JP7345106B2 - Visibility support image generation device and image conversion program - Google Patents
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Description
本発明は、車両の乗員に対して表示する視界支援画像を生成する装置、および画像変換プログラムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device that generates a visibility support image to be displayed to a vehicle occupant, and an image conversion program.
車両のドアミラーにつき、横方向(車両のドライバーから見た左右方向の、自車両から離れる方向)の死角を減らす為に、光学ミラーであるアスフェリカルミラーを用いるものがある。図1は、既存技術である光学アスフェリカルミラーの模式図であり、ドアミラーMが通常のミラー部M1とアスフェリカル部M2を備える。アスフェリカル部M2は、曲率を変化させ、前記横方向についてより広範囲の像が映るようにしている。 Some vehicle door mirrors use an aspherical mirror, which is an optical mirror, in order to reduce blind spots in the lateral direction (left and right directions as seen from the driver of the vehicle, directions away from the vehicle). FIG. 1 is a schematic diagram of an optical aspherical mirror according to existing technology, in which a door mirror M includes a normal mirror portion M1 and an aspherical portion M2. The aspherical portion M2 changes its curvature so that a wider range of images can be seen in the lateral direction.
ドアミラーMに撮像用のカメラをさらに備えたCMS(カメラモニタリングシステム)においても、上記の光学ミラーであるアスフェリカルミラーを模した原理により、前記横方向に画角を広げている。すなわち、カメラが撮像した画像における、上記ドアミラーMのアスフェリカル部M2に相当する領域に、前記横方向に圧縮をかけ、当該圧縮後の画像を表示器に表示している。 Even in a CMS (camera monitoring system) in which the door mirror M is further equipped with an imaging camera, the angle of view is widened in the lateral direction based on a principle imitating the aspherical mirror, which is the optical mirror described above. That is, in the image captured by the camera, a region corresponding to the aspherical portion M2 of the door mirror M is compressed in the lateral direction, and the compressed image is displayed on the display.
特許文献1には、車両の後側方の撮像画像を、横方向に変化する倍率で拡大又は圧縮してなる画像を表示器に表示させる場合に、自車両の前後方向に延在するはずの白線等の走行領域区分線が表示器に表示される画像中で曲がって表示されるのを防止するために、設定された横方向拡縮倍率で撮像画像の各部を横方向にスケール修正する横スケール修正処理と、横スケールが修正された画像中で曲がって表示される走行領域区分線の画像が直線状に延在するように設定された縦方向拡縮倍率でさらに部分的に縦方向にスケール修正する縦スケール修正処理を実行することが開示されている。
ところで、車両の乗員、特にドライバー(以下、ドライバー等と表記する)の視点で考えると、当該ドライバー等は、車載モニタ等に表示された表示画像を見ることになる。この表示画像の元となる画像は、ドアミラー等に備えられたカメラによって撮像されたものである。この表示画像は違和感の少ない状態で表示されるのが好ましい。 By the way, when considered from the perspective of a vehicle occupant, particularly a driver (hereinafter referred to as a driver, etc.), the driver and the like view a display image displayed on an in-vehicle monitor or the like. The original image of this display image is taken by a camera installed in a door mirror or the like. It is preferable that this display image be displayed in a state with little discomfort.
また、ドアミラーは車両の外(以下、外界と表記する)の状況を把握するためのものであるから、外界の適切な状況把握ができる表示画像であることも望まれる。 Further, since the door mirror is used to grasp the situation outside the vehicle (hereinafter referred to as the outside world), it is also desirable that the displayed image is capable of appropriately understanding the situation of the outside world.
本開示は上記の観点から、違和感が少なく、また、外界の適切な状況把握ができる表示画像を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present disclosure is to provide a display image that causes less discomfort and allows an appropriate understanding of the external situation.
車両の視界支援画像を生成する視界支援画像生成装置が、車両からの画像を撮像するカメラと、処理部を備え、前記カメラが撮像した撮像画像を、前記処理部が画像変換することで、前記視界支援画像を生成し、前記画像変換は、前記撮像画像内に含まれる深消失点を中心として、前記撮像画像の横方向における圧縮率が、前記撮像画像の縦方向における圧縮率よりも高くなるように、前記撮像画像を圧縮するものである。前記構成により、生成した視界支援画像が、違和感が少なく、かつ、外界の適切な状況把握ができるものになる。 A visibility support image generation device that generates a visibility support image of a vehicle includes a camera that captures an image from the vehicle, and a processing unit, and the processing unit converts the captured image captured by the camera. A visibility support image is generated, and the image conversion is performed so that a compression rate of the captured image in the horizontal direction is higher than a compression rate of the captured image in the vertical direction around a deep vanishing point included in the captured image. In this way, the captured image is compressed. With the above-mentioned configuration, the generated visual field support image has less discomfort and allows the user to appropriately grasp the situation of the outside world.
違和感が少なく、外界の適切な状況把握ができる表示画像を提供することができる。 It is possible to provide a display image that does not give a sense of discomfort and allows an appropriate understanding of the external situation.
