JP6620476B2 - 車種判別装置、車種判別方法、および車種判別プログラム - Google Patents

Description

この発明は、二輪車が高規格幹線道路（高速自動車国道や一般国道の自動車専用道路等）の走行が許可されていない車種（排気量が１２５ｃｃ以下）であるかどうかを判定する技術に関する。

従来、走行している二輪車の後部を撮像したフレーム画像を処理し、このフレーム画像に撮像されている二輪車が高規格幹線道路（高速自動車国道や一般国道の自動車専用道路等）の走行が許可されていない車種（排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車）であるかどうかを判定する技術があった（特許文献１参照）。

特許文献１は、走行している二輪車の後部を撮像したフレーム画像からナンバープレートを抽出し、このナンバープレートの横幅の長さが所定の長さ未満（２００ｍｍ未満）であれば、排気量が１２５ｃｃ以下であると判定する構成である。

排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車と、排気量が１２５ｃｃ超える二輪車とは、道路交通法で高規格幹線道路の走行の許可／禁止の境界に設定されているだけでなく、高規格幹線道路でない有料道路や、駐車場等においては、利用料金を段階的に定める際の１つの境界にされることもある。このようなことから、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車が高規格幹線道路に誤って進入するのを防止するシステムだけでなく、高規格幹線道路でない有料道路や、駐車場等の利用料金を収受するシステム等、様々なシステムで、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車であるかどうかを自動的に判定する技術の利用が検討されている。

特開昭６４−３７６９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、二輪車と、カメラとの相対的な位置の変化によって、フレーム画像上におけるナンバープレートの大きさが変化する。このため、二輪車の後部を撮像したフレーム画像から、ナンバープレートの横幅の長さを精度よく求めることができず、排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車を排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であると誤判定したり、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車を排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車であると誤判定したりすることがあった。このようなことから、排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車であるかどうかの判定精度の向上が要望されている。

この発明の目的は、フレーム画像に撮像されている二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定精度を向上させた技術を提供することにある。

この発明の車種判別装置は、上記目的を達するために、以下のように構成している。

画像入力部には、二輪車の後部を撮像したフレーム画像が入力される。文字検出部は、画像入力部に入力されたフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する。ナンバープレートに表記されている登録記号には、用途記号、分類記号、一連記号、および登録地名記号が含まれる。用途記号は、その車両の用途を示す記号であり、通常ひらがな１文字である（例外的に、アルファベット１文字の場合もある。）。分類記号は、車両の分類を示す記号であり、通常１または複数桁の数字である。一連記号は、通常最大４桁の数字である（例外的に、５桁以上の数字や、アルファベットと数字とを組み合わせたものもある。）。登録地名記号は、車両の登録地を示す記号であり、ひらがな、漢字、アルファベット等である。

判定部は、文字検出部が検出した、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する。

ここで言う、高規格幹線道路とは、高速自動車国道や一般国道の自動車専用道路等である。現在の道路交通法では、排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車については、高規格幹線道路の走行が許可されていない。すなわち、判定部は、画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車の排気量が１２５ｃｃ以下であるかどうかを判定する。

なお、判定部は、排気量が１２５ｃｃ以下であると判定しなかった二輪車を、排気量が１２５ｃｃを超える二輪車であると判定してもよいし、判定不能としてもよい。

排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車と、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車とでは、ナンバープレート上における登録記号の表記に相違する点がある。例えば、用途記号は、ナンバープレート上における表記位置が異なる。また、分類記号は、排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車のナンバープレートには表記されていないが、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートには表記されている。また、一連記号（４桁の場合）は、排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車の場合、上２桁の文字サイズと、下２桁の文字サイズとが異なっているが、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車の場合、上２桁の文字サイズと、下２桁の文字サイズとが同じである。また、登録地名コードの文字サイズと一連番号の下２桁の文字サイズとの比率が、排気量が１２５ｃｃ以下である二輪車と、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車とで異なっている。

判定部は、上述したように、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定するので、二輪車と、カメラとの相対的な位置の変化に影響されない。したがって、フレーム画像に撮像されている二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定精度の向上が図れる。また、判定部を、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字（例えば、用途記号）の表記位置も用いて、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する構成にすることにより、判定精度の一層の向上が図れる。

また、画像入力部に入力されたフレーム画像を処理し、ナンバープレートの横幅を推定する横幅推定部を備え、この横幅推定部によって推定されたナンバープレートの横幅も用いて、画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定部で判定する、構成にしてもよい。このように構成すれば、フレーム画像に撮像されている二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定精度の一層の向上が図れる。

