KR101501531B1 - Stereo Vision-based Pedestrian Detection System and the method of - Google Patents

Stereo Vision-based Pedestrian Detection System and the method of Download PDF

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KR101501531B1
KR101501531B1 KR20130120436A KR20130120436A KR101501531B1 KR 101501531 B1 KR101501531 B1 KR 101501531B1 KR 20130120436 A KR20130120436 A KR 20130120436A KR 20130120436 A KR20130120436 A KR 20130120436A KR 101501531 B1 KR101501531 B1 KR 101501531B1
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parallax map
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KR20130120436A
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이충희
임영철
김동영
박지호
김남혁
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재단법인대구경북과학기술원
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    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N2013/0074Stereoscopic image analysis
    • H04N2013/0081Depth or disparity estimation from stereoscopic image signals

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Abstract

The present invention relates to a system and a method for detecting a pedestrian and, specifically, to a system and a method for detecting a pedestrian in an image obtained based on stereo vision by obtaining a disparity map using a stereo vision system. The system according to the present invention comprises: a disparity map creation unit for creating a disparity map of an image by obtaining a disparity value of the image inputted from left and right sides; a data extraction unit for estimating location information on a road in the inputted image, an object existing on the road, and an contact point formed by the road and the object based on the created disparity map; and a pedestrian area detection unit for detecting a pedestrian area by estimating the height of the object based on the location information obtained from the data extraction unit and/or the disparity map; and a pedestrian detection unit for detecting a pedestrian by forming windows according to the disparity map and/or the estimated height of the object in the detected disparity area.

Description

스테레오 비전 기반 보행자 검출 시스템 및 그 방법 {Stereo Vision-based Pedestrian Detection System and the method of}[0001] Stereo Vision-based Pedestrian Detection System and Method [0002]

본 발명은 보행자 검출 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로 스테레오 비전을 기반으로 한 영상에서 시차맵(Depth map)을 획득하여 보행자를 검출하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a system and method for detecting a pedestrian, and more particularly, to a system and a method for detecting a pedestrian by acquiring a depth map in an image based on stereo vision.

최근, 영상을 이용하여 도로의 보행자를 검출하는 방법에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 영상기반 보행자 검출 기술은 지능형 자동차, 보안/감시 등 다양한 분야에 접목이 가능한 중요한 기술이다. Recently, much research has been conducted on a method of detecting a pedestrian on a road using an image. Video-based pedestrian detection technology is an important technology that can be applied to various fields such as intelligent automobile, security / surveillance.

이러한, 보행자 검출 및 차량 주행 시 장애물체를 검출하기 위한 방법으로서는, 스테레오 비전을 이용하는 방법과 모노 영상(예컨대, 그레이 영상)만을 이용하는 방법 등이 있다.As such a method for detecting a pedestrian detection object and an obstacle during driving, there are a method using a stereo vision and a method using only a mono image (e.g., a gray image).

스테레오 영상을 통해 장애물체를 검출하는 방법은 3차원 이미지 정보를 통해, 검출 성능을 높일 수 있다. 예컨대, 스테레오 비전 시스템을 이용하여 3차원 정보인 시차맵(Depth map)을 구하고, 이를 이용하여 장애물체를 검출하면, 장애물 주변의 배경 패턴이나 그림자 등으로 인해 검출 성능이 떨어지는 문제를 줄일 수 있다. 아울러, 시차맵을 사용하면 3차원 거리정보를 사용할 수 있어, 객체와 배경의 분리도가 향상되고, 다양한 정보를 사용할 수 있어 객체 검출 성능을 높일 수 있는 장점이 있다.A method of detecting an obstacle through a stereo image can improve the detection performance through the three-dimensional image information. For example, when a stereo vision system is used to obtain a depth map, which is three-dimensional information, and an obstacle is detected using the stereo vision system, problems of poor detection performance due to background patterns or shadows around the obstacle can be reduced. In addition, using the parallax map can use the three-dimensional distance information, improving the separation between the object and the background, and using various information, thereby improving the object detection performance.

하지만, 단일 영상으로 보행자를 검출할 경우, 다양한 크기의 보행자를 검출하기 위하여, 다양한 크기의 보행자 템플릿을 사용하여, 전체 입력 영상에서 수행을 해야 하므로, 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 검출 성능이 저하되는 문제점이 있다.However, when a pedestrian is detected by a single image, it is necessary to perform a pedestrian template of various sizes to detect pedestrians of various sizes. Therefore, it takes a lot of time and deteriorates the detection performance There is a problem.