以下、車両は右ハンドルの自動車であり、ドライバーの死角になりやすい右側のドアミラーに設けたカメラによって撮像した撮像画像を用いて、車内に設けた表示装置に表示画像を表示する、という前提で、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、特許請求の範囲に記載の主題をこの前提のみに限定することは意図されていない。例えば、車両以外の移動体や、車両が有するハンドルの位置(左ハンドル、右ハンドル、ハンドルがそもそも存在しない自動運転)や、カメラを取り付ける位置(左ドアミラー、右ドアミラー、その他)等の、種々の変形があり得る。 The following explanation assumes that the vehicle is a right-hand drive car, and that the image taken by the camera installed on the right side door mirror, which tends to be the driver's blind spot, is used to display the display image on the display device installed inside the car. A detailed description will be given with reference to the drawings as appropriate. However, it is not intended that the claimed subject matter be limited solely to this premise. For example, various types of objects such as moving objects other than vehicles, the position of the steering wheel of the vehicle (left steering wheel, right steering wheel, automatic driving where there is no steering wheel), the mounting position of the camera (left door mirror, right door mirror, etc.), etc. Deformations are possible.
添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。 The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the claimed subject matter.
図2は、本開示の視界支援画像生成装置1(図3に基づき後述)による画像生成の原理を示す模式図であり、(a)レンズモデルの一例を示す図、(b)撮像画像(入力画像)を示す図、(c)表示画像(出力画像)を示す図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the principle of image generation by the visibility support image generation device 1 (described later based on FIG. 3) of the present disclosure, in which (a) a diagram showing an example of a lens model, (b) a captured image (input (c) A diagram showing a display image (output image).
本開示の視界支援画像生成装置1においては、撮像画像内に含まれる深消失点を中心として、撮像画像の横方向における圧縮率が、撮像画像の縦方向における圧縮率よりも高くなるように、前記撮像画像を圧縮できるような幾何学形状レンズモデルを用いる。幾何学形状レンズモデルとして、本実施形態においては、図2(a)に示した縦長楕円レンズモデルEを用いる。
In the visibility support
この縦長楕円レンズモデルEにおける長軸(縦軸)の長さをb、短軸(横軸)の長さをcとすると、b>cである。そして、後述するが、この縦長楕円レンズモデルEを用いると、画像の圧縮率は横方向から縦方向に線形に変化することになる。これを言い換えると、横方向を偏角0度、縦方向を偏角90度とした場合、偏角が0度から90度へと増加するにつれて、圧縮率は線形に減少する。また、これも後述するが、楕円の中心からの距離が遠いほどに、圧縮率が増加するものとなる。 If the length of the long axis (vertical axis) of this vertically elongated elliptical lens model E is b and the length of the short axis (horizontal axis) is c, then b>c. As will be described later, when this vertically elongated elliptical lens model E is used, the compression rate of the image changes linearly from the horizontal direction to the vertical direction. In other words, if the deflection angle is 0 degrees in the horizontal direction and the deflection angle is 90 degrees in the vertical direction, the compression ratio decreases linearly as the deflection angle increases from 0 degrees to 90 degrees. Also, as will be described later, the compression ratio increases as the distance from the center of the ellipse increases.
図2(b)は、入力画像Iinを示す図であり、本実施形態においては、自車両100の右ドアミラーに取り付けられたカメラが撮像した撮像画像に相当する。
FIG. 2(b) is a diagram showing the input image I in , which corresponds to a captured image captured by a camera attached to the right door mirror of the
入力画像Iinの中には、その左側に、自車両100の車体が映り込んでいる。また、説明の為の一例にすぎないが、入力画像Iinの中には、物体OBJ1~OBJ4が映りこんでいる。この例においては、物体OBJ1~OBJ4はそれぞれ、自車両100の隣のレーンを走行中の、自車両100とは異なる車両である。
In the input image I in , the body of the
図2(c)は、出力画像Ioutを示す図であり、本実施形態においては、自車両100の内部に取り付けられたモニタによって、右ハンドルを握るドライバーへ向けて表示される表示画像に相当する。
FIG. 2(c) is a diagram showing an output image I out , which in this embodiment corresponds to a display image displayed toward the driver holding the right steering wheel by a monitor installed inside the
図2(c)から分かるように、出力画像Ioutにも、自車両100の車体と、物体OBJ1~OBJ4とが映り込んでいる。ここで、入力画像Iin(図2(b))と出力画像Iout(図2(c))とを比較すると、出力画像Ioutに映りこんでいる物体OBJ1~OBJ4は、横方向の圧縮率の方が、縦方向の圧縮率よりも高くなっている。すなわち、横方向に画角が広がる。なお、このような出力画像Ioutが、違和感が少なく、また、外界の適切な状況把握ができる表示画像である事については、後述する。
As can be seen from FIG. 2(c), the body of the
図3は、本開示の視界支援画像生成装置1の実施例を示す構成図である。本開示の視界支援画像生成装置1は、処理部11とカメラ12とを備える。なお、これら以外の構成要素を備えていてもよい。図示しているように、視界支援画像生成装置1が不揮発性メモリ14等を更に備えるようにすることもできる。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the visibility support
処理部11は、視界支援画像生成装置1における情報処理を行う構成要素である。処理部11は画像処理を行い、装置内の他の構成要素や装置外部から入力された指令や信号の処理を行い、逆に、装置内の他の構成要素や装置外部へと指令や信号を送信してよい。
The
カメラ12は、車両からの画像を撮像して上述の入力画像Iinを取得するための手段である。本実施形態においては、カメラ12は車両の後側方を撮像するための、ドアミラーに取り付けられたカメラであるが、これには限定されない。例えば、車両の前方や後方を撮像するカメラ等であってもよい。
The
表示装置13は、視界支援画像生成装置1によって生成された表示画像を表示することができる装置である。典型的には、表示装置13は自車両100内に設けられたモニタ等であるが、これには限定されない。ドライバー等は、この表示装置13に表示された表示画像を見ることとなる。図3においては、表示装置13は視界支援画像生成装置1とは別体となっている。しかし、表示装置13を視界支援画像生成装置1の中に含めてもよい。
The
不揮発性メモリ14は、処理部11が行う画像処理に用いるプログラムや、各種パラメータ情報、真円レンズモデル(後述)に基づく変換テーブル等を記憶していてよい。
The
なお、視界支援画像生成装置1に含まれる構成要素は、さらに一体化されていてもよく、逆に複数のサブコンポーネントへとさらに分割されていてもよい。
Note that the components included in the visibility support
図4は、処理部11が行う画像処理の一例を示すフロー図である。
FIG. 4 is a flow diagram showing an example of image processing performed by the
図4は、入力画像Iinに基づいて出力画像Iout生成する画像変換処理に用いられる、変換テーブルを作成する為の処理の一例を示している。前提条件として、本例においては、図2(a)に示した縦長楕円レンズモデルEを用いる。また、図5に基づき後述するように、本例においては、レンズ歪みの除去も併せて行うこととする。 FIG. 4 shows an example of a process for creating a conversion table used in an image conversion process to generate an output image I out based on an input image I in . As a precondition, in this example, the vertically elongated elliptical lens model E shown in FIG. 2(a) is used. Furthermore, as will be described later based on FIG. 5, in this example, lens distortion is also removed.