この発明によれば、フレーム画像に撮像されている二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定精度の向上が図れる。

誤進入検知システムの構成を示す概略図である。 車種判別装置の主要部の構成を示す図である。 図３（Ａ）は、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートを示す図であり、図３（Ｂ）は、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートを示す図である。 車種判別装置の動作を示すフローチャートである。 二輪車種別判定処理を示すフローチャートである。 分類記号による二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。 用途記号による二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。 一連番号の文字高さによる二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。 一連番号の文字高さと、登録地名記号の文字高さによる二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。 ナンバープレートの大きさによる二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。 別の例にかかる、一連番号の文字高さによる二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施形態である車種判別装置を用いた、誤進入検知システムについて説明する。

図１は、この例にかかる誤進入検知システムの構成を示す概略図である。この例にかかる誤進入検知システムは、この発明の実施形態である車種判別装置１と、可視光カメラ２と、遠赤外線カメラ３と、を備える。可視光カメラ２、および遠赤外線カメラ３は、一般道から高速自動車国道や一般国道の自動車専用道路等（この発明で言う、高規格幹線道路に相当する。）の料金所に向かう流入路を走行する車両の後部を撮像する向きに設置している。可視光カメラ２は、可視光画像を撮像するカメラであり、遠赤外線カメラ３は、遠赤外線画像を撮像するカメラである。

また、図１に示すように、可視光カメラ２は、遠赤外線カメラ３に比べて、撮像エリアを小さくしている。すなわち、可視光カメラ２で撮像したフレーム画像において、車両の後部に取り付けられているナンバープレートの占める割合を比較的大きくしている。これにより、フレーム画像に撮像されているナンバープレートに表記されている登録記号にかかる文字の認識精度を、可視光カメラ２の解像度を高めることなく確保している。

可視光カメラ２、および遠赤外線カメラ３は、数十フレーム／秒（１０〜３０フレーム／秒）程度のフレームレートで動画像を撮像するものであってもよいし、外部機器（不図示）からのレリーズ信号の入力に応じて静止画像を撮像するものであってもよい。この外部機器は、例えば、可視光カメラ２の撮像エリア内に位置する移動体を検知する移動体検知部を有し、この移動体検知部で移動体を検知したときにレリーズ信号を可視光カメラ２や、遠赤外線カメラ３に出力する構成であればよい。

なお、可視光カメラ２、および遠赤外線カメラ３は、一方が動画像を撮像し、他方が静止画像を撮像するものであってもよい。この例では、可視光カメラ２、および遠赤外線カメラ３は、動画像を撮像するものとして説明する。

車種判別装置１は、可視光カメラ２が撮像した可視光フレーム画像、および遠赤外線カメラ３が撮像した遠赤外線フレーム画像を処理し、流入路に位置する移動体の種別が、四輪車、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車（この発明で言う高規格幹線道路の走行が禁止されていない二輪車）、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）（この発明で言う高規格幹線道路の走行が禁止されている二輪車）、自転車、または歩行者のいずれであるかを判定する。また、車種判別装置１は、判定した移動体の種別を、図示していない警報装置に出力する。この警報装置は、例えばインタチェンジの手前に設けた表示器に、車種判別装置１が判定した移動体の種別に応じたメッセージ等の表示行う。具体的には、車種判別装置１が判定した移動体の種別が、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）、自転車、または歩行者のいずれかであった場合、進入の禁止を警告するメッセージを表示する。

図２は、この例にかかる車種判別装置の主要部の構成を示す図である。車種判別装置１は、制御部１１と、可視光画像入力部１２と、遠赤外線画像入力部１３と、可視光画像処理部１４と、遠赤外線画像処理部１５と、出力部１６と、を備えている。

制御部１１は、車種判別装置１本体各部の動作を制御する。

可視光画像入力部１２には、可視光カメラ２が接続されており、この可視光カメラ２が撮像した可視光フレーム画像が入力される。この可視光画像入力部１２が、この発明で言う画像入力部に相当する。

遠赤外線画像入力部１３には、遠赤外線カメラ３が接続されており、この遠赤外線カメラ３が撮像した遠赤外線フレーム画像が入力される。

可視光画像処理部１４は、可視光画像入力部１２に入力された可視光フレーム画像を処理し、ナンバープレートに表記されている登録記号を認識することによって、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であるか、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であるかを判定する。この可視光画像処理部１４が、この発明で言う、文字検出部、横幅推定部、および判定部にかかる構成を備える。また、可視光画像処理部１４が、この発明にかかる車種判別方法を実行する。さらに、可視光画像処理部１４が、この発明にかかる車種判別プログラムを実行するコンピュータを有する。

