白線検出装置
【課題】本発明は、白線のエッジ抽出の際の閾値の決定手段（適応制御的なもの）を不要とし、処理を簡素化して、白線両端に生じるエッジのうちの右側を信頼性高く抽出する手法を提供することを目的としている。
【解決手段】このため、走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段の差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段と、閾値判定手段で差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、閾値判定手段で差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段とを備え、白線幅判定手段で第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
【解決手段】このため、走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段の差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段と、閾値判定手段で差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、閾値判定手段で差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段とを備え、白線幅判定手段で第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は白線検出装置に係り、特に駐車枠の白線のエッジ抽出処理を簡素化する一方、信頼性を高くする白線検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像中の白線を検出するために、画像中のエッジを検出する際に、通常は、Ｓｏｂｅｌ、ラプラシアンなどの二次元オペレータを用いた後、閾値を用いた２値化を行う。
特に、駐車枠に自車を止めるために、駐車スペースの白線を検出する場合は、画像中縦方向に現れるエッジを検出する必要がある。
また、駐車枠に引かれる白線は幅が広いためそのエッジは両側に現れる。
エッジ画像より白線検出を行う際、それらは異なる２本の直線として認識されるため、処理点数が増え、多くのリソースを必要としてしまうという不都合がある。
そこで、白線１本につきエッジも１本となるようなエッジ検出手法が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−１５６０５号公報
【特許文献２】特開昭６４−６１６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の白線検出装置において、特許文献１に開示されるものは、微分を用いてエッジを検出した後、パーセンタイル法を用いて、２値化後に１となっている画素数が、全画素数のｎ％となるように閾値を決定し、２値化している。
このため、閾値を変更しながら、所望の閾値を決定する必要があること、環境によって、石畳などテクスチャが複雑な背景となった場合、２値化により１となる画素が想定以上に生じると、正しく閾値が求まらない機能性がある。
また、エッジの検出方法も、カメラが４５度、１３５度固定であり、カメラの取付角度によっては、必ずしも当てはまらない場合がある。
上記の特許文献２に開示されるものは、微分結果より空間的な稜線を求めることにより、エッジの検出を行っているが、微分データの増減を探索する必要があり、また微小な増減に対応するためには、複数の稜線候補点からさらに絞り込む必要があるなど、処理が煩雑である。
また、白線両端のエッジについては、「黒」→「白」方向のもののみを検出対象としているため、白線の汚れなどにより複数のエッジが検出されてしまう可能性がある。
そして、複数のエッジが検出されると、後段にて白線検出を行う際（例えば、Ｈｏｕｇｈ変換）、候補点が増加するため、より多くのメモリを必要とするなどの不都合がある。
【０００５】
この発明は、白線のエッジ抽出の際の閾値の決定手段（適応制御的なもの）を不要とし、処理を簡素化して、白線両端に生じるエッジのうちの右側を信頼性高く抽出する手法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段と、この差分算出手段により算出された差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段と、この閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、前記閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段とを備え、この白線幅判定手段により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上詳細に説明した如くこの発明によれば、走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段により算出された差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段と、閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段とを備え、白線幅判定手段により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
従来技術では、白線両端微分値強調フィルタを用いるので、画像をメモリに一度記憶する必要がある。従って、その分のリソースが必要となる。また、白線両端微分値強調フィルタを用いると、閾値が変動するので、画像の各位置に応じて閾値を適応制御する必要がある。そのためには判別分析法等の処理をする必要があるが、これらの処理は非常に重く、また並行処理をする場合でも膨大なリソースが必要になる。
この発明では、背景光の影響を受け難いため、閾値を一定とすることができる。このため、少ないリソースで済み、また処理を容易にすることができる。従って、ＦＰＧＡ等の汎用性の高いデバイスを用いても、リアルタイムに処理が可能となる。
また、白線幅判定をすることにより、検出対象である白線以外等で生じたエッジの影響を受け難くすることができる。そして、ノイズを排除することができる。
更に、１本の白線から２本のエッジを検出すると、エッジ画像から白線検出を行う際に、処理点数が増え、多くのリソースを必要とする。この発明では、１本の白線から１本のエッジを検出するので、少ないリソースで済み、また処理を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は白線検出装置の制御用フローチャートである。（実施例１）
【図２】図２は白線検出装置のシステム図である。（実施例１）
【図３】図３は白線両端微分値強調フィルタのオペレータを示す概略説明図である。（実施例１）
【図４】図４は微分と道路の白線とを示す図である。（実施例１）
【図５】図５は白線両端微分値強調フィルタ演算値を示す図である。（実施例１）