도면 1은 기존 단일 영상기반의 보행자 검출에 있어 다양한 크기의 보행자 검출시의 문제점을 나타내고 있다. 도 1-a는 입력한 그레이 영상을 나타내고, 도 1-b는 기존 단일 영상기반으로 다양한 크기의 보행자를 검출하는 방법을 나타내고 있다. FIG. 1 shows a problem in detection of pedestrians of various sizes in detecting a single image-based pedestrian. FIG. 1-a shows the input gray image, and FIG. 1-b shows a method of detecting pedestrians of various sizes based on a conventional single image.

도1-b에 도시된 바와 같이, 종래의 단일영상 기반에서, 다양한 크기의 보행자를 검출하기 위해서는, 다양한 크기의 보행자 템플릿을 사용하여 입력 영상 전체 영역에 대해서 보행자 여부를 판단하거나, 일정한 한 개의 보행자 템플릿을 이용하되, 입력영상의 크기를 변화시켜 보행자를 검출 해야만 한다. As shown in FIG. 1-b, in order to detect pedestrians of various sizes on a conventional single image basis, it is necessary to determine whether a pedestrian is an entire area of the input image using various sizes of pedestrian templates, The pedestrian must be detected by using the template, but changing the size of the input image.

전술한 단일 영상을 이용해 보행자를 검출하는 방법들은 많은 반복적인 작업으로 인하여 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 성능의 저하되는 문제점이 있다. The methods of detecting the pedestrian using the single image described above are time-consuming because of many repetitive operations, and the performance is degraded.

아울러, 단일 영상만을 이용하면 객체와 배경의 분리도가 저하될 뿐만 아니라, 다양한 크기의 보행자를 검출하기 위해서는 다양한 크기의 보행자 템플릿을 사용하여, 전체 입력 영상에서 수행을 해야 하므로, 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다.
In addition, since the separation of the object and the background is degraded by using only a single image, in order to detect pedestrians of various sizes, a pedestrian template of various sizes needs to be performed on the entire input image, .

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 스테레오 비전 기반의 시차맵 시차맵(Depth map, Disparity map)을 이용하여 보행자 영역을 검출하고, 검출된 보행자 영역 내에서 보행자를 검출하는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a system and method for detecting a pedestrian area using a stereo map-based disparity map (Disparity map) and detecting a pedestrian within the detected pedestrian area The purpose is to provide.

본 발명의 일면에 따른 스테레오 비전 (Stereo Vision)을 기반으로 한 영상으로부터 보행자를 검출하는 시스템은 좌측과 우측에서 입력된 영상의 시차값을 획득하여, 상기 영상에 대한 시차맵(Depth/Disparity map)을 생성하는 시차맵 생성부, 생성된 시차맵을 기초로, 상기 입력 받은 영상내의 도로, 도로 위에 존재하는 객체 및 상기 도로와 객체에 의해 형성되는 접점의 위치 정보를 추정하는 데이터 추출부, 데이터 추출부로부터 획득한 위치 정보 및/또는 시차맵을 기초로, 객체의 높이를 추정하여 보행자 영역을 검출하는 보행자 영역 검출부, 검출된 보행자 영역에서 상기 시차맵 및/또는 추정된 객체의 높이에 따라 윈도우를 형성하여 보행자를 검출하는 보행자 검출부를 포함한다.A system for detecting a pedestrian from an image based on a stereo vision according to an embodiment of the present invention obtains a parallax value of an input image on the left and right sides and calculates a parallax map for a parallax based on a Depth / A data extracting unit for estimating position information of a road, an object existing on the road, and a contact formed by the road and the object, based on the generated parallax map; A pedestrian area detecting unit for detecting a pedestrian area by estimating the height of the object on the basis of the positional information and / or the parallax map acquired from the pedestrian area, and a window based on the height of the parallax map and / or the estimated object in the detected pedestrian area And a pedestrian detection unit for detecting the pedestrian.

본 발명의 보행자 검출부는 검출된 객체의 노이즈를 필터링하는 노이즈 제거부를 더 포함한다. The pedestrian detecting unit of the present invention further includes a noise removing unit for filtering the noise of the detected object.

