JP3606076B2 - 車両撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路を走行する車両をその走行中に撮像する車両撮像装置にかかわり、特にはナンバープレートおよび運転者を含む範囲を確実に撮像できるようにする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より走行中の車両のナンバープレートを撮像する車両撮像装置が知られている。道路の上方または路側に設けたカメラを常時撮像状態にしておく。このカメラの視野内を通過する車両はカメラによって撮像されることになる。カメラによって撮像されたアナログの映像信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの画像データとし、その画像データの１フレーム分をバッファメモリとしてのフレームメモリに格納する。フレームメモリをスキャンして水平走査方向の微分処理を行った後に２値化して垂直方向に沿ったエッジを検出する。水平走査方向での所定の幅内におけるエッジ数が所定範囲内のときにナンバープレート候補ラインとし、かつ、垂直走査方向でナンバープレート候補ラインが所定数連続するときにナンバープレート検出信号を出力する。ナンバープレート検出信号がないときは、その１フレーム分の画像データは使用せず、次の１フレーム分の画像データをフレームメモリに格納し、上記同様のエッジ検出からのナンバープレート認識処理を実行する。このような処理を繰り返し実行してゆく。ナンバープレート検出信号があったときは、そのタイミングでフレームメモリの画像データを通信回線を介してセンターに送信する。
【０００３】
ナンバープレートを認識するにはカメラによって撮像した画像データの分解能が一定以上に高くなっている必要がある。それに適したカメラの画角は一般的には比較的に狭いものであり、最終目的とするナンバープレートが映っている画像データは例えば図２１のようになり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での撮像が行えない。
【０００４】
上記とは逆に、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲を広角で車両を撮像する場合には、画像データの分解能が低くなりすぎるためにナンバープレート認識ができなくなってしまい、そうなると車両検出タイミングでの車両撮像という本来の目的そのものが達成できなくなる。すなわち、１台のカメラでナンバープレート認識することとナンバープレートおよび運転者を含む範囲で車両を撮像することとを両立させることができないのである。
【０００５】
近時においては運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態での撮像の実現が要望されるようになってきた。そこで、本発明者は当初、２台のカメラを用いることを考えた。以下、図１６を用いて説明する。車両１００のナンバープレート１０１の認識を目的とする分解能が高く画角が小さい車両番号認識用カメラ１と、ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲で車両の正面部画像を撮像することを目的とする車両正面部撮像用カメラ２との２台のカメラを路上に配置する。車両正面部撮像用カメラ２はその目的から俯角が車両番号認識用カメラ１よりも浅くなるように設けられる。車両番号認識用カメラ１はナンバープレートを認識するものであり、車両正面部撮像用カメラ２はそれが撮像する車両１００の正面部画像にナンバープレート１０１も含むものであるので、両カメラ１，２の視野はナンバープレート１０１の位置を基準に重なるようにする。車両番号認識用カメラ１は常時撮像状態にあるのに対して車両正面部撮像用カメラ２は常時は非撮像のインアクティブ状態にある。車両番号認識用カメラ１で撮像した画像データに基づいてナンバープレート認識を行い、ナンバープレート検出信号が出力されたタイミングで車両正面部撮像用カメラ２のシャッタを切って車両の正面部画像を撮像し、その画像データをセンターに送信する。本発明者は、これによって、運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態の車両の正面部画像を取得することができるはずであると考えたのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、さらに深く検討すると、上記した先行提案の技術には次のような問題点があることが判明した。車両番号認識用カメラ１と車両正面部撮像用カメラ２との間に同期がとられていない。したがって、全く同じ仕様の車両撮像装置であっても装置ごとに正面部画像の撮像条件が異なってしまったり、同じ装置であっても時間経過とともに正面部画像の撮像条件が異なってしまう。このことを図１７、図１８、図１９を用いて説明する。
【０００７】
図１７（ａ）は車両番号認識用カメラ１で撮像されＡ／Ｄ変換された画像データを示す。Ｖｓｙｎｃ１ は垂直同期信号、ＤＶａ（ｔ０）やＤＶａ（ｔ１）はそれぞれ時刻ｔ０，ｔ１における１フレーム分の画像データ、Ｖｎ（ｔ０）は画像データＤＶａ（ｔ０）に含まれておりエッジ検出からのナンバープレート認識処理により認識されたナンバープレート画像データ領域である。ナンバープレート認識がなされると次の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ の直前にナンバープレート検出信号をトリガ信号（シャッタ信号）として車両正面部撮像用カメラ２に送出する。
【０００８】
図１７（ｂ），（ｃ），（ｄ）は車両正面部撮像用カメラ２で撮像した映像信号を示す。図１７（ｂ）はその垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ が偶然に車両番号認識用カメラ１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ と同じタイミングとなっている場合を示す。ナンバープレート検出信号をシャッタ信号として入力した車両正面部撮像用カメラ２は１フレーム周期での時刻ｔ０の次の時刻ｔ１において画像データＶＤｂ（ｔ１）を取得する。
【０００９】
図１８は車両１００と車両番号認識用カメラ１の視野Ｙａと車両正面部撮像用カメラ２の視野Ｙｂとの関係を模擬的に示している。この図の見方は次のとおりである。二点鎖線で表す車両番号認識用カメラ１による視野Ｙａにおいて時刻ｔ０にナンバープレート１０１が視野Ｙａ（ｔ０）の所定の位置（画面の上から１／３当たりの部位）に来たときにナンバープレート検出信号が出力される。このときのナンバープレート１０１は図１７（ａ）におけるナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔ０）に対応している。同じ時刻ｔ０における車両正面部撮像用カメラ２の視野Ｙｂ（ｔ０）を太い破線で表している。もっともこの時刻ｔ０では車両正面部撮像用カメラ２はまだナンバープレート検出信号を受け取っていないので撮像は行われない。太い実線で示す視野Ｙｂ（ｔ１）は１フレーム周期での時刻ｔ０の次の時刻ｔ１における車両１００に対する相対的な車両正面部撮像用カメラ２の視野を表している。実際には視野Ｙｂが破線状態から実線状態へ変位することはないのであるが、車両１００が仮に動かないとした場合の車両１００に対する視野Ｙｂの相対的な動きを示している。
【００１０】
図１８において時刻ｔ１の太い実線で示す視野Ｙｂ（ｔ１）で車両正面部撮像用カメラ２は入力したナンバープレート検出信号に基づいて撮像を行う。この視野Ｙｂ（ｔ１）で撮像された１フレーム分の画像データＶＤｂ（ｔ１）には、ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が撮像されており、バンパー・ボンネット・ヘッドライト・外郭形状なども映っていることから車種まで分かるようになっている。すなわち、車両正面部撮像用カメラ２による時刻ｔ１での視野Ｙｂ（ｔ１）は運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態での理想的な撮像状態を具現するためにちょうど良いタイミングに対応させて定めてある。この時刻ｔ１での視野Ｙｂ（ｔ１）の撮像状況を取り出して図１９（ａ）に示す。
【００１１】
図１７（ｂ）においは車両番号認識用カメラ１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ と車両正面部撮像用カメラ２の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ とが偶然に同期しタイミングがジャストに一致しているものとみなしている。１フレームは１秒間に３０枚相当であるから、ビデオレートである垂直周期τｖは３３．３ｍｓｅｃとなる。したがって、図１８において１フレーム周期での時刻ｔ０での視野Ｙｂ（ｔ０）と時刻ｔ１での視野Ｙｂ（ｔ１）との間には時間間隔で１垂直周期分τｖ＝３３．３ｍｓｅｃの差がある。標準走行速度を６０ｋｍ／ｈとすると、秒速では１６．７ｍ／ｓｅｃであり、３３．３ｍｓｅｃ間には５５．６ｃｍだけ車両１００が前進していることに相当する。図１７（ｂ）の画像データＶＤｂ（ｔ１）にハッチングを施してあるのはそれが撮像され送信されることを意味している。この画像データＶＤｂ（ｔ１）は時刻ｔ０での車両番号認識用カメラ１による画像データＶＤａ（ｔ０）より１垂直周期分τｖ＝３３．３ｍｓｅｃだけ遅れている。
【００１２】
図１７（ｃ）は車両正面部撮像用カメラ２の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ が車両番号認識用カメラ１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ のちょうど中間のタイミングとなっている場合を示す。つまり垂直周期τｖ＝３３．３ｍｓｅｃの２分の１の１６．７ｍｓｅｃのずれをもっている場合を示す。ハッチングを施した１フレーム周期での時刻ｔ１′での画像データＶＤｂ（ｔ１′）は時刻ｔ０での車両番号認識用カメラ１による画像データＶＤａ（ｔ０）に対して５０ｍｓｅｃ（＝３３．３ｍｓｅｃ＋１６．７ｍｓｅｃ）だけ遅れている。これに対応した撮像状況を図１９（ｂ）に示す。標準走行速度６０ｋｍ／ｈ（＝１６．７ｍ／ｓｅｃ）では時刻ｔ０より８３．５ｃｍだけ車両が前進していることに相当し、これは図１９（ａ）に対して２７．９ｃｍ（＝８３．５−５５．６）だけ車両が前進していることを意味している。図１９（ｂ）の撮像状態は図１９（ａ）の撮像状態に比べて車両の像が少し大きくなっている。この撮像状態でもナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が撮像されている。
【００１３】
図１７（ｄ）は車両正面部撮像用カメラ２の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ が車両番号認識用カメラ１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ よりわずかに前側にずれている場合を示す。そのずれを１ｍｓｅｃとする。後ろ側に対しては３２．３ｍｓｅｃ（＝３３．３−１ｍｓｅｃ）ずれている。時刻ｔ０″での画像データＶＤｂ（ｔ０″） の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ は車両番号認識用カメラ１による時刻ｔ０での画像データＶＤａ（ｔ０）の終端の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ よりも前にある。このとき車両正面部撮像用カメラ２はまだナンバープレート検出信号を受け取っていないためにこの画像データＶＤｂ（ｔ０″） は撮像されない。１フレーム分次のハッチングを施した時刻ｔ１″での画像データＶＤｂ（ｔ１″） が撮像され送信される。この時刻ｔ１″での画像データＶＤｂ（ｔ１″） は時刻ｔ０での車両番号認識用カメラ１による画像データＶＤａ（ｔ０）に対して６５．６ｍｓｅｃ（＝３３．３ｍｓｅｃ×２−１ｍｓｅｃ）だけ遅れている。これに対応した撮像状況を図１９（ｃ）に示す。標準走行速度６０ｋｍ／ｈ（＝１６．７ｍ／ｓｅｃ）では時刻ｔ０より１０９．５ｃｍだけ車両が前進していることに相当し、これは図１９（ａ）に対して５３．９ｃｍ（＝１０９．５−５５．６）だけ車両が前進していることを意味している。図１９（ｃ）の撮像状態は図１９（ａ）の撮像状態に比べて車両の像がかなり大きくなっているが、この撮像状態でも一応ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が撮像されている。
【００１４】
