画像処理式車両検出装置及び画像処理式車両検出方法
【課題】車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置検出が可能な画像処理式車両検出装置および画像処理式車両検出方法を提供すること。
【解決手段】道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段１２１と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段１２３と、前記車頭検出手段１２１および前記ヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正手段１２２とを有する構成とした。
【解決手段】道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段１２１と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段１２３と、前記車頭検出手段１２１および前記ヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正手段１２２とを有する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理による車両検出装置装置及び車両検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両検出装置では、道路上の車両を撮影した画像から車両を検出する技術が提案されており、車両のヘッドライトを抽出して判断することにより、夜間における車種を高い精度で判別している。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３５３５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、カメラの設置状況や路面状況によってはヘッドライトの路面反射が画像内に大きく発生し、正確に車両の車頭位置を検出することが困難になる。車頭が正確に検出できなければ、車両速度を正確に計測することができないという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであって、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置検出することが可能な画像処理式車両検出装置および画像処理式車両検出方法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】
【０００５】
本発明の第１の画像処理式車両検出装置は、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段と、前記車頭検出手段および前記ヘッドライト点灯判定手段の結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正手段とを有する構成としている。
【０００６】
この構成により、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
【０００７】
また、本発明の第２の画像処理式車両検出装置は、前記車両候補矩形が、前記撮影画像および前記撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される構成としている。
【０００８】
この構成により、背景差分法を用いることで、車両を前方から撮影した場合にヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
【０００９】
また、本発明の第３の画像処理式車両検出装置は、前記車両検出補正手段が、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合、前記検出された車頭位置を平均明度未満になった前記水平ラインの垂直位置に補正する構成としている。
【００１０】
この構成により、背景差分法を用いてヘッドライト光路面反射部分を安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００１１】
また、本発明の第４の画像処理式車両検出装置は、前記車両検出補正手段が、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、前記検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する構成としている。
【００１２】
この構成により、画面全体がヘッドライト光路面反射により明るくなり、背景よりも撮影画像が暗くならない場合でも、背景差分法を用いないで安定的に車頭位置を検出することができる。
【００１３】
また、本発明の第５の画像処理式車両検出装置は、前記車両検出補正手段が、前記車頭検出手段により検出された車頭位置を、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合には前記水平ラインの垂直位置に、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には前記平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、補正する構成としている。
【００１４】
この構成により、ヘッドライト光路面反射部分をより安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００１５】
また、本発明の第６の画像処理式車両検出装置は、前記ヘッドライト点灯判定手段が、前記撮影画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度が予め設定した値を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する構成としている。
【００１６】
この構成により、背景差分法を用いない場合でも容易にヘッドライトが点灯していることを認識することができる。
【００１７】
また、本発明の第７の画像処理式車両検出装置は、前記ヘッドライト点灯判定手段が、前記撮影画像および前記背景画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度を比較し、前記撮影画像の平均明度が前記背景画像の平均明度を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する構成としている。
【００１８】
この構成により、背景差分法を用いてヘッドライトが点灯していることを認識することができる。また、ヘッドライト点灯を判定するための閾値の設定が不要である。
【００１９】
また、本発明の第１の画像処理式車両検出方法は、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出ステップと、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定ステップと、前記車頭検出ステップおよび前記ヘッドライト点灯判定ステップの結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正ステップとを有する方法としている。
【００２０】
この方法により、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
【００２１】
また、本発明の第２の画像処理式車両検出方法は、前記車両候補矩形が、前記撮影画像および前記撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される方法としている。
【００２２】
この方法により、背景差分法を用いることで、車両を前方から撮影した場合にヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
【００２３】
また、本発明の第３の画像処理式車両検出方法は、前記車両検出補正ステップが、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合、前記検出された車頭位置を平均明度未満になった前記水平ラインの垂直位置に補正する方法としている。
【００２４】
この構成により、背景差分法を用いてヘッドライト光路面反射部分を安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００２５】
