JP7063076B2 - 認識装置、認識方法及び認識プログラム - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、車両周辺監視装置において、撮像画像から対象物の画像領域を抽出し、当該領域に、異なる方向の幅の比率が所定範囲となる第1の対象物領域と、第1の対象物領域の下方に第1の対象物領域よりも面積が小さい複数の第2の対象物領域とが含まれるときに、当該対象物の種別を人間以外の動物であると判定することが記載されている。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、画像に人間又は動物がその正面又は背面を見せて写っているときでも、当該画像から人間であるか又は動物であるかを正しく判定することができる認識装置、認識方法及び認識プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、遠赤外線カメラが撮像した画像を取得するステップと、当該画像において対象領域を設定し、対象領域における温度ばらつきに基づいて対象領域の被写体が人間であるか又は動物であるかを判定するステップとを有する認識方法を提供する。
なお、本明細書における「画像」には、静止画像及び動画像が含まれる。
また、本明細書における「動物」は、人間以外の動物を指すものとする。
本実施の形態1に係る認識システム及び認識方法は、遠赤外線カメラで自車両の進行方向などを撮影した画像に対して認識辞書を用いて人間又は動物を検出し、被写体が人間であるか動物であるかを明確に判断できないときに、人間又は動物を検出したときの検出範囲内部の温度ばらつきに基づいて、人間であるか又は動物であるかを判定するものである。
図1は、本実施の形態1に係る認識システム1の概略構成を示すブロック図である。
認識システム1は、例えば、車両に搭載されて用いられるシステムであり、前方カメラ10、認識装置20、辞書データ記憶装置30、表示装置40などを備える。
認識装置20は、前方カメラ10が撮像した画像を用いて、人間及び動物を検出し、必要に応じて、警告信号を表示装置40などに出力する。認識装置20は、例えば、前方カメラ10が撮像した画像のフレーム毎又は数フレーム毎に人間及び動物を検出する。このために、認識装置20は、画像取得部21、認識処理部22、表示制御部23などを有する。
認識処理部22は、入力した画像に対して、辞書データ記憶装置30に記憶した人間認識辞書、動物認識辞書を用いて、人間又は動物を検出する。また、認識処理部22は、入力した画像に設定する対象領域において、当該領域内部の温度ばらつきに基づいて被写体が人間であるか又は動物であるかを判定する。また、認識処理部22は、人間であるか又は動物であるかを判定したときに、必要に応じて運転者に警告するように、表示制御部23に信号を出力する。
辞書データ記憶装置30は、人間認識辞書、動物認識辞書などの様々な認識辞書を記憶する。
人間認識辞書には、人間全身認識辞書、人間顔認識辞書、人間頭部認識辞書などが含まれる。また、動物認識辞書にも、動物全身認識辞書、動物顔認識辞書、動物頭部認識辞書などが含まれる。
また、人間顔認識辞書、人間頭部認識辞書、動物顔認識辞書、動物頭部認識辞書は、人間、動物の顔、頭部が写っている画像、又は、人間、動物の全身画像から顔、頭の部分を切り出した画像を機械学習して作成したものである。
図2は、本実施の形態1に係る人間及び動物の全身画像の例である。左から順番に、人間、動物がそれぞれその正面を見せて写っている画像である。これらの画像は、遠赤外光カメラを用いて夜間に撮影され、赤外線の放射量(強度)の違いを輝度の違いで表したモノクロの濃淡画像(グレイスケール画像)である。
これに対して、動物の画像では、目、鼻などのように部分的に輝度の高い部分は存在するが、全身のほとんどは体毛で覆われているため、全体的に中輝度又は低輝度になっている。
人間の画像と動物の画像とを比べてみると、熱放射の大きい白色の領域は人間の画像の方が動物の画像より多い、又は、面積が大きいことが分かる。
なお、認識装置20の構成の一部分は、図示しない通信手段を介して接続された他の装置で置き換えられても良い。例えば、認識処理部22、辞書データ記憶装置30は、通信手段を介して接続された認識サーバなどのような他の装置で置き換えられても良い。