아울러 본 발명의 보행자 검출부는 도로에서 검출된 객체가 보행자인지 여부를 판단한 이후, 영상의 시차값 분포, 색상, 텍스처를 통해 상기 보행자의 오검출 여부를 확인하고, 오검출 일 경우 이를 바로 잡는 보행자 검증부를 더 포함한다.In addition, the pedestrian detection unit of the present invention determines whether or not an object detected on the road is a pedestrian, then checks whether the pedestrian is erroneously detected through a parallax value distribution, color, and texture of the image, .

본 발명의 다른 일면에 따른 스테레오 비전을 기반으로한 영상으로부터 장애물을 검출하는 방법은 복수개의 스테레오 비전을 기반으로한 영상을 입력 받아 시차맵을 생성하는 단계, 생성된 시차맵을 기초로, 영상에 포함된 도로, 객체 및 도로와 객체에 의해 형성된 접점의 위치정보를 획득하는 단계, 획득된 위치정보를 기반으로, 입력된 영상의 도로에 존재하는 객체의 높이를 추정하는 단계, 추정된 객체의 높이, 위치정보 및 시차맵으로부터 영상의 보행자 영역을 검출하는 단계, 검출된 보행자 영역에 존재하는 보행자 검출을 위해, 객체의 높이에 따른 윈도우를 설정하는 단계 및 설정된 윈도우 내의 보행자를 검출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of detecting an obstacle from an image based on stereo vision, comprising: generating a disparity map by receiving an image based on a plurality of stereo vision; The method comprising the steps of: acquiring position information of a road, an object, and a contact formed by the road and the object; estimating a height of an object existing on the road of the input image based on the obtained position information; Detecting a pedestrian area of the image from the positional information and the parallax map, setting a window according to the height of the object for detecting the pedestrian present in the detected pedestrian area, and detecting the pedestrian in the set window .

본 발명의 위치정보를 획득하는 단계는 V-시차맵을 통해 상기 영상에 포함된 도로의 특징을 추정하는 것이다.The step of acquiring the positional information of the present invention estimates the feature of the road included in the image through the V-parallax map.

아울러, 본 발명의 위치정보를 획득하는 단계는 U-시차맵, V-시차맵 및/또는 컬럼검출을 통해 도로의 위치 정보를 획득하고 이를 기반으로 영상에 포함된 객체를 검출하는 단계를 포함한다. In addition, the step of acquiring the position information of the present invention includes a step of acquiring the position information of the road through the U-parallax map, the V-parallax map, and / or the column detection and detecting an object included in the image based on the obtained positional information .

본 발명의 보행자 영역을 검출하는 단계는 검출된 영역의 노이즈를 필터링 하는 단계를 더 포함한다. The step of detecting the pedestrian zone of the present invention further includes the step of filtering the noise of the detected area.

본 발명의 보행자를 검출하는 단계는 객체를 보행자로 오검출 하였는지 검토하는 단계 및 객체를 보행자로 오검출한 경우, 이를 수정하는 단계를 더 포함한다.
The step of detecting a pedestrian according to the present invention further includes a step of examining whether the object is erroneously detected as a pedestrian, and a step of correcting the object when the object is erroneously detected as a pedestrian.

본 발명은 스테레오 비전을 기반으로 한 시차맵을 이용하여 입력된 영상의 보행자 영역만을 정확하게 검출하여, 검출된 영역 내에서 보행자가 존재할 수 있는 높이의 템플릿만을 사용하여 보행자 검출을 수행함으로써, 보행자 검출 처리 속도 및 시스템 성능을 향상시키는 이점을 제공한다. The present invention detects a pedestrian area of an input image accurately using a stereoscopic map based on stereo vision and performs pedestrian detection using only a template having a height at which a pedestrian can exist within the detected area, Speed and system performance.

아울러, 본 발명은 지능형 자동차, 로봇, 보안/감시, 의료 분야 등 다양한 분야의 장애물체 검출에 이용될 수 있는 이점을 제공한다.
In addition, the present invention provides advantages that can be used for detecting obstacle objects in various fields such as intelligent automobiles, robots, security / surveillance, and medical fields.