また、本発明の第４の画像処理式車両検出方法は、前記車両検出補正ステップが、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、前記検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する方法としている。
【００２６】
この構成により、画面全体がヘッドライト光路面反射により明るくなり、背景よりも撮影画像が暗くならない場合でも、背景差分法を用いないで安定的に車頭位置を検出することができる。
【００２７】
また、本発明の第５の画像処理式車両検出方法は、前記車両検出補正ステップが、前記車頭検出ステップにより検出された車頭位置を、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合には前記水平ラインの垂直位置に、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には前記平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、補正する方法としている。
【００２８】
この構成により、ヘッドライト光路面反射部分をより安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００２９】
また、本発明の第６の画像処理式車両検出方法は、前記ヘッドライト点灯判定ステップが、前記撮影画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度が予め設定した値を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する方法としている。
【００３０】
この構成により、ヘッドライト光路面反射部分を安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００３１】
また、本発明の第７の画像処理式車両検出方法は、前記ヘッドライト点灯判定ステップが、前記撮影画像および前記背景画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度を比較し、前記撮影画像の平均明度が前記背景画像の平均明度を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する方法としている。
【００３２】
この構成により、背景差分法を用いてヘッドライトが点灯していることを認識することができる。また、ヘッドライト点灯を判定するための閾値の設定が不要である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置検出が可能な画像処理式車両検出装置および画像処理式車両検出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態の画像処理式車両検出装置について、図面を用いて説明する。
【００３５】
まず、ヘッドライトを点灯している車両と路面の状況に関して先に説明する。図５は、本発明の実施形態におけるヘッドライト点灯車両および路面の概略図である。
【００３６】
撮影カメラなどにより車両や路面などを撮影した撮影画像から車両候補矩形５００を抜粋する。この画像では、ヘッドライト５０２を点灯している車両５０１が路面５０３上を走行しており、路面５０３にヘッドライト光が反射している。車両５０１と路面５０３との間にあるタイヤ近傍の部分は、車両自身が作り出した水平方向にのびている車体影５０４が発生している。
【００３７】
後述のような車両候補矩形５００を抽出して車頭位置を求めると、ヘッドライト光も含まれた車両候補矩形５００の矩形底辺が車頭位置として認識されてしまう。そこで、本発明においては、車体影５０４を利用することで車体影５０４の部分を車頭として車頭位置を補正するように、後述する３つの実施形態を提案する。
【００３８】
次に、本発明の実施形態における画像処理式車両検出装置について説明する。
図１は本発明の実施形態における画像処理式車両検出装置１００のブロック図である。
【００３９】
本発明の実施形態における画像処理式車両検出装置１００は、画像入力手段１０１、背景画像作成手段１０２、特徴画像作成手段１０３、特徴コード作成手段１０４、画像格納手段１１０、車両認識手段１２０および特徴コード格納手段１３１を有する。また、画像格納手段１１０は、現画像格納手段１１１、背景画像格納手段１１２および特徴画像格納手段１１３を有する。また、車両認識手段１２０は、車頭検出手段１２１、車頭検出補正手段１２２およびヘッドライト点灯判定手段１２３を有する。
【００４０】
背景画像作成手段１０２、特徴画像作成手段１０３、特徴コード作成手段１０４および車両認識手段１２０は、後述する各処理を行うプロセッサ等により構成される。また、画像格納手段１１０および特徴コード格納手段１３１はメモリ等により構成される。
【００４１】
画像入力手段１０１では、撮影用カメラなどにより撮影された撮影画像データを入力する。撮影画像データには、２５６階調の濃淡画像データ等が用いられる。撮影画像データは現画像格納手段１１１に格納される。背景画像作成手段１０２では、撮影画像データに基づいて背景画像を作成する。背景画像データは背景画像格納手段１１２に格納される。
【００４２】
特徴画像作成手段１０３では、撮影画像データおよび背景画像データを用いて背景差分、微分背景差分、フレーム差分、微分フレーム差分等の処理を行うことで特徴画像を作成する。特徴画像データは特徴画像格納手段１１３に格納される。
【００４３】
特徴コード作成手段１０４では、特徴画像データに基づいて車両候補矩形を算出するための各画素の特徴を示す特徴コードを作成する。特徴コードは、特徴画像において各画素ごとに０、１、２、…、９などのコードを割り当てたものである。例えば、背景画像データと同一で差分処理によってデータ無しとなったデータは０、ノイズ等と思われる捨てデータは１、車両として有効な有効データのうち、車幅より小さい部分は２、車幅より大きい部分は３、車両候補となる部分は６、車体として認識される部分は８、車尾として認識される部分は９などとして、車両の位置を判別可能にしたデータである。特徴コードは特徴コード格納手段１３１に格納される。
【００４４】
車頭検出手段１２１では、撮影画像データおよび特徴コードを用いて車両候補矩形および車頭の位置を検出する。車頭検出補正手段１２２では、車頭検出手段１２１および後述するヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて車頭位置を補正する。
【００４５】
ヘッドライト点灯判定手段１２３では、撮影画像データおよび特徴コードから車両のヘッドライトが点灯しているか否かを判定する。例えば、車両候補矩形の矩形底辺から車両最小高さ（予め設定した任意の高さ）までの平均明度がヘッドライト点灯判定値（予め設定した任意の値）よりも大きい場合はヘッドライトが点灯していると判定する。また、撮影画像データおよび背景画像データの車両候補矩形の矩形底辺から前述の車両最小高さまでの平均明度を比較して、撮影画像データの平均明度が背景画像データの平均明度よりも大きい場合にヘッドライトが点灯していると判定してもよい。
（第１の実施形態）
【００４６】
次に、本発明の第１の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、背景差分法を用いて車頭位置を補正する場合の画像処理式車両検出装置の動作を説明する。ここで背景差分法とは、入力画像および背景画像の明度や輝度を比較し、その明度差に基づいて移動物体を抽出する手法である。図２は本発明の第１の実施形態における画像処理式車両検出装置１００の動作説明のためのフロー図である。
【００４７】
まず、車頭検出手段１２１により車両候補矩形の検出が完了する（ステップＳ２０１）。ヘッドライト点灯判定手段１２３により車両候補矩形の車両のヘッドライトが点灯されていると判定された場合、車頭検出補正手段１２２は、検出された車両候補矩形内の撮影画像データおよび背景画像データについて、各水平ライン毎の平均明度（撮影画像データの平均明度（１）、背景画像データの平均明度（２）とする）を算出する（ステップＳ２０２）。そして各車両候補矩形の画像最下段の水平ライン（車両候補矩形底辺）から上方へと検索を開始する（ステップＳ２０３）。
【００４８】
車頭検出補正手段１２２は、撮影画像データおよび背景画像データの水平ラインの垂直位置が等しい位置において、撮影画像データの平均明度（１）と背景画像データの平均明度（２）との比較を行い、撮影画像データの平均明度（１）が背景画像データの平均明度（２）よりも小さいか否かの判定を行う（ステップＳ２０４）。判定結果が真の場合は、車頭検出補正手段１２２は現在比較している水平ラインの垂直位置を車頭補正位置として登録し（ステップＳ２０５）、処理を終了する。
