JPH11306280A

JPH11306280A - 画像認識装置

Info

Publication number: JPH11306280A
Application number: JP10108157A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Tamagawa; 恭久玉川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】移動体に表示された被認識部には、塗装等に
よる通常の被認識部と、夜間などに自ら発光する被認識
部とがあり、それらの被認識部を発光していると否とに
関わらず、安定した認識性能で認識することができる画
像認識装置を実現する。【解決手段】反射鏡２１とビームスプリッタ２２、プ
リズム２３、回折格子２５，２６などの簡易な光学部品
で構成した視野分配手段１６を設けて撮像手段１１の視
野を複数に分け、この視野分配手段によって分けられた
視野のいずれかを照明手段１２で照明して被写体である
移動体を撮像手段で撮像し、その撮像手段の出力から移
動体に表示された被認識部２の文字や記号を文字認識手
段１３によって認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は交通システムの管
理などのために、自動車や電車、航空機、船舶などの移
動体を被写体として撮像し、それらに表示されている登
録番号や便名、行き先などを意味する文字や記号による
非認識部を自動的に認識するための画像認識装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は一般的な画像認識装置の一例と
しての、自動車の登録番号を自動的に認識して、自動車
の通過状況の管理や配車管理を行うための画像認識装置
の構成例を示す概念図ある。図において、１は被写体と
しての自動車であり、２はこの自動車１に取り付けられ
た被認識部としての登録番号である。１１は自動車１に
向かって設置された撮像手段、１２はこの撮像手段１１
の視野を照明する照明手段であり、１３は撮像手段１１
の出力から登録番号２を検出してその文字や記号の認識
を行う文字認識手段である。

【０００３】次に動作について説明する。自動車１が撮
像手段１１の視野の中を通過すると、撮像手段１１によ
り自動車１が撮像されてその画像が得られる。自動車１
の登録番号２は、例えば自動車１が乗用車の場合には緑
色と白色というように文字部分と背景部分とで反射率が
異なっているので、得られた画像においても両者の信号
量は異なり、一般には白色に相当する部分の信号量が大
きくなる。この違いをもとにして、文字認識手段１３が
２値化処理やパターンマッチング処理などを使って、文
字の内容を自動的に判断する。ところが、太陽光のない
夜間では周囲が暗いため、撮像手段１１が自動車１の登
録番号２を十分な信号量で捕らえることができなくな
り、登録番号２の認識が困難となる。そのため、照明手
段１２により撮像手段１１の視野を照らして、夜間にお
いても十分な信号量を得て、安定した認識ができるよう
にしている。

【０００４】ここで、照明手段１２の明るさは、夜間に
おける信号量が、照明のない昼間の信号量と同程度にな
るように設定される。また、撮像手段１１の視野の大き
さは、文字認識手段１３による１回の認識処理に必要な
処理時間や自動車１の速度などにより設定される。高速
で移動する自動車１を想定した場合には、視野を大きく
することや、処理時間を短くすることなどによって対応
する。

【０００５】ところで、自動車１に取り付けられた登録
番号２には、通常の金属板に塗装されたもの（以下、通
常の登録番号という）の他に、文字部分自体が発光する
もの（以下、自光式の登録番号という）がある。図１４
に示すような画像認識装置においては、撮像手段１１の
視野内に発光した自光式の登録番号２が入った場合、撮
像手段１１が発光している文字部分からの光を直接受け
てしまうため、文字部分の信号量が過剰になる。このよ
うな場合には、自光式の登録番号２に対して安定した認
識を行うことが困難になる。また、撮像手段１１に入射
する光量が大きくなる自光式の登録番号２に合わせて、
そのときに適正な信号量になるように撮像手段１１の感
度を低くして調整すればよいが、この場合には通常の登
録番号２に対しては十分な信号量が得られなくなってし
まう。

【０００６】なお、このような問題を解決した画像認識
装置も既に提案されている。図１５は、例えば特開平７
−１２１７９４号公報に示された、そのような従来の画
像認識装置を示す概念図であり、相当部分には図１４と
同一符号を付してその説明を省略する。図において、１
４は発光している自光式の登録番号２を検出する自光式
登録番号検出手段であり、１５はこの自光式登録番号検
出手段１４の検出結果に基づいて照明手段１２を制御す
る照明制御手段である。

【０００７】このように構成された画像認識装置では、
自動車１が撮像手段１１の視野を通過する前に、自光式
登録番号検出手段１４によってその自動車１に取り付け
られている登録番号２が点灯している自光式の登録番号
２か否かを検出する。この自光式登録番号検出手段１４
からの検出信号は照明制御手段１５に送られ、照明制御
手段１５ではその検出信号に基づいて照明手段１２を制
御する。これによって照明手段１２は、登録番号２が点
灯していればオフとなり、そうでなければオンとなる。

【０００８】また、図１６は従来の画像認識装置のさら
に別の例を示す概念図であり、図中の各部には、図１５
における相当部分とそれぞれ同一符号を付してその説明
を省略する。この画像認識装置では、照明制御手段１５
の制御によって照明手段１２は点滅を繰り返し、撮像手
段１１はこの照明手段１２による照明ありの画像と、照
明なしの画像とを交互に取得するように動作する。文字
認識手段１３はこの撮像手段１１が取得した、同一の自
動車１に対する照明ありとなしの２つの画像について認
識処理を行い、認識度の高い方を採用する。