도 1은 종래기술에 따른 보행자 검출 방법의 실시예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시차맵 기반 보행자 검출 실시예를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시스템 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보행자 검출 동작 흐름도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보행자 검출 과정에 따른 실시예를 나타낸 도면.
1 shows an embodiment of a pedestrian detection method according to the prior art;
FIG. 2 illustrates a parallax map-based pedestrian detection embodiment according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a system configuration diagram according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart of a pedestrian detection operation according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 illustrates an embodiment of a pedestrian detection process according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. And is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the claims.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. &Quot; comprises " and / or "comprising" when used in this specification is taken to specify the presence or absence of one or more other components, steps, operations and / Or add-ons. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시차맵 기반 보행자 검출 실시예를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a parallax map-based pedestrian detection method according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 일실시예에서는 도 2-a에 도시된 바와 같이, 시차맵을 이용하여 보행자 영역만을 정확하게 검출하고, 도2-b에 도시된 바와 같이 검출된 보행자 영역 내에서 적절한 크기의 보행자 템플릿을 이용하여 보행자를 검출하는 방법을 제안한다.In an embodiment according to the present invention, as shown in FIG. 2-a, only the pedestrian area is accurately detected using the parallax map, and the pedestrian area To detect pedestrians.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보행자 검출 시스템의 구성도이다. 3 is a block diagram of a pedestrian detection system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 스테레오 비전 (Stereo Vision)을 기반으로 한 영상으로부터 보행자를 검출하는 시스템으로, 좌측과 우측에서 입력된 영상의 시차값을 획득하여, 영상에 대한 시차맵(Depth/Disparity map)을 생성하는 시차맵 생성부(310), 생성된 시차맵을 기초로, 입력 받은 영상내의 도로, 도로 위에 존재하는 객체 및 도로와 객체에 의해 형성되는 접점의 위치 정보를 추정하는 데이터 추출부(320), 데이터 추출부(320)로부터 획득한 위치 정보 및/또는 상기 시차맵을 기초로, 객체의 높이를 추정하여 보행자 영역을 검출하는 보행자 영역 검출부(330) 및 검출된 보행자 영역에서 시차맵 및/또는 추정된 객체의 높이에 따라 윈도우를 형성하여 보행자를 검출하는 보행자 검출부(340)를 포함한다.The present invention relates to a system for detecting a pedestrian from an image based on a stereo vision and acquiring a parallax value of an input image on the left and right sides and generating a parallax map (Depth / Disparity map) A data extracting unit 320 for estimating the position information of the roads in the input image, the objects existing on the roads and the contacts formed by the roads and the object based on the generated parallax map, A pedestrian area detecting unit 330 for detecting a pedestrian area by estimating the height of the object based on the positional information and / or the parallax map obtained from the extracting unit 320, And a pedestrian detector 340 for detecting a pedestrian by forming a window according to the height of the object.

본 발명에 따른 일실시예에서 시차맵 생성부(310)은 시차맵을 생성하기 위해 좌, 우 2 개의 스테레오 카메라를 이용하여 대상으로서 도로를 촬영한 이미지에 맺힌 물체의 시차 정보를 획득하고, 이 시차값, 양안카메라 간의 거리(base line), 카메라 포컬 길이(focal length)를 이용하여 거리 정보를 추출하여 표현함으로써 시차맵을 생성할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the parallax map generation unit 310 acquires parallax information of an object formed on an image of a road taken as an object using two stereo cameras to generate a parallax map, A parallax map can be generated by extracting and expressing the distance information using a time difference, a base line between the binocular cameras, and a camera focal length.

보행자 검출부(340)는 검출된 객체의 노이즈를 필터링하는 노이즈 제거부(341) 및 도로에서 검출된 객체가 보행자인지 여부를 판단한 이후, 영상의 시차값 분포, 색상, 텍스처를 통해 상기 보행자의 오검출 여부를 확인하고, 오검출 일 경우 오검출을 바로 잡는 보행자 검증부(342)를 포함한다.The pedestrian detection unit 340 determines whether or not the object detected on the road is a pedestrian by using a noise removing unit 341 for filtering the noise of the detected object, And a pedestrian verification unit 342 for correcting erroneous detection in the case of erroneous detection.

시차맵을 이용하여 보행자를 검출하는 일실시예로 V-변위맵(시차맵)을 이용하는 방법이 있다. V-시차맵은 수평축은 시차값 빈도수를, 수직 축은 수직라인을 나타내는데, 해당 수직 라인에서 시차맵의 값 (예컨대0~255)의 분포를 그리는 것이다. As one embodiment of detecting a pedestrian using the parallax map, there is a method using a V-displacement map (parallax map). In the V-parallax map, the horizontal axis represents the frequency of the parallax values, and the vertical axis represents the vertical line. The distribution of the value of the parallax map (for example, 0 to 255) is plotted on the vertical line.