【００４９】
また、ステップＳ２０４の判定結果が偽の場合は、現在比較している水平ラインよりも一段上に比較を行うための水平ラインを移動する（ステップＳ２１１）。そして移動後の水平ラインの垂直位置が車両候補矩形の上辺よりも上方に位置するか否かの判定を行う（ステップＳ２１２）。判定結果が偽の場合はステップＳ２０４に戻り、処理を続行する。判定結果が真の場合は、車頭補正位置の検出は不可能であるので（ステップＳ２１３）、処理を終了する。
【００５０】
このような本発明の第１の実施形態の画像処理式車両検出装置１００によれば、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段１２１と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段１２３と、車頭検出手段１２１およびヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて車頭位置を補正する車頭検出補正手段１２２とを有し、車両候補矩形は、撮影画像および撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される構成とすることで、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
（第２の実施形態）
【００５１】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、背景差分法を用いずに車頭位置を補正する場合の画像処理式車両検出装置の動作を説明する。図３は本発明の第２の実施形態における画像処理式車両検出装置１００の動作説明のためのフロー図である。
【００５２】
まず、車頭検出手段１２１により車両候補矩形の検出が完了する（ステップＳ３０１）。ヘッドライト点灯判定手段１２３により車両候補矩形の車両のヘッドライトが点灯されていると判定された場合、車両検出補正手段１２２は、検出された車両候補矩形内の撮影画像データについて、各水平ライン毎の平均明度を算出する（ステップＳ３０２）。そして各車両候補矩形の画像最下段の水平ライン（車両候補矩形底辺）から上方へと検索を開始する（ステップＳ３０３）。
【００５３】
車両検出補正手段１２２は、車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い車両候補矩形内の探索窓（図５の探索窓５０５に相当）を用いて、探索窓内における水平ラインの平均明度の最大値および最小値を検索する（ステップＳ３０４）。そして、この最大値および最小値の差が車頭判定閾値（車頭を判定するために、予め設定されている値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０５）。判定結果が真の場合、車両検出補正手段１２２は検索された平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置を車頭補正位置として登録し（ステップＳ３０６）、処理を終了する。
【００５４】
尚、前述の探索窓は車両候補矩形内の垂直方向の長さを有する直線や矩形などである。また、探索窓の垂直方向の長さは例えば車両候補矩形の横幅から算出し、車両候補矩形の横幅の半分から車両候補矩形の横幅までの間が適値と考えられる。本実施形態および後述する本発明の第３の実施形態における探索窓は垂直方向の長さを有する直線とし、探索窓の長さは車両候補矩形の横幅の半分とする。
【００５５】
また、ステップＳ３０５の判定結果が偽の場合は、現在の検索に使用している探索窓と比較して水平ライン一段分上に探索窓を移動する（ステップＳ３１１）。そして移動後の探索窓の上端が、車両候補矩形の上辺よりも上方に位置するか否かの判定を行う（ステップＳ３１２）。判定結果が偽の場合はステップＳ３０４に戻り、処理を続行する。判定結果が真の場合は車頭補正位置の検出が不可能であるので（ステップＳ３１３）、処理を終了する。
【００５６】
このような本発明の第２の実施形態の画像処理式車両検出装置１００によれば、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段１２１と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段１２３と、車頭検出手段１２１およびヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて車頭位置を補正する車頭検出補正手段１２２とを有し、車両検出補正手段１２２は、車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い車両候補矩形内の探索窓を用いて、撮影画像の水平ライン毎の平均明度を探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する構成とすることで、画面全体がヘッドライト光路面反射により明るくなり、背景よりも撮影画像が暗くならない場合でも、安定的に車頭位置を検出することができる。
（第３の実施形態）
【００５７】
次に本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、車頭位置の補正に背景差分法を用いる方法と用いない方法を組み合わせて実施する画像処理式車両検出装置の動作を説明する。図４は本発明の第３の実施形態における画像処理式車両検出装置１００の動作説明のためのフロー図である。
【００５８】
まず、車頭検出手段１２１により車両候補矩形の検出が完了する（ステップＳ４０１）。ヘッドライト点灯判定手段１２３により車両候補矩形の車両のヘッドライトが点灯されていると判定された場合、車両検出補正手段１２２は、検出された車両候補矩形内の撮影画像データおよび背景画像データについて、各水平ライン毎の平均明度（撮影画像データの平均明度（１）、背景画像データの平均明度（２）とする）を算出する（ステップＳ４０２）。そして各車両候補矩形の画像最下段の水平ライン（車両候補矩形底辺）から上方へと検索を開始する（ステップＳ４０３）。
【００５９】
背景差分法を用いない車頭位置の補正方法によって、車頭補正位置が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４０４）。実際の背景差分法を用いない車頭位置の補正方法は、本発明の第２の実施形態を参照されたい。判定結果が真の場合には、車頭検出補正手段１２２は車頭補正位置の登録を行い（ステップＳ４１１）、処理を終了する。判定結果が偽の場合は、以下の処理を続行する。
【００６０】
背景差分法を用いた車頭位置の補正方法によって、車頭補正位置が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４０５）。実際の背景差分法を用いた車頭位置の補正方法は、本発明の第１の実施形態を参照されたい。判定結果が真の場合には、車頭検出補正手段１２２は車頭補正位置の登録を行い（ステップＳ４１１）、処理を終了する。判定結果が偽の場合には以下の処理を続行する。
【００６１】
次に、背景差分法を用いない場合に関しては、現在の検索に使用している探索窓と比較して水平ライン一段分上に探索窓を移動し、背景差分法を用いる場合に関しては、現在比較している水平ラインよりも一段上に比較を行うための水平ラインを移動する（ステップＳ４０６）。
【００６２】
背景差分法を用いない場合に関して、ステップＳ４０６にて移動後の探索窓の上端が、車両候補矩形の上辺よりも上方に位置するか否かの判定を行う（ステップＳ４０７）判定結果が偽の場合はステップＳ４０４に戻り、処理を続行する。判定結果が真の場合は、以下の処理を続行する。
【００６３】
背景差分法を用いる場合に関して、ステップＳ４０６にて移動後の水平ラインの垂直位置が、車両候補矩形の上辺よりも上方に位置するか否かの判定を行う（ステップＳ４０８）。判定結果が偽の場合はステップＳ４０５に戻り、処理を続行する。判定結果が真の場合は、背景差分法を用いない場合、用いる場合ともに車頭補正位置の検出は不可能であるので（ステップＳ４０９）、処理を終了する。
【００６４】
