して設置される。右側のカメラ1Rに反射板2を備える例を示したが、左側のカメラ1Lに反射板2を備えてもよい。
図12は、実施形態3に係る車載用画像処理装置10の構成例を示すブロック図である。図9に示される、実施形態2に係る車載用画像処理装置10の構成例との違いは、左右1対のカメラ1Lと1Rそれぞれの前方に反射板2Lと2Rを備えている点である。車載用画像処理装置10は、実施形態2に係る車載用画像処理装置10と同様に、他に画像認識部3と、判断部4と速度検出部7または19を含んで構成される。
画像認識部3で切り出された、車両前方の映像52、52L、52Rなどと、車両周辺の映像53、53L、53Rなどは、カメラ1、1L、1Rを視点とする映像である。これに対して視点変換処理を施すことにより、別の視点からの映像を合成することができる。例えば、自車両を上空から俯瞰した映像に変換することができる。このとき、カメラの構成は、単眼でもステレオでも良い。本実施形態では、説明の簡略化のために、単眼の場合を例に採って説明する。
2 反射板
3 画像認識部
4 判断部
5 イメージセンサ
6 速度センサ
7 速度検出部
8 速度情報
9 制御指示情報
10 車載用画像処理装置
11 フレームメモリ
12 メモリインターフェース部
13 カメラ入力部
14 カメラ制御部
15 速度検出部
16 画像処理(鮮鋭化)
17 画像処理(色変換)
18 画像処理(各種)
19 画像処理(速度検出)
20 半導体装置(LSI)
21 CPU
22 アクセラレータ
23 内蔵メモリ
24 周辺回路
25 カメラインターフェース
26 タイマ
30 速度依存の画像処理(鮮鋭化・色変換)
31 速度に依存しない画像処理(鮮鋭化・色変換)
32 画面切り出し
33 視差検出/ベクトル検出/画像認識
34 画像認識(信号機・標識等の認識)
41 レンズ
42 収納カバー
43 基板
44 配線
50 映像データ
51 境界
52 車両前方の映像領域
53 車両周辺の映像領域
54 通常映像領域
55 反射板映像領域
56 通常映像と反射板映像とが重複する領域
57 予測映像領域(死角)
Claims (21)
- カメラと、画像認識部と、判断部とを備え、車両に搭載されるための車載用画像処理装置であって、
前記判断部は、前記車両の速度情報が供給され、前記速度情報に基づいて、前記画像認識部に対して制御指示情報を供給可能に構成され、
前記画像認識部は、前記車両前方の映像である第1領域と前記車両前方よりも下側方向の前記車両周辺の映像である第2領域とを1フレーム内に同時に含む映像データが、前記カメラから供給され、前記第1領域と前記第2領域の映像データに対して、前記制御指示情報に基づく画像処理を行い、その画像処理結果を前記判断部に供給可能に構成され、
前記判断部は、前記画像処理結果に基づいて、前記車両を制御するための判断処理を行うことが可能に構成される、
車載用画像処理装置。 - 請求項1において、前記第2領域は、前記車両の周辺の映像であり、
前記判断部は、前記速度情報が前記車両が高速走行中であることを示す情報であるときは、前記第1領域について遠景に適する画像処理を行わせ、前記第2領域についての画像処理を省略させる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能であり、前記速度情報が前記車両が低速走行中であることを示す情報であるときは、前記第2領域について近景に適する画像処理を行わせ、前記第1領域についての画像処理を省略させる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される、車載用画像処理装置。 - 請求項2において、
前記判断部は、さらに、前記速度情報が高速走行または低速走行のいずれにも分類されない場合に、前記第1領域と前記第2領域の両方について、遠景に適する画像処理と近景に適する画像処理との間の中間的な画像処理を行わせる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される、車載用画像処理装置。 - 請求項1において、
前記画像認識部は、前記映像データから前記車両の速度情報を算出し、前記判断部に供給する機能をさらに有する、車載用画像処理装置。 - 請求項1において、前記カメラを第1カメラとし、前記映像データを第1映像データとし、前記車載用画像処理装置は、前記第1カメラと左右1対の第2カメラをさらに備え、
前記第2カメラは、前記車両前方の映像を1フレーム内に含む第2映像データを前記画像認識部に供給可能に構成され、
前記画像認識部は、前記第1映像データのうちの前記第1領域の映像データと、前記第2映像データとの視差に基づく画像認識処理を実行可能に構成される、車載用画像処理装置。 - 請求項5において、前記第2映像データは、前記車両前方の映像である第3領域と車両の周辺の映像である第4領域とを、1フレーム内に同時に含み、
前記画像認識部は、前記第1映像データのうちの前記第1領域の映像データと、前記第2映像データのうちの前記第3領域の映像データとの視差に基づく画像認識処理を実行可能に構成され、
前記判断部は、前記速度情報が前記車両が高速走行中であることを示す情報であるときは、前記第1領域と前記第3領域について遠景に適する画像処理を行い、前記第2領域と前記第4領域についての画像処理を省略させる、制御指示情報を前記画像認識部に供給可能であり、前記速度情報が前記車両が低速走行中であることを示す情報であるときは、前記第2領域と前記第4領域について近景に適する画像処理を行い、前記第1領域と前記第3領域についての画像処理を省略させる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される、車載用画像処理装置。 - 請求項1において、
前記画像認識部は、前記映像データに含まれる各領域の映像データについて、それぞれの映像データを所定の視点からの画像に変換し、各領域の映像データから変換された画像を合成する機能をさらに有する、車載用画像処理装置。 - 請求項7において、