【図６】図６は画像を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）は閾値を「１」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図、（ｃ）は閾値を「１０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図、（ｄ）は閾値を「２０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図７】図７は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「１８０」の設定１における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図８】図８は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「６２」の設定２における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図９】図９は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「３２」の設定３における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図１０】図１０は 図９の設定３において閾値を「５」に設定した際のエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図１１】図１１は白線両端微分値強調フィルタと同じ幅としたオペレータを示す概略説明図である。（実施例１）
【図１２】図１２は線幅を７〜１１画素（天井のレール幅）として処理した白線の判別処理結果を示す図である。（実施例１）
【図１３】図１３は図１２にエッジの向きの確認処理を追加した状態を示す図である。（実施例１）
【図１４】図１４は実際の駐車枠に対する画像を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）は閾値を「１」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図、（ｃ）は閾値を「１０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図、（ｄ）は閾値を「２０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図１５】図１５は線幅を９〜２８画素（駐車枠の幅）として処理した白線の判別処理結果を示す図である。（実施例１）
【図１６】図１６は図１５にエッジの向きの確認処理を追加した状態を示す図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図１６はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は白線検出装置である。
この白線検出装置１は、走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段２と、この差分算出手段２により算出された差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段３と、この閾値判定手段３により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、前記閾値判定手段３により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段４とを備え、この白線幅判定手段４により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
詳述すれば、前記白線検出装置１は、図２に示す如く、入力側にビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５によりカメラ６に接続されるとともに、出力側にはビデオ出力部（「エンコーダ」ともいう。）７が接続されている。
また、前記白線検出装置１は、前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５に接続する前記差分算出手段２と、前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５からの入力画像に対して１画素遅延を行った後に差分算出手段２に入力させる１画素遅延手段８と、前記差分算出手段２に接続して閾値処理を行う前記閾値判定手段３と、この閾値判定手段３及び前記差分算出手段２に接続してエッジ方向判別のための符号判定を行うエッジ方向判定手段９と、このエッジ方向判定手段９に接続して白線幅判定処理を行う前記白線幅判定手段４と、この白線幅判定手段４に接続する白線間隔判定手段１０と、この白線間隔判定手段１０に接続するとともに、前記ビデオ出力部７に接続するエッジ画像生成手段１１とを備えている。
そして、前記白線検出装置１は、前記白線幅判定手段４により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとするものである。
【００１１】
追記すれば、前記カメラ６から前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５を介して、前記白線検出装置１に入力される入力画像は、ラスタスキャンにより「上から下」、「左から右」の順に各画素のデータ（輝度、色）が入力される。
このとき、この発明においては、入力画像の輝度の情報を用いる。
前記白線検出装置１に入力された画素の輝度情報に対して、前記差分算出手段２は、前記１画素遅延手段８によって１つ前（「左」とも換言できる。）の輝度情報と差分を行う。
つまり、前記１画素遅延手段８は、次の輝度情報と差分をとるために、現在の輝度情報を保存する。
前記差分算出手段２からの差分結果（「絶対値」）を前記閾値判定手段３によって閾値処理し、エッジ位置候補点を抽出する。
また、前記エッジ方向判定手段９によってエッジ方向判別のための符号判定が行われると、この差分結果の符号により、エッジの方向、「白→黒」または「黒→白」を判定する。
前記白線幅判定手段４によって白線幅判定処理が行われた際に、エッジの方向が「黒→白」の場合（「黒→白エッジ」とも記載する。）は、図示しないシフトレジスタに記録する。
また、エッジの方向が「白→黒」の場合（「白→黒エッジ」とも記載する。）は、シフトレジスタを参照する。
そして、白線幅（±誤差範囲あり。）の位置に「黒→白」のエッジ検出の履歴が存在すれば、アスファルト上に引かれた幅を持つ白い線と判定する（この実施例では、９〜２８画素）。
前記白線間隔判定手段１０は、駐車枠の左右に位置する白線の間隔を判定するものであるが、この間隔は車幅以上の間隔があるため、前記白線幅判定手段４によって白線のエッジ（右側）と判定された時点から白線の間隔（奥に向かうに連れて狭くなるため、この実施例では４０画素としている。）分が経過するまで、次の白線の判定は行わない。
なお、前記白線幅判定手段４によって白線が検出されても削除する。
そして、前記白線間隔判定手段１０の処理の後に、前記エッジ画像生成手段１１は、白線のエッジとして抽出された画素を用いてエッジ画像を生成する。
生成されたエッジ画像は、Ｈｏｕｇｈ変換など白線検出などに利用できる。
【００１２】
この発明に対して、従来技術では、白線両端微分値強調フィルタを用いるので、画像をメモリに一度記憶する必要がある。従って、その分のリソースが必要となる。また、白線両端微分値強調フィルタを用いると、閾値が変動するので、画像の各位置に応じて閾値を適応制御する必要がある。そのためには判別分析法等の処理をする必要があるが、これらの処理は非常に重く、また並行処理をする場合でも膨大なリソースが必要になる。
この発明では、背景光の影響を受け難いため、閾値を一定とすることができる。このため、少ないリソースで済み、また処理を容易にすることができる。従って、ＦＰＧＡ等の汎用性の高いデバイスを用いても、リアルタイムに処理が可能となる。
また、白線幅判定をすることにより、検出対象である白線以外等で生じたエッジの影響を受け難くすることができる。そして、ノイズを排除することができる。
更に、１本の白線から２本のエッジを検出すると、エッジ画像から白線検出を行う際に、処理点数が増え、多くのリソースを必要とする。この発明では、１本の白線から１本のエッジを検出するので、少ないリソースで済み、また処理を容易にすることができる。
【００１３】