【０００９】このように、従来の画像認識装置によれ
ば、自光式であるか否かを問わず、自動車１の登録番号
２を認識することができる。

【００１０】なお、このような従来の画像認識装置に関
連する事項が記載されている文献としては、この他に
も、例えば特開平７−１２１７９３号公報、特開平９−
２８２４４７号公報などがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像認識装置は
以上のように構成されているので、前者においては、あ
らかじめ被写体としての自動車１の登録番号２が自光式
であるか否かを知るために、自光式登録番号検出手段１
４や照明制御手段１５が必要になり、装置が複雑になる
という課題があり、また後者においては、同一の自動車
１に対して、照明ありと照明なしの２種類の画像を取得
する必要があるため、１つの自動車１に対する処理時間
が２倍になるといった課題があった。

【００１２】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、自光式登録番号検出手段や照明制
御手段を必要としない簡易な構成を採ることができ、短
い処理時間で認識を行うことが可能な画像認識装置を得
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像認識
装置は、視野分配手段を設けて撮像手段の視野を複数に
分け、この視野分配手段によって分けられた視野のいず
れかを照明手段によって照らして、被写体としての移動
体を撮像手段で撮像し、その撮像手段の出力から移動体
に表示された被認識部の文字や記号を文字認識手段にて
認識するようにしたものである。

【００１４】この発明に係る画像認識装置は、ビームス
プリッタと反射鏡とによって視野分配手段を構成したも
のである。

【００１５】この発明に係る画像認識装置は、撮像手段
の光束よりも小さいプリズムによって視野分配手段を構
成したものである。

【００１６】この発明に係る画像認識装置は、視野分配
手段を構成するプリズムとは別のプリズムを、それとは
逆向きに視野分配手段と被写体との間に配置したもので
ある。

【００１７】この発明に係る画像認識装置は、回折格子
によって視野分配手段を構成したものである。

【００１８】この発明に係る画像認識装置は、回折格子
として、特定次数の光を回折する、撮像手段の光束より
も小さなものを用いたものである。

【００１９】この発明に係る画像認識装置は、回折格子
として、２つの特定次数の光を回折する、撮像手段の光
束よりも大きなものを用いたものである。

【００２０】この発明に係る画像認識装置は、視野分配
手段内の回折格子と同じ回折作用を有する２つの回折格
子を、視野分配手段と被写体の間に逆向きに配置して、
照明手段によって照明されている視野からの入射光、あ
るいは照明されていない視野からの入射光を、視野分配
手段を構成している回折格子に導くようにしたものであ
る。

【００２１】この発明に係る画像認識装置は、視野分配
手段内の回折格子と同じ回折作用を有する２つの回折格
子を、視野分配手段と被写体の間に互いに逆向きとなる
ように配置して、照明手段によって照明されている視野
からの入射光と、照明されていない視野からの入射光と
を、それぞれ視野分配手段を構成している回折格子に導
くようにしたものである。

【００２２】この発明に係る画像認識装置は、視野分配
手段を構成する反射鏡に、レンズ作用をもたせたもので
ある。

【００２３】この発明に係る画像認識装置は、視野分配
手段にて分配された複数の視野のいずれかにレンズを配
したものである。

【００２４】この発明に係る画像認識装置は、視野分配
手段にて分配された複数の視野のいずれかに光学フィル
タを配したものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による画
像認識装置の構成を示した概念図である。なお、この場
合も、図１４に示した従来の画像認識装置と同様に、移
動体としての自動車の登録番号を自動的に認識して、自
動車の通過状況の管理や配車管理を行うための画像認識
装置に適用したものについて例示している。

【００２６】図において、１は当該画像認識装置に接近
してくる被写体としての自動車である。２はこの自動車
１に取り付けられた当該自動車１の登録番号で、文字や
記号によって表示されており、当該画像認識装置によっ
てその文字や記号が認識される被認識部となっている。

【００２７】また、１１は自動車１に向かって設置され
て当該自動車を撮像する、例えばＣＣＤカメラのような
特定の波長帯域に感度を有する撮像手段である。１６は
この撮像手段１１の視野を第１の視野と第２の視野の２
つに分ける視野分配手段であり、１２はこの視野分配手
段１６によって分けられた第１の視野および第２の視野
のいずれかを照明する照明手段である。１３は上記各視
野内を撮像した撮像手段１１の出力から登録番号２の画
像を検出し、これに画像処理などを施すことにより、そ
の登録番号２の文字や記号を自動的に認識する文字認識
手段である。

【００２８】このように、この実施の形態１による画像
認識装置は、撮像手段１１の視野を複数（２つ）に分け
るための視野分配手段１６を設け、照明手段１２がその
分けられた視野のいずれかを照明するものである点で、
従来の画像認識装置とは異なっている。

【００２９】また、図２はこの実施の形態１による画像
認識装置における視野分配手段の具体的な構成を示す構
成図であり、図において、１１は撮像手段、１６は視野
分配手段である。また、視野分配手段１６内において、
２１は第１の視野からの入射光を反射して、その傾きに
より第１の視野と第２の視野との相対的な方向の調整を
行うための反射鏡である。２２は入射光の一部を透過さ
せ、その一部を反射することによって、第２の視野から
の入射光を透過し、反射鏡２１で反射された第１の視野
からの入射光を反射して、それぞれ撮像手段１１に導く
ビームスプリッタである。

【００３０】次に動作について説明する。図１に示すよ
うに、撮像手段１１の視野は視野分配手段１６によっ
て、第１の視野と第２の視野の２つに分けられ、その片
方の視野は照明手段１２によって照明されており、もう
片方の視野は照明されていない。ここでは、第１の視野
が照明され、第２の視野は照明されていないものとす
る。この照明手段１２によって照明されている第１の視
野は、自動車１の通常の登録番号２または点灯していな
い自光式の登録番号２の認識をするためのものであり、
照明されていない第２の視野は、点灯している自光式の
登録番号２の認識をするためのものである。

【００３１】以下では、説明を簡易にするために、点灯
していない自光式の登録番号２は通常の登録番号２に含
まれるものとし、自光式の登録番号２には点灯していな
い自光式の登録番号２は含まれないものとする。