遠赤外線画像処理部１５は、遠赤外線画像入力部１３に入力された遠赤外線フレーム画像を処理し、撮像されている移動体が四輪車であるかどうかを判定する。また、遠赤外線画像処理部１５は、四輪車でないと判定した移動体であって、可視光画像処理部１４が自転車を除く二輪車でないと判定した移動体（排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のどちらでもないと判定した移動体）について、その移動体が自転車であるか、歩行者であるかを判定する。

上記の説明から明らかなように、可視光画像処理部１４は、可視光画像入力部１２に入力された可視光フレーム画像に撮像されている移動体が、自転車を除く二輪車であるかどうかの判定も行う。

出力部１６は、判定した移動体の種別（四輪車、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）、自転車、または歩行者）を、接続されている警報装置に出力する。

ここで、図３を参照しながら、高速自動車国道や一般国道の自動車専用道路等の走行が禁止されていない排気量が１２５ｃｃを越える二輪車と、高速自動車国道や一般国道の自動車専用道路等の走行が禁止されている排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）と、のナンバープレートにおける登録記号の表記の相違について説明する。図３（Ａ）は、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートを示す図であり、図３（Ｂ）は、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートを示す図である。排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートには、分類記号、登録地名記号、用途記号、および一連番号（この発明で言う一連記号に相当する。）が登録記号として表記されている。一方、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートには、登録地名記号、用途記号、および一連番号が登録記号として表記されている。 この例では、分類記号、登録地名記号、用途記号、および一連番号を、ナンバープレートに表記されている登録記号の属性と言う。また、この例では、以下に示すように、属性が登録地名記号である文字と、属性が一連番号である文字との大きさ（この例では、文字高さ）の比率や、属性が一連番号である下２桁目の文字と、属性が一連番号である下３桁目の文字との大きさ（この例では、文字高さ）の比率が、この発明で言う、登録記号にかかる文字間の大きさの比率に相当する。

分類記号は、車両の大きさ等の分類を示す記号である。図３に示すように、分類記号は、数字（例外的にアルファベットの場合もある。）であり、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートの左上に表記されている。また、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートには、分類記号は表記されていない。したがって、分類記号がナンバープレートの左上に表記されているどうかによって、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であるか、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であるかを判定することができる。

用途記号は、車両の用途（事業用、自家用等）を示す記号である。図３に示すように、用途記号は、ひらがなである（例外的にアルファベットの場合もある。）。用途記号は、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートにおいては右上に表記されており、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートにおいては、左下（後述する一連番号の左側）に表記されている。したがって、ナンバープレートにおける用途記号の表記位置が右上であるか、左下であるかによって、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であるか、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であるかを判定することができる。

登録地名記号は、車両を登録した地名（陸運局、または市町村）を示す記号である。登録地名記号は、漢字やひらがなである。排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートに表記されている登録地名記号は、陸運局を示し、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートに表記されている登録地名記号は、市町村を示す。

また、一連番号は、通常最大４桁の数字である（例外的に、５桁以上の数字や、アルファベットと数字とを組み合わせたものもある。）。排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートに表記されている一連番号は、各数字の大きさが略同じである。一方、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートに表記されている一連番号は、下２桁の数字が、上２桁の数字よりも大きい。したがって、ナンバープレートに表記されている一連番号の下２桁の数字の大きさと、上２桁の数字の大きさとの比率によって、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であるか、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であるかを判定することができる。例えば、図３に示す文字高さの比率ａ／ｂが、予め定めた所定値α（例えば、α＝１．１）よりも大きければ、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定できる。

また、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車と、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートにおいては、一連番号の下２桁の数字の大きさと、登録地名記号にかかる文字の大きさとの比率が異なっている。したがって、一連番号の下２桁の数字の大きさと、登録地名記号にかかる文字の大きさとの比率によって、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であるか、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であるかを判定することができる。例えば、図３に示す文字高さの比率ａ／ｃが、予め定めた所定値β（例えば、β＝２．０）よりも大きければ、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定できる。

さらに、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートは、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートよりも大きい。排気量が１２５ｃｃを越える二輪車のナンバープレートは、２３０（ｍｍ）×１２５（ｍｍ）（横×縦）の大きさであり、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートは、２００（ｍｍ）×１００（ｍｍ）（横×縦）の大きさである。したがって、ナンバープレートの大きさによって、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であるか、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であるかを判定することができる。例えば、ナンバープレートの幅が、２１０ｍｍ未満であれば、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定できる。