このような本発明の第３の実施形態の画像処理式車両検出装置１００によれば、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段１２１と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段１２３と、車頭検出手段１２１およびヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて車頭位置を補正する車頭検出補正手段１２２とを有し、車両検出補正手段１２２は、車頭検出手段１２１により検出された車頭位置を、撮影画像および背景画像の水平ライン毎の平均明度を車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、撮影画像の平均明度が背景画像の平均明度未満となった場合には水平ラインの垂直位置に、車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い車両候補矩形内の探索窓を用いて、撮影画像の水平ライン毎の平均明度を探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、補正する構成とすることで、ヘッドライト光路面反射部分をより安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置検出が可能な画像処理式車両検出装置および画像処理式車両検出方法などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態における画像処理式車両検出装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態における画像処理式車両検出装置の動作説明のためのフロー図
【図３】本発明の第２の実施形態における画像処理式車両検出装置の動作説明のためのフロー図
【図４】本発明の第３の実施形態における画像処理式車両検出装置の動作説明のためのフロー図
【図５】本発明の実施形態におけるヘッドライト点灯車両および路面の概略図
【符号の説明】
【００６７】
１００ 画像処理式車両検出装置
１０１ 画像入力手段
１０２ 背景画像作成手段
１０３ 特徴画像作成手段
１０４ 特徴コード作成手段
１１０ 画像格納手段
１１１ 現画像格納手段
１１２ 背景画像格納手段
１１３ 特徴画像格納手段
１２０ 車両認識手段
１２１ 車頭検出手段
１２２ 車頭検出補正手段
１２３ ヘッドライト点灯判定手段
１３１ 特徴コード格納手段
５００ 車両候補矩形
５０１ 車両
５０２ ヘッドライト
５０３ 路面
５０４ 車体影
５０５ 探索窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理による車両検出装置装置及び車両検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両検出装置では、道路上の車両を撮影した画像から車両を検出する技術が提案されており、車両のヘッドライトを抽出して判断することにより、夜間における車種を高い精度で判別している。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３５３５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、カメラの設置状況や路面状況によってはヘッドライトの路面反射が画像内に大きく発生し、正確に車両の車頭位置を検出することが困難になる。車頭が正確に検出できなければ、車両速度を正確に計測することができないという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであって、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置検出することが可能な画像処理式車両検出装置および画像処理式車両検出方法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】
【０００５】
本発明の第１の画像処理式車両検出装置は、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段と、前記車頭検出手段および前記ヘッドライト点灯判定手段の結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正手段とを有する構成としている。
【０００６】
この構成により、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
【０００７】
また、本発明の第２の画像処理式車両検出装置は、前記車両候補矩形が、前記撮影画像および前記撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される構成としている。
【０００８】
この構成により、背景差分法を用いることで、車両を前方から撮影した場合にヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
【０００９】
また、本発明の第３の画像処理式車両検出装置は、前記車両検出補正手段が、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合、前記検出された車頭位置を平均明度未満になった前記水平ラインの垂直位置に補正する構成としている。
【００１０】
この構成により、背景差分法を用いてヘッドライト光路面反射部分を安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００１１】
また、本発明の第４の画像処理式車両検出装置は、前記車両検出補正手段が、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、前記検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する構成としている。
【００１２】
この構成により、画面全体がヘッドライト光路面反射により明るくなり、背景よりも撮影画像が暗くならない場合でも、背景差分法を用いないで安定的に車頭位置を検出することができる。
【００１３】
また、本発明の第５の画像処理式車両検出装置は、前記車両検出補正手段が、前記車頭検出手段により検出された車頭位置を、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合には前記水平ラインの垂直位置に、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には前記平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、補正する構成としている。
【００１４】
この構成により、ヘッドライト光路面反射部分をより安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００１５】
また、本発明の第６の画像処理式車両検出装置は、前記ヘッドライト点灯判定手段が、前記撮影画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度が予め設定した値を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する構成としている。
【００１６】
この構成により、背景差分法を用いない場合でも容易にヘッドライトが点灯していることを認識することができる。
【００１７】
また、本発明の第７の画像処理式車両検出装置は、前記ヘッドライト点灯判定手段が、前記撮影画像および前記背景画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度を比較し、前記撮影画像の平均明度が前記背景画像の平均明度を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する構成としている。
【００１８】
この構成により、背景差分法を用いてヘッドライトが点灯していることを認識することができる。また、ヘッドライト点灯を判定するための閾値の設定が不要である。
【００１９】
また、本発明の第１の画像処理式車両検出方法は、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出ステップと、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定ステップと、前記車頭検出ステップおよび前記ヘッドライト点灯判定ステップの結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正ステップとを有する方法としている。
【００２０】
この方法により、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