【００３２】ここで、視野分配手段１６による分配比率
は、第１の視野が大きく、第２の視野が小さくなるよう
に設定される。従って、同じ自動車１であっても、第１
の視野に存在するときの信号量の方が、第２の視野に存
在するときの信号量に比べて大きくなる。この分配比率
は、通常の登録番号２を照明したときに得られる信号量
と、点灯した自光式の登録番号２を照明なしで得られる
信号量とが同程度になるように設定される。なお、この
視野分配手段１６の分配比率は、ビームスプリッタ２２
の透過率と反射率の比率により設定することができる。

【００３３】したがって、通常の登録番号２を取り付け
た自動車１が当該画像認識装置に接近してきた場合、第
１の視野を通過しているときには、その登録番号２が照
明手段１２によって照明されて適当な信号量が得られ
る。しかしながら、第２の視野を通過しているときに
は、その登録番号２が照明手段１２によって照明されな
いので暗く、信号量が不足してしまう。一方、自光式の
登録番号２を取り付けた自動車１が当該画像認識装置に
接近してきた場合、第１の視野では発光している登録番
号２が照明手段１２によってさらに照明されるので、信
号量は過剰なものとなる。しかしながら、第２の視野で
は発光している登録番号２がさらに照明されることはな
いので、適当な信号量が得られる。このように、通常の
登録番号２は第１の視野で認識されることになり、点灯
した自光式の登録番号２は第２の視野で認識されること
になる。ここで、第１の視野と第２の視野は撮像手段１
１によって同時に撮像されるため、処理時間が長くなる
ことはない。

【００３４】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、反射鏡２１およびビームスプリッタ２２などとい
う、簡易な光学部品による視野分配手段１６を備えるだ
けで、自動車１の登録番号２が自光式であるか否かに関
わらず、短い処理時間でその認識を行うことが可能にな
るという効果が得られる。

【００３５】なお、図１では、照明手段１２によって、
当該画像認識装置から遠い第１の視野を照明した場合に
ついて説明したが、画像認識装置に近い第２の視野を照
明するようにしてもよく、上記第１の視野を照明した場
合と同様の効果を奏する。図３はそのような画像認識装
置の構成を示した概念図であり、相当部分には図１と同
一符号を付してその説明を省略する。また、その動作
も、第１の視野を照明した場合と同様であるため、ここ
ではその説明は省略する。

【００３６】実施の形態２．上記実施の形態１では、視
野分配手段１６を反射鏡２１とビームスプリッタ２２で
構成したものを示したが、プリズムを用いて構成するこ
とも可能である。図４はそのようなこの発明の実施の形
態２による画像認識装置における、視野分配手段１６の
具体的な構成を示す構成図である。図において、２３は
撮像手段１１の視野を２つに分ける視野分配手段１６を
構成する、撮像手段１１の光束よりも小さいプリズムで
ある。

【００３７】次に動作について説明する。この実施の形
態２における視野分配手段１６は、図４に示すように、
撮像手段１１の光束よりも小さいプリズム２３により、
撮像手段１１の視野を２つに分ける。すなわち、第１の
視野からの入射光はそのまま撮像手段１１に入射し、第
２の視野からの入射光をこのプリズム２３により、図４
に示すように反時計方向に回転させて撮像手段１１に入
射して、それらを同時に撮像する。

【００３８】ここで、プリズム２３の材料の屈折率を
ｎ、頂角をθとすると、プリズム２３の屈折角は近似的
に（ｎ−１）θで表すことができる。したがって、その
材料および頂角によりそれぞれの視野の方向を調整でき
る。また、撮像手段１１に入射する信号光の量は光束に
比例するので、それぞれの視野の分配率はプリズム２３
の大きさにより調整することができる。

【００３９】以上のように、この実施の形態２において
も、撮像手段１１の光束より小さなプリズム２３といっ
た、簡易な光学部品による視野分配手段１６を備えるだ
けで、短い処理時間で各種の登録番号２の認識を行うこ
とが可能になるという効果が得られる。

【００４０】実施の形態３．上記実施の形態２では、視
野分配手段１６内のプリズム２３に第２の視野からの入
射光を直接導いているものを示したが、当該プリズム２
３とは別のプリズムを介して導くようにしてもよい。図
５はそのようなこの発明の実施の形態３による画像認識
装置における、視野分配手段１６の具体的な構成を示す
構成図である。図において、２４は視野分配手段１６と
被写体との間に配置され、第２の視野からの入射光を、
視野分配手段１６内に配置されたプリズム２３に導くた
めのプリズムである。

【００４１】次に動作について説明する。この実施の形
態３における視野分配手段１６には、その外部に、当該
視野分配手段１６に用いられているプリズム２３と同じ
屈折率ｎの材料による、同じ頂角θを有した別のプリズ
ム２４が、図５に示すように、プリズム２３とは逆向き
に配置されている。このプリズム２４によって第２の視
野からの入射光が、図５に示すように、視野分配手段１
６内のプリズム２３とは逆の時計方向に回転させられ
て、プリズム２３に導かれる。

【００４２】ここで、視野分配手段１６内のプリズム２
３は屈折率がｎ、頂角がθであるので、プリズム２３の
屈折角は近似的に（ｎ−１）θで表される。しかしなが
ら、屈折率ｎは波長に対して微妙に変化するので、プリ
ズム２３による屈折角（ｎ−１）θは波長によって変化
する。この現象は一般に分散と呼ばれている。波長帯域
が広く分散が大きくなると、画像がぼけてしまい文字や
記号の認識が不安定になるので、これを補償することが
望ましい。