즉, 해당되는 시차값 별로 그 빈도를 표시하는 것으로, 빈도수가 많은 데이터는 밝게, 빈도수가 적은 데이터는 어둡게 나타난다. 이후, 빈도수가 적은 데이터는 삭제한 후 이진화한다.That is, by displaying the frequency by the corresponding time difference value, data with a high frequency is bright and data with a low frequency is dark. Thereafter, data having a small frequency is deleted and binarized.

이진화된 V-시차맵을 살펴보면, 도로와 같은 평면성분은 대각선 형태(붉은선)로 나타나고, 장애물체는 수직선 형태(파란선)로 나타난다. In the binarized V-parallax map, planar components such as roads appear as diagonal lines (red lines), and obstacle objects appear as vertical lines (blue lines).

이를 통해, 장애물체만을 검출 할 수 있다. 먼저 V-시차맵 에서 도로 성분을 추출하고, 수직라인 별로 해당되는 도로성분 값보다 높은 시차 값이 존재하는지 확인 후 이를 추출하는데, 추출 후 얻는 성분이 장애물체에 해당한다. V-시차맵에서 장애물체가 추출되면 장애물체 존재 수직라인 구간도 추출가능하며, 이 수직라인 구간 내에서 시차값을 갖는 부분을 추출하면 시차맵에서 장애물체 검출이 가능하다. Thus, only an obstacle can be detected. First, the road component is extracted from the V-parallax map, and it is checked whether there is a parallax value higher than the corresponding road component value for each vertical line, and then extracted. The component obtained after extraction corresponds to the obstacle. If the obstacle is extracted from the V-parallax map, the vertical line section with the obstacle can be extracted. If the portion having the parallax value is extracted within the vertical line section, the obstacle can be detected from the parallax map.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보행자 검출 동작 흐름도이다.4 is a flowchart of a pedestrian detection operation according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 스테레오 비전을 이용하여 좌측과 우측에서 입력되는 두 장의 그레이 영상으로부터 3차원 정보인 시차맵을 생성한다(S410).As shown in FIG. 4, first, a parallax map, which is three-dimensional information, is generated from two gray images input from left and right using stereo vision (S410).

생성된 시차맵으로부터 입력 받은 영상에 담긴 도로의 특징 정보를 추출한다(S420). The feature information of the road contained in the input image is extracted from the generated parallax map (S420).

모든 장애물체는 도로 위에 존재하기 때문에 도로 특징 정보는 장애물체 유무를 판단하는 중요한 정보이다. 특히, 도로의 특징 정보는 정확한 보행자 영역 검출을 위해 사용되기 때문에, 도로 특징 정보를 정밀하게 추정하는 것은 매우 중요하다.Since all obstacles exist on the road, the road feature information is important information for judging the presence of an obstacle. In particular, since road feature information is used for accurate pedestrian area detection, it is very important to accurately estimate road feature information.

본 발명에 따른 일실시예에서는 U-시차맵, V-시차맵 및/또는 컬럼검출을 통해 상기 도로의 위치 정보를 획득하고 이를 기반으로 영상에 포함된 객체를 검출한다(S430).In an embodiment of the present invention, the position information of the road is obtained through U-parallax map, V-parallax map, and / or column detection, and an object included in the image is detected based on the positional information.

도로 특징 정보를 추출하기 위해 일반적으로 V-시차맵을 이용할 수 있다. V-시차맵은 획득한 시차값을 수평적으로 누적 히스토그램화 한 것으로서, 시차값 분포에 따른 도로 특징 정보와 검출된 객체의 상태를 보여준다. The V-parallax map can generally be used to extract road feature information. The V-parallax map is obtained by horizontally accumulating the obtained parallax values and shows the road characteristic information according to the parallax value distribution and the state of the detected object.

아울러, V-시차맵에서 DP(Dynamic Programming) 및 최대 빈도값 등을 이용하여 도로의 특징 정보만을 추출할 수 있다. 추출된 도로 특징 정보를 기반으로 객체를 검출하는데, 객체 검출을 위한 대표적인 방법으로는 U-시차맵, V-시차맵 방법, 컬럼 검출 방법 등이 있다. In addition, only the feature information of the road can be extracted by using the dynamic programming (DP) and the maximum frequency value in the V-parallax map. The object is detected based on the extracted road feature information. U-parallax map, V-parallax map method, and column detection method are typical methods for object detection.