また、前記白線検出装置１は、前記差分算出手段２により算出された差分の符号からエッジ方向を判定する前記エッジ方向判定手段９を備え、このエッジ方向判定手段９により第１の画素のエッジ方向と第２の画素のエッジ方向とを判定し、第１の画素のエッジ方向と第２の画素のエッジ方向とが逆向きの場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
従って、前記エッジ方向判定手段９によってエッジ方向判定をすることにより、影等により生じたエッジの影響を受け難くすることができる。また、ノイズ等の不要な点をさらに排除することができる。
【００１４】
更に、前記白線検出装置１は、第１の白線のエッジと、第１の白線とは異なる第２の白線のエッジとを検出し、第１の白線のエッジと第２の白線のエッジとの間に予め設定された画素数が存在する場合に駐車枠の左右の白線とする。
従って、駐車枠の左右の白線を精度よく検出することができる。
【００１５】
ここで、前記白線検出装置１に関して追加説明致します。
まず、従来手法の処理例として白線両端微分値強調フィルタを用いた方策を説明します。
従来手法においては、画像の微分を求め、白線両端微分値強調フィルタを用いて道路の白線幅と同じ幅を持つ白線の抽出を行っている。
そして、微分は差分で置き換え可能であるので、差分オペレータ「−１」「１」を用いて差分画像を得る。
前記白線両端微分値強調フィルタは、道路白線幅（画素数）と同じ幅を持つオペレータで、図３に示す如く、オペレータの中央で符号が「＋（プラス）」から「−（マイナス）」へ反転する。
以上の処理により、図４及び図５に示すような結果が得られ、適切な閾値を選択することにより、道路上の白線と同じ幅を持つ特徴のみを抽出することができる。
なお、閾値の選択には、判別分析法などを用いる。
【００１６】
従来技術で用いられている微分（差分）処理については、同様に走査線方向（「画面横方向」ともいう。）での差分処理とする。
しかし、前記白線両端微分値強調フィルタを用いるためには、画像（「走査線」）を一度メモリに記録する必要があるため、その分のリソースが必要となる。
また、前記白線両端微分値強調フィルタを用いると、図４及び図５に示す如く、閾値レベルが変動するため、画像の各位置に応じて閾値を適応制御する必要がある。
そのためには判別分析法などの処理が必要となるが、これらの処理は、非常に重く、また並列処理する場合も膨大なリソースが必要となる。
そこで、「差分画像は、すぐ隣の画素との差分であり、隣接画素と当該画素の明るさ（証明条件）が大きく異なることは稀である」（例外：影によるエッジ）こと、また一般に駐車枠に引かれた白線などは、運転者が識別し易いように、路面とコントラストがはっきりしていると考えられるため、閾値は一定値とすることとした。
図６において、（ａ）には処理前の画像を示し、（ｂ）には閾値を「１」としたときのエッジ検出結果の画像を示し、（ｃ）には閾値を「１０」としたときのエッジ検出結果の画像を示し、（ｄ）には閾値を「２０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す。
なお、図６においては、エッジの極性による区別なく、「白→黒」や「黒→白」の全てを表示している。
そして、閾値「１」では、図６（ｂ）に示す如く、細かなテクスチャによるエッジによる影響が見られる。
しかし、閾値「１０」及び閾値「２０」では、図６（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、良好な結果が得られている。
ここで、輝度変化による影響を確認するために、閾値「１０」にてレンズの絞りを変化させたときの結果を、図７〜図９に開示する。
つまり、図７は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「１８０」の設定１における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示し、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示している。
また、図８は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「６２」の設定２における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示し、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示している。
更に、図９は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「３２」の設定３における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示し、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示している。
この図７〜図９から、ダイナミックレンジの１／４程度の暗さまでは対応可能であることがわかる。
なお、上述の図９に開示される設定３の場合、画像奥の壁に近づくに連れて、エッジの検出ができなくなっているが、仮に閾値を「５」まで下げた場合は、図１０に示す如く、エッジの検出は可能であるが、ノイズによる影響が大きくなってしまう。
このことより、この手法の閾値決定に判別分析法を用いても効果が少ないことが、確認できる。
【００１７】
次に、前記白線両端微分値強調フィルタの代用として、エッジ位置の確認による線幅判別処理を使用する。
この線幅判別処理は、白線両端微分値強調フィルタと同じ幅のオペレータとし、白線のエッジ検出位置から対象とする線幅分戻った画素位置にエッジが存在するか否かを確認し、存在する場合に白線の右側であると判断する処理である。
具体的には、図１１のように表すことができる。
この図１１の線幅判別処理をＦＰＧＡなどで実現するためには、白線の幅と幅のばらつき分とを考慮した画素数分の段数を持つ、シフトレジスタを構成し、図１１中の「−１」である画素位置にエッジ情報が含まれているか否かを確認する構成とすれば良い。
線幅については、実際に使用する環境に合わせて調整を行う。
機能の確認のために、線幅を、７〜１１画素（天井のレール幅）として処理した結果を、図１２に開示する。
この図１２においては、２本のエッジが１本となり、また対象線分以外のノイズが削除されていることがわかる。
もともとの前記白線両端微分値強調フィルタでは、エッジの向き「白→黒」や「黒→白」に関する情報が処理に含まれている。
一方、エッジの情報を含まない図１２の手法では、ノイズなどにより結果が異なる可能性が大きい。
そこで、ＦＰＧＡを用いた差分処理においても結果の極性確認は可能であることを利用し、エッジの向きの確認処理を追加した（図１３参照。）。
その結果、ノイズなどの不要な点をさらに削減することができた。
【００１８】
上述した方策を実際の駐車枠に対して適用してみると、図１４において、（ａ）は処理前の画像を示し、（ｂ）は閾値を「１」としたときのエッジ検出結果の画像を示し、（ｃ）は閾値を「１０」としたときのエッジ検出結果の画像を示し、（ｄ）は閾値を「２０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す。
また、図１５には、線幅を９〜２８画素（駐車枠の幅）として処理した白線の判別処理結果を示す。
更に、図１６には、図１５にエッジの向きの確認処理を追加した状態を示す。
そして、図１６に開示する処理では、駐車枠の白線は車幅以上の距離が離れていることから、一度白線のエッジが検出された場合、一定間隔（この例では４０画素）経過しない限り、白線のエッジとみなされない判定処理も行っている。
【００１９】
よって、前記白線検出装置１のポイントとなる点を以下にまとめてみる。
（１）エッジ検出は、左隣の画素値（輝度）との差分処理とする。
（２）隣接画素との差分処理とすることで、閾値は固定とする。
（３）検出したエッジ画像より、白線幅での判別処理によりノイズ除去を行う。
（４）白線幅判別処理では、エッジの方向（「白→黒」、「黒→白」）の情報も用いる。
（５）左右の白線間の間隔を用いて判定し、ノイズの除去を行う。