なお、図３に示したナンバープレート以外にも、外形形状や登録記号の表記形態等をその地域の特色に応じて変更したナンバープレート（所謂、ご当地ナンバー）もあるが、ほとんどのご当地ナンバーにおいても、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車と、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）との間における上述したナンバープレートの相違点の少なくとも１つが存在する。

以下、この例にかかる車種判別装置１の動作について説明する。図４は、車種判別装置の動作を示すフローチャートである。車種判別装置１は、移動体が可視光カメラ２の撮像エリア内に位置するのを検知すると（ｓ１）、検知した移動体の幅が予め定めた幅（例えば、１ｍ）を超えているかどうかを判定する（ｓ２）。ｓ１は、可視光画像処理部１４において、可視光画像入力部１２に入力された可視光カメラ２が撮像した可視光フレーム画像にかかる背景差分画像を生成し、撮像されている移動体を検知する処理であってもよいし、図示していない車両感知器等の外部機器から入力される移動体の検知信号によって判定する処理であってもよい。

なお、可視光カメラ２、および遠赤外線カメラ３が静止画像を撮像する構成である場合には、外部機器によって移動体が検知されたときに、可視光カメラ２、および遠赤外線カメラ３に対して、所定時間間隔（例えば１００ｍｓ間隔）で、複数フレーム（例えば、１０フレーム）の撮像を行わせるレリーズ信号を入力すればよい。

ｓ２では、遠赤外線画像処理部１５が、遠赤外線画像入力部１３に入力された、遠赤外線カメラ３が撮像した遠赤外線フレーム画像を処理し、今回検知した移動体の幅が予め定めた幅（例えば、１ｍ）を超えているかどうかを判定する。車種判別装置１は、今回検知した移動体の幅が予め定めた幅を超えていれば、四輪車であると判定する（ｓ３）。

車種判別装置１は、ｓ２で、遠赤外線画像処理部１５が移動体の幅が予め定めた幅を超えていないと判定すると、可視光画像処理部１４において、可視光カメラ２が撮像した可視光フレーム画像に撮像されている移動体の後部にナンバープレートがあるかどうかを判定する（ｓ４）。車種判別装置１は、ｓ４で可視光画像処理部１４が移動体の後部にナンバープレートがあると判定すると、後述する二輪車種別判定処理を行う（ｓ５）。ｓ５にかかる二輪車種別判定処理は、今回検知した移動体が、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であるか、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であるかを判定する処理である。

車種判別装置１は、ｓ４で可視光画像処理部１４が移動体の後部にナンバープレートがないと判定すると、遠赤外線画像処理部１５において、遠赤外線画像入力部１３に入力された、遠赤外線カメラ３が撮像した遠赤外線フレーム画像を処理し、移動体の速度を推定する（ｓ６）。ｓ６で、遠赤外線画像入力部１３に入力された２つの遠赤外線フレーム画像を処理し、これら２つの遠赤外線フレーム画像の撮像タイミングの時間差と、これら２つの遠赤外線フレーム画像上における撮像されている移動体の位置間の距離と、によって移動体の速度を推定する。

車種判別装置１は、ｓ６で推定した移動体の速度が予め定めた速度（例えば、８ｋｍ／ｈ）以上であれば、今回検知した移動体を自転車であると判定する（ｓ７、ｓ８）。また、車種判別装置１は、ｓ６で推定した移動体の速度が予め定めた速度以上でなければ、今回検知した移動体を歩行者であると判定する（ｓ７、ｓ９）。

車種判別装置１は、ｓ３、ｓ５、ｓ８、またはｓ９で判定した移動体の種別の判定結果を出力部１６から出力し（ｓ１０）、ｓ１に戻る。ｓ１０では、判定した移動体の種別（四輪車、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）、自転車、または歩行者）を、接続されている警報装置に出力する。

次に、ｓ５にかかる二輪車種別判定処理について説明する。図５は、この二輪車種別判定処理を示すフローチャートである。この二輪車種別判定処理は、可視光画像処理部１４において行われる。