【００２１】
また、本発明の第２の画像処理式車両検出方法は、前記車両候補矩形が、前記撮影画像および前記撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される方法としている。
【００２２】
この方法により、背景差分法を用いることで、車両を前方から撮影した場合にヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
【００２３】
また、本発明の第３の画像処理式車両検出方法は、前記車両検出補正ステップが、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合、前記検出された車頭位置を平均明度未満になった前記水平ラインの垂直位置に補正する方法としている。
【００２４】
この構成により、背景差分法を用いてヘッドライト光路面反射部分を安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００２５】
また、本発明の第４の画像処理式車両検出方法は、前記車両検出補正ステップが、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、前記検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する方法としている。
【００２６】
この構成により、画面全体がヘッドライト光路面反射により明るくなり、背景よりも撮影画像が暗くならない場合でも、背景差分法を用いないで安定的に車頭位置を検出することができる。
【００２７】
また、本発明の第５の画像処理式車両検出方法は、前記車両検出補正ステップが、前記車頭検出ステップにより検出された車頭位置を、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合には前記水平ラインの垂直位置に、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には前記平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、補正する方法としている。
【００２８】
この構成により、ヘッドライト光路面反射部分をより安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００２９】
また、本発明の第６の画像処理式車両検出方法は、前記ヘッドライト点灯判定ステップが、前記撮影画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度が予め設定した値を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する方法としている。
【００３０】
この構成により、ヘッドライト光路面反射部分を安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【００３１】
また、本発明の第７の画像処理式車両検出方法は、前記ヘッドライト点灯判定ステップが、前記撮影画像および前記背景画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度を比較し、前記撮影画像の平均明度が前記背景画像の平均明度を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する方法としている。
【００３２】
この構成により、背景差分法を用いてヘッドライトが点灯していることを認識することができる。また、ヘッドライト点灯を判定するための閾値の設定が不要である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置検出が可能な画像処理式車両検出装置および画像処理式車両検出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態の画像処理式車両検出装置について、図面を用いて説明する。
【００３５】
まず、ヘッドライトを点灯している車両と路面の状況に関して先に説明する。図５は、本発明の実施形態におけるヘッドライト点灯車両および路面の概略図である。
【００３６】
撮影カメラなどにより車両や路面などを撮影した撮影画像から車両候補矩形５００を抜粋する。この画像では、ヘッドライト５０２を点灯している車両５０１が路面５０３上を走行しており、路面５０３にヘッドライト光が反射している。車両５０１と路面５０３との間にあるタイヤ近傍の部分は、車両自身が作り出した水平方向にのびている車体影５０４が発生している。
【００３７】
後述のような車両候補矩形５００を抽出して車頭位置を求めると、ヘッドライト光も含まれた車両候補矩形５００の矩形底辺が車頭位置として認識されてしまう。そこで、本発明においては、車体影５０４を利用することで車体影５０４の部分を車頭として車頭位置を補正するように、後述する３つの実施形態を提案する。
【００３８】
次に、本発明の実施形態における画像処理式車両検出装置について説明する。
図１は本発明の実施形態における画像処理式車両検出装置１００のブロック図である。
【００３９】
本発明の実施形態における画像処理式車両検出装置１００は、画像入力手段１０１、背景画像作成手段１０２、特徴画像作成手段１０３、特徴コード作成手段１０４、画像格納手段１１０、車両認識手段１２０および特徴コード格納手段１３１を有する。また、画像格納手段１１０は、現画像格納手段１１１、背景画像格納手段１１２および特徴画像格納手段１１３を有する。また、車両認識手段１２０は、車頭検出手段１２１、車頭検出補正手段１２２およびヘッドライト点灯判定手段１２３を有する。
【００４０】
背景画像作成手段１０２、特徴画像作成手段１０３、特徴コード作成手段１０４および車両認識手段１２０は、後述する各処理を行うプロセッサ等により構成される。また、画像格納手段１１０および特徴コード格納手段１３１はメモリ等により構成される。
【００４１】
画像入力手段１０１では、撮影用カメラなどにより撮影された撮影画像データを入力する。撮影画像データには、２５６階調の濃淡画像データ等が用いられる。撮影画像データは現画像格納手段１１１に格納される。背景画像作成手段１０２では、撮影画像データに基づいて背景画像を作成する。背景画像データは背景画像格納手段１１２に格納される。
【００４２】
特徴画像作成手段１０３では、撮影画像データおよび背景画像データを用いて背景差分、微分背景差分、フレーム差分、微分フレーム差分等の処理を行うことで特徴画像を作成する。特徴画像データは特徴画像格納手段１１３に格納される。
【００４３】
特徴コード作成手段１０４では、特徴画像データに基づいて車両候補矩形を算出するための各画素の特徴を示す特徴コードを作成する。特徴コードは、特徴画像において各画素ごとに０、１、２、…、９などのコードを割り当てたものである。例えば、背景画像データと同一で差分処理によってデータ無しとなったデータは０、ノイズ等と思われる捨てデータは１、車両として有効な有効データのうち、車幅より小さい部分は２、車幅より大きい部分は３、車両候補となる部分は６、車体として認識される部分は８、車尾として認識される部分は９などとして、車両の位置を判別可能にしたデータである。特徴コードは特徴コード格納手段１３１に格納される。
【００４４】
車頭検出手段１２１では、撮影画像データおよび特徴コードを用いて車両候補矩形および車頭の位置を検出する。車頭検出補正手段１２２では、車頭検出手段１２１および後述するヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて車頭位置を補正する。
【００４５】
ヘッドライト点灯判定手段１２３では、撮影画像データおよび特徴コードから車両のヘッドライトが点灯しているか否かを判定する。例えば、車両候補矩形の矩形底辺から車両最小高さ（予め設定した任意の高さ）までの平均明度がヘッドライト点灯判定値（予め設定した任意の値）よりも大きい場合はヘッドライトが点灯していると判定する。また、撮影画像データおよび背景画像データの車両候補矩形の矩形底辺から前述の車両最小高さまでの平均明度を比較して、撮影画像データの平均明度が背景画像データの平均明度よりも大きい場合にヘッドライトが点灯していると判定してもよい。
（第１の実施形態）
【００４６】
次に、本発明の第１の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、背景差分法を用いて車頭位置を補正する場合の画像処理式車両検出装置の動作を説明する。ここで背景差分法とは、入力画像および背景画像の明度や輝度を比較し、その明度差に基づいて移動物体を抽出する手法である。図２は本発明の第１の実施形態における画像処理式車両検出装置１００の動作説明のためのフロー図である。
