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JP2931709B2 - 走行車両検知装置 - Google Patents
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JP2931709B2 - 走行車両検知装置 - Google Patents

走行車両検知装置

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JP2931709B2
JP2931709B2 JP3273812A JP27381291A JP2931709B2 JP 2931709 B2 JP2931709 B2 JP 2931709B2 JP 3273812 A JP3273812 A JP 3273812A JP 27381291 A JP27381291 A JP 27381291A JP 2931709 B2 JP2931709 B2 JP 2931709B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,車両の走行中の画像か
ら車両に相当する部分だけを車両ごとにそれぞれ自動的
に抽出検知する走行車両検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】道路の側方ないし斜め上方から道路を観
測して得た画像データを処理する場合において,検知対
象の車両の画像と,背景の画像及び検知対象の車両に対
して同一ないし逆の進行方向に走行する車両とが見え隠
れしながら同一時刻の画像として記憶されている。一般
的に時間経過に伴い,天候等の要因で背景の画像データ
が変化するため,従来では同一領域の画像データの時間
経過による変化の検出を画像領域全体分について調べる
ことにより背景画像の自動更新を行っていた。
【0003】その場合,全体領域について行うため変化
検出のための演算量が多かった。また,複数の車両が同
一時刻の画像中に存在した場合には,画像領域のどこが
背景で,どこがそれぞれどの車両かを検出せずに,従来
では,例えば背景画像との差分画像のうち負(または
正)の部分についてのみ時間経過が連続する画像につい
て論理和をとる等の方法で車両検知を行っていた。
【0004】こういった従来の手法では,画面領域全体
分の変化検出を行うことをせずに,見え隠れする複数の
車両についてそれぞれ別の車両領域であると判定して分
離/検知することは困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】時間経過に伴う天候変
化等の要因による背景の明るさ変化,及び複数の車両が
同一時刻の画像内で見え隠れする画像データを処理する
場合において,従来では画像領域全体分について時間経
過ごとの変化を調べていたため大規模な演算が必要であ
ったうえ,背景,及び個々の車両の領域を自動的かつ安
定に判定して分離/検知することは困難であった。
【0006】本発明は,天候変化等による背景の明るさ
変化や,複数の車両が画像内に見え隠れする場合などで
も,背景や個々の車両を安定して分離/検知するように
することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では,従来の問題
点を解決するために,画像領域のうちで予め設定した,
車両走行方向に沿った検出スリット部分のみの画素デー
タについてのみ時間経過による変化の検出を行う。さら
に検出スリット部分のデータについてのみ時間経過ごと
に蓄積していき,変化した部分について線分検出を行
い,画像領域のどの部分が背景か,あるいはどの車両か
及び画像上での移動量を判定して個々の車両ごとにそれ
ぞれ別々の画像として重畳してゆき,車両ごとに分離し
て抽出できるように構成する。
【0008】即ち,撮影画像の画像フレームの予め設定
したスリット部分の画素データを順次スリット画像用の
メモリ上に蓄積していく手段と,スリット画像について
線分検出する手段と,線分検出によって得られた車両存
在領域について,予め記録してある背景画像との差分画
像を得る回路と,線分検出によって得られた車両移動量
分だけ差分画像をずらして重畳するよう構成している。
【0009】
【作用】従来の場合には撮影画像のすべての画素値につ
いて,フレームごとに背景との差分画像の論理和をと
り,移動物体たる車両を検出していたが,本発明におい
ては演算量を減らすようにするために,車両の移動方向
がほぼ一定していることに着目し,撮影画像(画像フレ
