JPH0549924B2 - - Google Patents

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JPH0549924B2
JPH0549924B2 JP1055078A JP5507889A JPH0549924B2 JP H0549924 B2 JPH0549924 B2 JP H0549924B2 JP 1055078 A JP1055078 A JP 1055078A JP 5507889 A JP5507889 A JP 5507889A JP H0549924 B2 JPH0549924 B2 JP H0549924B2
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JP
Japan
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circuit
calculation circuit
output
marginal distribution
horizontal line
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JP1055078A
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English (en)
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JPH02236117A (ja
Inventor
Hidehiko Kubo
Takashi Furubayashi
Kazumasa Myamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Original Assignee
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
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Publication date
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Priority to JP1055078A priority Critical patent/JPH02236117A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Navigation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、船舶等の自動航行システムの画像処
理装置に使用される水平線検出装置に関する。
[従来の技術] 船舶等の自動航行システムの画像処理装置に使
用される水平線検出装置の一般的な構成は第5図
のようになつていた。同図で1は撮像装置、2は
ビデオ信号、3はA/D変換器、4はデジタル画
像データ、5はフレームメモリ、6は読出された
デジタル画像データ、7は微分回路、8は微分画
像データ、9は周辺分布演算回路、10は周辺分
布データ、11は移動差分演算回路、12は移動
差分データ、13はゼロクロス検出回路、14は
検出結果である。
上記のような構成にあつて、外界の画像が撮像
装置1により撮像され、アナログのビデオ信号2
が得られる。この信号はA/D変換器3でデジタ
ル画像データ4に変換され、フレームメモリ5に
1画面単位で一時保持される。フレームメモリ5
から読出されたデジタル画像データ6は微分回路
7で微分される。これは、画像データをF(x,
y)とし、X座標及びY座標をそれぞれ画像の水
平方向及び垂直方向としてF(x,y)値が輝度
に対するpビートデータであるとすると、微分回
路7はY方向の微分、すなわち、 DFY(x,y)=F(x,y+1)−F(x,y)
…(1) なる演算を行なう。微分回路7からの出力である
DFY(x,y)(微分画像データ)8に対し、周
辺分布演算回路9は SDFY(y)= 〓x |DFY(x,y)| …(2) なる演算を行なう。周辺分布演算回路9からの出
力であるSDFY(x,y)(周辺分布データ)10に
対し、移動差分演算回路11は、 (ただし、l:移動長さ) なる演算を行なう。移動差分演算回路11からの
出力であるMD(y)(移動差分データ)12はゼ
ロクロス検出回路13で最大ピーク点が見つけら
れ、そのY座標を出発点としてYアドレスの増加
する方向で最初のゼロクロス点が検出され、その