검출된 영역의 형태 맵 생성 (morphology) 등을 통해 노이즈를 제거하는 후처리를 수행한다(S440). Processing for removing noise is performed through a morphology or the like of the detected area (S440).

이후, 검출된 영상에서 각 수직 열별로 도로 접점을 추정한다(S450). 영상 수직 라인별로 값이 존재하는 화소의 위치들 중에서 가장 아래에 존재하는 지점을 찾고(S450), 각 수직 라인별로 추정된 도로접점의 위치를 기준으로 보행자가 존재할 수 있는 영역인 높이를 추정한다(S460). 높이 추정 시 아래의 수학식 1을 사용한다.Then, the road contact point is estimated for each vertical column in the detected image (S450). In step S450, a point located at the bottom of the positions of pixels having a value for each image vertical line is searched and a height, which is a region where a pedestrian exists, is estimated based on the position of the road contact estimated for each vertical line S460). When estimating the height, the following Equation 1 is used.

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112013091441513-pat00001
Figure 112013091441513-pat00001

수학식 1에서, h는 영상 내에서 수직 높이(수직 화소수), d는 시차값(시차맵의 화소값),

Figure 112013091441513-pat00002
는 두 카메라가 지면에 대해서 기울어져 있는 각도, b는 base lin 으로서 두 카메라의 간격을 각각 나타낸다. In Equation (1), h is the vertical height (the number of vertical pixels) in the image, d is the parallax value (pixel value of the parallax map)
Figure 112013091441513-pat00002
Is the angle at which the two cameras are tilted with respect to the ground, and b is the base lin.

아울러, H는 실제 보행자의 수직 크기로서 일반적으로 1.8 ~ 2m의 값을 갖는다. 즉 각각의 시차값(d)에서 실제 보행자의 높이(H)와 다양한 파라미터를 이용하면, 각 수직라인에서 보행자가 존재할 수 있는 범위(높이)를 구할 수 있게 되어 모든 수직라인에 대해서 앞서 추정한 도로 접점위치를 기준으로, 보행자가 존재할 수 있는 보행자 영역을 검출 가능하게 된다(S470). In addition, H is a vertical size of an actual pedestrian, and generally has a value of 1.8 to 2 m. That is, by using the height (H) of the actual pedestrian and the various parameters in each of the parallax values d, the range (height) in which the pedestrian can exist in each vertical line can be obtained, The pedestrian area where the pedestrian may exist can be detected based on the contact position (S470).

이후, 검출된 보행자 영역 내에서 보행자 검출을 수행한다. 먼저 객체 높이 별 윈도우(window)를 설정한다(S480). 윈도우는 보행자 검출을 위한 보행자 크기에 알맞은 템플릿으로, 윈도우의 세로와 가로의 비는 대략적으로 2: 1로 설정한다. Then, the pedestrian detection is performed in the detected pedestrian area. First, a window for each object height is set (S480). The window is a template suitable for the pedestrian size for pedestrian detection, and the ratio of the length to the width of the window is set to roughly 2: 1.

보행자 영역의 수직라인이 정해지면, 그 수직 라인 크기의 1/2정도로 윈도우의 폭을 정하고, 각 윈도우 별로 그레이 영상 내에서 보행자 검출을 수행한다(S490). When the vertical line of the pedestrian area is determined, the width of the window is determined to be about 1/2 of the vertical line size, and the pedestrian detection is performed in the gray image for each window (S490).

보행자 검출을 위한 방법으로는 Histograms of Oriented Gradient(HOG)기반의 SVM(Support Vector Machine), Integral Channel Features기반의 Adaboost 알고리즘 등 다양한 방법이 사용 될 수 있다. Various methods such as SVM (Support Vector Machine) based on Histograms of Oriented Gradient (HOG) and Adaboost algorithm based on Integral Channel Features can be used as pedestrian detection methods.