（６）差分処理、固定閾値、線幅判定処理の簡易化により、ＦＰＧＡなどでリアルタイムに処理可能。
【００２０】
次に、図１の前記白線検出装置１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００２１】
この白線検出装置１の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５を介して、前記カメラ６からの画像データを入力する処理（１０２）に移行する。
そして、この処理（１０２）においては、前記カメラ６からの画像データをそのまま前記差分算出手段２に入力してこの差分算出手段２による処理（１０３）に移行する一方、前記１画素遅延手段８によって前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）４からの入力画像に対して１画素遅延処理（１０４）を行い、この後に差分算出手段２に入力させてこの差分算出手段２による処理（１０３）に移行する。
この処理（１０３）は、前記差分算出手段２によって走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分（絶対値）を算出する処理である。
そして、この差分算出手段２による処理（１０３）の後には、差分（絶対値）が閾値以上か否かの判断（１０５）に移行する。
この判断（１０５）は、前記閾値判定手段３によって差分算出手段２により算出された差分（絶対値）が予め設定された閾値以上か否かを判定する。
上述の差分（絶対値）が閾値以上か否かの判断（１０５）がＹＥＳの場合には、エッジ方向が「黒→白」であるか否かの判断（１０６）に移行する。
このエッジ方向が「黒→白」であるか否かの判断（１０６）は、前記エッジ方向判定手段９によってエッジ方向判別のための符号判定を行う。
また、前記閾値判定手段３によって、差分算出手段２により算出された差分（絶対値）が予め設定された閾値以上か否かを判定する判断（１０５）がＮＯの場合には、輝度値を「Ｍｉｎ（黒）」とする処理（１０７）に移行する。
上述のエッジ方向が「黒→白」であるか否かの判断（１０６）において、この判断（１０６）がＹＥＳの場合には、エッジ位置情報記録の処理（１０８）に移行する。
このエッジ位置情報記録の処理（１０８）は、前記白線幅判定手段４によって白線幅判定処理が行われた際に、エッジの方向が「黒→白」の場合にシフトレジスタに記録する処理である。
また、このエッジ位置情報記録の処理（１０８）の後、及び上述のエッジ方向が「黒→白」であるか否かの判断（１０６）がＮＯの場合には、エッジ位置検索の処理（１０９）に移行する。
このエッジ位置検索の処理（１０９）は、エッジの方向に関してシフトレジスタを参照する処理である。
このとき、白線幅（±誤差範囲あり。）の位置に「黒→白」のエッジ検出の履歴が存在すれば、アスファルト上に引かれた幅を持つ白い線と判定するものである。
そして、エッジ位置検索の処理（１０９）の後には、白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１０）に移行する。
この白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１０）は、前記白線幅判定手段４によって、前記閾値判定手段３により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、前記閾値判定手段３により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定するものである。
そして、この白線幅判定手段４によって第２の画素が存在すると判定された場合には、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
上述の白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１０）がＹＥＳの場合には、白線間隔を検索する処理（１１１）に移行する。
なお、この白線間隔を検索する処理（１１１）は、白線間隔を検索してカウント値が閾値以上であるか否かを判定する処理のためのものである。
このとき、白線間隔を検索する処理（１１１）において、前記白線間隔判定手段１０は、駐車枠の左右に位置する白線の間隔を判定するものであるが、この間隔は車幅以上の間隔があるため、前記白線幅判定手段４によって白線のエッジ（右側）と判定された時点から白線の間隔（奥に向かうに連れて狭くなるため、この実施例では４０画素としている。）分が経過するまで、次の白線の判定は行わない。
また、上述の白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１０）がＮＯの場合には、上述した輝度値を「Ｍｉｎ（黒）」とする処理（１０７）に移行する。 上述の白線間隔を検索する処理（１１１）の後には、白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１２）に移行する。
この白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１２）において、判断（１１２）がＹＥＳの場合には、輝度値を「Ｍａｘ（白）」とする処理（１１３）に移行する。
また、判断（１１２）がＮＯの場合には、白線位置情報カウンタ（画素数）を通過する処理（１１４）に移行する。
この白線位置情報カウンタ（画素数）を通過する処理（１１４）は、白線位置情報をカウントとし、白線間隔を検索する処理（１１１）に戻る処理である。
更に、上述した輝度値を「Ｍａｘ（白）」とする処理（１１３）及び輝度値を「Ｍｉｎ（黒）」とする処理（１０７）の後には、エッジ画像生成の処理（１１５）に移行する。
このエッジ画像生成の処理（１１５）は、白線のエッジとして抽出された画素を用いて、前記前記エッジ画像生成手段１１によってエッジ画像を生成する処理である。
このエッジ画像生成の処理（１１５）の後は、前記白線検出装置１の制御用プログラムのエンド（１１６）に移行する。
【００２２】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００２３】
例えば、この発明の実施例において、エッジを検出する際に、画像メモリを使用しない場合には、横方向の探索のみとなる。
このとき、画像メモリが使用できる場合には、縦方向での検出や縦横方向複合での検出が可能である。
そして、使用する画像メモリは、フレーム処理では１フィールド分必要となるが、フィールド処理もしくはプログレッシブスキャンの場合には、１ライン分の記憶領域があれば良く、使い勝手の向上に寄与することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１ 白線検出装置
２ 差分算出手段
３ 閾値判定手段
４ 白線幅判定手段
５ ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）
６ カメラ
７ ビデオ出力部（「エンコーダ」ともいう。）
８ １画素遅延手段
９ エッジ方向判定手段
１０ 白線間隔判定手段
１１ エッジ画像生成手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は白線検出装置に係り、特に駐車枠の白線のエッジ抽出処理を簡素化する一方、信頼性を高くする白線検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像中の白線を検出するために、画像中のエッジを検出する際に、通常は、Ｓｏｂｅｌ、ラプラシアンなどの二次元オペレータを用いた後、閾値を用いた２値化を行う。
特に、駐車枠に自車を止めるために、駐車スペースの白線を検出する場合は、画像中縦方向に現れるエッジを検出する必要がある。
また、駐車枠に引かれる白線は幅が広いためそのエッジは両側に現れる。
エッジ画像より白線検出を行う際、それらは異なる２本の直線として認識されるため、処理点数が増え、多くのリソースを必要としてしまうという不都合がある。