上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、認識装置20に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。
図3は、本実施の形態1に係る認識方法の処理手順を示すフローチャートである。
認識システム1が動作を開始すると、前方カメラ10が自車両の進行方向の画像を撮影し、画像取得部21が当該撮影画像を認識対象画像として取得する(ステップS10)。画像取得部21は、例えば、図2に示したような人間又は動物が写っている画像領域を含む撮影画像を取得する。
次に、認識処理部22がステップS20の検出結果について、検出した対象物が人間又は動物のいずれであるかが明確か否かを判定する(ステップS30)。
また、認識処理部22は、人間又は動物のいずれであるか明確ではないとき(ステップS30のNo)は、当該対象物の範囲を対象領域に設定して、当該領域内の温度ばらつきに基づいて、対象物が人間であるか又は動物であるかを改めて判定する(ステップS40)。
そして、認識処理部22は、検出した温度ばらつきに基づいて、対象物が人間であるか動物であるかを判断する。認識処理部22は、温度ばらつきが所定値よりも大きいときに対象物は人間であると判定し、温度ばらつきが所定値よりも小さいときに対象物は動物であると判定する。
そして、認識処理部22は、ステップS20で人間を検出した確率が動物を検出した確率より高く、しかしながら、人間であるとまでは明確に判定できないときに、ステップS40で動物を検出した場合は、ステップS20で検出したものを動物であると判定する。
また、ステップS20で動物を検出した確率が人間を検出した確率より高く、しかしながら、動物であるとまでは明確に判定できないときも、上と同様に判定すれば良い。
次に、認識装置20は、認識処理を終了するか否かを判定し(ステップS50)、終了すると判定したとき(ステップS50のYes)は処理を終了し、終了しないと判定したとき(ステップS50のNo)は、例えば、ステップS10に戻る。
例えば、認識処理部22は、対象領域内の温度ばらつきに基づいて、人間又は動物であることを判定するとき(ステップS40)に、上記したように対象領域内全体の温度ばらつきを算出することに加えて、又は、対象領域内全体の温度ばらつきを算出することに代えて、対象領域において上部領域と下部領域とを抽出し、当該上部領域と下部領域との温度ばらつき、例えば、上部領域と下部領域との平均温度の差などを算出しても良い。
また、図4においては、上部領域及び下部領域を矩形枠としているが、動物又は人間を検出した範囲と背景との境界線で囲まれる範囲を対象領域として、その対象領域の上部及び下部を上部領域及び下部領域としても良い。
そこで、認識処理部22は、上部領域と下部領域との温度差が所定値よりも大きければ人間を検出し、上部領域と下部領域との温度差が所定値よりも小さければ動物を検出する。
この場合、ステップS40において、認識処理部22は、顔、頭部領域と、それ以外の領域との温度差が所定値よりも大きければ人間を検出し、顔、頭部領域と、それ以外の領域との温度差が所定値よりも小さければ動物を検出する。
また、認識処理部22は、人間又は動物を検出したとき(ステップS20、ステップS40)に、対象領域又は対象領域を囲む検出枠の画像上の位置や大きさに基づいて、自車両から人間又は動物までの距離や、人間又は動物の大きさを算出し、運転者に通知しても良い。
また、認識システム1は、車両内に設置する以外にも、例えば、建物内に設置して、自動ドア前などにカメラを設け、自動ドアの開閉の判断に用いるようにしても良い。この場合、対象物が人間であると判断したときのみ自動ドアを開く、あるいは、対象物が動物であると判断したときに自動ドアを閉じるといった判断が可能になる。
また、本実施の形態1に係る認識装置20は、認識処理部22が、対象領域における温度ばらつきとして、対象領域の上部と中央部との温度差を用いることも可能である。
また、本実施の形態1に係る認識方法は、遠赤外線カメラが撮像した画像を取得するステップS10と、画像において対象領域を設定し、対象領域における温度ばらつきに基づいて対象領域の被写体が人間であるか又は動物であるかを判定するステップS40とを有するものである。