可視光画像処理部１４は、上述したｓ４で移動体の後部にナンバープレートがあると判定した可視光フレーム画像に対して、ナンバープレート上に表記されている文字の認識処理を行う（ｓ２１）。ｓ２１では、ナンバープレートに表記されている文字毎に、その文字の位置、文字の種別、文字の文字高さ、および文字認識の信頼度を検出する。文字の位置は、ナンバープレート上の位置を示す座標であり、例えばナンバープレートの左下の角を原点にした２次元座標である。文字の種別は、数字、ひらがな、漢字、アルファベット等である。文字の文字高さは、図３に示した、ａ、ｂ、ｃに相当する長さである。文字の文字高さは、可視光フレーム画像上における長さである。但し、実空間上の長さに変換したものであってもよい。この例では、ナンバープレートに表記されている文字の文字高さについて、実空間上の長さを算出しないことによって、このｓ２１にかかる処理の負荷を抑えている。文字認識の信頼度は、認識結果の確からしさを示す指数であり、この指数が高いほど信頼性が高い。例えば、文字認識の信頼度は、辞書に登録している文字との特徴量の類似度である。

可視光画像処理部１４は、ｓ２１で認識した文字毎に、その文字の属性を判定する（ｓ２２）。ここで言う文字の属性とは、分類記号、登録地名記号、用途記号、および一連番号である。ｓ２２では、文字の位置と、文字の種別とに基づいて、属性を判定する。具体的には、ナンバープレートの左上に位置する、数字、またはアルファベットにかかる文字の属性を分類記号と判定する。ナンバープレートの中央上部に位置する、漢字やひらがなにかかる文字の属性を登録地名記号と判定する。ナンバープレートの右上、または左端下側に位置する一文字のひらがなやアルファベットにかかる文字の属性を用途記号と判定する。ナンバープレートの下側に位置する数字やアルファベットにかかる文字の属性を一連番号と判定する。

可視光画像処理部１４は、分類記号による二輪車の種別判定処理を行う（ｓ２３）。図６は、ｓ２３にかかる分類記号による二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。

可視光画像処理部１４は、ｓ２２における文字の属性の判定において、分類記号であると判定した文字の有無を判定する（ｓ４１）。上述したように、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のナンバープレートには、分類記号にかかる文字が表記されていない。

可視光画像処理部１４は、分類記号にかかる文字が無いと判定すると、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。すなわち、可視光画像処理部１４は、分類記号にかかる文字が無くても、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定しない。これにより、ｓ２１にかかる文字認識処理において、なんらかの要因でナンバープレートに表記されていた分類記号にかかる文字が検出、または認識できなかった場合に、誤って排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると誤判定するのを防止している。

可視光画像処理部１４は、分類記号にかかる文字が有ると判定すると、その分類記号にかかる文字についての文字認識の信頼度が、所定値を超えているかどうかを判定する（ｓ４２）。上述したように、文字認識の信頼度は、ｓ２１で得ている。可視光画像処理部１４は、文字認識の信頼度が、所定値を超えていないと判定すると、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。これにより、ｓ２２において属性を分類記号にかかる文字と判定した文字が、ｓ２１にかかる文字認識処理で誤認識された文字であった場合に、誤って排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であると誤判定するのを防止している。

可視光画像処理部１４は、文字認識の信頼度が、所定値を超えていると判定すると、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であると判定し（ｓ４３）、本処理を終了する。

可視光画像処理部１４は、ｓ２３にかかる上述の処理を終了すると、ｓ４３で排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であると判定したかどうかを判定する（ｓ２４）。可視光画像処理部１４は、ｓ４３で排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であると判定していれば、本処理を終了する。可視光画像処理部１４は、ｓ４３で排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であると判定していなければ、用途記号による二輪車の種別判定処理を行う（ｓ２５）。

図７は、ｓ２５にかかる用途記号による二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。可視光画像処理部１４は、ｓ２２における文字の属性の判定において、用途記号であると判定した文字がナンバープレートの右上にあるかどうかを判定する（ｓ５１）。可視光画像処理部１４は、用途記号であると判定した文字がナンバープレートの右上にあれば、この文字についての文字認識の信頼度が、所定値を超えているかどうかを判定する（ｓ５２）。可視光画像処理部１４は、ｓ５２でナンバープレートの右上に位置する用途記号にかかる文字についての文字認識の信頼度が所定値を超えていれば、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。

また、可視光画像処理部１４は、ｓ５１で用途記号にかかる文字がナンバープレートの右上にないと判定した場合、またはｓ５２で文字認識の信頼度が所定値を超えていないと判定した場合、用途記号にかかる文字がナンバープレートの左端下側にあるかどうかを判定する（ｓ５３）。可視光画像処理部１４は、ｓ５３で用途記号にかかる文字がナンバープレートの左端下側にないと判定した場合、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。