以上のように、標準走行速度（時速６０ｋｍ）での撮像では、２つのカメラの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ ，Ｖｓｙｎｃ２ のタイミングのずれによって、ナンバープレート検出信号をトリガ信号として車両正面部撮像用カメラ２によって得られた車両正面部画像のタイミングはまちまちとなるが、走行速度が比較的低速であるために、そのタイミングのずれは比較的に小さくなっている。
【００１５】
しかしながら、車両１００の走行速度が速くなるに従って車両正面部画像の不適格性が増大していく。これを図２０を用いて説明する。走行速度が１２０ｋｍ／ｈ（＝３３．３ｍ／ｓｅｃ）であるとする。図２０（ａ）は図１９（ａ）と同じ条件としている。これは図１７（ｂ）に対応している。２つのカメラの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ ，Ｖｓｙｎｃ２ が偶然にタイミングが一致している場合である。
【００１６】
図２０（ｂ）は図１７（ｃ）に対応している。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ は垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ より１６．７ｍｓｅｃずれている。図２０（ａ）に対して５５．６ｃｍだけ車両が前進している。走行速度が速すぎるため、この撮像状態ではすでにナンバープレート１０１が欠けている。
【００１７】
図２０（ｃ）は図１７（ｄ）に対応している。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ は垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ より３２．３ｍｓｅｃずれ、撮像タイミングは６５．６ｍｓｅｃ（＝３３．３＋３２．３）だけずれている。図２０（ａ）に対して１０７．５ｃｍだけ車両が前進している。走行速度が速いので前進量も多くなっている。車種についての情報が大幅に不足している。
【００１８】
本発明は上記した課題の解決を図ることを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかわる請求項１の車両撮像装置は、常時撮像状態でありプログレッシブ方式で道路を走行する車両のナンバープレートを撮像するために必要な解像度と画角を備えて設置される車両番号認識用撮像手段と、
この車両番号認識用撮像手段と視野が一部重なる状態で、プログレッシブ方式で運転者とナンバープレートとを含む車両の正面部を撮像するために必要な解像度と画角を備えて設置される車両正面部撮像手段と、 前記車両番号認識用撮像手段による画像データからナンバープレートを検出する手段と、ナンバープレート検出信号の入力のたびに前記車両正面部撮像手段を駆動する手段と、前記車両番号認識用撮像手段と車両正面部撮像手段とに対して共通の同期信号を与えるタイミング手段とを備え、さらに前記車両正面部撮像手段を駆動して得られた車両正面部画像データを順次に格納する一時記憶手段と、ナンバープレート検出信号がなくなることに基づく車両通過済み信号を入力したときに前記一時記憶手段から所要の車両正面部画像データを出力する画像出力手段とを備えている。ナンバープレート検出信号がなくなることに基づく車両通過済み信号のタイミングは共通の同期信号に対して常に一定の関係をもつから、車両走行速度のいかんにかかわらず使用することとなる出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとする。
【００２１】
本発明にかかわる請求項２の車両撮像装置は、上記請求項１において、画像出力手段は車両通過済み信号を入力したタイミングの直前の車両正面部画像データを出力するものに構成されている。車両走行速度のいかんにかかわらず出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとする。
【００２２】
本発明にかかわる請求項３の車両撮像装置は、上記請求項１において、画像出力手段は一時記憶手段における最新と最古の間の中位の車両正面部画像データを出力するものに構成されている。同様に、車両走行速度のいかんにかかわらず出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとする。
【００２３】
本発明にかかわる請求項４の車両撮像装置は、上記請求項１において、画像出力手段が一時記憶手段における車両正面部画像データにおいて画面の下辺部の路面を検出する手段を有し、検出した路面領域面積が所定面積範囲にあるときの車両正面部画像データを出力するものに構成されている。同様に、車両走行速度のいかんにかかわらず出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとする。出力すべき画像データにおいて車両の手前下方に路面があるので、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像が人間の目視確認にとって好都合なレイアウトとなる。
【００２４】
本発明にかかわる請求項５の車両撮像装置は、上記請求項１〜４において、ナンバープレートの検出に基づいて車両番号認識用撮像手段による画像データから車両番号データを抽出する手段と、その車両番号データを格納する手段と、出力すべき画像データに車両番号データを重畳する手段とを備えている。出力すべき画像データに文字データとしての車両番号データが重畳されているので、後処理に便利である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかわる車両撮像装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
〔実施の形態１〕
図１は実施の形態１の車両撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。図１において符号の１１は車両番号認識用撮像手段としての車両番号認識用カメラ、１２は第１のＡ／Ｄ変換器、１３は第１のビデオコントローラ、１４は一時記憶手段としての第１のＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）、１５は第１の演算処理手段としての第１のマイクロプロセッサ、２１は車両正面部撮像手段としての車両正面部撮像用カメラ、２２は第２のＡ／Ｄ変換器、２３は第２のビデオコントローラ、２４は一時記憶手段としての第２のＶＲＡＭ、２８は第２の演算処理手段としての第２のマイクロプロセッサ、３１はタイミング手段としてのタイミング信号発生回路、４１は出力用の第３のビデオコントローラ、４２は画像合成回路、４３は画像圧縮回路、４４はＤ／Ａ変換器、４５は変調回路、４６は送信回路である。これら各構成要素は図示のとおり結線されている。車両番号認識用カメラ１１は高解像度で画角の狭いプログレッシブ（ノンインターレース（順次走査））方式のモノクロカメラであり、道路の上方または路側において進行してくる車両の正面（前面）のナンバープレートを撮像するのに適した俯角で設置され、常時撮像状態におかれるものである。第１のＡ／Ｄ変換器１２は車両番号認識用カメラ１１によって撮像されたアナログの映像信号をデジタルの画像データに変換するものである。第１のビデオコントローラ１３は第１のＡ／Ｄ変換器１２から入力した１フレーム分の画像データを第１のマイクロプロセッサ１５の制御のもとで第１のＶＲＡＭ１４に対して書き込みを行ったり、データの消去を行ったりするものである。第１のマイクロプロセッサ１５は主として車両のナンバープレートの検出を行うものであり、第１のＶＲＡＭ１４に格納された１フレーム分の画像データを順次にスキャンして水平走査方向の微分処理を行った後に２値化して垂直方向に沿ったエッジを検出し、水平走査方向での所定の幅内におけるエッジ数が所定範囲内のときにナンバープレート候補ラインとし、かつ、垂直走査方向でナンバープレート候補ラインが所定数連続するときにナンバープレート検出信号Ｓｎを第２のマイクロプロセッサ２８に対して出力するとともに、その検出したナンバープレート領域の画像データに対する文字認識を行って車両番号データＤｎを内部のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に格納するようになっている。車両正面部撮像用カメラ２１は車両番号認識用カメラ１１に比べて解像度は低いが画角がより広くて運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態での車両のカラー撮像が可能なプログレッシブ方式のカラーカメラであり、道路の上方または路側において進行してくる車両の正面部を撮像するのに適した俯角で設置されている。その俯角は車両番号認識用カメラ１１よりも浅くなっている。車両正面部撮像用カメラ２１の視野は車両番号認識用カメラ１１の視野と一部重なっている。この車両正面部撮像用カメラ２１は第１のマイクロプロセッサ１５からのナンバープレート検出信号Ｓｎに基づいた第２のマイクロプロセッサ２８からの撮像開始指令であるトリガ信号Ｓｔｒｇ によって撮像開始状態にされるものである。第２のＡ／Ｄ変換器２２はＲ，Ｇ，Ｂの３つのＡ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃからなり、それぞれは車両正面部撮像用カメラ２１によって撮像されたＲ，Ｇ，Ｂのアナログの映像信号を個別にデジタルの画像データに変換するものである。第２のビデオコントローラ２３は第２のＡ／Ｄ変換器２２から入力した１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂの画像データを第２のマイクロプロセッサ２８の制御のもとで第２のＶＲＡＭ２４に対して書き込みを行うものである。第２のＶＲＡＭ２４はＲ，Ｇ，Ｂ用の３つのリングバッファメモリ２５，２６，２７を備えており、各リングバッファメモリ２５，２６，２７はそれぞれ、＃１から＃８までの８つの１フレーム分のフレームバッファメモリ２５（＃１）〜２５（＃８），２６（＃１）〜２６（＃８），２７（＃１）〜２７（＃８）からなっている。出力用の第３のビデオコントローラ４１は第１および第２のマイクロプロセッサ１５，２８によって制御され、第１のマイクロプロセッサ１５のＲＡＭからの車両番号データＤｎの読み出しとリングバッファメモリ２５，２６，２７における各８つのうちのいずれか１つのフレームバッファメモリ２５＃（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）からのナンバープレートおよび運転者を含む範囲のＲ，Ｇ，Ｂ各１フレーム分の画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂの読み出しの制御を行うものである。画像合成回路４２はフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）からのＲ，Ｇ，Ｂ各１フレーム分の画像データを合成してカラー画像データを生成するとともに第１のマイクロプロセッサ１５から読み出した車両番号データＤｎをスーパーインポーズするものである。このように合成された画像データは運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめた状態の画像データとなっている。画像圧縮回路４３はＭＰＥＧ等の手法による画像圧縮を行うものであり、Ｄ／Ａ変換器４４は画像圧縮された画像データをアナログ映像信号に変換するものであり、変調回路４５はアナログ映像信号を所要の搬送周波数で変調するものであり、送信回路４６は変調信号を電話回線などの通信回線４７を介してセンターに送信するものである。
【００２７】
車両番号認識用カメラ１１の垂直走査周波数と車両正面部撮像用カメラ２１の垂直走査周波数とは同じであり、プログレッシブスキャンで３０Ｈｚとする。この場合のビデオレートは３３．３ｍｓｅｃとなる（１０００÷３０≒３３．３）。タイミング信号発生回路３１は車両番号認識用カメラ１１と車両正面部撮像用カメラ２１との２つのカメラを外部同期させるものであり、両カメラ１１，２１に対して共通のタイミング信号Ｓｔを送出し、それら両カメラ１１，２１を同期制御する。共通のタイミング信号Ｓｔは水平駆動信号ＨＤと垂直駆動信号ＶＤと水平帰線消去信号ＨＢＬと垂直帰線消去信号ＶＢＬと水平同期信号ＨＳと垂直同期信号ＶＳとバーストフラグＢＦなどである。
【００２８】
次に、上記のように構成された実施の形態１の車両撮像装置の動作を説明する。車両番号認識用カメラ１１および第１のＡ／Ｄ変換器１２は常時動作状態にあり、車両番号認識用カメラ１１で撮像して得られた道路状況のアナログ映像信号が第１のＡ／Ｄ変換器１２によりデジタルの画像データに変換される。１フレーム分の画像データが第１のマイクロプロセッサ１５により制御された第１のビデオコントローラ１３によって第１のＶＲＡＭ１４に書き込まれる。第１のマイクロプロセッサ１５は第１のＶＲＡＭ１４に格納された１フレーム分の画像データを順次にスキャンして水平走査方向の微分処理を行った後に２値化して垂直方向に沿ったエッジを検出し、水平走査方向での所定の幅内におけるエッジ数が所定範囲内のときにナンバープレート候補ラインとし、かつ、垂直走査方向でナンバープレート候補ラインが所定数連続するときにナンバープレート検出信号Ｓｎを第２のマイクロプロセッサ２８に対して出力する。また第１のマイクロプロセッサ１５は検出したナンバープレート領域の画像データに対する文字認識を行って車両番号データＤｎを取得し、これを内部のＲＡＭに格納する。