そこで、白線１本につきエッジも１本となるようなエッジ検出手法が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−１５６０５号公報
【特許文献２】特開昭６４−６１６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の白線検出装置において、特許文献１に開示されるものは、微分を用いてエッジを検出した後、パーセンタイル法を用いて、２値化後に１となっている画素数が、全画素数のｎ％となるように閾値を決定し、２値化している。
このため、閾値を変更しながら、所望の閾値を決定する必要があること、環境によって、石畳などテクスチャが複雑な背景となった場合、２値化により１となる画素が想定以上に生じると、正しく閾値が求まらない機能性がある。
また、エッジの検出方法も、カメラが４５度、１３５度固定であり、カメラの取付角度によっては、必ずしも当てはまらない場合がある。
上記の特許文献２に開示されるものは、微分結果より空間的な稜線を求めることにより、エッジの検出を行っているが、微分データの増減を探索する必要があり、また微小な増減に対応するためには、複数の稜線候補点からさらに絞り込む必要があるなど、処理が煩雑である。
また、白線両端のエッジについては、「黒」→「白」方向のもののみを検出対象としているため、白線の汚れなどにより複数のエッジが検出されてしまう可能性がある。
そして、複数のエッジが検出されると、後段にて白線検出を行う際（例えば、Ｈｏｕｇｈ変換）、候補点が増加するため、より多くのメモリを必要とするなどの不都合がある。
【０００５】
この発明は、白線のエッジ抽出の際の閾値の決定手段（適応制御的なもの）を不要とし、処理を簡素化して、白線両端に生じるエッジのうちの右側を信頼性高く抽出する手法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段と、この差分算出手段により算出された差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段と、この閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、前記閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段とを備え、この白線幅判定手段により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上詳細に説明した如くこの発明によれば、走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段により算出された差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段と、閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段とを備え、白線幅判定手段により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
従来技術では、白線両端微分値強調フィルタを用いるので、画像をメモリに一度記憶する必要がある。従って、その分のリソースが必要となる。また、白線両端微分値強調フィルタを用いると、閾値が変動するので、画像の各位置に応じて閾値を適応制御する必要がある。そのためには判別分析法等の処理をする必要があるが、これらの処理は非常に重く、また並行処理をする場合でも膨大なリソースが必要になる。
この発明では、背景光の影響を受け難いため、閾値を一定とすることができる。このため、少ないリソースで済み、また処理を容易にすることができる。従って、ＦＰＧＡ等の汎用性の高いデバイスを用いても、リアルタイムに処理が可能となる。
また、白線幅判定をすることにより、検出対象である白線以外等で生じたエッジの影響を受け難くすることができる。そして、ノイズを排除することができる。
更に、１本の白線から２本のエッジを検出すると、エッジ画像から白線検出を行う際に、処理点数が増え、多くのリソースを必要とする。この発明では、１本の白線から１本のエッジを検出するので、少ないリソースで済み、また処理を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は白線検出装置の制御用フローチャートである。（実施例１）
【図２】図２は白線検出装置のシステム図である。（実施例１）
【図３】図３は白線両端微分値強調フィルタのオペレータを示す概略説明図である。（実施例１）
【図４】図４は微分と道路の白線とを示す図である。（実施例１）
【図５】図５は白線両端微分値強調フィルタ演算値を示す図である。（実施例１）
【図６】図６は画像を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）は閾値を「１」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図、（ｃ）は閾値を「１０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図、（ｄ）は閾値を「２０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図７】図７は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「１８０」の設定１における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図８】図８は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「６２」の設定２における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図９】図９は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「３２」の設定３における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図１０】図１０は 図９の設定３において閾値を「５」に設定した際のエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図１１】図１１は白線両端微分値強調フィルタと同じ幅としたオペレータを示す概略説明図である。（実施例１）
【図１２】図１２は線幅を７〜１１画素（天井のレール幅）として処理した白線の判別処理結果を示す図である。（実施例１）
【図１３】図１３は図１２にエッジの向きの確認処理を追加した状態を示す図である。（実施例１）
【図１４】図１４は実際の駐車枠に対する画像を示し、（ａ）は処理前の画像を示す図、（ｂ）は閾値を「１」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図、（ｃ）は閾値を「１０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図、（ｄ）は閾値を「２０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す図である。（実施例１）
【図１５】図１５は線幅を９〜２８画素（駐車枠の幅）として処理した白線の判別処理結果を示す図である。（実施例１）
【図１６】図１６は図１５にエッジの向きの確認処理を追加した状態を示す図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図１６はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は白線検出装置である。