また、可視光画像処理部１４は、ｓ５３で用途記号にかかる文字がナンバープレートの左端下側にあると判定すると、この文字についての文字認識の信頼度が、所定値を超えているかどうかを判定する（ｓ５４）。可視光画像処理部１４は、ｓ５４でナンバープレートの左端下側に位置する用途記号にかかる文字認識の信頼度が所定値を超えていなければ、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。また、可視光画像処理部１４は、ｓ５４でナンバープレートの左端下側に位置する用途記号にかかる文字認識の信頼度が所定値を超えていれば、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定し（ｓ５５）、本処理を終了する。

可視光画像処理部１４は、ｓ２５にかかる上述の処理を終了すると、ｓ５５で排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定していれば（ｓ２６）、本処理を終了する。可視光画像処理部１４は、ｓ５５で排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定していなければ、一連番号の文字高さによる二輪車の種別判定処理を行う（ｓ２７）。

図８は、ｓ２７にかかる、一連番号の文字高さによる二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。可視光画像処理部１４は、ナンバープレートに表記されている一連番号が３桁以上であるかどうかを判定する（ｓ６１）。可視光画像処理部１４は、ナンバープレートに表記されている一連番号が３桁未満（２桁、または１桁）であれば、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。

可視光画像処理部１４は、ナンバープレートに表記されている一連番号が３桁以上であれば、下２桁目の文字の文字高さａ、および下３桁目の文字の文字高さｂを検出する（ｓ６２、ｓ６３）。可視光画像処理部１４は、下２桁目の文字の文字高さａと、下３桁目の文字の文字高さｂとの比（ａ／ｂ）が所定値αを超えているかどうかを判定する（ｓ６４）。可視光画像処理部１４は、下２桁目の文字の文字高さａと、下３桁目の文字の文字高さｂとの比（ａ／ｂ）が所定値αを超えていなければ、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。一方、可視光画像処理部１４は、下２桁目の文字の文字高さａと、下３桁目の文字の文字高さｂとの比（ａ／ｂ）が所定値αを超えていれば、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定し（ｓ６５）、本処理を終了する。

可視光画像処理部１４は、ｓ２７にかかる上述の処理を終了すると、ｓ６５で排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定していれば（ｓ２８）、本処理を終了する。可視光画像処理部１４は、ｓ６５で排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定していなければ、一連番号の文字高さと、登録地名記号の文字高さによる二輪車の種別判定処理を行う（ｓ２９）。

図９は、ｓ２９にかかる、一連番号の文字高さと、登録地名記号の文字高さによる二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。可視光画像処理部１４は、ナンバープレートに表記されている一連番号の下２桁のいずれかの文字の文字高さａ、および登録地名記号にかかる文字の文字高さｃを検出する（ｓ７１、ｓ７２）。ｓ７１では、例えば文字認識の信頼度がより高い文字について、その文字の文字高さａを検出する。また、ｓ７２では、登録地名記号にかかる文字の中で、文字認識の信頼度が最大である文字について、文字高さｃを検出する。可視光画像処理部１４は、一連番号にかかる文字の文字高さａと、登録地名記号にかかる文字の文字高さｃとの比（ａ／ｃ）が所定値βを超えているかどうかを判定する（ｓ７３）。可視光画像処理部１４は、一連番号にかかる文字の文字高さａと、登録地名記号にかかる文字の文字高さｃとの比（ａ／ｃ）が所定値βを超えていなければ、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。一方、可視光画像処理部１４は、一連番号にかかる文字の文字高さａと、登録地名記号にかかる文字の文字高さｃとの比（ａ／ｃ）が所定値βを超えていれば、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定し（ｓ７４）、本処理を終了する。

可視光画像処理部１４は、ｓ２９にかかる上述の処理を終了すると、ｓ７４で排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定していれば（ｓ３０）、本処理を終了する。可視光画像処理部１４は、ｓ７４で排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定していなければ、ナンバープレートの大きさによる二輪車の種別判定処理を行う（ｓ３１）。

図１０は、ｓ３１にかかる、ナンバープレートの大きさによる二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。可視光画像処理部１４は、可視光画像入力部１２に入力された可視光フレーム画像上におけるナンバープレートの撮像位置を検出する（ｓ８１）。可視光画像処理部１４は、公知の透視投影法により、フレーム画像上におけるナンバープレート位置を、ワールド座標系の位置に変換し、ナンバープレートの横幅を算出する（ｓ８２）。ｓ８２にかかる透視投影法で用いる変換行列（可視光カメラ２の内部パラメータ、および外部パラメータ）は、可視光カメラ２の設置時等に設定している。