ーム)のうち,車両が通過する部分(スリット部分)に
ついてのみの演算で車両検知処理を行うようにしてい
る。
【0010】本発明では走行車両のディジタル画像につ
いて車両の走行方向に沿って検出スリットを予め設定す
る。斜め上方から撮影する場合等では,車両走行をスリ
ット内にかかるようにするため複数本設定する。検出ス
リットの設定として種々のパターンを考えることが可能
であるが,簡単な例として車両走行方向の側方にテレビ
カメラを設置して撮影し,普通車のバンパー程度の位置
に対応する走査線をそのまま検出スリットとしてもよ
い。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例であり,図におい
て,1はテレビカメラから入力したディジタル画像を記
憶する画像メモリ,2は予め設定した1本ないし複数本
の検出スリット部分のみの画素読み出し回路,3は読み
出し回路2によって読み出された検出スリットデータを
時間経過ごとに蓄積する蓄積メモリ,4は同一画像領域
から読み出されたデータ同士の時間経過による変化検出
回路,5は背景だけからなるスリット画像を記憶/更新
する記憶/更新回路,6は変化検出回路4により検出さ
れた変化部分について線分検出を行い車両領域の検出
と,その車両の移動量を算出する線分検出回路,7は,
背景であると判定した画像領域ごとに記憶/更新を行う
背景画像メモリ,8は入力画像から背景画像を減算する
減算回路,9は減算結果を記憶する差分画像メモリ,1
0は変化検出および線分検出回路6によって決定した個
々の車両領域を取り出し,これらを前記車両移動量分だ
けずらすシフト回路,11はこれらの車両領域画像を車
両ごとに重畳して記憶する車両記憶回路を表している。
【0012】簡単な例として,車両走行方向の側方にテ
レビカメラを設置し,その走査方向と車両走行方向が平
行になるように車両を観測する場合で説明する。時間の
経過とともに車両は走行方向に応じて画像の右ないし左
から画像領域に移り始め,画像中央部を通過して反対方
向に消失していく。
【0013】普通車のバンパー程度の位置の走査線をそ
のまま検出スリットとして,この1次元データを時間経
過ごとに蓄積し,もとの画像領域での走査線方向を副走
査方向にとり,時間経過を主走査方向とする2次元デー
タとして蓄積することとし,以下,この画像を時空間画
像と呼ぶこととする。もとの画像の同一位置,即ちスリ
ットに設定した走査線の同一位置について時間経過に伴
う変化,即ち時空間画像での主走査を方向でのデータの
変化を考えた場合,動かない部分,即ち背景では変化が
ほとんど無いが,車両部分については走行に伴い対応点
が検出スリット方向に移動する結果変化が生じる。従っ
て,即ちスリットに設定した走査線の同一位置について
時間に伴う変化分の大きい画素を走行車両として検出す
ることができる。
【0014】こうして検出した変化画素を時空間画像内
で見ると,速度,加速度,移動方向等の走行形態に応じ
た線上の軌跡を描くことになる。図2は時空間画像内に
出現する情報について示す。
【0015】図中の符号20−1,20−2,20−
3,…は,カメラで撮像した同一位置での複数の画像,
21−1,21−2,…はスリットに設定された走査線
上の画像,22は時空間画像を表している。時空間画像
22は,画像20−1上の画像21−1と,画像20−
2上の画像21−2と,画像20−3上の画像21−3
と,…を時間順に蓄積して構成している。この結果,時
空間画像22上において,左から右へ走行する車両につ
いては右下りの軌跡が現れ,右から左へ走行する車両に
ついては左下りの軌跡が現れ,左から右へ走行する車両
が加速すると右下りの軌跡の傾斜がゆるやかに変化する
ものとなる。
【0016】そこで時空間画像内での軌跡について線分
検出を行うと,各時刻での画像のどの領域が背景でどの
領域に車両が存在するかと走行方向の画素移動量が判定
できる。もしも複数の車両が同一時刻の画像領域内に存
在した場合でも,スリット方向に分割して公知の処理技
術による線分抽出を行えば車両数分を検出することが可
能である。
【0017】背景領域をB,同一時刻内に画像にあらわ
れたi台の車両それぞれと背景を含む領域をF0
1 ,…,Fn とすると,走行方向,即ち検出スリット
に直交する方向には同一種の領域が並ぶはずである。反
対方向に走行する車両が撮影している画像領域内ですれ
違う場合について,重なりあう直前の例を図3に,交差
して重なりにより見え隠れが生じている例を図4に示
す。そこで,検出スリット内で背景とみなされた領域か
らそのままもとの画像での背景領域がわかる。従って,