【００２９】
カラーの車両正面部撮像用カメラ２１は常時撮像状態にあるが第２のＡ／Ｄ変換器２２、第２のビデオコントローラ２３は常時はインアクティブ状態にある。第２のマイクロプロセッサ２８は第１のマイクロプロセッサ１５からナンバープレート検出信号Ｓｎを入力すると、車両正面部撮像用カメラ２１と第２のＡ／Ｄ変換器２２と第２のビデオコントローラ２３とに対してナンバープレート検出ありを意味するトリガ信号Ｓｔｒｇ を与える。これにより、Ｒ，Ｇ，ＢそれぞれのＡ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃが車両正面部撮像用カメラ２１からのＲ，Ｇ，Ｂの映像信号に対するＡ／Ｄ変換を開始する。このＡ／Ｄ変換の対象となる映像信号はナンバープレートを含む車両正面部の映像信号であり、このときなるべくナンバープレートおよび運転者を含む範囲の映像信号となるように車両正面部撮像用カメラ２１の設置条件（高さ、画角、俯角など）が定められている。Ａ／Ｄ変換された１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂの各デジタルの画像データが第２のマイクロプロセッサ２８により制御された第２のビデオコントローラ２３によって第２のＶＲＡＭ２４におけるリングバッファメモリ２５，２６，２７におけるいずれか１つの同一順位のフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）に書き込まれる。
【００３０】
タイミング信号発生回路３１は車両番号認識用カメラ１１と車両正面部撮像用カメラ２１に対して共通の垂直同期信号・水平同期信号を含むタイミング信号Ｓｔを与える。同様に、第１のＡ／Ｄ変換器１２と第２のＡ／Ｄ変換器２２（Ａ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）に対しても共通のタイミング信号Ｓｔを与え、第１のビデオコントローラ１３と第２のビデオコントローラ２３に対しても共通のタイミング信号Ｓｔを与える。さらに、第１のマイクロプロセッサ１５と第２のマイクロプロセッサ２８に対しても共通の基準のクロック信号を与える。第１のＶＲＡＭ１４に格納される画像データと第２のＶＲＡＭ２４に格納される画像データはジャストに同期することになる。その様子を図２に示す。
【００３１】
図２（ａ）は車両番号認識用カメラ１１で撮像されＡ／Ｄ変換された画像データを示す。Ｖｓｙｎｃ１ はタイミング信号発生回路３１から与えられた垂直同期信号、ＤＶａ（ｔ０），ＤＶａ（ｔ１）…はそれぞれ１フレーム周期での時刻ｔ０，ｔ１…における１フレーム分の画像データである。Ｖｎ（ｔ０），Ｖｎ（ｔ１）…は画像データＤＶａ（ｔ０），ＤＶａ（ｔ１）…に含まれておりエッジ検出からのナンバープレート認識処理により認識されたナンバープレート画像データ領域である。１フレーム周期での時刻ｔ０の画像データＤＶａ（ｔ０）において初めてナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔ０）が含まれるようになったとする。ナンバープレート認識がなされると次の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ の直前に、図２（ｂ）に示すようにナンバープレート検出信号Ｓｎ（ｔ０）が第１のマイクロプロセッサ１５から第２のマイクロプロセッサ２８に出力される。これに基づいて第２のマイクロプロセッサ２８は図２（ｄ）に示す次のフレームのためのトリガ信号Ｓｔｒｇ（ｔ１） を出力する。
【００３２】
図２（ｅ）は車両正面部撮像用カメラ２１で撮像されトリガ信号Ｓｔｒｇ（ｔ１） ，Ｓｔｒｇ （ｔ２）…の入力によって駆動された第２のＡ／Ｄ変換器２２によってＡ／Ｄ変換された画像データを示す。Ｖｓｙｎｃ２ は垂直同期信号、ＤＶｂ（ｔ１），ＤＶｂ（ｔ２）…はそれぞれ時刻ｔ１，ｔ２…における１フレーム分の画像データである。車両正面部撮像用カメラ２１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ はタイミング信号発生回路３１から与えられたものであって車両番号認識用カメラ１１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ と全く同じものである。両垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ ，Ｖｓｙｎｃ２ はタイミング信号発生回路３１における発生源が同一であり、常に完全にジャストに同期している。全く同じものであことから、Ｖｓｙｎｃ０と共通の符号を用い、共通垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ０と記載する。Ａ／Ｄ変換され第２のＶＲＡＭ２４に格納される画像データＤＶｂ（ｔ１），ＤＶｂ（ｔ２）…はナンバープレートおよび運転者を含む範囲の車両正面部画像となる。車両番号認識用カメラ１１による時刻ｔ０の画像データＤＶａ（ｔ０）にナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔ０）が含まれていることからナンバープレート検出信号Ｓｎ（ｔ０）が出力され、これに対応して発生されたトリガ信号Ｓｔｒｇ（ｔ１） により車両正面部撮像用カメラ２１による１フレーム周期あとの時刻ｔ１の画像データＤＶｂ（ｔ１）が第２のＶＲＡＭ２４にメモリ順位＃１に格納される。
【００３３】
図３は第２のＶＲＡＭ２４を構成する３つのリングバッファメモリ２５，２６，２７に対する画像データの格納の様子を示す。すなわち、Ｒの画像データＤｒ（ｔ１）がリングバッファメモリ２５のフレームバッファメモリ２５（＃１）に格納され、Ｇの画像データＤｇ（ｔ１）がリングバッファメモリ２６のフレームバッファメモリ２６（＃１）に格納され、Ｂの画像データＤｂ（ｔ１）がリングバッファメモリ２７のフレームバッファメモリ２７（＃１）に格納される。なお、第１のマイクロプロセッサ１５のＲＡＭに車両番号データＤｎが格納される。また、車両番号認識用カメラ１１による時刻ｔ１の画像データＤＶａ（ｔ１）にナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔ１）が含まれていることからナンバープレート検出信号Ｓｎ（ｔ１）が出力され、これに対応して発生されたトリガ信号Ｓｔｒｇ（ｔ２） により車両正面部撮像用カメラ２１による１フレーム周期あとの時刻ｔ２の画像データＤＶｂ（ｔ２）が第２のＶＲＡＭ２４にメモリ順位＃２に格納される。すなわち、Ｒの画像データＤｒ（ｔ２）がメモリ順位＃２のフレームバッファメモリ２５（＃２）に格納され、Ｇの画像データＤｇ（ｔ２）がフレームバッファメモリ２６（＃２）に格納され、Ｂの画像データＤｂ（ｔ２）がフレームバッファメモリ２７（＃２）に格納される。
【００３４】
このように車両番号認識用カメラ１１による時刻ｔｉ−１ の画像データＤＶａ（ｔｉ−１）にナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔｉ−１）が含まれている限りにおいて車両正面部撮像用カメラ２１による１フレーム周期あとの時刻ｔｉの画像データＤＶｂ（ｔｉ）が第２のＶＲＡＭ２４にメモリ順位＃ｉに格納される。すなわち、Ｒの画像データＤｒ（ｔｉ）がメモリ順位＃ｉのフレームバッファメモリ２５（＃ｉ）に格納され、Ｇの画像データＤｇ（ｔｉ）がフレームバッファメモリ２６（＃ｉ）に格納され、Ｂの画像データＤｂ（ｔｉ）がフレームバッファメモリ２７（＃ｉ）に格納される。８番目のフレームバッファメモリ２５（＃８），２６（＃８），２７（＃８）までの格納がなされると、次のフレームの画像データは１番目のフレームバッファメモリ２５（＃１），２６（＃１），２７（＃１）において上書きが行われる。以下、順次サイクリックに格納されてゆく。
【００３５】
図２に示すように、車両番号認識用カメラ１１による１フレーム周期での時刻ｔｊ−１ の画像データＤＶａ（ｔｊ−１）にナンバープレート画像データ領域が含まれなくなったときに第１のマイクロプロセッサ１５は車両通過済み信号Ｓｐを第２のマイクロプロセッサ２８に出力する。車両通過済み信号Ｓｐを受け取った第２のマイクロプロセッサ２８はトリガ信号Ｓｔｒｇ の出力はせず、したがってＡ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、第２のビデオコントローラ２３はインアクティブ状態に戻り、その次の１フレーム周期での時刻ｔｊ での画像データのリングバッファメモリ２５への取り込みは行わない。その時刻ｔｊ の一つ前の時刻ｔｊ−１ に対応するフレームバッファメモリ２５（＃ｊ−１），２６（＃ｊ−１），２７（＃ｊ−１）のメモリ順位＃ｊ−１ を確定し、確定信号Ｓｄを生成して第１のマイクロプロセッサ１５に送出する。そして、第２のマイクロプロセッサ２８は確定したメモリ順位＃ｊ−１のＲ，Ｇ，Ｂの３つのフレームバッファメモリ２５（＃ｊ−１），２６（＃ｊ−１），２７（＃ｊ−１）からそれぞれ画像データを画像合成回路４２に送出する処理へと進む。確定信号Ｓｄを受け取った第１のマイクロプロセッサ１５はそのＲＡＭに格納している車両番号データＤｎを画像合成回路４２に送出する処理へと進む。すなわち第２のマイクロプロセッサ２８は確定信号Ｓｄの生成送出直後に出力用の第３のビデオコントローラ４１にリードイネーブル信号Ｓｒ２ を送出し、第１のマイクロプロセッサ１５は確定信号Ｓｄの入力直後に第３のビデオコントローラ４１にリードイネーブル信号Ｓｒ１ を送出する。第３のビデオコントローラ４１は両方のリードイネーブル信号Ｓｒ１ ，Ｓｒ２ を入力すると、第２のＶＲＡＭ２４すなわちＲ，Ｇ，Ｂのリングバッファメモリ２５，２６，２７の確定したメモリ順位＃ｊ−１ のフレームバッファメモリ２５（＃ｊ−１），２６（＃ｊ−１），２７（＃ｊ−１）を順次にアクセスして画像データＤｒ（ｔｊ−１），Ｄｇ（ｔｊ−１），Ｄｂ（ｔｊ−１）を順次的に読み出して合成する。この合成された画像データはカラーデータであり、運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態となっている。次いで、第３のビデオコントローラ４１は第１のマイクロプロセッサ１５のＲＡＭをアクセスして文字データである車両番号データＤｎを読み出し、前記のカラー合成画像データにスーパーインポーズする。画像圧縮回路４３は運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめた状態のカラー画像データをデータ圧縮し、Ｄ／Ａ変換器４４によってアナログの映像信号に変換し、変調回路４５で変調し、送信回路４６より通信回線４７を介してセンターに送信する。
【００３６】
