JP7419518B2 - 画像データを管理するための方法、および自動車用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用照明装置の分野に関し、より詳細には、照明源の制御に由来する電子データの管理に関する。

現行の照明装置では、アダプティブ・ライティング（適応照明）機能を提供するために制御すべき光源の個数が増加している。

このような多くの光源は、制御ユニットが管理すべき膨大なデータを含んでいる。ＰＣＭと光モジュールとの間でのデータ転送には、ＣＡＮプロトコルが、そのバリエーションの一部で（ＣＡＮ－ＦＤは最もよく使用されるものの１つである）多く使用されている。しかしながら、一部の自動車メーカーは、ＣＡＮプロトコルの帯域幅を制限することを決定しており、通常約５Ｍｂｐｓを必要とする管理の実施に影響を与えている。

実際に、システムが動画を扱う場合、データサイズを減少させるという課題は、データ伝送速度、ひいては画像投影速度に影響するため、極めて重要である。

この課題に対する解決策が模索されている。

本発明は、請求項１に記載の画像データ管理方法および請求項８に記載の自動車用照明装置によって、これらの課題に対する解決策を提供する。本発明の好適な実施形態は、従属請求項に規定される。

別段の定めがない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、当該技術分野における慣用のものとして解釈される。さらに、一般的に使用される用語も、本明細書で明示的に定めない限り、関連する技術分野における慣用のものとして解釈されるべきであり、理想化されるべきでない、または過度に形式的なものとされるべきでないこともさらに理解される。

本テキストにおいて、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」およびその派生語（「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等）」は、排他的な意味において理解されるべきではない。すなわち、これらの用語は、記載され定義されたものがさらなる要素、ステップ等を含む可能性を排除するものとして解釈されるべきではない。

第１発明態様において、本発明は、
－複数の画素を備える第１画像パターンを提供するステップであって、各画素は当該画素の光度に関する値により特徴付けられるステップと、
－前記第１画像パターンを光モジュールに送信するステップと、
－複数の画素を備える第２画像パターンを提供するステップであって、各画素は当該画素の光度に関する値により特徴付けられるステップと、
－差分パターンを生成するステップであって、前記差分パターンは、前記第２画像パターンを前記第１画像パターンマイナス減算することにより得られるステップと、
－前記差分パターンを前記光モジュールに送信するステップであって、これにより、前記光モジュールは、前記第１画像パターンおよび前記差分パターンのデータから、前記第２画像パターンを再構成することができるステップと、
を備える、自動車用照明装置において画像データを管理するための方法を提供する。

本方法は、制御ユニットと光モジュールとの間で交換される画像データを管理することを目的とする。制御ユニットは、差分パターンの計算を担当し、必ずしも照明装置の内部に物理的に配置されなくてもよく、自動車の任意の位置に配置され得る。照明モジュールは、照明用または信号伝達用の光パターンを提供することを目的としており、照明装置の内部に配置される。

本方法の主たる利点は、光モジュールに送信されるデータセットのサイズを小さくできることであり、これは、ＡＤＢ（アダプティブ・ドライビング・ビーム（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ））やＤＢＬ（ダイナミック・ベンディング・ライト（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ））等のあるフレームと次のフレームとの差が小さい場合に非常に有用である。場合により、データサイズが十分に小さく圧縮せずに伝送できるために、画像を圧縮する必要がないこともある。

特定の実施形態において、前記画像パターンの前記光画素は、グレースケール画素であり、より具体的には、各画素の前記光度は、０～２５５までのスケールに従う。

光モジュールは、通常、光度を０～２５５に等級分けするグレースケールで、光パターンを定義する。これは、光パターンを数値化することで、これを光データに変換し、車両の制御ユニットにより伝送および管理可能とするための方法である。

特定の実施形態において、本方法は、前記第１画像を前記光モジュールにバッファ記憶させるステップをさらに備える。

第１イメージがバッファ記憶される場合、提供される差分パターンに基づいて、次の画像を準備することが容易になる。

特定の実施形態において、本方法は、
－前記差分パターンの前記画素のうちの少なくとも数個に補償値を加算することにより前記差分パターンを正規化するステップであって、これにより前記正規化された差分パターンの低い値がゼロ以上になるステップと、
－前記補償値を前記光モジュールに送信するステップと、
－前記補償値を前記正規化された差分パターンから減算することにより前記差分パターンを回復させるステップと、
をさらに備える。