ステップS01において、処理部11が、入力画像Iinを取り込む。取り込まれた画像は、図示を省略するメモリ等に保持されてよい。
In step S01, the
ステップS02では、処理部11が、処理すべき次の画素が残っているか否かを判断している。次の画素がある場合(図中のyes)は、ステップS03へと進む。次の画素が残っていない場合(図中のno)は、入力画像Iinの全てについて処理が終了した状況を示しており、変換テーブル作成処理は終了となる。
In step S02, the
ステップS03において、処理部11が、処理対象となる次の画素を選択する。選択された画素の座標を、便宜的に座標Pとする。
In step S03, the
ステップS04において、処理部11が、中央座標Oと座標Pとの間の距離Doを算出する。ここで、中央座標Oは、入力画像Iin内に含まれる深消失点を意味している。例えば図2(b)を用いて例示すると、自動車が走行している路面には白線Wが複数引かれている。これら複数の白線Wの延長線上に、それらの延長線が1点に交わる点がある。この交点が、深消失点である。図2(b)においては、画像内部、左上側に深消失点(中央座標О)がある。
In step S04, the
ステップS05において、処理部11が、距離Doを真円レンズモデルの変換テーブルで変換し、変換後の距離Do’を決定する。このステップS05については、図5も併せて参照しつつ、下記でさらに詳述する。
In step S05, the
図5に、真円レンズモデルの説明図を示している。図5に示されるレンズ50は、ピンホールカメラ等で用いられる一般的な真円状のレンズである。なお、図5は、真円レンズを正面ではなく横から見た状態を示している。
FIG. 5 shows an explanatory diagram of a perfect circular lens model. A
光学系の評価面51上での像位置を、光軸からの距離で表した値を像高と呼ぶが、像高には理想像高53と実像高52の2種類がある。理想像高53は理想的な像高である。しかし、通常の光学系の像高は、レンズ歪み等の影響を受けるため、理想像高53とはならない。一方、実像高52は、評価面で実際に結像している位置を指す像高である。なお、前記ステップS04で算出した中央座標Oと座標Pとの間の距離Doは、実像高52に相当する。
The value of the image position on the
そして、各座標における実像高52と、各座標における理想像高53とを組み合わせて、1つの変換テーブルとする。図5に示した例において、レンズ50は真円レンズである。したがって、図5に示してある実像高52と、真円レンズの理想像高53とを組み合わせた変換テーブルは、真円レンズモデルの変換テーブルとなる。真円レンズモデルの変換テーブルを用いれば、レンズ歪みの影響を受けた実像高52を、レンズ歪みの除去された(真円レンズモデルの)理想像高53へと変換することができる。
Then, the
上述のような真円レンズモデルの変換テーブルは、例えば不揮発性メモリ14等に保存されていてよい。そして処理部11が、上記ステップS05において、この真円レンズモデルの変換テーブルを用いて、実像高52である距離Doから、真円レンズモデルの理想像高53に相当する変換後の距離Do’を決定する。
The conversion table for the perfect circular lens model as described above may be stored, for example, in the
ステップS06において、処理部11が、真円レンズモデルによる、像高変化割合aを算出する。なお、a=(Do’/Do)-1である。
In step S06, the
像高変化割合aは、真円レンズモデルの理想像高53である距離Do’を、実像高52である距離Doで除算し、そこから1を引いた値である。例えば、理想像高53である距離Do’=120、実像高52である距離Do=100である場合、像高変化割合a=(120/100)-1=0.2となる。これは、実像高52に対して(真円レンズモデルの)理想像高53が20%変化(この場合は増加)していることを意味する。
The image height change rate a is the value obtained by dividing the distance Do', which is the
ここで、本開示における視界支援画像生成装置1は、既に述べたように、縦長楕円レンズモデルE(図2(a))を用いる。そのため、ステップS06で計算した像高変化割合aに、縦長楕円の要素を混入させる必要がある。そこで、後続のステップS07以降において、以下のような処理を行う。
Here, the visibility support
ステップS07において、処理部11が、座標Oから座標Pへと延びる直線と、長軸bおよび短軸cで定義される縦長楕円関数Eとの交点P1の座標を計算する。次のステップS08において、処理部11が、座標Oと座標P1との間の距離D1を算出する。
In step S07, the
なお、長軸bおよび短軸cの長さは、適宜決定することができる。本例においては縦長楕円レンズモデルEを用いているので、長軸bが縦方向(Y軸方向)に延び、短軸cが横方向(X軸方向)に延びる。c<bである。 Note that the lengths of the major axis b and the minor axis c can be determined as appropriate. In this example, since a vertically elongated elliptical lens model E is used, the major axis b extends in the vertical direction (Y-axis direction), and the minor axis c extends in the horizontal direction (X-axis direction). c<b.