次に、第１および第２のマイクロプロセッサ１５，２８のシーケンシャル動作を論理的に説明する。まず、車両番号認識用カメラ１１に対応する第１のマイクロプロセッサ１５のシーケンシャル動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。第１のマイクロプロセッサ１５におけるＭＰＵはステップＳ１においてタイミング信号発生回路３１からのタイミング信号Ｓｔの入力を待ってステップＳ２に進み、第１のビデオコントローラ１３を介して１フレーム分の画像データＶＤａを第１のＶＲＡＭ１４に上書きによって格納する。ステップＳ３において第１のＶＲＡＭ１４をスキャンしてエッジ抽出を行い、ステップＳ４において抽出したエッジデータをＲＡＭに格納し、ステップＳ５においてナンバープレート抽出を行い、ステップＳ６においてナンバープレートが抽出できたか否かを判断する。車両が車両番号認識用カメラ１１の視野内の所定位置までまだ達していないときはナンバープレートは抽出されない。ナンバープレートが抽出されなかった判断したときはステップＳ７に進んでナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎが立っているか否か（Ｆｎ＝１？）を判断する。この場合はフラグＦｎはまだ立っていないのでステップＳ８に進み、ＲＡＭからエッジデータをクリアし、次いでステップＳ１に戻る。ステップＳ６においてナンバープレートが抽出できたと判断したときはステップＳ９に進んでナンバープレート検出信号Ｓｎを生成し第２のマイクロプロセッサ２８に送出する。ステップＳ１０においてナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎが立っているか否かを判断する。最初はフラグＦｎは立っていないのでステップＳ１１に進み、ＲＡＭのエッジデータに対して文字認識を実行して車両番号データＤｎを抽出し、ステップＳ１２においてその抽出した車両番号データＤｎをＲＡＭにストアし、ステップＳ１３においてナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎを立て（Ｆｎ←１）、次いでステップＳ１に戻る。一般に一度ナンバープレートが検出されると、何フレーム分かは同様にナンバープレートが検出される状態が続く。すなわち、ステップＳ１〜Ｓ１０と進む。こんどはステップＳ１０の判断では肯定的となり、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３をスキップしてステップＳ１に戻る。この間、ＲＡＭには同一の車両番号データＤｎが保持されている。一旦ナンバープレートを検出したあとのステップＳ６においてナンバープレートの検出がなかったときは、ステップＳ７に進んでナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎが立っているか否かの判断を行い、この場合はフラグＦｎが立っているのでステップＳ１４に進み、車両通過済み信号Ｓｐを生成して第２のマイクロプロセッサ２８に送出し、ステップＳ１５においてナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎをゼロクリアする（Ｆｎ←０）。後述するもう１つの第２のマイクロプロセッサ２８のシーケンシャル動作（図５）でのステップＴ１８で第１のマイクロプロセッサ１５に対して確定信号Ｓｄが送出されるが、第２のマイクロプロセッサ２８はステップＳ１６において確定信号Ｓｄの入力を待ってステップＳ１７に進み、出力用の第３のビデオコントローラ４１に対してリードイネーブル信号Ｓｒ１ を送出する。ステップＳ１８において第３のビデオコントローラ４１からのアクセスを待ってステップＳ１９においてＲＡＭから車両番号データＤｎを画像合成回路４２に送出し、ステップＳ２０において第３のビデオコントローラ４１からの読み出し終了信号Ｓｅｎｄ１の入力を待ってステップＳ２１に進み、ＲＡＭからエッジデータと車両番号データＤｎをクリアし、ステップＳ１に戻る。
【００３７】
次に、車両正面部撮像用カメラ２１に対応する第２のマイクロプロセッサ２８のシーケンシャル動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。第２のマイクロプロセッサ２８におけるＭＰＵはステップＴ１において第１のマイクロプロセッサ１５からのナンバープレート検出信号Ｓｎの入力を待つ。入力がないときはステップＴ２に進んでタイマーをスタートさせたことを示すフラグＦｔが立っているか否か（Ｆｔ＝１？）を判断するが、ここでは立っていないのでステップＴ１に戻る。ステップＴ１の判断が肯定的となったときはステップＴ３に進んで車両正面部撮像用カメラ２１と第２のＡ／Ｄ変換器２２（Ａ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と第２のビデオコントローラ２３に対してナンバープレート検出ありのトリガ信号Ｓｔｒｇ を出力する。ステップＴ４においてタイミング信号発生回路３１からのタイミング信号Ｓｔの入力を待ってステップＴ５に進み、タイマーをスタートさせ、ステップＴ６においてタイマーをスタートさせたことを示すフラグＦｔを立て（Ｆｔ←１）、ステップＴ７において第２のビデオコントローラ２３を介して１フレーム分の画像データＶＤｂを取り込む。この画像データＶＤｂはすなわち車両正面部撮像用カメラ２１によって撮像され、Ａ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃによってデジタルに変換されたＲ，Ｇ，Ｂの画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂである。ステップＴ８においてｉをサフィックス用変数ｉとして、リングバッファメモリ２５，２６，２７のメモリ順位＃ｉのフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）にそれぞれ取り込んだ１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂの画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを書き込む。メモリ順位＃ｉへの書き込みが行われたので、ステップＴ９において次にはメモリ順位＃ｉ＋１ に書き込む準備としてサフィックス用変数ｉをインクリメントする（ｉ←ｉ＋１）。リングバッファメモリのサイクリックな使用を補償にするために、ステップＴ１０においてインクリメント後のサフィックス用変数ｉが“９”以上となったか否かを判断し、“８”以下のときはそのままとするが、“９”以上となったときはステップＴ１１に進んでサフィックス用変数ｉを“１”に戻す（ｉ←１）。つまりメモリ順位＃８ の次にはメモリ順位＃１ をセットするのである。このように調整してからステップＴ１に戻る。
【００３８】
ナンバープレート検出信号Ｓｎが第１のマイクロプロセッサ１５から送られてくる限りにおいてステップＴ１〜Ｔ１１を繰り返し実行する。この繰り返しにより、ナンバープレート検出信号Ｓｎがある限りにおいてリングバッファメモリ２５，２６，２７では１フレーム分の画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを順次メモリ順位＃ｉをインクリメントしつつ対応するフレームバッファメモリ２５（＃１），２６（＃１），２７（＃１）に書き込んでゆく。この繰り返しにおいてステップＴ５のタイマースタートは最初からのリスタートになる。この繰り返しにおいては次のようなルーチンを通る。ステップＴ１においてナンバープレート検出信号Ｓｎの入力がないタイミングではステップＴ２に進む。ステップＴ２においてタイマーをスタートさせたことを示すフラグＦｔが立っているか否かを判断するが、すでに立っているのでステップＴ１２に進む。ステップＴ１２においてタイムアップしたか否かを判断する。このタイムアップの所定時間Ｔｏについては図２に示すようにビデオレートの３３．３ｍｓｅｃを少しオーバーする時間である。つまり次の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ （共通垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ０）のタイミングを経過してもナンバープレート検出信号Ｓｎの入力がないことを判断するのである。タイムアップするまではステップＴ１に戻るが、タイムアップしたときは、車両番号認識用カメラ１１による撮像画面から車両のナンバープレート候補画像領域が通り抜けたことと捉えてステップＴ１３に進んでフラグＦｔをゼロクリアし（Ｆｔ←０）、ステップＴ１４において第１のマイクロプロセッサ１５からの車両通過済み信号Ｓｐの入力を待ってステップＴ１５に進む。ステップＴ１５においてサフィックス用変数ｉが“１”か否かを判断し、“１”でないときはステップＴ１６に進んでサフィックス用変数ｉをデクリメントし（ｉ←ｉ−１）、ステップＴ１５の判断でｉ＝１となっているときはステップＴ１７に進んでサフィックス用変数ｉに“８”をセットする。
【００３９】
このステップＴ１５〜Ｔ１７の意味は次のとおりである。すでに図２で説明したように、車両番号認識用カメラ１１による１フレーム周期での時刻ｔｊ−１ の画像データＤＶａ（ｔｊ−１）にナンバープレート画像データ領域が含まれなくなったときにはナンバープレート検出信号Ｓｎは出力されず、代わりに車両通過済み信号Ｓｐが出力され、その次の１フレーム周期での時刻ｔｊ での画像データのリングバッファメモリ２５，２６，２７への書き込みは行われず、その時刻ｔｊ の一つ前の時刻ｔｊ−１ に対応するフレームバッファメモリ２５（＃ｊ−１），２６（＃ｊ−１），２７（＃ｊ−１）からＲ，Ｇ，Ｂの画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを読み出そうとしている。その読み出しのメモリ順位＃ｊ−１ を確定するために上記のステップＴ１５〜Ｔ１７を実行しているのである。サフィックス用変数ｉが“１”でなく“２”〜“８”のいずれかであればそれぞれの一つ若いメモリ順位とするためにステップＴ１６を行う。サフィックス用変数ｉが“１”のときにはそれより一つ若いメモリ順位は最後の“８”とするのである。
【００４０】
ステップＴ１８において第２のマイクロプロセッサ２８はリングバッファメモリ２５，２６，２７のうちで読み出すべき画像データを格納しているメモリ順位＃ｉを確定したことを意味する確定信号Ｓｄを生成して第１のマイクロプロセッサ１５に送出する。そして、確定したメモリ順位＃ｉのＲ，Ｇ，Ｂの３つのフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）の画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを画像合成回路４２に送出する処理へと進む。すなわち、ステップＴ１９において出力用の第３のビデオコントローラ４１に対してリードイネーブル信号Ｓｒ２ に送出する。ステップＴ２０において第３のビデオコントローラ４１からのアクセスを待ってステップＴ２１において確定したメモリ順位＃ｉのフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）から画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを読み出して画像合成回路４２に送出し、ステップＴ２２において第３のビデオコントローラ４１からの読み出し終了信号Ｓｅｎｄ２の入力を待ってステップＴ２３に進み、通り過ぎた車両についての画像データをオールクリアするためにリングバッファメモリ２５，２６，２７をオールクリアし、ステップＴ２４においてサフィックス用変数ｉを“１”にイニシャルセットし（ｉ←１）、ステップＴ１に戻る。オールクリアするのは次の車両の撮像のときに誤って別の車両の画像データが送信されないよう信頼性を担保するためである。このような誤動作が起こらないようにした機種においては、ステップＴ２３，Ｔ２４は省略してもよい。
【００４１】
以上の処理によって、リングバッファメモリ２５，２６，２７から読み出され画像合成回路４２によって合成されたカラー合成画像は運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態の画像データとなっている。さらに、これに第１のマイクロプロセッサ１５から読み出された車両番号がスーパーインポーズされ、運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめた状態の画像データとなっている。
【００４２】
そのようにして最終的に取得された画像データの様子を図６、図７に示してみる。図６は時速６０ｋｍの場合であり、図７は時速１２０ｋｍの場合である。タイミング信号発生回路３１から出力される各種のタイミング信号Ｓｔによって、車両番号認識用カメラ１１と車両正面部撮像用カメラ２１とは、また第１のＡ／Ｄ変換器１２と第２のＡ／Ｄ変換器２２とは、また第１のビデオコントローラ１３と第２のビデオコントローラ２３とはそれぞれ完全なジャストの同期がとられている。したがって、従来技術（先行提案技術）の図１９の車両走行速度が６０ｋｍ／ｈの場合と比較すると、ジャストの同期であるので図１９（ｂ），（ｃ）のような状況は起こり得ず、図１９（ａ）のみに対応したものとなる。それを図６（ｂ）に示す。
【００４３】
図６（ａ）は走行速度が６０ｋｍ／ｈの場合に車両番号認識用カメラ１１が撮像した画像データに基づいてナンバープレートの認識処理がなされる最初のタイミングを示している。図６（ｂ）は図６（ａ）から１フレーム周期あとのタイミングを示しており、この画像データがリングバッファメモリ２５，２６，２７に書き込まれる。図６（ｂ）を見ると、ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が映し込まれている。タイヤ１０２もルーフ１０３も確実に映し込まれている。バンパー１０４、ヘッドライト１０５、ラジエータグリル１０６、ボンネット１０７、サイドミラー１０８、フロントガラス１０９、車両外郭形状１１０など車種を特定する上で主要な車両正面部の要素がすべて映し込まれている。図６（ｃ）は図６（ｂ）から１フレーム周期あとのタイミングを示している。この場合は、タイヤ１０２は一部欠けているが、前記同様にルーフ１０３、バンパー１０４、ヘッドライト１０５、ラジエータグリル１０６、ボンネット１０７、サイドミラー１０８、フロントガラス１０９、車両外郭形状１１０など車種を特定する上で主要な車両正面部の要素がすべて映し込まれ、かつナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が映し込まれている。この場合の画像データもリングバッファメモリ２５，２６，２７に書き込まれている。図６（ｄ）は図６（ｃ）からさらに１フレーム周期あとのタイミングを示している。この場合は、ナンバープレート１０１の領域が画面から外れており、リングバッファメモリ２５，２６，２７への画像データの書き込みは行われない。したがって、送信される画像データはその直前（１フレーム前）の図６（ｃ）の画像データであり、この画像データには車両番号１５０もスーパーインポーズされることになる。