【００４７】
まず、車頭検出手段１２１により車両候補矩形の検出が完了する（ステップＳ２０１）。ヘッドライト点灯判定手段１２３により車両候補矩形の車両のヘッドライトが点灯されていると判定された場合、車頭検出補正手段１２２は、検出された車両候補矩形内の撮影画像データおよび背景画像データについて、各水平ライン毎の平均明度（撮影画像データの平均明度（１）、背景画像データの平均明度（２）とする）を算出する（ステップＳ２０２）。そして各車両候補矩形の画像最下段の水平ライン（車両候補矩形底辺）から上方へと検索を開始する（ステップＳ２０３）。
【００４８】
車頭検出補正手段１２２は、撮影画像データおよび背景画像データの水平ラインの垂直位置が等しい位置において、撮影画像データの平均明度（１）と背景画像データの平均明度（２）との比較を行い、撮影画像データの平均明度（１）が背景画像データの平均明度（２）よりも小さいか否かの判定を行う（ステップＳ２０４）。判定結果が真の場合は、車頭検出補正手段１２２は現在比較している水平ラインの垂直位置を車頭補正位置として登録し（ステップＳ２０５）、処理を終了する。
【００４９】
また、ステップＳ２０４の判定結果が偽の場合は、現在比較している水平ラインよりも一段上に比較を行うための水平ラインを移動する（ステップＳ２１１）。そして移動後の水平ラインの垂直位置が車両候補矩形の上辺よりも上方に位置するか否かの判定を行う（ステップＳ２１２）。判定結果が偽の場合はステップＳ２０４に戻り、処理を続行する。判定結果が真の場合は、車頭補正位置の検出は不可能であるので（ステップＳ２１３）、処理を終了する。
【００５０】
このような本発明の第１の実施形態の画像処理式車両検出装置１００によれば、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段１２１と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段１２３と、車頭検出手段１２１およびヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて車頭位置を補正する車頭検出補正手段１２２とを有し、車両候補矩形は、撮影画像および撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される構成とすることで、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置を検出することができる。
（第２の実施形態）
【００５１】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、背景差分法を用いずに車頭位置を補正する場合の画像処理式車両検出装置の動作を説明する。図３は本発明の第２の実施形態における画像処理式車両検出装置１００の動作説明のためのフロー図である。
【００５２】
まず、車頭検出手段１２１により車両候補矩形の検出が完了する（ステップＳ３０１）。ヘッドライト点灯判定手段１２３により車両候補矩形の車両のヘッドライトが点灯されていると判定された場合、車両検出補正手段１２２は、検出された車両候補矩形内の撮影画像データについて、各水平ライン毎の平均明度を算出する（ステップＳ３０２）。そして各車両候補矩形の画像最下段の水平ライン（車両候補矩形底辺）から上方へと検索を開始する（ステップＳ３０３）。
【００５３】
車両検出補正手段１２２は、車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い車両候補矩形内の探索窓（図５の探索窓５０５に相当）を用いて、探索窓内における水平ラインの平均明度の最大値および最小値を検索する（ステップＳ３０４）。そして、この最大値および最小値の差が車頭判定閾値（車頭を判定するために、予め設定されている値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０５）。判定結果が真の場合、車両検出補正手段１２２は検索された平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置を車頭補正位置として登録し（ステップＳ３０６）、処理を終了する。
【００５４】
尚、前述の探索窓は車両候補矩形内の垂直方向の長さを有する直線や矩形などである。また、探索窓の垂直方向の長さは例えば車両候補矩形の横幅から算出し、車両候補矩形の横幅の半分から車両候補矩形の横幅までの間が適値と考えられる。本実施形態および後述する本発明の第３の実施形態における探索窓は垂直方向の長さを有する直線とし、探索窓の長さは車両候補矩形の横幅の半分とする。
【００５５】
また、ステップＳ３０５の判定結果が偽の場合は、現在の検索に使用している探索窓と比較して水平ライン一段分上に探索窓を移動する（ステップＳ３１１）。そして移動後の探索窓の上端が、車両候補矩形の上辺よりも上方に位置するか否かの判定を行う（ステップＳ３１２）。判定結果が偽の場合はステップＳ３０４に戻り、処理を続行する。判定結果が真の場合は車頭補正位置の検出が不可能であるので（ステップＳ３１３）、処理を終了する。
【００５６】
このような本発明の第２の実施形態の画像処理式車両検出装置１００によれば、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段１２１と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段１２３と、車頭検出手段１２１およびヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて車頭位置を補正する車頭検出補正手段１２２とを有し、車両検出補正手段１２２は、車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い車両候補矩形内の探索窓を用いて、撮影画像の水平ライン毎の平均明度を探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する構成とすることで、画面全体がヘッドライト光路面反射により明るくなり、背景よりも撮影画像が暗くならない場合でも、安定的に車頭位置を検出することができる。
（第３の実施形態）
【００５７】
次に本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、車頭位置の補正に背景差分法を用いる方法と用いない方法を組み合わせて実施する画像処理式車両検出装置の動作を説明する。図４は本発明の第３の実施形態における画像処理式車両検出装置１００の動作説明のためのフロー図である。
【００５８】
まず、車頭検出手段１２１により車両候補矩形の検出が完了する（ステップＳ４０１）。ヘッドライト点灯判定手段１２３により車両候補矩形の車両のヘッドライトが点灯されていると判定された場合、車両検出補正手段１２２は、検出された車両候補矩形内の撮影画像データおよび背景画像データについて、各水平ライン毎の平均明度（撮影画像データの平均明度（１）、背景画像データの平均明度（２）とする）を算出する（ステップＳ４０２）。そして各車両候補矩形の画像最下段の水平ライン（車両候補矩形底辺）から上方へと検索を開始する（ステップＳ４０３）。
【００５９】
背景差分法を用いない車頭位置の補正方法によって、車頭補正位置が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４０４）。実際の背景差分法を用いない車頭位置の補正方法は、本発明の第２の実施形態を参照されたい。判定結果が真の場合には、車頭検出補正手段１２２は車頭補正位置の登録を行い（ステップＳ４１１）、処理を終了する。判定結果が偽の場合は、以下の処理を続行する。
【００６０】
背景差分法を用いた車頭位置の補正方法によって、車頭補正位置が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４０５）。実際の背景差分法を用いた車頭位置の補正方法は、本発明の第１の実施形態を参照されたい。判定結果が真の場合には、車頭検出補正手段１２２は車頭補正位置の登録を行い（ステップＳ４１１）、処理を終了する。判定結果が偽の場合には以下の処理を続行する。
【００６１】
次に、背景差分法を用いない場合に関しては、現在の検索に使用している探索窓と比較して水平ライン一段分上に探索窓を移動し、背景差分法を用いる場合に関しては、現在比較している水平ラインよりも一段上に比較を行うための水平ラインを移動する（ステップＳ４０６）。