【００４３】ここで、プリズム２４は前述のように、プ
リズム２３と屈折率ｎが同じ材料で形成されて、同一の
頂角θを有しているのでプリズム２３と同等の分散特
性を有する。したがって、図５に示すように、このプリ
ズム２４をプリズム２３とは逆向きに配置して、第２の
視野からの入射光をこのプリズム２４を介して視野分配
手段１６内のプリズム２３に導くことにより、プリズム
２３によって生じる分散を打ち消すことができる。

【００４４】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、プリズム２３による分散をプリズム２４によって打
ち消すことにより、広い波長帯域でも各種の登録番号２
を安定して認識することが可能になるという効果が得ら
れる。

【００４５】実施の形態４．上記実施の形態１では反射
鏡２１とビームスプリッタ２２を用いて、実施の形態２
および実施の形態３ではプリズム２３を用いて、それぞ
れ視野分配手段１６を構成したものを示したが、回折格
子を用いて構成することも可能である。図６はそのよう
なこの発明の実施の形態４による画像認識装置におけ
る、視野分配手段１６の具体的な構成を示す構成図であ
る。図において、２５は撮像手段１１の視野を２つに分
ける視野分配手段１６を構成する、撮像手段１１の光束
よりも小さい回折格子である。

【００４６】次に動作について説明する。この実施の形
態４における視野分配手段１６は、図６に示すように、
撮像手段１１の光束よりも小さい回折格子２５により、
撮像手段１１の視野を２つに分ける。すなわち、第１の
視野からの入射光はそのまま撮像手段１１に入射し、第
２の視野からの入射光をこの回折格子２５によって、図
６に示すように反時計方向に回転させて撮像手段１１に
入射して、それらを同時に撮像する。

【００４７】ここで、回折格子２５は入射光を各次数に
対応した回折方向に変換する回折作用を有しており、回
折方向はその次数と格子幅、波長により決定される。こ
こで用いられる回折格子２５は、特定次数（例えば、＋
１次光）のみを回折するものである。なお、使用する波
長と格子幅の関係により回折方向を調整することができ
る。また、撮像手段１１に入射する信号光の量はその光
束に比例するので、それぞれの視野の分配率は回折格子
２５の大きさにより調整することができる。

【００４８】以上のように、この実施の形態４において
も、撮像手段１１の光束より小さな回折格子２５といっ
た、簡易な光学部品による視野分配手段１６を備えるだ
けで、短い処理時間で各種の登録番号２の認識を行うこ
とが可能になるという効果が得られる。

【００４９】実施の形態５．上記実施の形態４では、視
野分配手段１６を、撮像手段１１の光束より小さな回折
格子２５用いて構成したものを示したが、撮像手段１１
の光束より大きな回折格子を用いて視野分配手段１６を
構成することも可能である。図７はそのようなこの発明
の実施の形態５による画像認識装置における、視野分配
手段１６の具体的な構成を示す構成図である。図におい
て、２６は撮像手段１１の視野を２つに分ける視野分配
手段１６を構成する、撮像手段１１の光束よりも大きな
回折格子である。

【００５０】次に動作について説明する。この実施の形
態５における視野分配手段１６は、図７に示すように、
撮像手段１１の光束よりも大きな回折格子２６により、
撮像手段１１の視野を２つに分ける。すなわち、第１の
視野からの入射光はそのまま撮像手段１１に入射し、第
２の視野からの入射光をこの回折格子２６によって、図
７に示すように反時計方向に回転させて撮像手段１１に
入射して、それらを同時に撮像する。

【００５１】ここで、回折格子２６も実施の形態４にお
ける回折格子２５と同様に、入射光を各次数に対応した
回折方向に変換する回折作用を有しており、回折方向は
その次数と格子幅、波長によって決定される。ここで用
いられる回折格子２６は、２つの特定次数（例えば、０
次光と＋１次光）のみを回折するように格子形状が設定
されている。この回折格子２６により、特定次数の光の
一方である０次光は回折の影響を受けずに直進し、他方
の特定次数の光はその次数と格子幅、波長によって定ま
る回折方向に曲げられる。そのため、第１の視野からの
入射光は、０次光がそのまま直進して撮像手段１１に入
射され、第２の視野からの入射光は、＋１次光が反時計
方向に回転して撮像手段１１に入射される。

【００５２】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、使用する波長と格子幅の関係により回折方向を調整
することができる。また、撮像手段１１に入射する信号
光の量は、０次光と＋１次光の効率により定まるもので
あり、この０次光と＋１次光の効率は格子形状や深さに
よって変化する。したがって、撮像手段１１に入射する
信号光の量は、回折格子２６の格子形状や深さによって
調整することができ、所望の視野の分配率に合った回折
格子２６を使用すればよい。

【００５３】また、この実施の形態５においても、撮像
手段１１の光束より大きな回折格子２６といった、簡易
な光学部品による視野分配手段１６を備えるだけで、短
い処理時間で各種の登録番号２の認識を行うことが可能
になるという効果が得られる。

【００５４】実施の形態６．上記実施の形態４では、視
野分配手段１６内の回折格子２５に第２の視野からの入
射光を直接導いているものを示したが、当該回折格子２
５とは別の回折格子を介して導くようにしてもよい。図
８はそのようなこの発明の実施の形態６による画像認識
装置における、視野分配手段１６の具体的な構成を示す
構成図である。図において、２７は視野分配手段１６と
被写体との間に配置され、第２の視野からの入射光を、
視野分配手段１６内に配置された回折格子２５に導くた
めの回折格子である。なお、この回折格子２７は視野分
配手段１６に用いる回折格子２５と同じ回折作用を有す
る回折格子である。