보행자 검출의 결과는 다양한 오검출을 포함할 수 있으므로, 시차값 분포, 색상, 텍스쳐 등 다양한 특징을 이용하여 보행자 검증을 수행한다(S500). 보행자 검증 단계에서 보행자가 아닌 객체를 보행자로 오검출한 경우, 이를 수정 가능하다.Since the result of the pedestrian detection may include various erroneous detection, the pedestrian verification is performed using various characteristics such as a time difference value distribution, a color, and a texture (S500). In the pedestrian verification stage, if an object other than a pedestrian is erroneously detected as a pedestrian, it can be corrected.

도면 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보행자 검출 과정의 실시예를 나타낸 것이다.FIG. 5 shows an embodiment of a pedestrian detection process according to an embodiment of the present invention.

제안된 보행자 검출 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 도면 5-a는 시차맵을 나타내고 도 5-b는 시차맵으로부터 생성된 V-시차맵을 나타낸다.  As shown in FIG. 5, the proposed pedestrian detection method shows a parallax map in FIG. 5-a and a V-parallax map generated in a parallax map in FIG. 5-b.

도 5-c는 V-시차맵으로부터 도로 특징 정보만 추출한 결과를 나타내고, 도 5-d는 도로 특징 정보를 이용하여 객체 검출을 수행한 결과이다. 5C shows the result of extracting only the road feature information from the V-parallax map, and FIG. 5D shows the result of performing the object detection using the road feature information.

도 5-e는 모든 수직 라인별로 객체 도로 접점 지점을 추정한 결과이고, 도 5-f는 도로 접점 지점을 기준으로 객체 높이를 추정한 결과이다. 도 5-g는 최종 보행자 영역을 검출한 결과이고, 도 5-h는 그 영역 내에서 객체 높이 별 윈도우를 설정한 것을 나타낸다. FIG. 5-e is a result of estimating an object road contact point for every vertical line, and FIG. 5-f is a result of estimating an object height based on a road contact point. FIG. 5-g shows the result of detecting the final pedestrian zone, and FIG. 5-h shows setting of a window for each object height in the area.

도 5-i는 각각의 윈도우에서 보행자를 검출하는 과정을 나타내고, 도 5-j는 보행자 검출결과를 나타낸다. 마지막으로 오검출을 줄이기 위해서 최종적으로 보행자를 검증한 결과는 도 5-k에 도시되어 있다.FIG. 5-i shows a process of detecting a pedestrian in each window, and FIG. 5-j shows a pedestrian detection result. Finally, the result of verifying the pedestrian finally to reduce false detection is shown in FIG. 5-k.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 시차맵을 이용하여 보행자 영역을 정확하게 검출하고, 검출된 보행자 영역 내에서 적절한 크기의 보행자 템플릿을 이용하여 보행자를 검출하는 방법을 제공하여 보다 빠르게 보행자를 검출할 수 있는 이점을 제공한다. As described above, the present invention provides a method of accurately detecting a pedestrian area using a parallax map and detecting a pedestrian using a pedestrian template of an appropriate size within the detected pedestrian area, This provides the advantage.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention, but are intended to be illustrative, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents, which fall within the scope of the present invention as claimed.

Claims (8)