値が水平線のアドレスとして出力される。
[発明が解決しようとする課題] しかして、上記のような構成の水平線検出装置
にあつては、第6図aに周辺分布を示すような海
と空との温度差が大きい場合には水平線を比較的
容易に検出することができるが、第6図bに示す
ようなシークラツタ(波)が多い場合や、第6図
(c)に示すように温度差が小さくてシークラツ
タが少なく、結果として周辺分布に顕著な水平線
特徴が現われない場合などに誤検出となる可能性
が高かつた。また、第6図bに示したように水平
線特徴が顕著であつてもゼロクロス検出で誤検出
してしまうこともあり得る。第7図はその誤検出
の状態を示すもので、第7図aは周辺分布がパル
ス状であるため、移動差分のゼロクロスポイント
が存在するが、第7図bに示すように周辺分布が
ステツプ状である場合には、移動差分にゼロクロ
スポイントが存在しない。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたも
ので、海と空との温度差が大きい場合はもちろ
ん、シークラツタが多い場合での水平線の検出を
可能とし、さらに海と空との温度差が小さくてシ
ークラツタが少なく、結果として周辺分布に顕著
な水平線特徴が現われない場合には検出不可と
し、水平線検出確率を向上させることが可能な水
平線検出装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、ゼロクロス検出回路の出力するゼロ
クロスポイントで周辺分布を分割し、平均高さ比
や最大値と平均値との比を計算する統計量演算回
路と、デジタル画像データから高周波画像を生成
する回路と、高周波画像の絶対値をとりライン毎
に加算する第2の周辺分布演算回路と、周辺分布
を数値微分する第2の移動差分演算回路と、移動
差分値から水平線候補となる最大ピーク値を検出
するピーク検出回路と、そのピーク座標で周辺分
布を分割し、平均高さ比や最大値と平均値との比
を計算する第2の統計量演算回路と、前記統計量
演算回路と第2の統計量演算回路の出力により前
記ゼロクロス検出回路の出力である水平線候補を
選択するか、前記ピーク検出回路の出力である水
平線候補を選択するか、またはいずれも選択しな
いかの判定を行なう比較評価回路とを備えるよう
にしたものである。
[作用] 上記の如き構成にあつて、デジタル画像データ
を微分画像と高周波画像の2つに変換し、それぞ
れから水平線候補を検出することによつて温度差
の大小やシークラツタの有無等、気象条件が変化
しても安定した水平線検出が可能となり、また、
処理途中の周辺分布の平均高さ比や最大平均値等
の特徴量を計算することによつて天候が悪く、水
平線が検出しづらい場合には検出不能と判断し、
誤検出を減少させることができる。
[実施例] 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。
第1図はその回路構成を示すもので、21は撮
像を行なう撮像装置、22は撮像装置21の出力
であるアナログのビデオ信号、23はビデオ信号
22を所定のサンプリングクロツク、量子化ビツ
ト数でデジタル化するA/D変換器、24はA/
D変換器23の出力であるデジタル画像データ、
25はデジタル画像データ24を1画面単位で記
憶するフレームメモリ、26はフレームメモリ2
5から読出されたデジタル画像データ、27はデ
ジタル画像データ26を微分する微分回路、28
は微分回路27の出力である微分画像データ、2
9は微分画像データ28から周辺分布を演算によ
り作成する第1の周辺分布演算回路、30は第1
の周辺分布演算回路29で作成された第1の周辺
分布データ、31は第1の周辺分布データ30か
ら移動差分を算出する第2の移動差分演算回路、
32は第1の移動差分演算回路31で作成された
第1の移動差分データ、33は第1の移動差分デ
ータ32のゼロクロスポイントを検出するゼロク
ロス検出回路、34はゼロクロス検出回路33の
検出結果であるゼロクロスポイント、35はゼロ
クロスポイント34と第1の周辺分布データ30
とから周辺分布を分割し、平均高さや最大値と平
均値の比を算出する第1の統計量演算回路、36
は第1の統計量演算回路35の演算結果、37は
上記フレームメモリ25から読出されたデジタル
画像データ26により高周波画像を生成する高周
波画像生成回路、38は高周波画像生成回路37
で生成された高周波画像、39は高周波画像38
の絶対値をとり、ライン毎に加算して周辺分布を
得る第2の周辺分布演算回路、40は第2の周辺
分布演算回路39で作成された第2の周辺分布デ