【００５５】次に動作について説明する。この実施の形
態６における視野分配手段１６には、その外部に、当該
視野分配手段１６に用いられている回折格子２５と同じ
回折作用を有する別の回折格子２７が、図８に示すよう
に、回折格子２５とは逆向きに配置されている。この回
折格子２７によって第２の視野からの入射光が、図８に
示すように、視野分配手段１６内の回折格子２５とは逆
の時計方向に回転させられて、回折格子２５に導かれ
る。

【００５６】ここで、回折格子による回折角は、上記の
ように、波長に比例して変化するので、回折格子２５は
プリズム２３と同様に分散作用をもつ。また、回折格子
２７は回折格子２５と同じ回折作用を有するものである
ため、その分散特性も同じようなものとなる。したがっ
て、図８のように、回折格子２７を回折格子２５とは回
折方向が逆向きとなるように配置することにより、それ
ぞれの分散を打ち消すことが可能となり、画像のぼけを
抑制することができる。

【００５７】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、回折格子２５による分散を回折格子２７によって打
ち消すことにより、広い波長帯域でも各種の登録番号２
を安定して認識することが可能になるという効果が得ら
れる。

【００５８】実施の形態７．上記実施の形態６では、視
野分配手段１６内の撮像手段１１の光束よりも小さな回
折格子２５に、別の回折格子２７を介して第２の視野か
らの入射光を導くものを示したが、撮像手段１１の光束
よりも大きな回折格子２６を用いた視野分配手段１６に
おいてもそれを適用することは可能である。図９はその
ようなこの発明の実施の形態７による画像認識装置にお
ける、視野分配手段１６の具体的な構成を示す構成図で
ある。図において、２８は視野分配手段１６と被写体と
の間に配置され、第２の視野からの入射光を視野分配手
段１６内に配置された回折格子２６に導くための、当該
回折格子２６と同じ回折作用を有する回折格子である。

【００５９】次に動作について説明する。図９に示され
た視野分配手段１６に用いられている回折格子２６は、
０次光と別の特定次数（例えば、＋１次光）の２つのみ
を透過する。この場合、０次光に対応する視野には分散
は生じないので、＋１次光の分散だけを考えればよい。
前述のように、回折格子２８は回折格子２６と同じ回折
作用を有する回折格子であるが、効率は＋１次光が最大
となるように設定されている。回折格子２８は回折格子
２６と同じような分散特性を有するので、図９に示すよ
うに、回折格子２８を回折格子２６とは回折方向が逆向
きとなるように配置することで、それぞれの分散を打ち
消すことが可能となり、画像のぼけを抑制することがで
きる。

【００６０】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、回折格子２６による分散を回折格子２８によって打
ち消すことにより、広い波長帯域でも各種の登録番号２
を安定して認識することが可能になるという効果が得ら
れる。

【００６１】実施の形態８．上記実施の形態７では、視
野分配手段１６内の撮像手段１１の光束よりも大きな回
折格子２６に、第２の視野からの入射光のみを回折格子
２８を介して導くものを示したが、第１の視野および第
２の視野からの入射光を、それぞれ別の回折格子を介し
て導くようにしてもよい。図１０はそのようなこの発明
の実施の形態８による画像認識装置における、視野分配
手段１６の具体的な構成を示す構成図である。図におい
て、２９は第１の視野からの入射光を視野分配手段１６
に配置された回折格子２６に導くための回折格子であ
り、３０は第２の視野からの入射光を視野分配手段１６
に配置された回折格子２６に導くための回折格子であ
る。なお、これらの回折格子２９および３０は、それぞ
れ視野分配手段１６内の回折格子２６と同じ回折作用を
有する回折格子であり、互いの回折方向が逆向きとなる
ように配置されている。

【００６２】次に動作について説明する。図１０に示さ
れた視野分配手段１６に用いられている回折格子２６
は、０次光以外の特定の２つの次数（例えば、±１次
光）のみを透過する。この場合、＋１次光に対応する視
野と−１次光に対応する視野の双方に分散が生じる。前
述のように、回折格子２９および３０は回折格子２６と
同じ回折作用を有する回折格子であり、互いに同様な分
散特性を有する。しかし、回折格子２９は＋１次光、回
折格子３０は−１次光というように、それぞれの特定次
数での効率が最大になるように設定されている。この回
折格子２９および３０とを、図１０に示すように、その
回折方向が互いに逆向きとなるように配置することで、
それぞれの分散を打ち消すことが可能となり、画像のぼ
けを抑制することができる。

【００６３】以上のように、この実施の形態８によれ
ば、回折格子２９と回折格子３０による分散を互いに打
ち消すことにより、広い波長帯域でも各種の登録番号２
を安定して認識することが可能になるという効果が得ら
れる。

【００６４】実施の形態９．上記実施の形態１では、ビ
ームスプリッタ２２とともに視野分配手段１６を構成し
ている反射鏡２１を平面鏡で形成したものを示したが、
この平面鏡による反射鏡２１をレンズ作用を有する反射
鏡で代替してもよい。図１１はそのようなこの発明の実
施の形態９による画像認識装置における、視野分配手段
１６の具体的な構成を示す構成図である。図において、
３１は平面鏡による反射鏡２１に代わって視野分配手段
１６を構成する、レンズ作用を有した反射鏡である。

【００６５】次に動作について説明する。図１１に示す
ように、第２の視野からの入射光はビームスプリッタ２
２を透過して撮像手段１１に入射され、第１の視野から
の入射光はレンズ作用を有する反射鏡３１で反射された
後、さらにビームスプリッタ２２で反射されて撮像手段
１１に入射される。ここで、分配された第１および第２
の視野はその大きさがそれぞれ異なるものであるため、
同じ自動車１の登録番号２であっても、撮像手段１１で
捕らえた大きさは異なる。文字認識手段１３で行われる
処理としてパターンマッチング処理を考えた場合、撮像
手段１１から出力される画像中の登録番号２の大きさは
同じである方が好ましい。