背景とみなされた領域についてそれまで記憶していた背
景画像を自動で更新できることになる。
【0018】元の画像から,この背景画像を減算してい
わゆる差分画像を作成できる。個々の車両だけ存在する
画像領域も上記時空間画像処理によって判定することが
でき,同一の車両部分だけをそれぞれ時間変化に伴う移
動量分だけ走行方向にずらして重畳すれば,個々の車両
を分離/検知できることになる。
【0019】画像データの明るさないし色情報が車両走
行方向(即ち画像データの走査線方向)x及びこれに直
交するyを2軸とする2次元座標と観測時刻tによって
表現するデータとして記憶してゆき,この値をf(x,
y,t)で表すこととし,時間経過に従い順次蓄積す
る。ここで各時刻において記憶する画像データ領域を 0≦x≦(X−1),0≦y≦(Y−1) とする。
【0020】普通車両等のバンパー付近の高さが画像内
でy=yslitである場合にスリットをy=yslitに設定
する。この場合に,各時刻におけるスリット画像とし
て,f(0,yslit,t)およびf((X−1),
slit,t)を両端とする1走査線データを読み出す。
この例の場合では,読み出し回路2は,各時刻に画像デ
ータを画像メモリ1に記憶する時点で画素のy座標がy
slitと一致するか判定し,一致した場合にのみそのデー
タを蓄積メモリ3に出力する。スリットから読み出した
データは,スリットに沿って読み出される順序による順
番uと時刻tとによって表現するデータとして蓄積メモ
リ3に記憶してゆき,この値をs(u,t)で表すこと
とし,時間経過に伴い順次記憶する。
【0021】この例ではスリットをy=yslitに設定
し,画素f(0,yslit,t)から画素f((X−1),
slit,t)まで順に読み出すのでu≡xとなる。スリ
ットから読み出したデータを,uおよびtを2軸とする
2次元データと考えて以下ではスリット画像と呼ぶこと
とする。
【0022】スリット画像のt軸方向については,もと
の画像領域において同一の座標の画素が時間経過に従っ
て順に並ぶ。従って,その画素が動かない背景を記憶し
ていれば天候変化等に起因する緩やかな変化のみのた
め,t方向の変化は小さい。この値をsb(u)とす
る。時間経過に従い車両が画像領域内を横切る場合に,
ある時刻t=tinにおいてその画素に車両部分が出現
し,t=tout においてその画素に再び別の背景が移る
場合には,tin≦t≦tout における値はsb(u)と
大きな差異が生じる。図5にスリット画像の変化例を示
す。
【0023】従って,変化検出回路4によりt軸方向に
スリット画像の変化を調べて時刻tにおいてスリット画
像内の各領域がそれぞれ背景か車両かを判定できる。背
景と判定したスリット画像の各画素s(u,t)を背景
スリット画像として回路5により記憶/更新する。同時
に,もとの画像領域内において背景と判定したスリット
に直交する方向,例においては,スリットが水平方向な
のでこれと直交する方向の画素すべてを背景と判定して
その領域すべてを背景画像としてメモリ回路7に記憶/
更新する。
【0024】スリット画像において変化検出により差異
の出現を認めた場合は車両が画像領域内を横切っている
ことになる。従って,図5に示した様に,車両の速度に
対応した線軌跡を描く。もしも等速度であれば直線軌跡
となり,加速していれば時間経過の正の方向に湾曲した
曲線となり,減速していれば時間経過の負の方向に湾曲
した曲線となる。従って,線分検出を行えば画像上での
車両の速度,即ち単位時刻変化での画像領域上の移動画
素量が検出できる。
【0025】スリット画像において線分を検出するに
は,公知の手法を用いれば良い。例えば,隣接する数コ
マ分のスリット領域について最小自乗誤差法による直線
回帰を行う。
【0026】反対方向に走行する車両が撮影している画
像領域内でちょうど交差し,記憶した画像内で2台以上
の車両が見え隠れする場合には,線分検出回路6によっ
て車両数に応じた本数だけ検出することができるので,
1台の車両のみが出現している領域を判定し,背景の
み,あるいは2台以上が出現している領域を消去でき
る。 図6に判定及び消去の例を示す。時刻tにおいて
テレビカメラで取得した画像から背景画像を回路8によ
り減算して差分画像をメモリ9に蓄積し,回路10がそ
れぞれの車両の移動量に応じて走行方向にずらして重畳
すると,車両の同一部位を一致させて重ね合わすことが
できる。図中の点線に囲ったゾーンは消去されたゾーン
である。スリット画像から検出した個々の車両の移動量
を用いた重ね合わせた例を図7に示す。以上の手法によ