ここで、理解をより容易とするために、具体例を2つ示す。 Here, two specific examples will be shown for easier understanding.
まず、第1の具体例を示す。座標Pが、座標Оを原点とした場合のX軸上に存在していたとする。つまり、座標P=(m,0)であったとする。mは任意の正の実数である。この時、座標Oから座標Pへと延びる直線と、上記縦長楕円関数Eとの交点P1の座標は(c/2,0)であるので、D1=c/2である。 First, a first specific example will be shown. Assume that the coordinate P exists on the X axis with the coordinate O as the origin. In other words, it is assumed that the coordinates P=(m, 0). m is any positive real number. At this time, the coordinates of the intersection P1 between the straight line extending from the coordinate O to the coordinate P and the vertically elongated elliptic function E are (c/2, 0), so D1=c/2.
第2の具体例を示す。座標Pが、座標Оを原点とした場合のY軸上に存在していたとする。つまり、座標P=(0,n)であったとする。nは任意の正の実数である。この時、座標Oから座標Pへと延びる直線と、上記縦長楕円関数Eとの交点P1の座標は(0,b/2)であるので、D1=b/2である。 A second specific example will be shown. Assume that the coordinate P exists on the Y axis when the coordinate O is the origin. In other words, it is assumed that the coordinates P=(0, n). n is any positive real number. At this time, the coordinates of the intersection P1 between the straight line extending from the coordinate O to the coordinate P and the vertically elongated elliptic function E are (0, b/2), so D1=b/2.
ここで、上述の2つの具体例同士を比較すると、c<bであるから、c/2<b/2となる。すなわち、第1の具体例よりも、第2の具体例の方が、距離D1の値が大きい。 Here, when comparing the above two specific examples, since c<b, c/2<b/2. That is, the value of the distance D1 is larger in the second specific example than in the first specific example.
続くステップS09において、処理部11が、座標Pについての圧縮係数Ap=(a/D1)+1を算出する。上述のように、aは像高変化割合、D1は座標Oから座標P1までの距離である。ここでD1が逆数として用いられているので、上記2つの具体例の間で、値の大小関係は逆転する。すなわち、第2の具体例におけるAp=(2a/b)+1よりも、第1の具体例におけるAp=(2a/c)+1の方が、圧縮係数Apの値が大きい。この圧縮係数Apは、圧縮率に相当する。
In the following step S09, the
つまり、横方向にある座標P=(m,0)である第1の具体例の方が、縦方向にある座標P=(0,n)である第2の具体例よりも、圧縮係数Apの値が大きい。これは、座標O(深消失点)を中心として、横方向の圧縮率が、縦方向の圧縮率よりも高いことを示している。 In other words, the first concrete example with horizontal coordinates P = (m, 0) has a higher compression coefficient A than the second concrete example with vertical coordinates P = (0, n). The value of p is large. This indicates that the compression ratio in the horizontal direction is higher than the compression ratio in the vertical direction around the coordinate O (deep vanishing point).
続くステップS10において、処理部11は、座標Pについての圧縮係数Apを、縦長楕円レンズモデルの理想像高53として、縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルに書き入れる。つまり、実像高52と、縦長楕円レンズモデルEの理想像高53とを組み合わせて記録する。ここまでの説明から分かるように、縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルは、上述の真円レンズモデルの変換テーブルを変形したものとなる。
In subsequent step S10, the
そして、処理はステップS02へと戻る。つまり、上述のステップS01で処理部11が取り込んだ入力画像Iinに含まれる、すべての画素(座標P)に対して、実像高52と、縦長楕円レンズモデルEの理想像高53との組み合わせを記録して、これを縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルとする。
The process then returns to step S02. In other words, the combination of the
以上のようにして、真円レンズモデルの変換テーブルを変形して、縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルを作成することができる。 In the manner described above, a conversion table for the vertically elongated elliptical lens model E can be created by transforming the conversion table for the perfect circular lens model.
そして、入力画像Iinに対して、縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルを適用することにより、出力画像Ioutを生成することができる。より詳しくは、入力画像Iinにおける座標Oから座標Pまでの線分を、Ap倍圧縮する(距離Doを、距離Do/Apへと変える)。この圧縮は、座標O(深消失点)を中心とした横方向の圧縮率が、縦方向の圧縮率よりも高いものである。 Then, by applying the conversion table of the vertically long elliptical lens model E to the input image I in , an output image I out can be generated. More specifically, the line segment from coordinate O to coordinate P in the input image I in is compressed by A p times (distance Do is changed to distance Do/A p ). In this compression, the compression ratio in the horizontal direction centered on the coordinate O (deep vanishing point) is higher than the compression ratio in the vertical direction.