この白線検出装置１は、走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段２と、この差分算出手段２により算出された差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段３と、この閾値判定手段３により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、前記閾値判定手段３により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段４とを備え、この白線幅判定手段４により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
詳述すれば、前記白線検出装置１は、図２に示す如く、入力側にビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５によりカメラ６に接続されるとともに、出力側にはビデオ出力部（「エンコーダ」ともいう。）７が接続されている。
また、前記白線検出装置１は、前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５に接続する前記差分算出手段２と、前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５からの入力画像に対して１画素遅延を行った後に差分算出手段２に入力させる１画素遅延手段８と、前記差分算出手段２に接続して閾値処理を行う前記閾値判定手段３と、この閾値判定手段３及び前記差分算出手段２に接続してエッジ方向判別のための符号判定を行うエッジ方向判定手段９と、このエッジ方向判定手段９に接続して白線幅判定処理を行う前記白線幅判定手段４と、この白線幅判定手段４に接続する白線間隔判定手段１０と、この白線間隔判定手段１０に接続するとともに、前記ビデオ出力部７に接続するエッジ画像生成手段１１とを備えている。
そして、前記白線検出装置１は、前記白線幅判定手段４により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとするものである。
【００１１】
追記すれば、前記カメラ６から前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５を介して、前記白線検出装置１に入力される入力画像は、ラスタスキャンにより「上から下」、「左から右」の順に各画素のデータ（輝度、色）が入力される。
このとき、この発明においては、入力画像の輝度の情報を用いる。
前記白線検出装置１に入力された画素の輝度情報に対して、前記差分算出手段２は、前記１画素遅延手段８によって１つ前（「左」とも換言できる。）の輝度情報と差分を行う。
つまり、前記１画素遅延手段８は、次の輝度情報と差分をとるために、現在の輝度情報を保存する。
前記差分算出手段２からの差分結果（「絶対値」）を前記閾値判定手段３によって閾値処理し、エッジ位置候補点を抽出する。
また、前記エッジ方向判定手段９によってエッジ方向判別のための符号判定が行われると、この差分結果の符号により、エッジの方向、「白→黒」または「黒→白」を判定する。
前記白線幅判定手段４によって白線幅判定処理が行われた際に、エッジの方向が「黒→白」の場合（「黒→白エッジ」とも記載する。）は、図示しないシフトレジスタに記録する。
また、エッジの方向が「白→黒」の場合（「白→黒エッジ」とも記載する。）は、シフトレジスタを参照する。
そして、白線幅（±誤差範囲あり。）の位置に「黒→白」のエッジ検出の履歴が存在すれば、アスファルト上に引かれた幅を持つ白い線と判定する（この実施例では、９〜２８画素）。
前記白線間隔判定手段１０は、駐車枠の左右に位置する白線の間隔を判定するものであるが、この間隔は車幅以上の間隔があるため、前記白線幅判定手段４によって白線のエッジ（右側）と判定された時点から白線の間隔（奥に向かうに連れて狭くなるため、この実施例では４０画素としている。）分が経過するまで、次の白線の判定は行わない。
なお、前記白線幅判定手段４によって白線が検出されても削除する。
そして、前記白線間隔判定手段１０の処理の後に、前記エッジ画像生成手段１１は、白線のエッジとして抽出された画素を用いてエッジ画像を生成する。
生成されたエッジ画像は、Ｈｏｕｇｈ変換など白線検出などに利用できる。
【００１２】
この発明に対して、従来技術では、白線両端微分値強調フィルタを用いるので、画像をメモリに一度記憶する必要がある。従って、その分のリソースが必要となる。また、白線両端微分値強調フィルタを用いると、閾値が変動するので、画像の各位置に応じて閾値を適応制御する必要がある。そのためには判別分析法等の処理をする必要があるが、これらの処理は非常に重く、また並行処理をする場合でも膨大なリソースが必要になる。
この発明では、背景光の影響を受け難いため、閾値を一定とすることができる。このため、少ないリソースで済み、また処理を容易にすることができる。従って、ＦＰＧＡ等の汎用性の高いデバイスを用いても、リアルタイムに処理が可能となる。
また、白線幅判定をすることにより、検出対象である白線以外等で生じたエッジの影響を受け難くすることができる。そして、ノイズを排除することができる。
更に、１本の白線から２本のエッジを検出すると、エッジ画像から白線検出を行う際に、処理点数が増え、多くのリソースを必要とする。この発明では、１本の白線から１本のエッジを検出するので、少ないリソースで済み、また処理を容易にすることができる。
【００１３】
また、前記白線検出装置１は、前記差分算出手段２により算出された差分の符号からエッジ方向を判定する前記エッジ方向判定手段９を備え、このエッジ方向判定手段９により第１の画素のエッジ方向と第２の画素のエッジ方向とを判定し、第１の画素のエッジ方向と第２の画素のエッジ方向とが逆向きの場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
従って、前記エッジ方向判定手段９によってエッジ方向判定をすることにより、影等により生じたエッジの影響を受け難くすることができる。また、ノイズ等の不要な点をさらに排除することができる。
【００１４】
更に、前記白線検出装置１は、第１の白線のエッジと、第１の白線とは異なる第２の白線のエッジとを検出し、第１の白線のエッジと第２の白線のエッジとの間に予め設定された画素数が存在する場合に駐車枠の左右の白線とする。
従って、駐車枠の左右の白線を精度よく検出することができる。
【００１５】
ここで、前記白線検出装置１に関して追加説明致します。
まず、従来手法の処理例として白線両端微分値強調フィルタを用いた方策を説明します。
従来手法においては、画像の微分を求め、白線両端微分値強調フィルタを用いて道路の白線幅と同じ幅を持つ白線の抽出を行っている。
そして、微分は差分で置き換え可能であるので、差分オペレータ「−１」「１」を用いて差分画像を得る。
前記白線両端微分値強調フィルタは、道路白線幅（画素数）と同じ幅を持つオペレータで、図３に示す如く、オペレータの中央で符号が「＋（プラス）」から「−（マイナス）」へ反転する。
以上の処理により、図４及び図５に示すような結果が得られ、適切な閾値を選択することにより、道路上の白線と同じ幅を持つ特徴のみを抽出することができる。
なお、閾値の選択には、判別分析法などを用いる。
【００１６】
従来技術で用いられている微分（差分）処理については、同様に走査線方向（「画面横方向」ともいう。）での差分処理とする。
しかし、前記白線両端微分値強調フィルタを用いるためには、画像（「走査線」）を一度メモリに記録する必要があるため、その分のリソースが必要となる。
また、前記白線両端微分値強調フィルタを用いると、図４及び図５に示す如く、閾値レベルが変動するため、画像の各位置に応じて閾値を適応制御する必要がある。
そのためには判別分析法などの処理が必要となるが、これらの処理は、非常に重く、また並列処理する場合も膨大なリソースが必要となる。
そこで、「差分画像は、すぐ隣の画素との差分であり、隣接画素と当該画素の明るさ（証明条件）が大きく異なることは稀である」（例外：影によるエッジ）こと、また一般に駐車枠に引かれた白線などは、運転者が識別し易いように、路面とコントラストがはっきりしていると考えられるため、閾値は一定値とすることとした。