これらのステップは、ＤＢＬのように、強度の増減を伴う変化がある場合に有用である。

特定の実施形態において、本方法は、
－絶対値関数ＡＢＳを前記差分パターンに適用することにより変更された差分パターンを生成するステップと、
－前記変更された差分パターンを前記光モジュールに送信するステップと、
－前記第１画像パターンおよび前記変更された差分パターンから前記第２画像パターンを再構成した後、前記絶対値関数ＡＢＳを前記第２画像パターンに適用するステップと、
をさらに備える。

これらのステップは、ＡＤＢのように、ブラックゾーンの動きを伴う変化がある場合に有用である。

特定の実施形態において、本方法は、
－前記差分パターンの少なくとも一部を前記光モジュールに送信する前に圧縮することにより、圧縮データを作成するステップと、
－前記圧縮データを前記光モジュールにより解凍するステップと、
をさらに備える。

強度値のうちの数個がゼロであるために、差分パターン全体を圧縮する必要がない場合もある。この結果、意味のある値のみが圧縮される。

特定の実施形態において、前記差分パターンの少なくとも一部を圧縮する前記ステップは、前記差分パターンの２０％よりも小さい前記差分パターンのゾーンに作用する。

このような場合、代表値がブラックゾーンの輪郭に位置するため、より大きい部分を圧縮する必要はない。

この切り取りステップ（ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｔｅｐ）は、画像の大部分が完全に暗い場合に有用であり、圧縮ステージは、代表値を含む部分のみにフォーカスされる。

第２発明態様において、本発明は、
－複数の光源を備える光モジュールと、
－第１発明態様による前記ステップを実施する制御ユニットと、
を備える自動車用照明装置を提供する。

この照明装置は、従来のものより低い帯域幅で動作可能である。

特定の実施形態において、前記光モジュールは、処理ユニットをさらに備え、前記処理ユニットは、圧縮データを解凍するように構成される。

適切な光モジュールに解凍ステージがあるため、帯域幅は、モジュールそれ自体まで狭められる。

特定の実施形態において、前記制御ユニットおよび処理ユニットの両方が、前記第１画像を保持する画像バッファ記憶装置（ｉｍａｇｅ ｂｕｆｆｅｒ）を備える。

特定の実施形態において、前記光源は、ＬＥＤ等の固体光源である。

「固体」という用語は、半導体を使用して電気を光に変換する固体エレクトロルミネセンスにより発光される光を指す。白熱照明に比較して、固体照明は、発熱やエネルギー散逸の少ない可視光線を生成する。固体電子照明装置の典型的に小さい質量により、脆弱なガラス管／電球、細いフィラメント線に比較して、衝撃や振動に対する大きな抵抗力が提供される。また、フィラメントの蒸発がないため、照明装置の寿命が長くなることもある。このようなタイプの照明の例には、電気フィラメント、プラズマ、ガスではなく、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、高分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を照明源とするものが含まれる。

説明を完全にして本発明のより良い理解を提供するために、図面のセットが提供される。前記図面は、本明細書の不可欠な一部を形成し、本発明の実施形態を説示するものである。図面は、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではなく、単に本発明を実施可能とする方法の例として解釈されるべきである。本図面は、以下の図から構成される。

図１は、本発明による自動車用照明装置により投影されたハイビームモジュールの測光の第１画像を示す。 図２は、図１の測光を表す画素マトリクスの一部を示す。 図３は、本発明による方法の第１実施形態の第２画像に対応する第２画素マトリクスの一部を示す。 図４は、本発明による方法の第１実施形態の中間画像に対応する差分マトリクスの一部を示す。 図５は、本発明による方法の第１実施形態の中間画像に対応する暫定マトリクスの一部を示す。 図６は、本発明による方法の第２実施形態の中間画像に対応する正規化された差分マトリクスの一部を示す。 図７は、本発明による自動車用照明装置を示す。

例示的な実施形態の要素には、必要に応じて、図面および詳細な説明を通じて一貫して同一の参照符号を付す。
１ 第１画像パターン
１１ 第１画像パターンの画素
２ 第２画像パターン
２１ 第２画像パターンの画素
３ ブラックゾーン
４ 光モジュール
５ ＬＥＤ
６ 制御ユニット
７ 処理ユニット
１０ 自動車用照明装置
２０ 差分マトリクス
１００ 自動車