【００６２】
背景差分法を用いない場合に関して、ステップＳ４０６にて移動後の探索窓の上端が、車両候補矩形の上辺よりも上方に位置するか否かの判定を行う（ステップＳ４０７）判定結果が偽の場合はステップＳ４０４に戻り、処理を続行する。判定結果が真の場合は、以下の処理を続行する。
【００６３】
背景差分法を用いる場合に関して、ステップＳ４０６にて移動後の水平ラインの垂直位置が、車両候補矩形の上辺よりも上方に位置するか否かの判定を行う（ステップＳ４０８）。判定結果が偽の場合はステップＳ４０５に戻り、処理を続行する。判定結果が真の場合は、背景差分法を用いない場合、用いる場合ともに車頭補正位置の検出は不可能であるので（ステップＳ４０９）、処理を終了する。
【００６４】
このような本発明の第３の実施形態の画像処理式車両検出装置１００によれば、道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段１２１と、車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段１２３と、車頭検出手段１２１およびヘッドライト点灯判定手段１２３の結果に基づいて車頭位置を補正する車頭検出補正手段１２２とを有し、車両検出補正手段１２２は、車頭検出手段１２１により検出された車頭位置を、撮影画像および背景画像の水平ライン毎の平均明度を車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、撮影画像の平均明度が背景画像の平均明度未満となった場合には水平ラインの垂直位置に、車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い車両候補矩形内の探索窓を用いて、撮影画像の水平ライン毎の平均明度を探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、補正する構成とすることで、ヘッドライト光路面反射部分をより安定的に除去して車頭位置を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、車両を前方から撮影した場合、ヘッドライト光の影響を除去して安定的に車頭位置検出が可能な画像処理式車両検出装置および画像処理式車両検出方法などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態における画像処理式車両検出装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態における画像処理式車両検出装置の動作説明のためのフロー図
【図３】本発明の第２の実施形態における画像処理式車両検出装置の動作説明のためのフロー図
【図４】本発明の第３の実施形態における画像処理式車両検出装置の動作説明のためのフロー図
【図５】本発明の実施形態におけるヘッドライト点灯車両および路面の概略図
【符号の説明】
【００６７】
１００ 画像処理式車両検出装置
１０１ 画像入力手段
１０２ 背景画像作成手段
１０３ 特徴画像作成手段
１０４ 特徴コード作成手段
１１０ 画像格納手段
１１１ 現画像格納手段
１１２ 背景画像格納手段
１１３ 特徴画像格納手段
１２０ 車両認識手段
１２１ 車頭検出手段
１２２ 車頭検出補正手段
１２３ ヘッドライト点灯判定手段
１３１ 特徴コード格納手段
５００ 車両候補矩形
５０１ 車両
５０２ ヘッドライト
５０３ 路面
５０４ 車体影
５０５ 探索窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段と、
車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段と、
前記車頭検出手段および前記ヘッドライト点灯判定手段の結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正手段と
を有する画像処理式車両検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記車両候補矩形は、前記撮影画像および前記撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される画像処理式車両検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記車両検出補正手段は、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合、前記検出された車頭位置を平均明度未満になった前記水平ラインの垂直位置に補正する画像処理式車両検出装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記車両検出補正手段は、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、前記検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する画像処理式車両検出装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記車両検出補正手段は、前記車頭検出手段により検出された車頭位置を、
前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合には前記水平ラインの垂直位置に、
前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には前記平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、
補正する画像処理式車両検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記ヘッドライト点灯判定手段は、前記撮影画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度が予め設定した値を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する画像処理式車両検出装置。
【請求項７】
請求項２、３または５に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記ヘッドライト点灯判定手段は、前記撮影画像および前記背景画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度を比較し、前記撮影画像の平均明度が前記背景画像の平均明度を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する画像処理式車両検出装置。
【請求項８】
道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出ステップと、
車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定ステップと、
前記車頭検出ステップおよび前記ヘッドライト点灯判定ステップの結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正ステップと
を有する画像処理式車両検出方法。
【請求項９】
請求項８に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記車両候補矩形は、前記撮影画像および前記撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される画像処理式車両検出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記車両検出補正ステップは、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合、前記検出された車頭位置を平均明度未満になった前記水平ラインの垂直位置に補正する画像処理式車両検出方法。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記車両検出補正ステップは、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、前記検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する画像処理式車両検出方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記車両検出補正ステップは、前記車頭検出ステップにより検出された車頭位置を、