【００４４】
図７（ａ）は走行速度が１２０ｋｍ／ｈの場合に車両番号認識用カメラ１１が撮像した画像データに基づいてナンバープレートの認識処理がなされる最初のタイミングを示している。図７（ｂ）は図７（ａ）から１フレーム周期あとのタイミングを示しており、この画像データがリングバッファメモリ２５，２６，２７に書き込まれる。図７（ｂ）は図２０（ａ）に対応している。この場合も、ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が映し込まれ、かつタイヤ１０２、ルーフ１０３、バンパー１０４、ヘッドライト１０５、ラジエータグリル１０６、ボンネット１０７、サイドミラー１０８、フロントガラス１０９、車両外郭形状１１０など車種を特定する上で主要な車両正面部の要素がすべて映し込まれている。図７（ｃ）は図７（ｂ）から１フレーム周期あとのタイミングを示している。この場合は、ナンバープレート１０１の領域が 画面ら外れており、リングバッファメモリ２５，２６，２７への画像データの書き込みは行われない。したがって、送信される画像データはその直前（１フレーム前）の図７（ｂ）の画像データであり、この画像データには車両番号１５０もスーパーインポーズされることになる。
【００４５】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は車両通過済み信号Ｓｐを入力したときに、１フレーム前の画像データを採用することに代えて、リングバッファメモリ２５，２６，２７に対する画像データの書き込みの行われている複数のフレームバッファメモリのうちの最新と最古の間の中位のフレームバッファメモリの画像データを採用するものである。図５のステップＴ２４でサフィックス用変数ｉを“１”にイニシャルセットしたので、ステップＴ８で最初に画像データが書き込まれるメモリ順位＃ｉは必ず＃１となる。すなわち、車両の画像データを取り込むときは必ずメモリ順位＃１のフレームバッファメモリ２５（＃１），２６（＃１），２７（＃１）から書き込みを始めることになる。実施の形態２の場合のフローチャートを図１０、図１１に示す。ステップＴ８−１においてカウンタ変数ｎをインクリメントする（ｎ←ｎ＋１）。前提としてステップＴ２４−１においてカウンタ変数ｎをイニシャルクリアしておく（ｎ←０）。したがって、最初にナンバープレート検出信号Ｓｎを入力し１フレーム分の画像データをメモリ順位＃１のフレームバッファメモリ２５（＃１），２６（＃１），２７（＃１）に格納したときには、ｎ＝１となっている。車両通過済み信号Ｓｐを入力するまでに使用されるフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）の個数は車両の走行速度によってまちまちとなる。ただし、使用されるフレームバッファメモリの個数は最大で８個である。走行速度が低い場合には、リングバッファメモリ２５，２６，２７のサイクリックな使用が行われる。渋滞しておればその頻度が高くなる。
【００４６】
カウンタ変数ｎの値の変化に対応するリングバッファメモリ２５の使用のされ方の関係を図８に示す。他のリングバッファメモリ２６，２７についても同様である。リングバッファメモリ２５に対する画像データの書き込みの行われている複数のフレームバッファメモリのうちの最新と最古の間の中位のフレームバッファメモリの画像データを採用するものとする。黒点はそれぞれの場合に採用したいメモリ順位を指している。ｎ＝８のときに８つのフレームバッファメモリ（＃１）〜（＃８）がすべて使われるようになる。ｎ≧９のときにサイクリックな使われ方になる。
【００４７】
図９は図８を基にして、カウンタ変数ｎの値と採用したいサフィックス用変数ｉの値との関係を示すものである。ｎ≧８のときは比較的単純な規則性が認められる。１≦ｎ≦７のときは平均的な関係に近い。この点を踏まえて、図１０のフローチャートにおいては図５のフローチャートにおけるステップＴ１５〜Ｔ１７に代えて、ステップＴ１５ａをプログラミングしてある。このステップＴ１５ａは採用すべきフレームバッファメモリを決めるサフィックス用変数ｉの確定処理についてのものであり、その具体的な内容を図１１のステップＴ１５−１〜Ｔ１５−１１に示している。以下、説明する。
【００４８】
ステップＴ１５−１において第２のマイクロプロセッサ２８におけるＭＰＵはカウンタ変数ｎについてｎ≦７か否かを判断し、肯定的のときはステップＴ１５−２に進んで平均値変数ａを演算する。ａ＝（１＋ｎ）／２である。ステップＴ１５−３において平均値変数ａが整数か否かを判断し、整数のときはステップＴ１５−４に進んでサフィックス用変数ｉに平均値変数ａの内容をセットし（ｉ←ａ）、次いでステップＴ１８に進む。整数でないときはステップＴ１５−５に進んで平均値変数ａに０．５を足した結果をサフィックス用変数ｉにセットし（ｉ←ａ＋０．５）、次いでステップＴ１８に進む。例えば、ｎ＝６のときは、ａ＝３．５となり、ｉ＝３．５＋０．５＝４とする。これは図９に沿ったものとなっている。また、ｎ＝７のときは、ａ＝４となり、ｉ＝４とする。これは図９に沿ったものとなっている。
【００４９】
ステップＴ１５−１の判断で否定的のときはステップＴ１５−６に進んで、８≦ｎ≦１１の判断を行い、肯定的のときはステップＴ１５−７に進んでカウンタ変数ｎから３を減じた結果をサフィックス用変数ｉにセットし（ｉ←ｎ−３）、次いでステップＴ１８に進む。これは図９のｎ＝８〜１１に対応している。ステップＴ１５−６の判断が否定的であってｎ≧１２のときはステップＴ１５−８に進み、カウンタ変数ｎから１２を減じた結果を新たにカウンタ変数ｎにセットする（ｎ←ｎ−１２）。次に、ステップＴ１５−９においてｎ≦７か否かを判断し、否定的のときはステップＴ１５−１０に進んでカウンタ変数ｎから８を減じた結果を新たにカウンタ変数ｎにセットし、再びステップＴ１５−９に戻る。つまり、結果が７以下となるまでｎから８を減算する処理を繰り返すのである。ステップＴ１５−９のｎ≦７の判断が肯定的となったときはステップＴ１５−１１に進んでカウンタ変数ｎに１を足した結果をサフィックス用変数ｉにセットし（ｉ←ｎ＋１）、次いでステップＴ１８に進む。
【００５０】
例えば図９でのｎ＝１６の場合についてみると、ステップＴ１５−８で−１２されて４となり、ステップＴ１５−６で＋１されて所期通りの５となる。また例えば図９でのｎ＝２０の場合についてみると、ステップＴ１５−８で−１２されて８となり、さらにステップＴ１５−１０で−８されて０となり、ステップＴ１５−６で＋１されて所期通りの１となる。また例えば図９でのｎ＝２５の場合についてみると、ステップＴ１５−８で−１２されて１３となり、さらにステップＴ１５−１０で−８されて５となり、ステップＴ１５−６で＋１されて所期通りの６となる。
【００５１】
以上のようにして本実施の形態２においては、車両の走行速度が比較的に遅いとき、とりわけ渋滞が生じているときに、Ｒ，Ｇ，Ｂのリングバッファメモリ２５，２６，２７のそれぞれにおいて画像データの書き込みの行われている複数のフレームバッファメモリ２５（＃１）〜２５（＃８），２６（＃１）〜２６（＃８），２７（＃１）〜２７（＃８）のうちの最新と最古の間の中位のフレームバッファメモリの画像データを採用することができ、運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめた状態の最適な画像データを採用することができる。
【００５２】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は複数のフレームバッファメモリに格納されている各１フレーム分の複数の画像データのうち最終的に採用すべき画像データの決定の仕方の変形にかかわるものである。すなわち、画像データ上で画面の下辺部に路面が所定面積範囲で映り込んでいる画像データを採用すべき画像データとして決定するものである。
【００５３】
図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す３つの画像データはいずれもナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が映し込まれている。タイヤ１０２、ルーフ１０３、バンパー１０４、ヘッドライト１０５、ラジエータグリル１０６、ボンネット１０７、サイドミラー１０８、フロントガラス１０９、車両外郭形状１１０など車種を特定する上で主要な車両正面部の要素がすべて映し込まれている。リングバッファメモリにこれら（ａ），（ｂ），（ｃ）の３つの画像データがすべて格納されているとき、いずれを採用すべき画像データとして決定するかが問題となる。本実施の形態では画面上で車両の下方手前の箇所に路面が所定面積範囲で映り込んでいることを条件として決定する。図で網点を施した部分が車両下方の路面領域３００である。３つのうちで図１２（ｂ）が最も好ましいレイアウトである。図１２（ａ），（ｃ）の場合はレイアウト上で図１２（ｂ）よりも劣るものであり、前者の路面領域３００の面積は所定面積範囲の上限を超えており、後者の路面領域３００の面積は所定面積範囲の下限を下回っている。
【００５４】
図１３で原理を説明する。１フレーム分の画像データＶＤｂ（＃ｊ）においてナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（＃ｊ）の下方の領域で座標（ｘ，ｙ）を基準とする検索用単位面積ウインドウＡｘｙを開く。この検索用単位面積ウインドウＡｘｙ内での輝度値の平均値μｘｙと標準偏差σｘｙを求める。輝度値の平均値μｘｙが路面を示す基準平均輝度値範囲μｄ 〜μｕ 内にあり、かつ輝度値の標準偏差σｘｙが路面を示す基準輝度標準偏差範囲σｄ 〜σｕ 内にあるとき、その検索用単位面積ウインドウＡｘｙを有意としてカウントアップする。検索用単位面積ウインドウＡｘｙをまず水平方向にスキャンし、ｘ方向の終端に達すると、今度は垂直方向にスキャンする。このような繰り返しにおいて、有意にカウントアップされた路面領域面積が所定面積範囲に入っているものを候補としてピックアップする。そして、候補のうち、路面領域面積が最適値に最も近いものを最終候補とする。
【００５５】
以下、実施の形態３の動作を図１４、図１５のフローチャートに基づいて説明する。図１４のフローチャートにおいては図５のフローチャートにおけるステップＴ１５〜Ｔ１７に代えて、ステップＴ１６ａをプログラミングしてある。このステップＴ１６ａは採用すべきフレームバッファメモリを決めるサフィックス用変数ｉの確定処理についてのものであり、その具体的な内容を図１５のステップＴ１６−１〜Ｔ１６−２０に示している。以下、説明する。
【００５６】