例示的な実施形態は、当業者が本明細書に記載されたシステムおよびプロセスを具現化および実施できるように十分詳細に記載されている。実施形態は多くの代替形態において提供され得るとともに、本明細書に記載された例に限定して解釈されるべきでないことを理解することが重要である。

したがって、実施形態は種々の態様で変更され得るとともに種々の代替形態を取り得る一方で、その特定の実施形態が、例として図面に示され以下に詳細に説明される。開示された特定の形態に限定する意図はない。逆に、添付の特許請求の範囲内にあるすべての変更点、等価点、代替点が含まれるべきである。

図１は、本発明による自動車用照明装置により投影され得るハイビームモジュールの測光の第１画像を示す。

第１画像は、画素に分割され得る。各画素は、その光度により、黒に相当し得る０から白に相当し得る２５５までのスケールにおいて特徴付けられ得る。

この画像は、アダプティブ・ドライビング・ビーム（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ（ＡＤＢ））の画像に対応する。ＡＤＢの画像は、対向車線を走行する車両にハイビームが届かないように画像の中を通り移動するブラックゾーン３を備えている。

この第１画像は、照明モジュールに送信されてバッファ記憶される。こうして、残りの後続の画像は、先行するものから再構成される。

図２は、画像パターン１と呼ばれるこのような画素マトリクスの一部を示す。この画像パターン１の各画素１１は、上述のスケールに応じた数字によって特徴付けられている。

本例において、明瞭性を期してこのブラックゾーン３は４つの画素のみで表されている。これは現実のアプローチとは対応していないが、実際の画像にそのまま対応している。

図３は、ＡＤＢの第２画像に対応する、画素２１を有する第２画素マトリクスの一部を示す。この画像に見られるように、ブラックゾーン３は左に移動したため、ブラックゾーンは、今は異なる画素に作用している。一方で、元の光パターンに対応する異なる光量値が、今はブラックゾーン３の右側に見える。

図４は、第２画像パターンを第１画像パターンから減算した結果である差分マトリクス２０の一部を示す。第１画像パターンと第２画像パターンとの違いは、ブラックゾーンの左右の境界のみであるため、この差分マトリクスには多くのゼロが存在することになる。

次のステップは、変更された差分マトリクスを光モジュールに伝送し、バッファ記憶された第１画像と伝送された変更差分マトリクスとから第２画像を再構成することであり得る。

変更された差分マトリクスは、差分マトリクスにＡＢＳ関数を適用することにより得られるマトリクスである。この操作により、変更された差分マトリクスのすべての値が正となり、伝送が容易となる。

伝送は圧縮された態様でもよいし、圧縮なしでもよい。

図５は、変更された差分マトリクスをバッファ記憶された第１画像から減算することにより、光モジュールにおいて得られる暫定マトリクスの一部を示す。この暫定マトリクスは、第２パターンと略同一であるが、負の値を数個有している。

ＡＢＳ関数をこの暫定マトリクスに適用することにより、最終的な第２画像パターンが復元されるため、これを光モジュールにより投影することができる。

本発明による方法の第２実施形態が存在する。図１～図４のステップは同じであり得るとともに、差分マトリクスが計算される。

しかしながら、この第２実施形態においては、ＡＢＳ関数を差分マトリクスに適用しない。代わりに、この差分マトリクスにおいてゼロとは異なるすべての値に補償値を加算することで、図６に示す正規化（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ）された差分マトリクスを得る。この正規化された差分マトリクスにおいて、すべての値がゼロより大きいかゼロに等しいが、これは本方法の先行する実施形態とは異なる方法により得られたものである。

補償値は、元の差分マトリクスの最小値のＡＢＳ値に１を加算することにより選択されている。本例において、最小値は－６０であった。ＡＢＳ値は６０であり、補償値は６１である（意味のある値を有する画素にゼロ値を残さないようにするため）。

この第２実施形態を、先行する実施形態と共通するいくつかのステップにて示したが、この第２実施形態は、符号情報が重要であるダイナミック・ベンディング・ライト（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ（ＤＢＬ））等の他の用途において特に有利である。これは、画像に沿って動くブラックゾーンがなく、画像プロファイル自体を左または右に動かすためである。ただし、便宜上、この第２実施形態を図１～図４のＡＤＢ構造を用いて説明する。