前記画像認識部は、複数の領域の映像データに含まれる部分の画像については、前記複数の領域の映像データの視差を利用して互いに補完して合成し、前記複数の領域の映像データのいずれにも含まれない部分の画像については、過去のフレームの映像データに基づいて推定し、又は、前記複数の領域の端部の映像データに基づいて推定し、又は、当該部分の画像データとして推定不能であることを示すための所定の画像データを出力する機能をさらに有する、車載用画像処理装置。 - 画像認識部と、判断部とを備え、車両に搭載されるカメラが接続されることによって車載用画像処理装置を構成可能な半導体装置であって、
前記判断部は、前記車両の速度情報が供給され、前記速度情報に基づいて、前記画像認識部に対して制御指示情報を供給可能に構成され、
前記画像認識部は、前記車両前方の映像である第1領域と前記車両前方よりも下側方向の前記車両周辺の映像である第2領域とを1フレーム内に同時に含む映像データが、前記カメラから供給され、前記第1領域と前記第2領域の映像データに対して、前記制御指示情報に基づく画像処理を行い、その画像処理結果を前記判断部に供給可能に構成され、
前記判断部は、前記画像処理結果に基づいて、前記車両を制御するための判断処理を行うことが可能に構成される、
半導体装置。 - 請求項9において、前記第2領域は、前記車両の周辺の映像であり、
前記判断部は、前記速度情報が前記車両が高速走行中であることを示す情報であるときは、前記第1領域について遠景に適する画像処理を行わせ、前記第2領域についての画像処理を省略させる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能であり、前記速度情報が前記車両が低速走行中であることを示す情報であるときは、前記第2領域について近景に適する画像処理を行わせ、前記第1領域についての画像処理を省略させる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される、半導体装置。 - 請求項10において、
前記判断部は、さらに、前記速度情報が高速走行または低速走行のいずれにも分類されない場合に、前記第1領域と前記第2領域の両方について、遠景に適する画像処理と近景に適する画像処理との間の中間的な画像処理を行わせる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される、半導体装置。 - 請求項9において、
前記画像認識部は、前記映像データから前記車両の速度情報を算出し、前記判断部に供給する機能をさらに有する、半導体装置。 - 請求項9において、前記カメラを第1カメラとし、前記映像データを第1映像データとし、前記車載用画像処理装置は、前記第1カメラと左右1対の第2カメラをさらに備え、
前記第2カメラは、前記車両前方の映像を1フレーム内に含む第2映像データを前記半導体装置の前記画像認識部に供給可能に構成され、
前記画像認識部は、前記第1映像データのうちの前記第1領域の映像データと、前記第2映像データとの視差に基づく画像認識処理を実行可能に構成される、半導体装置。 - 請求項13において、前記第2映像データは、前記車両前方の映像である第3領域と車両の周辺の映像である第4領域とを、1フレーム内に同時に含み、
前記画像認識部は、前記第1映像データのうちの前記第1領域の映像データと、前記第2映像データのうちの前記第3領域の映像データとの視差に基づく画像認識処理を実行可能に構成され、
前記判断部は、前記速度情報が前記車両が高速走行中であることを示す情報であるときは、前記第1領域と前記第3領域について遠景に適する画像処理を行わせ、前記第2領域と前記第4領域についての画像処理を省略させる、制御指示情報を前記画像認識部に供給可能であり、前記速度情報が前記車両が低速走行中であることを示す情報であるときは、前記第2領域と前記第4領域について近景に適する画像処理を行わせ、前記第1領域と前記第3領域についての画像処理を省略させる制御指示情報を、前記画像認識部に供給可能に構成される、半導体装置。 - 請求項9において、
前記画像認識部は、前記映像データに含まれる各領域の映像データについて、それぞれの映像データを所定の視点からの画像に変換し、各領域の映像データから変換された画像を合成する機能をさらに有する、半導体装置。 - 請求項15において、
前記画像認識部は、複数の領域の映像データに含まれる部分の画像については、前記複数の領域の映像データの視差を利用して互いに補完して合成し、前記複数の領域の映像データのいずれにも含まれない部分の画像については、過去のフレームの映像データに基づいて推定し、又は、前記複数の領域の端部の映像データに基づいて推定し、又は、当該部分の画像データとして推定不能であることを示すための所定の画像データを出力する機能をさらに有する、半導体装置。 - 請求項9において、単一半導体基板上に形成される、半導体装置。
- 請求項1において、前記判断部は、前記車両が高速に走行している場合に、前記車両と先行車両との車間距離、前記車両前方の障害物の有無の少なくとも一つを含む前方監視結果に基づいて前記判断処理を行う、
車載用画像処理装置。 - 請求項1において、前記判断部は、前記車両が低速に走行している場合に、前記車両と前記車両周辺の障害物との距離を含む周辺監視結果に基づいて前記判断処理を行う、
車載用画像処理装置。 - 請求項9において、前記判断部は、前記車両が高速に走行している場合に、前記車両と先行車両との車間距離、前記車両前方の障害物の有無の少なくとも一つを含む前方監視結果に基づいて前記判断処理を行う、
半導体装置。 - 請求項9において、前記判断部は、前記車両が低速に走行している場合に、前記車両と前記車両周辺の障害物との距離を含む周辺監視結果に基づいて前記判断処理を行う、
半導体装置。
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