ステップＴ１６−１において第２のマイクロプロセッサ２８におけるＭＰＵはメモリ順位＃ｊのフレームバッファメモリ２５（＃ｊ），２６（＃ｊ），２７（＃ｊ）の画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを合成してなる画像データＶＤｂ（＃ｊ）のうちのナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（＃ｊ）を割り出す。ステップＴ１６−２において画像データＶＤｂ（＃ｊ）のうちナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（＃ｊ）よりも下方の画像領域を検索対象領域として設定し、この検索対象領域において検索用単位面積ウインドウＡｘｙを設定する。なお、初回はメモリ順位＃ｊは＃１であり、検索用単位面積ウインドウＡｘｙにおける座標（ｘ，ｙ）は検索対象領域の左上隅を原点とする座標である。ステップＴ１６−３において検索用単位面積ウインドウＡｘｙでの輝度値の平均値μｘｙを求め、ステップＴ１６−４において同じウインドウＡｘｙでの輝度値の標準偏差σｘｙを求める。ステップＴ１６−５において平均値μｘｙが基準平均輝度値範囲μｄ 〜μｕ 内にあるか否かを判定する（μｄ ≦μｘｙ≦μｕ ）。ステップＴ１６−６において標準偏差σｘｙが基準輝度標準偏差範囲σｄ 〜σｕ 内にあるか否かを判定する（σｄ ≦σｘｙ≦σｕ ）。両方が成立しているときはステップＴ１６−７に進んで路面領域面積変数ｑｊ をインクリメントする（ｑｊ ←ｑｊ ＋１）。路面領域面積変数ｑｊ はステップＴ１６−２０によって初期値は０である。いずれか片方が成立していないときはステップＴ１６−７をスキップする。ステップＴ１６−８においてｘ座標をインクリメントし、ステップＴ１６−９でｘ座標が終端か否かを判断し、終端でなければステップＴ１６−１に戻る。ステップＴ１６−８，Ｔ１６−９によりウインドウＡｘｙの水平方向走査が行われる。ｘ座標が終端に達したときはステップＴ１６−１０に進んでｘ座標を初期値に戻し、ステップＴ１６−１１においてｙ座標をインクリメントし、ステップＴ１６−１２でｙ座標が終端か否かを判断し、終端でなければステップＴ１６−１に戻る。ステップＴ１６−１１，Ｔ１６−１２によりウインドウＡｘｙの垂直方向走査が行われる。ｙ座標が終端に達するまで上記のルーチンを繰り返すことにより、有意となる場合にステップＴ１６−７で路面領域面積変数ｑｊ をインクリメントしてゆく。ｙ座標が終端に達したときはステップＴ１６−１３に進んでｙ座標を初期値に戻し、ステップＴ１６−１４においてメモリ順位＃ｊを指定するサフィックス用変数ｊがすべてトライされたか否かを判断し、全トライが未完了のときはステップＴ１６−１５に進んでサフィックス用変数ｊをインクリメントし（ｊ←ｊ＋１）、ステップＴ１６−１に戻る。これで次の１フレーム分の画像データＶＤｂ（＃ｊ）について同様の路面領域面積変数ｑｊ のインクリメントが行われる。サフィックス用変数ｊがすべてトライされたときはステップＴ１６−１６に進んで複数のサフィックス用変数ｊについての路面領域面積変数ｑｊ のうちで所定面積範囲ｑｄ 〜ｑｕ に入っているものを候補として抽出し、ステップＴ１６−１７において抽出された候補のなかで路面領域面積変数ｑｊ が最適値ｑｂｅｓｔにもっとも近いものを最終候補として選択し、ステップＴ１６−１８においてその最適値ｑｂｅｓｔに対応する路面領域面積変数ｑｊ のメモリ順位＃ｊについてのサフィックス用変数ｊを確定する。そして、ステップＴ１６−１９においてサフィックス用変数ｉにサフィックス用変数ｊの内容をセットし、ステップＴ１６−２０で路面領域面積変数ｑｊ をゼロクリアし（ｑｊ ←０）、次いでステップＴ１８に進む。
【００５７】
以上のようにして本実施の形態３においては、Ｒ，Ｇ，Ｂのリングバッファメモリ２５，２６，２７のそれぞれにおいて画像データの書き込みの行われている複数のフレームバッファメモリ２５（＃１）〜２５（＃８），２６（＃１）〜２６（＃８），２７（＃１）〜２７（＃８）のうち運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめ、かつ車両の下方手前の箇所に路面が適度に現れる状態の最適な画像データを採用することができる。
【００５８】
以上、３つの実施の形態について説明してきたが、本発明は次のように構成したものも含むものである。
【００５９】
（１）上記の実施の形態では車両正面部撮像用カメラ２１をカラーカメラとしたが、これに代えてモノクロカメラとしてもよい。この場合、図１において、第２のＡ／Ｄ変換器２２は単一のＡ／Ｄ変換器でよく、第２のＶＲＡＭ２４は単一のリングバッファメモリを有しておればよい。
【００６０】
（２）上記の実施の形態ではマイクロプロセッサを２つ用いたが、１つのマイクロプロセッサにまとめてもよい。
【００６１】
（３）上記の実施の形態ではエッジデータから車両番号データＤｎを抽出し、これをスーパーインポーズしたが、車両番号データの抽出は省略してもよい。この場合において、（２）のように車両正面部撮像用カメラ２１をモノクロカメラとするときは、画像合成回路４２を省略するものとする。
【００６２】
（４）上記の実施の形態ではビデオレートを３３．３ｍｓｅｃとしたが、これに代えて２倍速の１６．７ｍｓｅｃとしても、あるいは他のビデオレートとしてもよい。
【００６３】
（５）リングバッファメモリを構成するフレームバッファメモリの個数を８つとしたが、これは一例であることはいうまでもなく、カメラの性能、画角、深く、焦点深度、車両の制限速度等々の条件に応じて適当に定めればよい。ビデオレートが高速であるほどフレームバッファメモリの個数は少なくてよい。最小は２つであると考えられる。
【００６４】
（６）なお、本発明の趣旨から外れるが、ビデオレートが１６．７ｍｓｅｃ等高速であるときには非同期タイプとすることも許容される可能性がある。
【００６５】
（７）２つのカメラの解像度は同一であってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
車両撮像装置についての本発明によれば、ナンバープレート検出信号がなくなることに基づく車両通過済み信号タイミングは共通の同期信号となるので、車両走行速度のいかんにかかわらず使用することとなる出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとなる。また、画面の下辺部に路面領域の面積を適度に確保した状態で出力すべき画像データを出力することにより、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両画像が人間の目視確認にとって好都合なレイアウトとなる。また、車両番号データを重畳することにより、後処理を便利にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の車両撮像装置の電気的構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１の場合の画像データのタイミングチャート
【図３】実施の形態１の場合のリングバッファメモリの説明図
【図４】実施の形態１の第１のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート
【図５】実施の形態１の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート
【図６】実施の形態１において車両走行速度が比較的遅い場合の画像データの説明図
【図７】実施の形態１において車両走行速度が比較的速い場合の画像データの説明図
【図８】実施の形態２の技術的根拠を説明するリングバッファメモリの使われ方の説明図
【図９】図８を基にしたカウンタ変数の値と採用したいサフィックス用変数の値との関係図
【図１０】実施の形態２の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート
【図１１】実施の形態２の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート（図１０の要部）
【図１２】実施の形態３の技術的背景の説明図
【図１３】実施の形態３の原理の説明図
【図１４】実施の形態３の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート
【図１５】実施の形態３の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート（図１４の要部）
【図１６】本発明者による先行提案技術の２台のカメラを用いる場合の撮像の様子の説明図
【図１７】先行提案技術の場合の画像データのタイミングチャート
【図１８】先行提案技術の場合の２台のカメラの視野の相互関係図
【図１９】先行提案技術の場合において車両走行速度が比較的遅い場合の同期ずれを示す説明図
【図２０】先行提案技術の場合において車両走行速度が比較的速い場合の同期ずれによる不都合の説明図
【図２１】従来の技術において車両のナンバープレートを撮像する様子の説明図
【符号の説明】
１１……車両番号認識用カメラ、１３……第１のビデオコントローラ、１４……第１のＶＲＡＭ、１５……第１のマイクロプロセッサ、２１……車両正面部撮像用カメラ、２３……第２のビデオコントローラ、２４……第２のＶＲＡＭ、２５……Ｒ（赤）用のリングバッファメモリ、２６……Ｇ（緑）用のリングバッファメモリ、２７……Ｂ（青）用のリングバッファメモリ、２８……第２のマイクロプロセッサ、３１……タイミング信号発生回路、４１……第３のビデオコントローラ、４２……画像合成回路、４３……画像圧縮回路、４５……変調回路、４６……送信回路、４７……通信回線、１００……車両、１０１……ナンバープレート、１０２……タイヤ、１０３……ルーフ、１０４……バンパー、１０５……ヘッドライト、１０６……ラジエータグリル、１０７……ボンネット、１０８……サイドミラー、１０９……フロントガラス、１１０……車両外郭形状、１５０……車両番号、２００……運転者、３００……路面領域、Ｓｎ……ナンバープレート検出信号、Ｓｔ……タイミング信号、Ｓｔｒｇ ……トリガ信号、Ｓｐ……車両通過済み信号、Ｓｄ……確定信号、Ｓｒ１ ，Ｓｒ２ ……リードイネーブル信号、ＤＶａ……車両番号認識用カメラによる画像データ、ＤＶｂ……車両正面部撮像用カメラによる画像データ、Ｖｎ……ナンバープレート画像データ領域、Ｖｓｙｎｃ０ ……共通垂直同期信号、Ｖｓｙｎｃ１ ……車両番号認識用カメラの垂直同期信号、Ｖｓｙｎｃ２ ……車両正面部撮像用カメラの垂直同期信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路を走行する車両をその走行中に撮像する車両撮像装置にかかわり、特にはナンバープレートおよび運転者を含む範囲を確実に撮像できるようにする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より走行中の車両のナンバープレートを撮像する車両撮像装置が知られている。道路の上方または路側に設けたカメラを常時撮像状態にしておく。このカメラの視野内を通過する車両はカメラによって撮像されることになる。カメラによって撮像されたアナログの映像信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの画像データとし、その画像データの１フレーム分をバッファメモリとしてのフレームメモリに格納する。フレームメモリをスキャンして水平走査方向の微分処理を行った後に２値化して垂直方向に沿ったエッジを検出する。水平走査方向での所定の幅内におけるエッジ数が所定範囲内のときにナンバープレート候補ラインとし、かつ、垂直走査方向でナンバープレート候補ラインが所定数連続するときにナンバープレート検出信号を出力する。ナンバープレート検出信号がないときは、その１フレーム分の画像データは使用せず、次の１フレーム分の画像データをフレームメモリに格納し、上記同様のエッジ検出からのナンバープレート認識処理を実行する。このような処理を繰り返し実行してゆく。ナンバープレート検出信号があったときは、そのタイミングでフレームメモリの画像データを通信回線を介してセンターに送信する。
【０００３】
ナンバープレートを認識するにはカメラによって撮像した画像データの分解能が一定以上に高くなっている必要がある。それに適したカメラの画角は一般的には比較的に狭いものであり、最終目的とするナンバープレートが映っている画像データは例えば図２１のようになり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での撮像が行えない。
【０００４】
上記とは逆に、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲を広角で車両を撮像する場合には、画像データの分解能が低くなりすぎるためにナンバープレート認識ができなくなってしまい、そうなると車両検出タイミングでの車両撮像という本来の目的そのものが達成できなくなる。すなわち、１台のカメラでナンバープレート認識することとナンバープレートおよび運転者を含む範囲で車両を撮像することとを両立させることができないのである。
【０００５】
近時においては運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態での撮像の実現が要望されるようになってきた。そこで、本発明者は当初、２台のカメラを用いることを考えた。以下、図１６を用いて説明する。車両１００のナンバープレート１０１の認識を目的とする分解能が高く画角が小さい車両番号認識用カメラ１と、ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲で車両の正面部画像を撮像することを目的とする車両正面部撮像用カメラ２との２台のカメラを路上に配置する。車両正面部撮像用カメラ２はその目的から俯角が車両番号認識用カメラ１よりも浅くなるように設けられる。車両番号認識用カメラ１はナンバープレートを認識するものであり、車両正面部撮像用カメラ２はそれが撮像する車両１００の正面部画像にナンバープレート１０１も含むものであるので、両カメラ１，２の視野はナンバープレート１０１の位置を基準に重なるようにする。車両番号認識用カメラ１は常時撮像状態にあるのに対して車両正面部撮像用カメラ２は常時は非撮像のインアクティブ状態にある。車両番号認識用カメラ１で撮像した画像データに基づいてナンバープレート認識を行い、ナンバープレート検出信号が出力されたタイミングで車両正面部撮像用カメラ２のシャッタを切って車両の正面部画像を撮像し、その画像データをセンターに送信する。本発明者は、これによって、運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態の車両の正面部画像を取得することができるはずであると考えたのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、さらに深く検討すると、上記した先行提案の技術には次のような問題点があることが判明した。車両番号認識用カメラ１と車両正面部撮像用カメラ２との間に同期がとられていない。したがって、全く同じ仕様の車両撮像装置であっても装置ごとに正面部画像の撮像条件が異なってしまったり、同じ装置であっても時間経過とともに正面部画像の撮像条件が異なってしまう。このことを図１７、図１８、図１９を用いて説明する。