図６において、（ａ）には処理前の画像を示し、（ｂ）には閾値を「１」としたときのエッジ検出結果の画像を示し、（ｃ）には閾値を「１０」としたときのエッジ検出結果の画像を示し、（ｄ）には閾値を「２０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す。
なお、図６においては、エッジの極性による区別なく、「白→黒」や「黒→白」の全てを表示している。
そして、閾値「１」では、図６（ｂ）に示す如く、細かなテクスチャによるエッジによる影響が見られる。
しかし、閾値「１０」及び閾値「２０」では、図６（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、良好な結果が得られている。
ここで、輝度変化による影響を確認するために、閾値「１０」にてレンズの絞りを変化させたときの結果を、図７〜図９に開示する。
つまり、図７は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「１８０」の設定１における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示し、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示している。
また、図８は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「６２」の設定２における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示し、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示している。
更に、図９は閾値を「１０」とした際の壁（３２０、２４０）の明るさ「３２」の設定３における明るさの変化の影響を示し、（ａ）は処理前の画像を示し、（ｂ）はエッジ検出結果の画像を示している。
この図７〜図９から、ダイナミックレンジの１／４程度の暗さまでは対応可能であることがわかる。
なお、上述の図９に開示される設定３の場合、画像奥の壁に近づくに連れて、エッジの検出ができなくなっているが、仮に閾値を「５」まで下げた場合は、図１０に示す如く、エッジの検出は可能であるが、ノイズによる影響が大きくなってしまう。
このことより、この手法の閾値決定に判別分析法を用いても効果が少ないことが、確認できる。
【００１７】
次に、前記白線両端微分値強調フィルタの代用として、エッジ位置の確認による線幅判別処理を使用する。
この線幅判別処理は、白線両端微分値強調フィルタと同じ幅のオペレータとし、白線のエッジ検出位置から対象とする線幅分戻った画素位置にエッジが存在するか否かを確認し、存在する場合に白線の右側であると判断する処理である。
具体的には、図１１のように表すことができる。
この図１１の線幅判別処理をＦＰＧＡなどで実現するためには、白線の幅と幅のばらつき分とを考慮した画素数分の段数を持つ、シフトレジスタを構成し、図１１中の「−１」である画素位置にエッジ情報が含まれているか否かを確認する構成とすれば良い。
線幅については、実際に使用する環境に合わせて調整を行う。
機能の確認のために、線幅を、７〜１１画素（天井のレール幅）として処理した結果を、図１２に開示する。
この図１２においては、２本のエッジが１本となり、また対象線分以外のノイズが削除されていることがわかる。
もともとの前記白線両端微分値強調フィルタでは、エッジの向き「白→黒」や「黒→白」に関する情報が処理に含まれている。
一方、エッジの情報を含まない図１２の手法では、ノイズなどにより結果が異なる可能性が大きい。
そこで、ＦＰＧＡを用いた差分処理においても結果の極性確認は可能であることを利用し、エッジの向きの確認処理を追加した（図１３参照。）。
その結果、ノイズなどの不要な点をさらに削減することができた。
【００１８】
上述した方策を実際の駐車枠に対して適用してみると、図１４において、（ａ）は処理前の画像を示し、（ｂ）は閾値を「１」としたときのエッジ検出結果の画像を示し、（ｃ）は閾値を「１０」としたときのエッジ検出結果の画像を示し、（ｄ）は閾値を「２０」としたときのエッジ検出結果の画像を示す。
また、図１５には、線幅を９〜２８画素（駐車枠の幅）として処理した白線の判別処理結果を示す。
更に、図１６には、図１５にエッジの向きの確認処理を追加した状態を示す。
そして、図１６に開示する処理では、駐車枠の白線は車幅以上の距離が離れていることから、一度白線のエッジが検出された場合、一定間隔（この例では４０画素）経過しない限り、白線のエッジとみなされない判定処理も行っている。
【００１９】
よって、前記白線検出装置１のポイントとなる点を以下にまとめてみる。
（１）エッジ検出は、左隣の画素値（輝度）との差分処理とする。
（２）隣接画素との差分処理とすることで、閾値は固定とする。
（３）検出したエッジ画像より、白線幅での判別処理によりノイズ除去を行う。
（４）白線幅判別処理では、エッジの方向（「白→黒」、「黒→白」）の情報も用いる。
（５）左右の白線間の間隔を用いて判定し、ノイズの除去を行う。
（６）差分処理、固定閾値、線幅判定処理の簡易化により、ＦＰＧＡなどでリアルタイムに処理可能。
【００２０】
次に、図１の前記白線検出装置１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００２１】
この白線検出装置１の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）５を介して、前記カメラ６からの画像データを入力する処理（１０２）に移行する。
そして、この処理（１０２）においては、前記カメラ６からの画像データをそのまま前記差分算出手段２に入力してこの差分算出手段２による処理（１０３）に移行する一方、前記１画素遅延手段８によって前記ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）４からの入力画像に対して１画素遅延処理（１０４）を行い、この後に差分算出手段２に入力させてこの差分算出手段２による処理（１０３）に移行する。
この処理（１０３）は、前記差分算出手段２によって走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分（絶対値）を算出する処理である。
そして、この差分算出手段２による処理（１０３）の後には、差分（絶対値）が閾値以上か否かの判断（１０５）に移行する。
この判断（１０５）は、前記閾値判定手段３によって差分算出手段２により算出された差分（絶対値）が予め設定された閾値以上か否かを判定する。
上述の差分（絶対値）が閾値以上か否かの判断（１０５）がＹＥＳの場合には、エッジ方向が「黒→白」であるか否かの判断（１０６）に移行する。
このエッジ方向が「黒→白」であるか否かの判断（１０６）は、前記エッジ方向判定手段９によってエッジ方向判別のための符号判定を行う。
また、前記閾値判定手段３によって、差分算出手段２により算出された差分（絶対値）が予め設定された閾値以上か否かを判定する判断（１０５）がＮＯの場合には、輝度値を「Ｍｉｎ（黒）」とする処理（１０７）に移行する。
上述のエッジ方向が「黒→白」であるか否かの判断（１０６）において、この判断（１０６）がＹＥＳの場合には、エッジ位置情報記録の処理（１０８）に移行する。
このエッジ位置情報記録の処理（１０８）は、前記白線幅判定手段４によって白線幅判定処理が行われた際に、エッジの方向が「黒→白」の場合にシフトレジスタに記録する処理である。
また、このエッジ位置情報記録の処理（１０８）の後、及び上述のエッジ方向が「黒→白」であるか否かの判断（１０６）がＮＯの場合には、エッジ位置検索の処理（１０９）に移行する。
このエッジ位置検索の処理（１０９）は、エッジの方向に関してシフトレジスタを参照する処理である。