実施の形態1に係る認識システム1又は認識方法は、遠赤外線カメラ10で撮影した画像に対して認識辞書を用いて人間又は動物を検出し、人間であるか動物であるかを明確に判断できないときに、対象領域内部の温度ばらつきに基づいて、人間であるか又は動物であるかを判定するものであった。
図5は、本実施の形態2に係る認識方法の処理手順を示すフローチャートである。
認識システム1が動作を開始すると、前方カメラ10が自車両の進行方向の画像を撮影し、画像取得部21が当該撮影画像を認識対象画像として取得する(ステップS110)。
認識処理部22は、例えば、撮影画像中の温度が高い部分を中心とする所定の大きさの領域を対象領域として設定したり、所定の大きさの領域を撮影画像中で走査させて、当該領域内の平均温度が高かった個所を対象領域として設定したりすることができる。このように、対象領域の設定方法はどのようなものであっても良く、また、対象領域は複数設定しても良い。
ステップS120での判定は、認識辞書を用いる検出を行う前のものであるために、人間であるか又は動物であるかを確定できない場合がある。このため、認識処理部22は、ステップS120で人間であるか又は動物であるか判定した後に、ステップS130に移行する。
このようにして、認識処理部22は、ステップS120及びステップS130の検出結果に基づいて、ステップS120で検出したのが、人間なのか動物なのかを明確に判定する。
次に、認識装置20は、認識方法を終了するか判定し(ステップS140)、終了すると判定したとき(ステップS140のYes)は処理を終了し、終了しないと判定したとき(ステップS140のNo)は、例えば、ステップS110に戻る。
例えば、認識処理部22は、ステップS120で人間であると判定したときは、ステップS130で人間全身認識辞書だけを用いて人間を検出し、ステップS120で動物であると判定したときは、ステップS130で動物全身認識辞書だけを用いて動物を検出するようにしても良い。
このように、最適な認識辞書だけを用いるようにすれば、複数の認識辞書を用いるよりも、処理負荷が抑えられることができ、また、人と動物との間の誤検出を減らすこともできる。
10 前方カメラ
20 認識装置
21 画像取得部
22 認識処理部
23 表示制御部
30 辞書データ記憶装置
40 表示装置
Claims (6)
- 遠赤外線カメラが撮像した画像を取得する画像取得部と、
前記画像に対して、人間全身認識辞書及び動物全身認識辞書を用いて人間又は動物を検出し、人間であるか動物であるかを判定できないときに、前記人間又は動物を検出したときの検出範囲を対象領域として設定し、前記対象領域における温度ばらつきに基づいて前記対象領域の被写体が人間であるか又は動物であるかを判定する認識処理部と
を備えた認識装置。 - 前記認識処理部は、前記対象領域における温度ばらつきとして、前記対象領域の上部と中央部との温度差を用いる
請求項1記載の認識装置。 - 前記認識処理部は、
前記対象領域に対して、顔認識辞書又は頭部認識辞書を用いて顔又は頭部を検出し、
前記対象領域における温度ばらつきとして、前記対象領域における、顔又は頭部の領域と顔又は頭部以外の領域との温度差を用いる
請求項1記載の認識装置。 - 前記認識処理部は、前記対象領域における温度ばらつきとして、前記対象領域における温度の高い領域の面積の大きさを用いる、
請求項1記載の認識装置。 - 遠赤外線カメラが撮像した画像を取得するステップと、
前記画像に対して、人間全身認識辞書及び動物全身認識辞書を用いて人間又は動物を検出するステップと、
前記検出するステップにおける検出結果で人間であるか動物であるかを判定できないときに、前記人間又は動物を検出したときの検出範囲を対象領域として設定し、前記対象領域における温度ばらつきに基づいて前記対象領域の被写体が人間であるか又は動物であるかを判定するステップと
を認識装置が実行する認識方法。 - コンピュータに、
遠赤外線カメラが撮像した画像を取得する手順と、
前記画像に対して、人間全身認識辞書及び動物全身認識辞書を用いて人間又は動物を検出する手順と、
前記検出結果において人間であるか動物であるかを判定できないときに、前記人間又は動物を検出したときの検出範囲を対象領域として設定し、前記対象領域における温度ばらつきに基づいて前記対象領域の被写体が人間であるか又は動物であるかを判定する手順と
を実行させるための認識プログラム。
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