【０００７】
図１７（ａ）は車両番号認識用カメラ１で撮像されＡ／Ｄ変換された画像データを示す。Ｖｓｙｎｃ１ は垂直同期信号、ＤＶａ（ｔ０）やＤＶａ（ｔ１）はそれぞれ時刻ｔ０，ｔ１における１フレーム分の画像データ、Ｖｎ（ｔ０）は画像データＤＶａ（ｔ０）に含まれておりエッジ検出からのナンバープレート認識処理により認識されたナンバープレート画像データ領域である。ナンバープレート認識がなされると次の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ の直前にナンバープレート検出信号をトリガ信号（シャッタ信号）として車両正面部撮像用カメラ２に送出する。
【０００８】
図１７（ｂ），（ｃ），（ｄ）は車両正面部撮像用カメラ２で撮像した映像信号を示す。図１７（ｂ）はその垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ が偶然に車両番号認識用カメラ１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ と同じタイミングとなっている場合を示す。ナンバープレート検出信号をシャッタ信号として入力した車両正面部撮像用カメラ２は１フレーム周期での時刻ｔ０の次の時刻ｔ１において画像データＶＤｂ（ｔ１）を取得する。
【０００９】
図１８は車両１００と車両番号認識用カメラ１の視野Ｙａと車両正面部撮像用カメラ２の視野Ｙｂとの関係を模擬的に示している。この図の見方は次のとおりである。二点鎖線で表す車両番号認識用カメラ１による視野Ｙａにおいて時刻ｔ０にナンバープレート１０１が視野Ｙａ（ｔ０）の所定の位置（画面の上から１／３当たりの部位）に来たときにナンバープレート検出信号が出力される。このときのナンバープレート１０１は図１７（ａ）におけるナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔ０）に対応している。同じ時刻ｔ０における車両正面部撮像用カメラ２の視野Ｙｂ（ｔ０）を太い破線で表している。もっともこの時刻ｔ０では車両正面部撮像用カメラ２はまだナンバープレート検出信号を受け取っていないので撮像は行われない。太い実線で示す視野Ｙｂ（ｔ１）は１フレーム周期での時刻ｔ０の次の時刻ｔ１における車両１００に対する相対的な車両正面部撮像用カメラ２の視野を表している。実際には視野Ｙｂが破線状態から実線状態へ変位することはないのであるが、車両１００が仮に動かないとした場合の車両１００に対する視野Ｙｂの相対的な動きを示している。
【００１０】
図１８において時刻ｔ１の太い実線で示す視野Ｙｂ（ｔ１）で車両正面部撮像用カメラ２は入力したナンバープレート検出信号に基づいて撮像を行う。この視野Ｙｂ（ｔ１）で撮像された１フレーム分の画像データＶＤｂ（ｔ１）には、ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が撮像されており、バンパー・ボンネット・ヘッドライト・外郭形状なども映っていることから車種まで分かるようになっている。すなわち、車両正面部撮像用カメラ２による時刻ｔ１での視野Ｙｂ（ｔ１）は運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態での理想的な撮像状態を具現するためにちょうど良いタイミングに対応させて定めてある。この時刻ｔ１での視野Ｙｂ（ｔ１）の撮像状況を取り出して図１９（ａ）に示す。
【００１１】
図１７（ｂ）においは車両番号認識用カメラ１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ と車両正面部撮像用カメラ２の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ とが偶然に同期しタイミングがジャストに一致しているものとみなしている。１フレームは１秒間に３０枚相当であるから、ビデオレートである垂直周期τｖは３３．３ｍｓｅｃとなる。したがって、図１８において１フレーム周期での時刻ｔ０での視野Ｙｂ（ｔ０）と時刻ｔ１での視野Ｙｂ（ｔ１）との間には時間間隔で１垂直周期分τｖ＝３３．３ｍｓｅｃの差がある。標準走行速度を６０ｋｍ／ｈとすると、秒速では１６．７ｍ／ｓｅｃであり、３３．３ｍｓｅｃ間には５５．６ｃｍだけ車両１００が前進していることに相当する。図１７（ｂ）の画像データＶＤｂ（ｔ１）にハッチングを施してあるのはそれが撮像され送信されることを意味している。この画像データＶＤｂ（ｔ１）は時刻ｔ０での車両番号認識用カメラ１による画像データＶＤａ（ｔ０）より１垂直周期分τｖ＝３３．３ｍｓｅｃだけ遅れている。
【００１２】
図１７（ｃ）は車両正面部撮像用カメラ２の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ が車両番号認識用カメラ１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ のちょうど中間のタイミングとなっている場合を示す。つまり垂直周期τｖ＝３３．３ｍｓｅｃの２分の１の１６．７ｍｓｅｃのずれをもっている場合を示す。ハッチングを施した１フレーム周期での時刻ｔ１′での画像データＶＤｂ（ｔ１′）は時刻ｔ０での車両番号認識用カメラ１による画像データＶＤａ（ｔ０）に対して５０ｍｓｅｃ（＝３３．３ｍｓｅｃ＋１６．７ｍｓｅｃ）だけ遅れている。これに対応した撮像状況を図１９（ｂ）に示す。標準走行速度６０ｋｍ／ｈ（＝１６．７ｍ／ｓｅｃ）では時刻ｔ０より８３．５ｃｍだけ車両が前進していることに相当し、これは図１９（ａ）に対して２７．９ｃｍ（＝８３．５−５５．６）だけ車両が前進していることを意味している。図１９（ｂ）の撮像状態は図１９（ａ）の撮像状態に比べて車両の像が少し大きくなっている。この撮像状態でもナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が撮像されている。
【００１３】
図１７（ｄ）は車両正面部撮像用カメラ２の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ が車両番号認識用カメラ１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ よりわずかに前側にずれている場合を示す。そのずれを１ｍｓｅｃとする。後ろ側に対しては３２．３ｍｓｅｃ（＝３３．３−１ｍｓｅｃ）ずれている。時刻ｔ０″での画像データＶＤｂ（ｔ０″） の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ は車両番号認識用カメラ１による時刻ｔ０での画像データＶＤａ（ｔ０）の終端の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ よりも前にある。このとき車両正面部撮像用カメラ２はまだナンバープレート検出信号を受け取っていないためにこの画像データＶＤｂ（ｔ０″） は撮像されない。１フレーム分次のハッチングを施した時刻ｔ１″での画像データＶＤｂ（ｔ１″） が撮像され送信される。この時刻ｔ１″での画像データＶＤｂ（ｔ１″） は時刻ｔ０での車両番号認識用カメラ１による画像データＶＤａ（ｔ０）に対して６５．６ｍｓｅｃ（＝３３．３ｍｓｅｃ×２−１ｍｓｅｃ）だけ遅れている。これに対応した撮像状況を図１９（ｃ）に示す。標準走行速度６０ｋｍ／ｈ（＝１６．７ｍ／ｓｅｃ）では時刻ｔ０より１０９．５ｃｍだけ車両が前進していることに相当し、これは図１９（ａ）に対して５３．９ｃｍ（＝１０９．５−５５．６）だけ車両が前進していることを意味している。図１９（ｃ）の撮像状態は図１９（ａ）の撮像状態に比べて車両の像がかなり大きくなっているが、この撮像状態でも一応ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が撮像されている。
【００１４】
以上のように、標準走行速度（時速６０ｋｍ）での撮像では、２つのカメラの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ ，Ｖｓｙｎｃ２ のタイミングのずれによって、ナンバープレート検出信号をトリガ信号として車両正面部撮像用カメラ２によって得られた車両正面部画像のタイミングはまちまちとなるが、走行速度が比較的低速であるために、そのタイミングのずれは比較的に小さくなっている。
【００１５】
しかしながら、車両１００の走行速度が速くなるに従って車両正面部画像の不適格性が増大していく。これを図２０を用いて説明する。走行速度が１２０ｋｍ／ｈ（＝３３．３ｍ／ｓｅｃ）であるとする。図２０（ａ）は図１９（ａ）と同じ条件としている。これは図１７（ｂ）に対応している。２つのカメラの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ ，Ｖｓｙｎｃ２ が偶然にタイミングが一致している場合である。
【００１６】
図２０（ｂ）は図１７（ｃ）に対応している。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ は垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ より１６．７ｍｓｅｃずれている。図２０（ａ）に対して５５．６ｃｍだけ車両が前進している。走行速度が速すぎるため、この撮像状態ではすでにナンバープレート１０１が欠けている。
【００１７】
図２０（ｃ）は図１７（ｄ）に対応している。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ は垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ より３２．３ｍｓｅｃずれ、撮像タイミングは６５．６ｍｓｅｃ（＝３３．３＋３２．３）だけずれている。図２０（ａ）に対して１０７．５ｃｍだけ車両が前進している。走行速度が速いので前進量も多くなっている。車種についての情報が大幅に不足している。
【００１８】
本発明は上記した課題の解決を図ることを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかわる請求項１の車両撮像装置は、常時撮像状態でありプログレッシブ方式で道路を走行する車両のナンバープレートを撮像するために必要な解像度と画角を備えて設置される車両番号認識用撮像手段と、
この車両番号認識用撮像手段と視野が一部重なる状態で、プログレッシブ方式で運転者とナンバープレートとを含む車両の正面部を撮像するために必要な解像度と画角を備えて設置される車両正面部撮像手段と、 前記車両番号認識用撮像手段による画像データからナンバープレートを検出する手段と、ナンバープレート検出信号の入力のたびに前記車両正面部撮像手段を駆動する手段と、前記車両番号認識用撮像手段と車両正面部撮像手段とに対して共通の同期信号を与えるタイミング手段とを備え、さらに前記車両正面部撮像手段を駆動して得られた車両正面部画像データを順次に格納する一時記憶手段と、ナンバープレート検出信号がなくなることに基づく車両通過済み信号を入力したときに前記一時記憶手段から所要の車両正面部画像データを出力する画像出力手段とを備えている。ナンバープレート検出信号がなくなることに基づく車両通過済み信号のタイミングは共通の同期信号に対して常に一定の関係をもつから、車両走行速度のいかんにかかわらず使用することとなる出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとする。
【００２１】
本発明にかかわる請求項２の車両撮像装置は、上記請求項１において、画像出力手段は車両通過済み信号を入力したタイミングの直前の車両正面部画像データを出力するものに構成されている。車両走行速度のいかんにかかわらず出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとする。
【００２２】
本発明にかかわる請求項３の車両撮像装置は、上記請求項１において、画像出力手段は一時記憶手段における最新と最古の間の中位の車両正面部画像データを出力するものに構成されている。同様に、車両走行速度のいかんにかかわらず出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとする。