可視光画像処理部１４は、ｓ８２で算出したナンバープレートの横幅が予め定めている所定幅ｗよりも小さければ、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定し（ｓ８３、ｓ８４）、本処理を終了する。また、可視光画像処理部１４は、ｓ８２で算出したナンバープレートの横幅が予め定めている所定幅ｗよりも小さくなければ、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。

可視光画像処理部１４は、ｓ３１にかかる上述の処理を終了すると、ｓ８４で排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定していれば（ｓ３２）、本処理を終了する。可視光画像処理部１４は、ｓ８４で排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定していなければ、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であると判定し（ｓ３３）、本処理を終了する。

このように、この例にかかる車種判別装置１は、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字の表記位置や、登録記号にかかる文字間の大きさの比率等によって、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定する。したがって、可視光フレーム画像に撮像されている二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうか（排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であるかどうか）の判定精度の向上が図れる。

また、図５に示す二輪車種別判定処理における、ｓ２３、ｓ２５、ｓ２７、ｓ２９、およびｓ３１にかかる判定の順番は、上述した順番に限らず、どのような順番で行ってもよい。また、二輪車種別判定処理は、ｓ２３、ｓ２５、ｓ２７、およびｓ２９にかかる判定を、１つ以上行う構成であればよい。

また、図８に示した一連番号の文字高さによる二輪車の種別判定処理は、図１１に示す処理に置き換えてもよい。図１１は、別の例にかかる一連番号の文字高さによる二輪車の種別判定処理を示すフローチャートである。可視光画像処理部１４は、ナンバープレートに表記されている一連番号が３桁以上であるかどうかを判定する（ｓ９１）。可視光画像処理部１４は、ナンバープレートに表記されている一連番号が３桁未満（２桁、または１桁）であれば、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定することなく、本処理を終了する。

可視光画像処理部１４は、ナンバープレートに表記されている一連番号が３桁以上であれば、各文字の文字高さの最大値ｍａｘ、および最小値ｍｉｎを検出する（ｓ９２、ｓ９３）。可視光画像処理部１４は、文字高さの最大値ｍａｘと、文字高さの最小値ｍｉｎとの比（ｍａｘ／ｍｉｎ）が所定値αを超えているかどうかを判定する（ｓ９４）。可視光画像処理部１４は、文字高さの最大値ｍａｘと、文字高さの最小値ｍｉｎとの比（ｍａｘ／ｍｉｎ）が所定値を超えていなければ、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかの判定を行うことなく、本処理を終了する。一方、可視光画像処理部１４は、文字高さの最大値ｍａｘと、文字高さの最小値ｍｉｎとの比（ｍａｘ／ｍｉｎ）が所定値αを超えていれば、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定し（ｓ９５）、本処理を終了する。

また、一連番号の文字高さによる二輪車の種別判定処理は、一連番号において隣接する２つの文字の組み合わせ毎に、文字高さの比を算出し、算出した比の最大値が所定値αを超えていれば、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定する処理にしてもよい。

なお、この例では、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）を、誤って排気量が１２５ｃｃを越える二輪車であると判定するのを防止するため、ｓ２５、ｓ２７、およびｓ２９では、排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）であると判定しなかった場合、排気量が１２５ｃｃを越える二輪車、または排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車（自転車を除く）のいずれであるかを判定しない構成にしている。

また、上記の例では、上述したｓ２、およびｓ６にかかる処理を、遠赤外線カメラ３が撮像した遠赤外線フレーム画像を処理して行うとしたが、可視光カメラ２が撮像した可視光フレーム画像を処理して行う構成にしてもよい。このように構成すれば、遠赤外線カメラ３、遠赤外線画像入力部１３、および遠赤外線画像処理部１５を不要にできる。また、可視光カメラ２を、近赤外線カメラに置き換えてもよい。可視光カメラ２に換えて、近赤外線カメラを用いることで、照明光による周辺への光害が抑えられる。

また、本願発明にかかる車種判別装置１は、上述した排気量が１２５ｃｃ以下の二輪車が高規格幹線道路に誤って進入するのを防止するシステムだけでなく、高規格幹線道路でない有料道路や、駐車場等の利用料金を収受するシステム等のシステムにも利用できる。

１…車種判別装置
２…可視光カメラ
３…遠赤外線カメラ
１１…制御部
１２…可視光画像入力部
１３…遠赤外線画像入力部
１４…可視光画像処理部
１５…遠赤外線画像処理部
１６…出力部

Claims (12)