なお、縦長楕円レンズモデルEの長軸bおよび短軸cの長さは、適宜変更が可能である。つまり、本開示の視界支援画像生成装置1は、座標O(深消失点)を中心とした横方向の圧縮率と、縦方向の圧縮率とを、別個独立に調整することができる。
Note that the lengths of the long axis b and short axis c of the vertically elongated elliptical lens model E can be changed as appropriate. That is, the visibility support
図6は、入力画像Iinから出力画像Ioutを生成した際の、従来技術による場合と、本開示の視界支援画像生成装置1による場合との比較図である。図6(a)は入力画像Iinである。この入力画像Iinに対し従来技術を用いて生成した出力画像Ioutが図6(b)である。同じ入力画像Iinに対し、本開示の視界支援画像生成装置1を用いて生成した出力画像Ioutが図6(c)である。
FIG. 6 is a comparison diagram between the conventional technology and the visibility support
図6(a)に示す入力画像Iinの中には、その左側に、自車両100の車体が映り込んでいる。また、説明の為の一例ではあるが、入力画像Iinの中には、物体OBJ1~OBJ4が映り込んでいる。この例においては、物体OBJ1~OBJ4は、自車両の隣のレーンを走行中の、自車両100とは異なる車両である。
In the input image I in shown in FIG. 6A, the body of the
図6(b)に示す、従来技術により生成された出力画像Ioutは、入力画像Iinに映り込んだレーン上の白線Wを直線化するために、横方向の拡縮を行った後に、縦方向の拡縮をさらに行って生成されている。つまり、横方向と縦方向の、2段階の拡縮を行っている。これは、後述の図7(b)および図8(b)についても同様である。 The output image Iout generated by the conventional technique shown in FIG. It is generated by further scaling in the direction. In other words, scaling is performed in two stages: horizontally and vertically. This also applies to FIG. 7(b) and FIG. 8(b), which will be described later.
図6(b)に示した出力画像Ioutをみると、車両であるOBJ1、OBJ2の形状が、入力画像Iinとは大きく異なっている。これらは横方向に大きく潰れ、原形を認識し難いものとなっている。また、横方向の距離感も大きく変動しており、OBJ1からOBJ2までの車間距離が、極端に短縮化している。これをドライバー等の視点で見た場合、そこに何かしらの物体が存在していること自体は知覚できるものの、その物体がはたして何であるかが判別困難になることがある。また、OBJ1とOBJ2との間の車間距離は、本来は充分にあけられている(図6(a))。しかし、図6(b)では互いに衝突しそうであるように見える。 Looking at the output image I out shown in FIG. 6(b), the shapes of the vehicles OBJ1 and OBJ2 are significantly different from the input image I in . These have been greatly crushed in the horizontal direction, making it difficult to recognize their original shape. Furthermore, the sense of distance in the lateral direction has also changed significantly, and the inter-vehicle distance from OBJ1 to OBJ2 has become extremely short. When looking at this from the perspective of a driver or the like, although it is possible to perceive that some kind of object exists there, it may be difficult to discern what that object actually is. Further, the inter-vehicle distance between OBJ1 and OBJ2 is originally sufficiently wide (FIG. 6(a)). However, in FIG. 6(b) they appear to be about to collide with each other.
一方、図6(c)に示す、本開示の視界支援画像生成装置1によって生成された出力画像Ioutの場合は、立体の形状変化が緩和される。また、横方向の距離感の変化も緩やかである。よって、ドライバー等の視点では、隣のレーンを移動する物体OBJ1~OBJ4の形を認識しやすい。また、距離感の急激な変動によって混乱することもない。
On the other hand, in the case of the output image Iout generated by the visibility support
図7は、入力画像Iinから出力画像Ioutを生成した際の、従来技術による場合と、本開示の視界支援画像生成装置1による場合との第2の比較図である。図7(a)は入力画像Iinである。この入力画像Iinに対し従来技術を用いて生成した出力画像Ioutが図7(b)である。同じ入力画像Iinに対し、本開示の視界支援画像生成装置1を用いて生成した出力画像Ioutが図7(c)である。
FIG. 7 is a second comparison diagram between the conventional technology and the visibility support
図7においては、自車両100の進行方向に対して直交する直線L1、L2を、補助線として付加した。直線L1が、自車両100の近傍における線、直線L2が、自車両100の遠方における線である。
In FIG. 7, straight lines L1 and L2 perpendicular to the traveling direction of the
図7(a)に示す入力画像Iinにおいては、2つの直線L1とL2は平行になっている。 In the input image I in shown in FIG. 7(a), the two straight lines L1 and L2 are parallel.
図7(b)に示す、従来技術により生成された出力画像Ioutを見ると、2つの直線L1とL2は、その傾きが大きく異なっている。この傾きの相違は、ドライバー等の視点では、画像の歪みや違和感として認識される。また、画像内に映り込んだ複数台の車両は、2つの直線L1、L2と直交する方向に進行している。つまり、出力画像Ioutが動画であった場合、この動画内に映り込んだ車両は、実際には直進しているはずであるが、画像の右側へと進むにつれ、カーブしながら進行しているように映る。これもまた、ドライバー等に違和感を覚えさせる。 Looking at the output image Iout generated by the conventional technique shown in FIG. 7(b), the two straight lines L1 and L2 have greatly different slopes. This difference in inclination is perceived as image distortion or an unnatural feeling from the viewpoint of a driver or the like. Furthermore, the plurality of vehicles reflected in the image are traveling in a direction perpendicular to the two straight lines L1 and L2. In other words, if the output image I out is a video, the vehicle reflected in the video should actually be traveling straight, but as it moves toward the right side of the image, it will curve. It looks like that. This also makes drivers and the like feel uncomfortable.