【００６６】そのため、この実施の形態９では、視野分
配手段１６を構成する反射鏡３１にレンズ作用を持たせ
ている。すなわち、反射鏡３１として凹面鏡または凸面
鏡を用いており、この反射鏡３１の焦点距離を適正に設
定することにより、第１の視野の大きさを、ビームスプ
リッタ２２を透過してきた第２の視野の大きさと合わせ
ることが可能となる。これにより撮像手段１１から出力
される登録番号２の画像の大きさをそろえることができ
る。

【００６７】以上のように、この実施の形態９によれ
ば、レンズ作用を持った反射鏡３１を用いているので、
この反射鏡３１の焦点距離を適正に設定することによ
り、第１の視野の大きさと第２の視野の大きさとを合わ
せることができるため、撮像手段１１で撮像された自動
車１の登録番号２の大きさをそろえることが可能となっ
て、各種の登録番号２に対して安定した認識を行うこと
ができるという効果が得られる。

【００６８】実施の形態１０．上記実施の形態９では、
視野分配手段１６を構成している反射鏡２１をレンズ作
用を有する反射鏡３１で代替したものについて説明した
が、視野分配手段１６に入射される入射光を、レンズを
介して入射するようにしてもよい。図１２はそのような
この発明の実施の形態１０による画像認識装置におけ
る、視野分配手段１６の具体的な構成を示す構成図であ
る。図において、３２は第１の視野からの入射光を反射
鏡２１に入射するレンズであり、ここでは、第１の視野
からの入射光を収束する凸レンズが用いられている。

【００６９】次に動作について説明する。この場合も、
図１２に示すように、第２の視野からの入射光はビーム
スプリッタ２２を透過して撮像手段１１に入射される。
一方、第１の視野からの入射光はレンズ３２で収束され
て反射鏡２１に送られ、反射鏡２１で反射された後、さ
らにビームスプリッタ２２で反射されて撮像手段１１に
入射される。この実施の形態１０においては、実施の形
態９におけるレンズ作用を有する反射鏡３１に代わっ
て、このレンズ３２によって第１の視野の大きさが第２
の視野の大きさと等しくなるように調整している。すな
わち、レンズ３２の焦点距離を適正に設定することによ
り、第１の視野の大きさを、ビームスプリッタ２２を透
過してきた第２の視野の大きさと合わせることが可能と
なり、撮像手段１１より出力される登録番号２の画像の
大きさをそろえることができる。

【００７０】以上のように、この実施の形態１０によれ
ば、レンズ３２を介して反射鏡３１に入射光を入射して
いるので、レンズ３２の焦点距離を適正に設定すること
により、第１の視野の大きさと第２の視野の大きさとを
合わせることができるため、撮像手段１１で撮像される
自動車１の登録番号２の大きさをそろえることが可能と
なって、各種の登録番号２に対して安定した認識を行う
ことができるという効果が得られる。

【００７１】なお、上記説明では、レンズ３２を反射鏡
２１と被写体である自動車１との間に配置したものを示
したが、ビームスプリッタ２２と自動車１の間や、反射
鏡２１とビームスプリッタ２２の間に配置してもよく、
上記の場合と同様な効果を奏する。

【００７２】また、上記説明では、レンズ３２として凸
レンズを用いたものを示したが、凹レンズでもよいこと
はいうまでもなく、さらに、ビームスプリッタ２２と反
射鏡２１で構成された視野分析手段１６ばかりではな
く、プリズム２３や回折格子２５，２６で構成された視
野分配手段１６に適用しても有効である。

【００７３】実施の形態１１．上記各実施の形態におい
ては、第１の視野と第２の視野を同一の波長特性とした
ものを示したが、それら双方の視野を別々の波長特性に
するようにしてもよい。図１３はそのようなこの発明の
実施の形態１１による画像認識装置における、視野分配
手段１６の具体的な構成を示す構成図である。図におい
て、３３は第１の視野からの入射光の波長を制限して反
射鏡２１に入射するための光学フィルタである。

【００７４】次に動作について説明する。この場合も、
図１３に示すように、第２の視野からの入射光はビーム
スプリッタ２２を透過して撮像手段１１に入射される。
一方、第１の視野からの入射光は光学フィルタ３３にて
波長帯域が制限されて反射鏡２１に送られ、反射鏡２１
で反射された後、さらにビームスプリッタ２２で反射さ
れて撮像手段１１に入射される。

【００７５】ここで、第１の視野の波長特性は、照明手
段１２や登録番号２の反射特性などによって決められ、
第２の視野の波長特性は、自光式の登録番号２の発光特
性などによって決められる。このように、双方の視野よ
り撮像手段１１に入射する入射光の波長特性は異なった
ものとなる。また、必要以外の波長帯域の光は認識性能
を劣化させることがあるので、波長帯域を制限すること
は安定した文字認識に効果がある。この実施の形態１１
による視野分配手段１６では、図１３に示すように、第
１の視野のみに光学フィルタ３３を作用させることによ
り、第１の視野と第２の視野の波長特性をそれぞれに適
した特性にしている。

【００７６】このように、この実施の形態１１によれ
ば、光学フィルタ３３を介して反射鏡３１に入射光を入
射しているので、第１の視野の波長特性と第２の視野の
波長特性とを、それぞれの視野に適した別々の特性とす
ることが可能となり、各種の登録番号２に対して安定し
た認識を行うことができるという効果が得られる。

【００７７】なお、上記説明では、光学フィルタ３３を
反射鏡２１と被写体である自動車１との間に配置したも
のを示したが、ビームスプリッタ２２と自動車１の間
や、反射鏡２１とビームスプリッタ２２の間に配置して
もよく、上記の場合と同様な効果を奏する。