1. 二輪車の後部を撮像したフレーム画像が入力される画像入力部と、
   前記画像入力部に入力されたフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出部と、
   前記文字検出部が検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、前記登録記号に含まれる一連記号の下２桁目の文字の文字高さと、前記一連記号の下３桁目の文字の文字高さと、の比率を用いる、車種判別装置。
2. 二輪車の後部を撮像したフレーム画像が入力される画像入力部と、
   前記画像入力部に入力されたフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出部と、
   前記文字検出部が検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記登録記号に含まれる一連記号が３桁以上であれば、この一連記号にかかる文字について、文字高さの最大値と、文字高さの最小値を検出し、
   前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、検出した文字高さの最大値と、文字高さの最小値との比率を用いる、車種判別装置。
3. 二輪車の後部を撮像したフレーム画像が入力される画像入力部と、
   前記画像入力部に入力されたフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出部と、
   前記文字検出部が検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、前記登録記号に含まれる一連記号の下１桁目、または下２桁目の文字の文字高さと、前記登録記号に含まれる登録地名記号にかかる文字の文字高さと、の比率を用いる、車種判別装置。
4. 前記判定部は、ナンバープレート上における、前記登録記号に含まれる用途記号にかかる文字の表記位置も用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する、請求項１〜３のいずれかに記載の車種判別装置。
5. 前記判定部は、ナンバープレート上における、前記登録記号に含まれる車両の分類を示す分類記号の有無も用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されている車種であるかどうかを判定する、請求項１〜４のいずれかに記載の車種判別装置。
6. 前記画像入力部に入力されたフレーム画像を処理し、ナンバープレートの横幅を推定する横幅推定部を備え、
   前記判定部は、前記横幅推定部によって推定されたナンバープレートの横幅も用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する、請求項１〜５のいずれかに記載の車種判別装置。
7. 画像入力部に入力された、二輪車の後部を撮像したフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出ステップと、
   前記文字検出ステップで検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定ステップと、を備え、
   前記判定ステップは、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、前記登録記号に含まれる一連記号の下２桁目の文字の文字高さと、前記一連記号の下３桁目の文字の文字高さと、の比率を用いる、車種判別方法。
8. 画像入力部に入力された、二輪車の後部を撮像したフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出ステップと、
   前記文字検出ステップで検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定ステップと、を備え、
   前記判定ステップは、前記登録記号に含まれる一連記号が３桁以上であれば、この一連記号にかかる文字について、文字高さの最大値と、文字高さの最小値を検出し、
   前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、検出した文字高さの最大値と、文字高さの最小値との比率を用いる、車種判別方法。
9. 画像入力部に入力された、二輪車の後部を撮像したフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出ステップと、
   前記文字検出ステップで検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定ステップと、を備え、
   前記判定ステップは、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、前記登録記号に含まれる一連記号の下１桁目、または下２桁目の文字の文字高さと、前記登録記号に含まれる登録地名記号にかかる文字の文字高さと、の比率を用いる、車種判別方法。
10. 画像入力部に入力された、二輪車の後部を撮像したフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出ステップと、
    前記文字検出ステップで検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させ、
    前記判定ステップは、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、前記登録記号に含まれる一連記号の下２桁目の文字の文字高さと、前記一連記号の下３桁目の文字の文字高さと、の比率を用いるステップである、車種判別プログラム。
11. 画像入力部に入力された、二輪車の後部を撮像したフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出ステップと、
    前記文字検出ステップで検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させ、
    前記判定ステップは、前記登録記号に含まれる一連記号が３桁以上であれば、この一連記号にかかる文字について、文字高さの最大値と、文字高さの最小値を検出し、
    前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、検出した文字高さの最大値と、文字高さの最小値との比率を用いるステップである、車種判別プログラム。
12. 画像入力部に入力された、二輪車の後部を撮像したフレーム画像を処理し、ナンバープレート上に表記されている登録記号にかかる文字を検出する文字検出ステップと、
    前記文字検出ステップで検出した、前記ナンバープレート上に表記されている前記登録記号にかかる２つの文字の大きさの比率を用いて、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかを判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させ、
    前記判定ステップは、前記画像入力部に入力されたフレーム画像に撮像されていた二輪車が、高規格幹線道路の走行が許可されていない車種であるかどうかの判定に用いる２つの文字の大きさの比率として、前記登録記号に含まれる一連記号の下１桁目、または下２桁目の文字の文字高さと、前記登録記号に含まれる登録地名記号にかかる文字の文字高さと、の比率を用いるステップである、車種判別プログラム。

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