一方、図7(c)に示す、本開示の視界支援画像生成装置1によって生成された出力画像Ioutであれば、2つの直線L1とL2との間の傾きの違いが、従来よりも緩やかになる。よって、ドライバー等にとっての違和感が少ない。また、出力画像Ioutが動画であった場合、当該動画に映り込んでいる車両の進行がより自然に見えるので、やはり違和感が少ない。
On the other hand, in the case of the output image Iout generated by the visibility support
図8は、入力画像Iinから出力画像Ioutを生成した際の、従来技術による場合と、本開示の視界支援画像生成装置1による場合との第3の比較図である。図8(a)は入力画像Iinである。この入力画像Iinに対し従来技術を用いて生成した出力画像Ioutが図8(b)である。同じ入力画像Iinに対し、本開示の視界支援画像生成装置1を用いて生成した出力画像Ioutが図8(c)である。
FIG. 8 is a third comparison diagram between the conventional technology and the visibility support
図8においては、車両であるOBJ2のフロントバンパー付近に説明用の矢印L3を入れている。この矢印L3は、画像に映り込む物体が備えている、自車両100の進行方向に直交する直線を示している。
In FIG. 8, an explanatory arrow L3 is drawn near the front bumper of the vehicle OBJ2. This arrow L3 indicates a straight line perpendicular to the traveling direction of the
図8(b)に示す、従来技術により生成された出力画像Ioutを見ると、矢印L3が湾曲していることが見て取れる。つまりドライバー等の視点では、物体OBJ2を構成する、直線状に形成されている部材(フロントバンパー等)が、湾曲して見えることになる。これもまた、ドライバー等に違和感を覚えさせる。 Looking at the output image Iout generated by the conventional technique shown in FIG. 8(b), it can be seen that the arrow L3 is curved. In other words, from the viewpoint of the driver or the like, the linearly formed members (such as the front bumper) that constitute the object OBJ2 appear curved. This also makes drivers and the like feel uncomfortable.
一方、図8(c)に示す、本開示の視界支援画像生成装置1によって生成された出力画像Ioutであれば、上述の湾曲も緩和され、直線状に形成されている部材(フロントバンパー等)が、直線に近い形状としてドライバー等の目に映る。すなわち、ドライバー等にとって違和感が少ない。
On the other hand, in the case of the output image I out generated by the visibility support
以上、例示したように、本開示の視界支援画像生成装置1によって生成された出力画像Ioutは、違和感の少ない画像となる。
As exemplified above, the output image I out generated by the visibility support
これに加えて、本開示の視界支援画像生成装置1によって生成される出力画像Ioutは、撮像画像内に含まれる深消失点を中心として、撮像画像の横方向における圧縮率が、撮像画像の縦方向における圧縮率よりも高くなるように、前記撮像画像を圧縮するものである(図1~図5参照)。よって、画角を横方向に拡大するという、光学アスフェリカルミラーが有する利点も、依然として享受することができる。
In addition, the output image I out generated by the visibility support
すなわち、本開示の視界支援画像生成装置1は、違和感が少なく、また、外界の適切な状況把握ができる出力画像Ioutを生成することができる。
That is, the visibility support
なお、下記にて、補足事項をいくつか説明する。 In addition, some supplementary matters are explained below.
図4に基づき説明したフロー図は、真円レンズモデルの変換テーブルに基づいて縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルを作成し、縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルを用いて出力画像Ioutを生成する例であった。この縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルを不揮発性メモリ14等に保存しておけば、入力画像Iinが入力される都度、新たに変換テーブルを生成する必要が無くなる。つまり、入力画像Iinに対して、既に保存されている縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルを参照して、出力画像Ioutを生成することができるようになる。逆に、入力画像Iinが入力される都度、上記のように圧縮係数Apを動的に計算した上で、出力画像Ioutを生成してもよい。
The flowchart explained based on FIG. 4 creates a conversion table for the vertically long elliptical lens model E based on the conversion table for the perfect circular lens model, and generates an output image I out using the conversion table for the vertically long elliptical lens model E. It was an example. If the conversion table for this vertically elongated elliptical lens model E is stored in the
また、上記の実施形態においては、ステップS01~S10に係る処理を、処理部11が行っている。この処理に係るプログラムが不揮発性メモリ14等に保存され、処理部11がこのプログラムを読み出して画像処理を行ってよい。一方、上述の処理を、ソフトウェア処理ではなく、ハードウェア処理によって行ってもよい。例えば、専用の回路等によって当該処理を行ってよい。
Furthermore, in the embodiment described above, the
次に、圧縮率についての補足説明を行う。図4のステップS09につき、具体例を2つ示した。すなわち、圧縮率(圧縮係数Ap)について、横方向(第1の具体例)と縦方向(第2の具体例)との2方向を比較した。しかし、その中間である斜め方向の圧縮率もある。上述のように、縦長楕円レンズモデルEの変換テーブルは、上述の真円レンズモデルの変換テーブルを変形したものある。真円を縦長楕円に変換しているので、圧縮率(圧縮係数Ap)は横方向から縦方向に、線形に変化することになる(図2(a)参照)。これを言い換えると、横方向を偏角0度、縦方向を偏角90度とした場合、偏角が増加するにつれて、圧縮率(圧縮係数Ap)は線形に減少する。 Next, a supplementary explanation regarding the compression ratio will be given. Two specific examples are shown for step S09 in FIG. That is, the compression ratio (compression coefficient A p ) was compared in two directions: the horizontal direction (first specific example) and the vertical direction (second specific example). However, there is also a compression rate in the diagonal direction that is in between. As described above, the conversion table for the vertically elongated elliptical lens model E is a modification of the conversion table for the perfect circular lens model described above. Since a perfect circle is converted into a vertically elongated ellipse, the compression ratio (compression coefficient A p ) changes linearly from the horizontal direction to the vertical direction (see FIG. 2(a)). In other words, when the yaw angle is 0 degrees in the horizontal direction and the yaw angle is 90 degrees in the vertical direction, the compression ratio (compression coefficient A p ) decreases linearly as the yaw angle increases.