前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合には前記水平ラインの垂直位置に、
前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には前記平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、
補正する画像処理式車両検出方法。
【請求項１３】
請求項８ないし１２に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記ヘッドライト点灯判定ステップは、前記撮影画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度が予め設定した値を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する画像処理式車両検出方法。
【請求項１４】
請求項９、１０または１２に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記ヘッドライト点灯判定ステップは、前記撮影画像および前記背景画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度を比較し、前記撮影画像の平均明度が前記背景画像の平均明度を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する画像処理式車両検出方法。
【請求項１】
道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出手段と、
車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定手段と、
前記車頭検出手段および前記ヘッドライト点灯判定手段の結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正手段と
を有する画像処理式車両検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記車両候補矩形は、前記撮影画像および前記撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される画像処理式車両検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記車両検出補正手段は、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合、前記検出された車頭位置を平均明度未満になった前記水平ラインの垂直位置に補正する画像処理式車両検出装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記車両検出補正手段は、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、前記検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する画像処理式車両検出装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記車両検出補正手段は、前記車頭検出手段により検出された車頭位置を、
前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合には前記水平ラインの垂直位置に、
前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には前記平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、
補正する画像処理式車両検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記ヘッドライト点灯判定手段は、前記撮影画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度が予め設定した値を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する画像処理式車両検出装置。
【請求項７】
請求項２、３または５に記載の画像処理式車両検出装置であって、前記ヘッドライト点灯判定手段は、前記撮影画像および前記背景画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度を比較し、前記撮影画像の平均明度が前記背景画像の平均明度を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する画像処理式車両検出装置。
【請求項８】
道路上の車両を撮影した撮影画像から車両位置を示す車両候補矩形を検出して車頭位置を検出する車頭検出ステップと、
車両のヘッドライトの点灯を判定するヘッドライト点灯判定ステップと、
前記車頭検出ステップおよび前記ヘッドライト点灯判定ステップの結果に基づいて前記車頭位置を補正する車頭検出補正ステップと
を有する画像処理式車両検出方法。
【請求項９】
請求項８に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記車両候補矩形は、前記撮影画像および前記撮影画像に基づいて作成された背景画像から検出される画像処理式車両検出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記車両検出補正ステップは、前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合、前記検出された車頭位置を平均明度未満になった前記水平ラインの垂直位置に補正する画像処理式車両検出方法。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記車両検出補正ステップは、前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合、前記検出された車頭位置を最小値である水平ラインの垂直位置に補正する画像処理式車両検出方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記車両検出補正ステップは、前記車頭検出ステップにより検出された車頭位置を、
前記撮影画像および前記背景画像の水平ライン毎の平均明度を前記車両候補矩形内の画像最下段から上方へと比較し、前記撮影画像の前記平均明度が前記背景画像の前記平均明度未満となった場合には前記水平ラインの垂直位置に、
前記車両候補矩形の垂直方向の長さよりも垂直方向の長さが短い前記車両候補矩形内の探索窓を用いて、前記撮影画像の水平ライン毎の平均明度を前記探索窓内の画像最下段から上方へと検索し、前記平均明度の最大値と最小値との差が予め設定した値以上となった場合には前記平均明度が最小値である水平ラインの垂直位置に、
補正する画像処理式車両検出方法。
【請求項１３】
請求項８ないし１２に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記ヘッドライト点灯判定ステップは、前記撮影画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度が予め設定した値を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する画像処理式車両検出方法。
【請求項１４】
請求項９、１０または１２に記載の画像処理式車両検出方法であって、前記ヘッドライト点灯判定ステップは、前記撮影画像および前記背景画像の前記車両候補矩形の画像最下段から予め設定した車両最小高さ分までの平均明度を比較し、前記撮影画像の平均明度が前記背景画像の平均明度を上回ったときにヘッドライト点灯と判定する画像処理式車両検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２８５５４９（Ｐ２００６−２８５５４９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０３４４０（Ｐ２００５−１０３４４０）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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