り個々の車両の画像を分離して得,車両記憶回路11に
記憶することができる。
【0027】簡単な例として,側方から撮影した場合に
ついて説明したが,斜め上方から撮影しても,本発明は
効果的に作用する。例えば,図8のような場合には,ス
リットを走行方向に沿って2本以上設定して,その領域
から読み出したデータを合成すれば良い。
【0028】即ち,図9に示す如く画像20−i上で複
数本の走査線に対応する画像23−1,23−2,23
−3を抽出し,当該画像23−1,23−2,23−3
を1本の水平走査線上に配列せしめて時空間画像22を
つくればよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明した通り,本発明によれば,画
像領域全体のうち予め設定した検出スリット部分のみの
時間経過に伴う変化を検出し,かつ変化部分について線
分検出を行うことにより,画像データの各領域が背景あ
るいは車両であるかを検知し,天候変化のため明るさが
変化したり,同一時刻内の画像中で複数の車両が見え隠
れした場合でも,従来よりもより小規模な演算のみで動
作可能な走行車両検知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す。
【図2】時空間画像中に出現する情報を説明する図であ
る。
【図3】車両が重なり合う前後の状態を表す。
【図4】車両が重なった状態を表す。
【図5】スリット画像の変化検出による背景の検出を説
明する図である。
【図6】車両出現領域の判定と重なった領域の消去を説
明する図である。
【図7】車両移動量を用いた車両画像の個別重ね合わせ
を説明する図である。
【図8】スリットを複数本設定した例を示す。
【図9】斜め上方から撮影した場合の例を示す。
【符号の説明】
1 画像メモリ 2 画素読み出し回路 3 蓄積メモリ 4 変化検出回路 5 記憶/更新回路 6 線分検出回路 7 背景画像メモリ 8 減算回路 9 差分画像メモリ 10 シフト回路 11 車両記憶回路 20 画像 21 走査線上の画像 22 時空間画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60R 21/00 621 B60R 21/00 624 G06F 15/62 380 - 420 G06F 15/66 - 15/68 G06F 15/70 - 15/70 465 H04N 7/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テレビカメラから入力したディジタル画
    像を記憶する画像メモリ回路と,この画像メモリの内部
    に記憶された画像領域内に予め設定した,画像上の車両
    走行方向に沿った1本ないし複数本の検出スリット部分
    のみの画素値を読み出す回路と,この読み出し回路によ
    って読み出された同一時刻の画素データを,順次蓄積す
    るメモリ回路と,このメモリ回路の内部のデータの同一
    の画像領域から読み出されたデータの時間経過による変
    化を検出する回路と,この変化検出回路の出力に基づき
    背景だけからなるスリット画像を記憶/更新する記憶/
    更新回路と,この変化検出回路により検出された変化に
    ついて,読み出した画像領域座標と時刻を直交する座標
    軸とする空間内で線分検出を行う回路と,変化検出およ
    び線分検出回路によって背景であると判定したスリット
    内領域に対応する画像領域ごとに記憶/更新を行う背景
    画像メモリ回路と,これと入力した画像を記憶する画像
    メモリ回路との差分を演算出力する回路と,この差分画
    像を記憶する回路と,変化検出および線分検出回路によ
    って車両領域であると判定したスリットに対応する画像
    上車両領域及び画像上車両移動量に基づき差分画像をう
    る回路と,前記差分画像を重畳する回路とによって構成
    することを特徴とする走行車両検知装置。
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JP4807354B2 (ja) * 2007-12-25 2011-11-02 住友電気工業株式会社 車両検出装置、車両検出システム及び車両検出方法
JP6060947B2 (ja) * 2014-08-08 2017-01-18 住友電気工業株式会社 移動体速度算出装置、コンピュータプログラム及び移動体速度算出方法
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