스테레오 비전 (Stereo Vision)을 기반으로 한 영상으로부터 보행자를 검출하는 시스템에 있어서,
좌측과 우측에서 입력된 영상의 시차값을 획득하여, 상기 영상에 대한 시차맵(Depth/Disparity map)을 생성하는 시차맵 생성부;
상기 생성된 시차맵을 기초로, 상기 입력 받은 영상내의 도로, 상기 도로 위에 존재하는 객체 및 상기 도로와 객체에 의해 형성되는 접점의 위치 정보를 추정하는 데이터 추출부;
상기 데이터 추출부로부터 획득한 위치 정보 및 상기 시차맵을 기초로, 상기 객체의 높이를 추정하여 보행자 영역을 검출하는 보행자 영역 검출부;
상기 검출된 보행자 영역에서 상기 시차맵 및 추정된 상기 객체의 높이에 따라 윈도우를 형성하여 보행자를 검출하는 보행자 검출부를 포함하고,
상기 보행자 검출부는 상기 도로에서 검출된 객체가 보행자인지 여부를 판단한 이후, 상기 영상의 시차값 분포, 색상, 텍스처를 통해 상기 보행자의 오검출 여부를 확인하고, 오검출 일 경우 상기 오검출을 바로 잡는 보행자 검증부를 더 포함하는 것
인 보행자 검출 시스템.
A system for detecting a pedestrian from a video based on stereo vision,
A parallax map generating unit for obtaining a parallax value of an input image from left and right sides and generating a parallax map (Depth / Disparity map) for the image;
A data extracting unit for estimating position information of a road in the input image, an object existing on the road, and a contact formed by the road and the object based on the generated parallax map;
A pedestrian zone detection unit for detecting a pedestrian zone by estimating a height of the object based on the positional information obtained from the data extraction unit and the parallax map;
And a pedestrian detection unit for detecting a pedestrian by forming a window according to the height of the object and the parallax map in the detected pedestrian area,
The pedestrian detection unit may determine whether or not the pedestrian is erroneously detected through a parallax value distribution, a color, and a texture of the image after determining whether the object detected on the road is a pedestrian, Further comprising a pedestrian verification unit
Pedestrian detection system.
제 1항에 있어서, 상기 보행자 검출부는
상기 객체의 노이즈를 필터링하는 노이즈 제거부; 를 더 포함하는 것
인 보행자 검출 시스템.
The method according to claim 1, wherein the pedestrian detection unit
A noise canceling unit for filtering the noise of the object; Further comprising
Pedestrian detection system.
삭제delete 스테레오 비전을 기반으로한 영상으로부터 장애물을 검출하는 방법에 있어서,
복수개의 스테레오 비전을 기반으로한 영상을 입력 받아 시차맵을 생성하는 단계;
상기 생성된 시차맵을 기초로, 상기 영상에 포함된 도로, 객체 및 상기 도로와 객체에 의해 형성된 접점의 위치정보를 획득하는 단계;
상기 획득된 위치정보를 기반으로, 상기 입력된 영상의 도로에 존재하는 객체의 높이를 추정하는 단계;
상기 추정된 객체의 높이, 위치정보 및 상기 시차맵으로부터 상기 영상의 보행자 영역을 검출하는 단계;
상기 검출된 보행자 영역에 존재하는 보행자 검출을 위해, 상기 객체의 높이에 따른 윈도우를 설정하는 단계; 및
상기 설정된 윈도우 내의 보행자를 검출하는 단계를 포함하고,
상기 보행자를 검출하는 단계는 상기 객체를 보행자로 오검출하였는지 검토하는 단계 및 상기 객체를 보행자로 오검출한 경우, 상기 오검출을 수정하는 단계를 더 포함하는 것
인 장애물 검출 방법.
A method for detecting an obstacle from an image based on stereo vision,
Generating a disparity map by receiving an image based on a plurality of stereo visions;
Obtaining position information of a road, an object included in the image, and a contact formed by the road and the object based on the generated parallax map;
Estimating a height of an object existing on a road of the input image based on the obtained position information;
Detecting a pedestrian area of the image from height, position information of the estimated object, and the parallax map;
Setting a window according to a height of the object for detecting a pedestrian present in the detected pedestrian zone; And
Detecting a pedestrian in the set window,
The step of detecting the pedestrian further includes checking whether the object is erroneously detected as a pedestrian, and modifying the erroneous detection when the object is erroneously detected as a pedestrian
/ RTI >
제 4항에 있어서, 상기 위치정보를 획득하는 단계는
V-시차맵을 통해 상기 영상에 포함된 도로의 특징을 추정하는 것
인 장애물 검출 방법.
5. The method of claim 4, wherein obtaining the location information comprises:
Estimating the feature of the road included in the image through the V-parallax map
/ RTI >
제 5항에 있어서, 상기 위치정보를 획득하는 단계는
U-시차맵, V-시차맵, 및 컬럼검출 중 어느 하나에 기초하여 상기 도로의 위치를 획득하고 이를 기반으로 상기 영상에 포함된 객체를 검출하는 단계; 를 포함하는 것
인 장애물 검출 방법.
6. The method of claim 5, wherein obtaining location information comprises:
Obtaining a position of the road based on any one of a U-parallax map, a V-parallax map, and a column detection, and detecting an object included in the image based on the position of the road; Including
/ RTI >
제 4항에 있어서, 상기 영상의 보행자 영역을 검출하는 단계는
상기 검출된 영역의 노이즈를 필터링 하는 단계; 를 더 포함하는 것
인 장애물 검출 방법.
5. The method of claim 4, wherein detecting the pedestrian zone of the image comprises:
Filtering the noise of the detected region; Further comprising
/ RTI >
삭제delete
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