ータ41は第2の周辺分布データ40から移動差
分を算出する第2の移動差分演算回路、42は第
2の移動差分演算回路41で作成された第2の移
動差分データ、43は第2の移動差分データ42
からの水平線候補となる最大ピーク値を検出する
ピーク検出回路、44はピーク検出回路43の出
力するピーク座標、45はピーク座標44により
上記第2の周辺分布データ40を分割し、平均高
さ比や最大値と平均値の比を算出する第2の統計
量演算回路、46は第2の統計量演算回路45の
演算結果、47は第1の統計量演算回路35の出
力する演算結果36と第2の統計量演算回路45
の出力する演算結果46とにより、上記ゼロクロ
ス検出回路33の出力であるゼロクロスポイント
34とピーク検出回路43の出力であるピーク座
標44のいずれかを水平線候補として選択する
か、あるいはどちらも選択しないかを判定する比
較評価回路、48は比較評価回路47の判定結果
である。
外界の画像は撮像装置21により撮像され、ア
ナログのビデオ信号22が得られる。この信号は
A/D変換器23でデジタル画像データF(x,
y)24に変換され、フレームメモリ25に1画
面単位で一時保持される。フレームメモリ25か
ら読出されたデジタル画像データ26は微分回路
27で微分される。すなわち、 DFY(x,y)=F(x,y+1)−F(x,y)
…(4) なる演算を行なう。微分回路27からの出力であ
るDFY(x,y)(微分画像データ)28に対し、
第1の周辺分布演算回路29は SDFY(y)= 〓x |DFY(x,y)| …(5) なる演算を行なう。第1の周辺分布演算回路29
の出力であるSDFY(x,y)(周辺分布データ)
30に対し、第1の移動差分演算回路31は、 DY(y)=1/l・l-1j=0 SDFY(y+j)−1/l・lj=1 SDFY(y−j) …(6) なる演算を行なう。第1の移動差分演算回路31
からの出力であるDY(y)(移動差分データ)3
2はゼロクロス検出回路33で第2図に示すよう
にゼロクロスポイントがすべて見つけられ、その
クロスポイントを挟む正のピークと負のピークの
差が最大となるゼロクロスポイント34を水平線
候補として第1の統計量演算回路35及び比較評
価回路47に出力する。
一方、フレームメモリ25から読出されたデジ
タル画像データF(x,y)26は高周波画像生
成回路37に入力され、高周波画像生成回路37
はこれから高周波画像H(x,y)38を生成し
て第2の周辺分布演算回路39に出力する。第2
の周辺分布演算回路39では、上記(5)式と同様の
演算を行ない、第2の移動差分データ42を算出
してピーク検出回路43に送出する。ピーク検出
回路43は第2の移動差分データ42の正の最大
値を見つけ、そのY座標のアドレスを水平線候補
として出力する。第2の統計量演算回路45は、
第2の周辺分布演算回路39からの第2の周辺分
布データ40とピーク検出回路43からの水平線
候補のY座標アドレスとにより、第3図に示すよ
うに平均高さ比「H1/H2」と最大平均値
「MAX/H」とを算出し、演算結果46として
比較評価回路47に送出する。
比較評価回路47では、第4図に示すようなテ
ーブルに基づいて、まずゼロクロスポイントでの
評価を行なう。第1の統計量演算回路35から出
力される周辺分布の特徴量となる演算結果36が
上記テーブルのゼロクロスポイント選択領域にあ
るならば、ゼロクロス検出回路33からのゼロク
ロスポイント34を判定結果48として出力す
る。また、それ以外であつたなら、ピーク点での
評価を行なう。これは第2の統計量演算回路45
から送られてくる周辺分布の特徴量である演算結
果46がテーブルのピーク点選択領域内であるか
否かを判定するもので、領域内であればピーク検
出回路43からのピーク座標44を水平線候補と
して判定結果48として出力する。さらに、第2
の統計量演算回路45の演算結果46がテーブル
のピーク点選択領域外であつた場合には、海と空
との温度差が小さくてシークラツタが少なく、結
果として周辺分布に顕著な水平線特徴が現われ
ず、水平線を検出することは困難であると判定し
て不明の信号を出力する。
[発明の効果] 以上詳記した如く本発明によれば、デジタル画
像データを微分画像と高周波画像の2つに変換
し、それぞれから水平線候補を検出することによ
つて温度差の大小やシークラツタの有無等、気象
条件が変化しても安定した水平線検出が可能とな
り、また、処理途中の周辺分布の平均高さ比や最
大平均値等の特徴量を計算することによつて、天
候が悪く、水平線が検出しづらい場合には検出不