また、真円レンズモデルとして、中心からの距離が遠いほどに圧縮率が増加するレンズモデルを用いることができる。そのような真円レンズモデルに基づいて作成した縦長楕円レンズモデルEもまた、中心(深消失点)からの距離が遠いほどに圧縮率が増加するものとなる。 Further, as the perfect circular lens model, a lens model in which the compression rate increases as the distance from the center increases can be used. The vertically elongated elliptical lens model E created based on such a perfect circular lens model also has a compression ratio that increases as the distance from the center (deep vanishing point) increases.
上記構成において、前記画像変換は、前記撮像画像内に含まれる深消失点を中心として、前記撮像画像の横方向から前記撮像画像の縦方向へと偏角が変わるにつれて、圧縮率が線形に変化するものであってよい。線形変化であれば、偏角に応じて圧縮率が徐々に変動するので、生成された視界支援画像も自然なものとなる。 In the above configuration, in the image conversion, the compression ratio changes linearly as the declination changes from the horizontal direction of the captured image to the vertical direction of the captured image, with the deep vanishing point included in the captured image as the center. It may be something that does. If it is a linear change, the compression ratio will gradually change depending on the declination angle, so the generated visibility support image will also be natural.
上記構成において、前記画像変換は、前記深消失点からの距離が遠いほどに圧縮率が増加するものであってよい。この構成により、深消失点の周辺部は低圧縮として画像の情報量を保ちつつ、画角を自然に広げることが可能となる。 In the above configuration, the image conversion may be such that the compression rate increases as the distance from the deep vanishing point increases. With this configuration, it is possible to naturally widen the angle of view while maintaining the amount of image information by applying low compression to the peripheral area of the deep vanishing point.
上記構成において、前記画像変換は縦長楕円レンズモデルを用いた圧縮であってよい。縦長楕円モデルであれば、通常用いられる真円レンズモデルと形状が近く、画像変換後の表示画像における違和感が少ない。また、真円を規定するパラメータは半径rの1つのみであったのに対して、縦長楕円であれば長軸b、短軸cの2つのパラメータにすることができる。この2つのパラメータを適宜調節することで、従来では生じていた表示画像の違和感を少なくしつつ、画像の縦方向および横方向の圧縮率を柔軟に変動させることができる。 In the above configuration, the image conversion may be compression using a vertically elongated elliptical lens model. If it is a vertically elongated elliptical model, the shape is similar to a normally used perfect circular lens model, and there is less discomfort in the displayed image after image conversion. Further, whereas the radius r was the only parameter that defined a perfect circle, in the case of a vertically elongated ellipse, there can be two parameters, the major axis b and the minor axis c. By appropriately adjusting these two parameters, it is possible to flexibly vary the compression ratio of the image in the vertical and horizontal directions while reducing the unnatural feeling of the displayed image that conventionally occurs.
上記構成において、視界支援画像生成装置1は、前記視界支援画像を表示する表示部を更に備えてよい。かかる表示部に視界支援画像を表示することにより、ドライバー等が、横方向に視野の広がった自然な視覚支援画像を見ることができる。
In the above configuration, the visibility support
また、本開示は、車両の視界支援画像を生成するための画像変換プログラムにも関する。前記画像変換プログラムは、装置が有する処理部に、画像の実像高と、真円レンズモデルの理想像高との対応関係を示すデータに基づいて、前記画像の実像高と、幾何学形状レンズモデルの理想像高との対応関係を算出するステップと、前記画像の実像高と、前記幾何学形状レンズモデルの理想像高との対応関係に基づいて、前記画像に含まれる各画素の圧縮率を算出するステップと、前記各画素の圧縮率に基づいて、前記画像を圧縮するステップとを実行させ、前記幾何学形状は、前記幾何学形状の中心から横方向に向かう長さが、前記幾何学形状の中心から縦方向に向かう長さよりも短いものであってよい。前記構成により、車両のドアミラー等に設けたカメラが撮像した入力画像から、ドライバー等にとって違和感が少なく、また、外界の適切な状況把握ができる視界支援画像を提供することができる。 The present disclosure also relates to an image conversion program for generating a visibility assistance image of a vehicle. The image conversion program causes a processing unit included in the device to convert the real image height of the image and the geometric lens model based on data indicating the correspondence between the real image height of the image and the ideal image height of the perfect circular lens model. and calculating a compression ratio of each pixel included in the image based on the correspondence between the real image height of the image and the ideal image height of the geometric lens model. and a step of compressing the image based on the compression rate of each pixel, and the geometric shape is such that the length in the horizontal direction from the center of the geometric shape is equal to or smaller than the geometric shape. The length may be shorter than the length in the vertical direction from the center of the shape. With the above-mentioned configuration, it is possible to provide a visibility support image that does not give a sense of discomfort to the driver or the like and allows an appropriate grasp of the external situation from an input image captured by a camera installed on a door mirror or the like of the vehicle.