この第２実施形態に従い、正規化された差分マトリクスおよび補償値は、圧縮状態または非圧縮状態で光モジュールに送信される。光モジュールにおいて、第２画像は、補償値を正規化された差分マトリクスから減算することにより、および差分マトリクスを第１画像から減算することにより復元される。

最終結果は同じである。各実施形態は、光の機能に応じて選択される。

本方法のデータ伝送速度は、他の方法よりも顕著に遅い。実際に、データは、圧縮状態でも非圧縮状態でも伝送され得る。いずれの場合でも、データ伝送速度は、十分に一部の自動車メーカーの要請を満たすため、このデータは、帯域幅に制約を課された光モジュールに送信され得る。

図７は、本発明による自動車用照明装置を示す。この照明装置は、
－複数のＬＥＤ５を備える光モジュール４と、
－先行する図面において説明した圧縮ステップを実行して圧縮データを生成する制御ユニット６と、
－前記圧縮データを解凍するように構成された処理ユニット７であって、前記光モジュール４に配置された処理ユニットと、
を備えている。

制御ユニット６および処理ユニット７の両者が、先行する画像を記憶するバッファ記憶装置を備えるため、この先行する画像が後続の画像の復元に使用される。

Claims (10)

1. －複数の画素（１１）を備える第１画像パターン（１）を提供するステップであって、各画素は当該画素（１１）の光度に関する値により特徴付けられるステップと、
   －前記第１画像パターンを光モジュールに送信するステップと、
   －複数の画素（２１）を備える第２画像パターン（２）を提供するステップであって、各画素は当該画素（２１）の光度に関する値により特徴付けられるステップと、
   －差分パターン（２０）を生成するステップであって、前記差分パターン（２０）は、前記第２画像パターンを前記第１画像パターンから減算することにより得られるステップと、
   －前記差分パターン（２０）を前記光モジュール（４）に送信するステップであって、これにより、前記光モジュール（４）は、前記第１画像パターン（１）および前記差分パターン（２０）のデータから、前記第２画像パターン（２）を再構成することができるステップと、
   －前記差分パターンの画素のうちの少なくとも数個に補償値を加算することにより前記差分パターンを正規化するステップであって、これにより前記正規化された差分パターンの低い値がゼロ以上になるステップと、
   －前記補償値を前記光モジュールに送信するステップと、
   －前記補償値を前記正規化された差分パターンから減算することにより前記差分パターンを回復させるステップと、
   を備える、自動車用照明装置（１０）において画像データを管理するための方法。
2. 前記第１画像パターン（１）の前記画素（１１）は、グレースケール画素であり、
   より具体的には、各画素（１１）の前記光度は、０～２５５までのスケールに従った数字により特徴付けられる、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記第１画像パターン（１）を前記光モジュールにバッファ記憶させるステップをさらに備える、
   請求項１または２に記載の方法。
4. －絶対値関数ＡＢＳを前記差分パターンに適用することにより変更された差分パターンを生成するステップと、
   －前記変更された差分パターンを前記光モジュールに送信するステップと、
   －前記第１画像パターンおよび前記変更された差分パターンから前記第２画像パターンを再構成した後、前記絶対値関数ＡＢＳを前記第２画像パターンに適用するステップと、
   をさらに備える請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. －前記差分パターンの少なくとも一部を前記光モジュールに送信する前に圧縮することにより、圧縮データを作成するステップと、
   －前記圧縮データを前記光モジュールにより解凍するステップと、
   をさらに備える請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記差分パターンの少なくとも一部を圧縮する前記ステップは、前記差分パターンの２０％よりも小さい前記差分パターンのゾーンに作用する、
   請求項５に記載の方法。
7. －複数の光源（５）を備える光モジュール（４）と、
   －請求項１～６のいずれか一項に記載の方法の前記ステップを実施する制御ユニット（６）と、
   を備える自動車用照明装置（１０）。
8. 前記光モジュール（４）は、処理ユニット（７）をさらに備え、
   前記処理ユニット（７）は、圧縮データを解凍するように構成される、
   請求項７に記載の自動車用照明装置（１０）。
9. 前記制御ユニット（６）および処理ユニット（７）の両方が、前記第１画像パターン（１）を保持する画像バッファ記憶装置を備える、
   請求項７または８に記載の自動車用照明装置（１０）。
10. 前記光源（５）は、固体光源である、
    請求項７～９のいずれか一項に記載の自動車用照明装置（１０）。

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