【００７８】また、この光学フィルタ３３は、実施の形
態１０に示したレンズ３２と組み合わせて用いてもよ
く、さらには、上記ビームスプリッタ２２と反射鏡２１
で構成された視野分析手段１６ばかりでなく、プリズム
２３や回折格子２５，２６で構成された視野分配手段１
６に適用しても有効である。

【００７９】なお、上記実施の形態１から実施の形態１
１においては、視野分配手段１６によって視野を第１の
視野と第２の視野の２つに分ける場合について説明した
が、視野を３つ以上に分けてもよい。なお、その場合の
動作も、上記各実施の形態における動作と基本的には同
一である。

【００８０】また、上記実施の形態１および実施の形態
９から実施の形態１１においては、ビームスプリッタ２
２として、入射光の全波長帯域における各波長の反射率
と透過率の比によって分配比率を設定するものを想定し
ているが、光学フィルタのような入射光の波長帯域に応
じた選択性を持たせて、それによって分配比率を設定す
るものであってもよい。

【００８１】また、上記実施の形態４から実施の形態８
おいては、回折格子２５〜３０は透過型のものとして説
明したが、反射型のものを用いてもよく、その場合にも
上記各実施の形態と同様に動作する。

【００８２】さらに、上記実施の形態１から実施の形態
１１においては、被写体としての移動体が自動車１であ
り、その登録番号２を被認識部としてその文字や記号を
認識する場合について説明したが、被写体としての移動
体は電車、航空機、船舶などであってもよく、また登録
番号２以外の便名や行き先などを被認識部として、その
文字や記号を認識するようにしてもよい。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、視野
分配手段により視野を複数に分け、そのいずれかを照明
手段で照明しているので、感度が異なる２種類の視野が
実現され、通常の被認識部や自光式の被認識部などの各
種の被認識部にも対応でき、被認識部での文字や記号の
認識を短い処理時間で行うことが可能な画像認識装置が
得られる効果がある。

【００８４】この発明によれば、反射鏡およびビームス
プリッタにて視野分配手段を構成しているので、簡易な
光学部品によって、通常の被認識部にも自光式の被認識
部にも対応することが可能となり、被認識部での文字や
記号の認識の処理時間を短縮することができる効果があ
る。

【００８５】この発明によれば、撮像手段の光束より小
さなプリズムにて視野分配手段を構成しているので、視
野の分配率をプリズムの大きさで簡単に調整することが
可能となり、簡易な光学部品によって、各種の被認識部
に対応でき、被認識部での文字や記号の認識の処理時間
を短縮できる効果がある。

【００８６】この発明によれば、視野分配手段を構成す
るプリズムへの入射光を、逆向きに配置された他のプリ
ズムを介して入射することにより、プリズムそれぞれの
分散が互いに打ち消され、広い波長帯域でも各種の被認
識部を安定して認識することが可能になるという効果が
ある。

【００８７】この発明によれば、回折格子にて視野分配
手段を構成しているので、簡易な光学部品によって、通
常の被認識部にも自光式の被認識部にも対応することが
可能となり、被認識部での文字や記号の認識の処理時間
を短縮することができる効果がある。

【００８８】この発明によれば、視野分配手段を構成す
る回折格子として、撮像手段の光束より小さなものを用
いているので、視野の分配率を回折格子の大きさで簡単
に調整することが可能となり、簡易な光学部品によっ
て、各種の被認識部に対応でき、被認識部での文字や記
号の認識の処理時間を短縮できる効果がある。

【００８９】この発明によれば、視野分配手段を構成す
る回折格子として、撮像手段の光束より大きなものを用
いているので、視野の分配率に合った格子形状や深さの
回折格子を用いた簡易な光学部品によって、各種の被認
識部に対応でき、被認識部での文字や記号の認識の処理
時間を短縮できる効果がある。

【００９０】この発明によれば、視野分配手段を構成す
る回折格子への入射光を、逆向きに配置された他の回折
格子を介して入射することにより、視野分配手段内の回
折格子の分散が打ち消され、広い波長帯域でも各種の被
認識部を安定して認識することが可能になるという効果
がある。

【００９１】この発明によれば、視野分配手段を構成す
る回折格子への双方の視野からの入射光を、互いに逆向
きに配置された他の回折格子を介してそれぞれ入射する
ことにより、それら他の回折格子による分散が互いに打
ち消されて、視野分配手段を構成する回折格子へ入射さ
れるようになるため、広い波長帯域でも各種の被認識部
を安定して認識することが可能になるという効果があ
る。

【００９２】この発明によれば、視野分配手段の反射鏡
にレンズ作用を持たせているので、この反射鏡の焦点距
離を適正に設定するだけで双方の視野の大きさを合わせ
ることが可能となるため、撮像手段で撮像される被認識
部の大きさをそろえることができ、各種の被認識部に対
して安定した認識を行うことができる効果がある。

【００９３】この発明によれば、いずれかの視野からの
入射光をレンズを介して視野分配手段に入射しているの
で、このレンズの焦点距離を適正に設定するだけで双方
の視野の大きさを合わせることが可能となるため、撮像
手段で撮像される被認識部の大きさをそろえることがで
き、各種の被認識部に対して安定した認識を行うことが
できるという効果がある。

【００９４】この発明によれば、いずれかの視野からの
入射光を光学フィルタを介して視野分配手段に入射して
いるので、双方の視野の波長特性を、それぞれの視野に
適した別々の特性とすることが可能となって、各種の被
認識部に対して安定した認識を行うことができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による画像認識装置
の構成を示す概念図である。