上記構成において、前記幾何学形状は、前記幾何学形状の中心からの距離が、前記幾何学形状の横方向から縦方向へと偏角が変わるにつれて、線形に変化するものであってよい。線形変化であれば、偏角に応じて圧縮率が徐々に変動するので、当該プログラムを用いて生成された画像も、ドライバー等にとって自然なものとなる。 In the above configuration, the geometric shape may be such that the distance from the center of the geometric shape changes linearly as the deviation angle of the geometric shape changes from the horizontal direction to the vertical direction. If it is a linear change, the compression rate will gradually change depending on the declination angle, so the image generated using the program will also look natural to drivers and the like.
上記構成において、前記幾何学形状は縦長楕円であってよい。縦長楕円モデルであれば、通常用いられる真円レンズモデルと形状が近く、画像変換後の視界支援画像における違和感が少ない。また、真円を規定するパラメータは半径rの1つのみであったのに対して、縦長楕円であれば長軸b、短軸cの2つのパラメータにすることができる。この2つのパラメータを適宜調節することで、従来では生じていた表示画像の違和感を少なくしつつ、画像の縦方向および横方向の圧縮率を柔軟に変動させることができる。 In the above configuration, the geometrical shape may be a vertically elongated ellipse. If it is a vertically elongated elliptical model, the shape is similar to a normally used perfect circular lens model, and there will be less discomfort in the visual field support image after image conversion. Further, whereas the radius r was the only parameter that defined a perfect circle, in the case of a vertically elongated ellipse, there can be two parameters, the major axis b and the minor axis c. By appropriately adjusting these two parameters, it is possible to flexibly vary the compression ratio of the image in the vertical and horizontal directions while reducing the unnatural feeling of the displayed image that conventionally occurs.
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that those skilled in the art can come up with various changes or modifications within the scope of the claims, and these naturally fall within the technical scope of the present invention. Understood. Further, each component in the above embodiments may be arbitrarily combined without departing from the spirit of the invention.
1 視界支援画像生成装置
11 処理部
12 カメラ
13 表示装置
14 不揮発性メモリ
50 レンズ
51 評価面
52 実像高
53 理想像高
100 自車両
Iin 入力画像
Iout 出力画像
E 縦長楕円レンズモデル
M ドアミラー
M1 ミラー部
M2 アスフェリカル部
OBJ1~OBJ4 物体
1 Visibility support
Claims (4)
車両からの画像を撮像するカメラと、
処理部を備え、
前記カメラが撮像した撮像画像を、前記処理部が画像変換することで、前記視界支援画像を生成し、
前記画像変換は、前記撮像画像内に含まれる深消失点を中心として、前記撮像画像の横方向における圧縮率が、前記撮像画像の縦方向における圧縮率よりも高くなるように、前記撮像画像を圧縮するものであり、
前記画像変換は、縦長楕円レンズモデルを用いた圧縮である、
視界支援画像生成装置。 A visibility support image generation device that generates a visibility support image of a vehicle, the device comprising:
A camera that captures images from the vehicle;
Equipped with a processing section,
The processing unit converts the captured image captured by the camera to generate the visibility support image,
The image conversion is performed by converting the captured image so that the compression rate in the horizontal direction of the captured image is higher than the compression rate in the vertical direction of the captured image, with a deep vanishing point included in the captured image as the center. It compresses
The image conversion is compression using a vertically elongated elliptical lens model,
Vision support image generation device.
前記画像変換は、前記深消失点からの距離が遠いほどに圧縮率が増加する、
視界支援画像生成装置。 The visibility support image generation device according to claim 1 ,
In the image conversion, the compression rate increases as the distance from the deep vanishing point increases.
Vision support image generation device.
前記視界支援画像を表示する表示部を更に備える、
視界支援画像生成装置。 The visibility support image generation device according to claim 1 or 2 ,
further comprising a display unit that displays the visibility support image;
Vision support image generation device.
装置が有する処理部に、
真円レンズの実像高と、真円レンズモデルの理想像高との対応関係を示すデータに基づいて、前記実像高と、幾何学形状レンズモデルの理想像高との対応関係を算出するステップと、
前記実像高と、前記幾何学形状レンズモデルの理想像高との対応関係に基づいて、画像に含まれる各画素の圧縮率を算出するステップと、
前記各画素の圧縮率に基づいて、前記画像を圧縮するステップと、
を実行させ、
前記幾何学形状は、前記幾何学形状の中心から横方向に向かう長さが、前記幾何学形状の中心から縦方向に向かう長さよりも短く、
前記圧縮は、縦長楕円レンズモデルを用いた圧縮である、
画像変換プログラム。 An image conversion program for generating a visibility support image of a vehicle, the program comprising:
In the processing section of the device,
calculating the correspondence between the real image height and the ideal image height of the geometric lens model based on data indicating the correspondence between the real image height of the perfect circle lens and the ideal image height of the perfect circle lens model; ,
calculating a compression ratio of each pixel included in the image based on the correspondence between the real image height and the ideal image height of the geometric lens model;
compressing the image based on the compression rate of each pixel;
run the
The geometric shape has a length in the horizontal direction from the center of the geometric shape that is shorter than a length in the vertical direction from the center of the geometric shape,
The compression is compression using a vertically elongated elliptical lens model,
Image conversion program.
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