能と判断し、誤検出を減少させ、結果として検出
確率を充分高いものとすることが可能な水平線検
出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の一実施例を示すも
ので、第1図は回路構成を示すブロツク図、第2
図はゼロクロスポイントによる水平線候補の検出
を示す図、第3図は高周波画像のピーク点による
水平線候補の検出を示す図、第4図は比較評価回
路の評価テーブルを示す図、第5図は従来の水平
線検出装置の回路構成を示すブロツク図、第6図
は各気象条件での周辺分布を示す図、第7図は周
辺分布と移動差分の対応を示す図である。 1,21……撮像装置、2,22……ビデオ信
号、3,23……A/D変換器、4,6,24,
26……デジタル画像データ、5,25……フレ
ームメモリ、7,27……微分回路、8,28…
…微分画像データ、9……周辺分布演算回路、1
0……周辺分布データ、11……移動差分演算回
路、12……移動差分データ、13……ゼロクロ
ス検出回路、14……検出結果、29……第1の
周辺分布演算回路、30……第1の周辺分布デー
タ、31……第1の移動差分演算回路、32……
第1の移動差分データ、33……ゼロクロス検出
回路、34……ゼロクロスポイント、35……第
1の統計量演算回路、36……演算結果、37…
…高周波画像生成回路、38……高周波画像、3
9……第2の周辺分布演算回路、40……第2の
周辺分布データ、41……第2の移動差分演算回
路、42……第2の移動差分データ、43……ピ
ーク検出回路、44……ピーク座標、45……第
2の統計量演算回路、46……演算結果、47…
…比較評価回路、48……判定結果。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 撮像装置で撮像されたアナログのビデオ信号
    をA/D変換器でデジタル化し、フレームメモリ
    に一時記憶させた後に画像処理して水平線を検出
    する水平線検出装置において、 上記フレームメモリから読出されるデジタル画
    像データを微分する微分回路と、 この微分回路の出力する微分画像データの周辺
    分布を求める第1の周辺分布演算回路と、 この第1の周辺分布演算回路の出力する周辺分
    布の移動差分を算出する第1の移動差分演算回路
    と、 この第1の移動差分演算回路の出力する移動差
    分波形から水平線候補となるゼロクロスポイント
    を検出するゼロクロス検出回路と、 このゼロクロス検出回路の出力するゼロクロス
    ポイントと上記第1の周辺分布演算回路の出力す
    る周辺分布から特徴量を求める第1の統計量演算
    回路と、 上記フレームメモリから読出されるデジタル画
    像データから高周波成分による画像を生成する高
    周波画像生成回路と、 この高周波画像生成回路の出力する高周波画像
    から周辺分布を求める第2の周辺分布演算回路
    と、 この第2の周辺分布演算回路の出力する周辺分
    布の移動差分を算出する第2の移動差分演算回路
    と、 この第2の移動差分演算回路の出力する移動差
    分波形から水平線候補となる最大ピーク点を検出
    するピーク検出回路と、 このピーク検出回路の出力する最大ピーク点と
    上記第2の周辺分布演算回路の出力する周辺分布
    から特徴量を求める第2の統計量演算回路と、 上記第1の統計量演算回路と第2の統計量演算
    回路の出力により前記ゼロクロス検出回路の出力
    である水平線候補と前記ピーク検出回路の出力で
    ある水平線候補のいずれかを選択するか、または
    いずれも選択しないかの判定を行なう比較評価回
    路と を具備したことを特徴とする水平線検出装置。
JP1055078A 1989-03-09 1989-03-09 水平線検出装置 Granted JPH02236117A (ja)

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JP1055078A JPH02236117A (ja) 1989-03-09 1989-03-09 水平線検出装置

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JPH02236117A JPH02236117A (ja) 1990-09-19
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