このとき、白線幅（±誤差範囲あり。）の位置に「黒→白」のエッジ検出の履歴が存在すれば、アスファルト上に引かれた幅を持つ白い線と判定するものである。
そして、エッジ位置検索の処理（１０９）の後には、白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１０）に移行する。
この白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１０）は、前記白線幅判定手段４によって、前記閾値判定手段３により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、前記閾値判定手段３により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定するものである。
そして、この白線幅判定手段４によって第２の画素が存在すると判定された場合には、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとする。
上述の白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１０）がＹＥＳの場合には、白線間隔を検索する処理（１１１）に移行する。
なお、この白線間隔を検索する処理（１１１）は、白線間隔を検索してカウント値が閾値以上であるか否かを判定する処理のためのものである。
このとき、白線間隔を検索する処理（１１１）において、前記白線間隔判定手段１０は、駐車枠の左右に位置する白線の間隔を判定するものであるが、この間隔は車幅以上の間隔があるため、前記白線幅判定手段４によって白線のエッジ（右側）と判定された時点から白線の間隔（奥に向かうに連れて狭くなるため、この実施例では４０画素としている。）分が経過するまで、次の白線の判定は行わない。
また、上述の白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１０）がＮＯの場合には、上述した輝度値を「Ｍｉｎ（黒）」とする処理（１０７）に移行する。 上述の白線間隔を検索する処理（１１１）の後には、白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１２）に移行する。
この白線幅条件がＯＫか否かの判断（１１２）において、判断（１１２）がＹＥＳの場合には、輝度値を「Ｍａｘ（白）」とする処理（１１３）に移行する。
また、判断（１１２）がＮＯの場合には、白線位置情報カウンタ（画素数）を通過する処理（１１４）に移行する。
この白線位置情報カウンタ（画素数）を通過する処理（１１４）は、白線位置情報をカウントとし、白線間隔を検索する処理（１１１）に戻る処理である。
更に、上述した輝度値を「Ｍａｘ（白）」とする処理（１１３）及び輝度値を「Ｍｉｎ（黒）」とする処理（１０７）の後には、エッジ画像生成の処理（１１５）に移行する。
このエッジ画像生成の処理（１１５）は、白線のエッジとして抽出された画素を用いて、前記前記エッジ画像生成手段１１によってエッジ画像を生成する処理である。
このエッジ画像生成の処理（１１５）の後は、前記白線検出装置１の制御用プログラムのエンド（１１６）に移行する。
【００２２】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００２３】
例えば、この発明の実施例において、エッジを検出する際に、画像メモリを使用しない場合には、横方向の探索のみとなる。
このとき、画像メモリが使用できる場合には、縦方向での検出や縦横方向複合での検出が可能である。
そして、使用する画像メモリは、フレーム処理では１フィールド分必要となるが、フィールド処理もしくはプログレッシブスキャンの場合には、１ライン分の記憶領域があれば良く、使い勝手の向上に寄与することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１ 白線検出装置
２ 差分算出手段
３ 閾値判定手段
４ 白線幅判定手段
５ ビデオ入力部（「デコーダ」ともいう。）
６ カメラ
７ ビデオ出力部（「エンコーダ」ともいう。）
８ １画素遅延手段
９ エッジ方向判定手段
１０ 白線間隔判定手段
１１ エッジ画像生成手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段と、この差分算出手段により算出された差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段と、この閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、前記閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段とを備え、この白線幅判定手段により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとすることを特徴とする白線検出装置。
【請求項２】
前記差分算出手段により算出された差分の符号からエッジ方向を判定するエッジ方向判定手段を備え、このエッジ方向判定手段により第１の画素のエッジ方向と第２の画素のエッジ方向とを判定し、第１の画素のエッジ方向と第２の画素のエッジ方向とが逆向きの場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとすることを特徴とする請求項１に記載の白線検出装置。
【請求項３】
第１の白線のエッジと、第１の白線とは異なる第２の白線のエッジとを検出し、第１の白線のエッジと第２の白線のエッジとの間に予め設定された画素数が存在する場合に駐車枠の左右の白線とすることを特徴とする請求項１または２に記載の白線検出装置。
【請求項１】
走査線方向に隣り合う２つの画素の輝度の差分を算出する差分算出手段と、この差分算出手段により算出された差分が予め設定された閾値以上か否かを判定する閾値判定手段と、この閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第１の画素から、白線の幅分と定めた画素数だけ走査線方向にずれた位置に、前記閾値判定手段により差分が閾値以上と判定された第２の画素が存在するか否かを判定する白線幅判定手段とを備え、この白線幅判定手段により第２の画素が存在すると判定された場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとすることを特徴とする白線検出装置。
【請求項２】
前記差分算出手段により算出された差分の符号からエッジ方向を判定するエッジ方向判定手段を備え、このエッジ方向判定手段により第１の画素のエッジ方向と第２の画素のエッジ方向とを判定し、第１の画素のエッジ方向と第２の画素のエッジ方向とが逆向きの場合に、第１の画素あるいは第２の画素を白線のエッジとすることを特徴とする請求項１に記載の白線検出装置。
【請求項３】
第１の白線のエッジと、第１の白線とは異なる第２の白線のエッジとを検出し、第１の白線のエッジと第２の白線のエッジとの間に予め設定された画素数が存在する場合に駐車枠の左右の白線とすることを特徴とする請求項１または２に記載の白線検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１１】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１１】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１９１８８４（Ｐ２０１１−１９１８８４Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５５９４９（Ｐ２０１０−５５９４９）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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