【図２】この発明の実施の形態１における視野分配手
段の具体的構成を示す構成図である。

【図３】この発明の実施の形態１による画像認識装置
の他の構成例を示す概念図である。

【図４】この発明の実施の形態２による画像認識装置
における視野分配手段の具体的構成を示す構成図であ
る。

【図５】この発明の実施の形態３による画像認識装置
における視野分配手段の具体的構成を示す構成図であ
る。

【図６】この発明の実施の形態４による画像認識装置
における視野分配手段の具体的構成を示す構成図であ
る。

【図７】この発明の実施の形態５による画像認識装置
における視野分配手段の具体的構成を示す構成図であ
る。

【図８】この発明の実施の形態６による画像認識装置
における視野分配手段の具体的構成を示す構成図であ
る。

【図９】この発明の実施の形態７による画像認識装置
における視野分配手段の具体的構成を示す構成図であ
る。

【図１０】この発明の実施の形態８による画像認識装
置における視野分配手段の具体的構成を示す構成図であ
る。

【図１１】この発明の実施の形態９による画像認識装
置における視野分配手段の具体的構成を示す構成図であ
る。

【図１２】この発明の実施の形態１０による画像認識
装置における視野分配手段の具体的構成を示す構成図で
ある。

【図１３】この発明の実施の形態１１による画像認識
装置における視野分配手段の具体的構成を示す構成図で
ある。

【図１４】一般的な画像認識装置の構成を示す概念図
である。

【図１５】従来の画像認識装置の構成を示す概念図で
ある。

【図１６】従来の別の画像認識装置の構成を示す概念
図である。

【符号の説明】

１自動車（被写体）、２登録番号（被認識部）、１
１撮像手段、１２照明手段、１３文字認識手段、１
６視野分配手段、２１，３１反射鏡、２２ビーム
スプリッタ、２３，２４プリズム、２５，２６，２
７，２８，２９，３０回折格子、３２レンズ、３３
光学フィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体を被写体として撮像する撮像手段
と、前記撮像手段の視野を複数に分ける視野分配手段と、前記視野分配手段によって分けられた視野のいずれかを
照明するための照明手段と、前記被写体を、前記複数に分けられた各視野において撮
像した前記撮像手段の出力から、前記被写体に表示され
た被認識部の文字や記号を認識する文字認識手段とを備
えた画像認識装置。
【請求項２】視野分配手段が、照明手段によって照明されている視野、もしくは照明さ
れていない視野のいずれかからの入射光を反射する反射
鏡と、前記反射鏡によって反射された入射光が、前記照明手段
によって照明されている視野からのものであれば照明さ
れていない視野からの入射光を、照明されていない視野
からのものであれば照明されている視野からの入射光を
透過させるとともに、前記反射鏡で反射された入射光を
反射し、それらをともに撮像手段に導くビームスプリッ
タとを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像認識
装置。
【請求項３】視野分配手段が、照明手段によって照明
されている視野、もしくは照明されていない視野からの
入射光を、前記照明手段によって照明されていない視
野、もしくは照明されている視野からの入射光とともに
撮像手段に導く、前記撮像手段の光束よりも小さいプリ
ズムを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像認識
装置。
【請求項４】視野分配手段と被写体との間に、照明手
段によって照明されている視野、もしくは照明されてい
ない視野のいずれかからの入射光を、前記視野分配手段
に配置されたプリズムに導くための、前記プリズムとは
逆向きに配置されたプリズムを備えたことを特徴とする
請求項３記載の画像認識装置。
【請求項５】視野分配手段が、照明手段によって照明
されている視野、もしくは照明されていない視野からの
入射光を、前記照明手段によって照明されていない視
野、もしくは照明されている視野からの入射光とともに
撮像手段に導く回折格子を備えたことを特徴とする請求
項１記載の画像認識装置。
【請求項６】視野分配手段の備えている回折格子が、
特定次数の光を回折する、撮像手段の光束よりも小さい
ものであることを特徴とする請求項５記載の画像認識装
置。
【請求項７】視野分配手段の備えている回折格子が、
２つの特定次数の光を回折する、撮像手段の光束よりも
大きなものであることを特徴とする請求項５記載の画像
認識装置。
【請求項８】視野分配手段と被写体との間に、照明手
段によって照明されている視野、もしくは照明されてい
ない視野のいずれかからの入射光を前記視野分配手段に
配置された回折格子に導く、当該回折格子と同じ回折作
用を有した回折方向が逆方向の回折格子を備えたことを
特徴とする請求項６または請求項７記載の画像認識装
置。
【請求項９】視野分配手段の備えている回折格子の回
折作用が、０次以外の２つの特定次数の光を回折するも
のであり、前記視野分配手段と被写体との間に、前記視野分配手段に配置された回折格子と同じ回折作用
を有して、照明手段によって照明されている視野からの
入射光を前記視野分配手段に配置された回折格子に導く
回折格子と、当該照明されている視野からの入射光を視野分配手段に
配置された回折格子に導く回折格子とは回折方向が逆方
向で、前記視野分配手段に配置された回折格子と同じ回
折作用を有し、前記照明手段によって照明されていない
視野からの入射光を前記視野分配手段に配置された回折
格子に導く回折格子とを備えたことを特徴とする請求項
７記載の画像認識装置。
【請求項１０】視野分配手段の反射鏡として、レンズ
作用を有する反射鏡を用いたことを特徴とする請求項２
記載の画像認識装置。
【請求項１１】照明手段によって照明されている視
野、もしくは照明されていない視野のいずれかからの入
射光を、レンズを介して視野分配手段に入射することを
特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項
記載の画像認識装置。
【請求項１２】照明手段によって照明されている視
野、もしくは照明されていない視野のいずれかからの入
射光を、光学フィルタを介して視野分配手段に入射する
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいず
れか１項記載の画像認識装置。