【００２３】
本発明にかかわる請求項４の車両撮像装置は、上記請求項１において、画像出力手段が一時記憶手段における車両正面部画像データにおいて画面の下辺部の路面を検出する手段を有し、検出した路面領域面積が所定面積範囲にあるときの車両正面部画像データを出力するものに構成されている。同様に、車両走行速度のいかんにかかわらず出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとする。出力すべき画像データにおいて車両の手前下方に路面があるので、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像が人間の目視確認にとって好都合なレイアウトとなる。
【００２４】
本発明にかかわる請求項５の車両撮像装置は、上記請求項１〜４において、ナンバープレートの検出に基づいて車両番号認識用撮像手段による画像データから車両番号データを抽出する手段と、その車両番号データを格納する手段と、出力すべき画像データに車両番号データを重畳する手段とを備えている。出力すべき画像データに文字データとしての車両番号データが重畳されているので、後処理に便利である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかわる車両撮像装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
〔実施の形態１〕
図１は実施の形態１の車両撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。図１において符号の１１は車両番号認識用撮像手段としての車両番号認識用カメラ、１２は第１のＡ／Ｄ変換器、１３は第１のビデオコントローラ、１４は一時記憶手段としての第１のＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）、１５は第１の演算処理手段としての第１のマイクロプロセッサ、２１は車両正面部撮像手段としての車両正面部撮像用カメラ、２２は第２のＡ／Ｄ変換器、２３は第２のビデオコントローラ、２４は一時記憶手段としての第２のＶＲＡＭ、２８は第２の演算処理手段としての第２のマイクロプロセッサ、３１はタイミング手段としてのタイミング信号発生回路、４１は出力用の第３のビデオコントローラ、４２は画像合成回路、４３は画像圧縮回路、４４はＤ／Ａ変換器、４５は変調回路、４６は送信回路である。これら各構成要素は図示のとおり結線されている。車両番号認識用カメラ１１は高解像度で画角の狭いプログレッシブ（ノンインターレース（順次走査））方式のモノクロカメラであり、道路の上方または路側において進行してくる車両の正面（前面）のナンバープレートを撮像するのに適した俯角で設置され、常時撮像状態におかれるものである。第１のＡ／Ｄ変換器１２は車両番号認識用カメラ１１によって撮像されたアナログの映像信号をデジタルの画像データに変換するものである。第１のビデオコントローラ１３は第１のＡ／Ｄ変換器１２から入力した１フレーム分の画像データを第１のマイクロプロセッサ１５の制御のもとで第１のＶＲＡＭ１４に対して書き込みを行ったり、データの消去を行ったりするものである。第１のマイクロプロセッサ１５は主として車両のナンバープレートの検出を行うものであり、第１のＶＲＡＭ１４に格納された１フレーム分の画像データを順次にスキャンして水平走査方向の微分処理を行った後に２値化して垂直方向に沿ったエッジを検出し、水平走査方向での所定の幅内におけるエッジ数が所定範囲内のときにナンバープレート候補ラインとし、かつ、垂直走査方向でナンバープレート候補ラインが所定数連続するときにナンバープレート検出信号Ｓｎを第２のマイクロプロセッサ２８に対して出力するとともに、その検出したナンバープレート領域の画像データに対する文字認識を行って車両番号データＤｎを内部のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に格納するようになっている。車両正面部撮像用カメラ２１は車両番号認識用カメラ１１に比べて解像度は低いが画角がより広くて運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態での車両のカラー撮像が可能なプログレッシブ方式のカラーカメラであり、道路の上方または路側において進行してくる車両の正面部を撮像するのに適した俯角で設置されている。その俯角は車両番号認識用カメラ１１よりも浅くなっている。車両正面部撮像用カメラ２１の視野は車両番号認識用カメラ１１の視野と一部重なっている。この車両正面部撮像用カメラ２１は第１のマイクロプロセッサ１５からのナンバープレート検出信号Ｓｎに基づいた第２のマイクロプロセッサ２８からの撮像開始指令であるトリガ信号Ｓｔｒｇ によって撮像開始状態にされるものである。第２のＡ／Ｄ変換器２２はＲ，Ｇ，Ｂの３つのＡ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃからなり、それぞれは車両正面部撮像用カメラ２１によって撮像されたＲ，Ｇ，Ｂのアナログの映像信号を個別にデジタルの画像データに変換するものである。第２のビデオコントローラ２３は第２のＡ／Ｄ変換器２２から入力した１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂの画像データを第２のマイクロプロセッサ２８の制御のもとで第２のＶＲＡＭ２４に対して書き込みを行うものである。第２のＶＲＡＭ２４はＲ，Ｇ，Ｂ用の３つのリングバッファメモリ２５，２６，２７を備えており、各リングバッファメモリ２５，２６，２７はそれぞれ、＃１から＃８までの８つの１フレーム分のフレームバッファメモリ２５（＃１）〜２５（＃８），２６（＃１）〜２６（＃８），２７（＃１）〜２７（＃８）からなっている。出力用の第３のビデオコントローラ４１は第１および第２のマイクロプロセッサ１５，２８によって制御され、第１のマイクロプロセッサ１５のＲＡＭからの車両番号データＤｎの読み出しとリングバッファメモリ２５，２６，２７における各８つのうちのいずれか１つのフレームバッファメモリ２５＃（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）からのナンバープレートおよび運転者を含む範囲のＲ，Ｇ，Ｂ各１フレーム分の画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂの読み出しの制御を行うものである。画像合成回路４２はフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）からのＲ，Ｇ，Ｂ各１フレーム分の画像データを合成してカラー画像データを生成するとともに第１のマイクロプロセッサ１５から読み出した車両番号データＤｎをスーパーインポーズするものである。このように合成された画像データは運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめた状態の画像データとなっている。画像圧縮回路４３はＭＰＥＧ等の手法による画像圧縮を行うものであり、Ｄ／Ａ変換器４４は画像圧縮された画像データをアナログ映像信号に変換するものであり、変調回路４５はアナログ映像信号を所要の搬送周波数で変調するものであり、送信回路４６は変調信号を電話回線などの通信回線４７を介してセンターに送信するものである。
【００２７】
車両番号認識用カメラ１１の垂直走査周波数と車両正面部撮像用カメラ２１の垂直走査周波数とは同じであり、プログレッシブスキャンで３０Ｈｚとする。この場合のビデオレートは３３．３ｍｓｅｃとなる（１０００÷３０≒３３．３）。タイミング信号発生回路３１は車両番号認識用カメラ１１と車両正面部撮像用カメラ２１との２つのカメラを外部同期させるものであり、両カメラ１１，２１に対して共通のタイミング信号Ｓｔを送出し、それら両カメラ１１，２１を同期制御する。共通のタイミング信号Ｓｔは水平駆動信号ＨＤと垂直駆動信号ＶＤと水平帰線消去信号ＨＢＬと垂直帰線消去信号ＶＢＬと水平同期信号ＨＳと垂直同期信号ＶＳとバーストフラグＢＦなどである。
【００２８】
次に、上記のように構成された実施の形態１の車両撮像装置の動作を説明する。車両番号認識用カメラ１１および第１のＡ／Ｄ変換器１２は常時動作状態にあり、車両番号認識用カメラ１１で撮像して得られた道路状況のアナログ映像信号が第１のＡ／Ｄ変換器１２によりデジタルの画像データに変換される。１フレーム分の画像データが第１のマイクロプロセッサ１５により制御された第１のビデオコントローラ１３によって第１のＶＲＡＭ１４に書き込まれる。第１のマイクロプロセッサ１５は第１のＶＲＡＭ１４に格納された１フレーム分の画像データを順次にスキャンして水平走査方向の微分処理を行った後に２値化して垂直方向に沿ったエッジを検出し、水平走査方向での所定の幅内におけるエッジ数が所定範囲内のときにナンバープレート候補ラインとし、かつ、垂直走査方向でナンバープレート候補ラインが所定数連続するときにナンバープレート検出信号Ｓｎを第２のマイクロプロセッサ２８に対して出力する。また第１のマイクロプロセッサ１５は検出したナンバープレート領域の画像データに対する文字認識を行って車両番号データＤｎを取得し、これを内部のＲＡＭに格納する。
【００２９】
カラーの車両正面部撮像用カメラ２１は常時撮像状態にあるが第２のＡ／Ｄ変換器２２、第２のビデオコントローラ２３は常時はインアクティブ状態にある。第２のマイクロプロセッサ２８は第１のマイクロプロセッサ１５からナンバープレート検出信号Ｓｎを入力すると、車両正面部撮像用カメラ２１と第２のＡ／Ｄ変換器２２と第２のビデオコントローラ２３とに対してナンバープレート検出ありを意味するトリガ信号Ｓｔｒｇ を与える。これにより、Ｒ，Ｇ，ＢそれぞれのＡ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃが車両正面部撮像用カメラ２１からのＲ，Ｇ，Ｂの映像信号に対するＡ／Ｄ変換を開始する。このＡ／Ｄ変換の対象となる映像信号はナンバープレートを含む車両正面部の映像信号であり、このときなるべくナンバープレートおよび運転者を含む範囲の映像信号となるように車両正面部撮像用カメラ２１の設置条件（高さ、画角、俯角など）が定められている。Ａ／Ｄ変換された１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂの各デジタルの画像データが第２のマイクロプロセッサ２８により制御された第２のビデオコントローラ２３によって第２のＶＲＡＭ２４におけるリングバッファメモリ２５，２６，２７におけるいずれか１つの同一順位のフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）に書き込まれる。
【００３０】
タイミング信号発生回路３１は車両番号認識用カメラ１１と車両正面部撮像用カメラ２１に対して共通の垂直同期信号・水平同期信号を含むタイミング信号Ｓｔを与える。同様に、第１のＡ／Ｄ変換器１２と第２のＡ／Ｄ変換器２２（Ａ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）に対しても共通のタイミング信号Ｓｔを与え、第１のビデオコントローラ１３と第２のビデオコントローラ２３に対しても共通のタイミング信号Ｓｔを与える。さらに、第１のマイクロプロセッサ１５と第２のマイクロプロセッサ２８に対しても共通の基準のクロック信号を与える。第１のＶＲＡＭ１４に格納される画像データと第２のＶＲＡＭ２４に格納される画像データはジャストに同期することになる。その様子を図２に示す。
【００３１】
図２（ａ）は車両番号認識用カメラ１１で撮像されＡ／Ｄ変換された画像データを示す。Ｖｓｙｎｃ１ はタイミング信号発生回路３１から与えられた垂直同期信号、ＤＶａ（ｔ０），ＤＶａ（ｔ１）…はそれぞれ１フレーム周期での時刻ｔ０，ｔ１…における１フレーム分の画像データである。Ｖｎ（ｔ０），Ｖｎ（ｔ１）…は画像データＤＶａ（ｔ０），ＤＶａ（ｔ１）…に含まれておりエッジ検出からのナンバープレート認識処理により認識されたナンバープレート画像データ領域である。１フレーム周期での時刻ｔ０の画像データＤＶａ（ｔ０）において初めてナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔ０）が含まれるようになったとする。ナンバープレート認識がなされると次の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ の直前に、図２（ｂ）に示すようにナンバープレート検出信号Ｓｎ（ｔ０）が第１のマイクロプロセッサ１５から第２のマイクロプロセッサ２８に出力される。これに基づいて第２のマイクロプロセッサ２８は図２（ｄ）に示す次のフレームのためのトリガ信号Ｓｔｒｇ（ｔ１） を出力する。
【００３２】
図２（ｅ）は車両正面部撮像用カメラ２１で撮像されトリガ信号Ｓｔｒｇ（ｔ１） ，Ｓｔｒｇ （ｔ２）…の入力によって駆動された第２のＡ／Ｄ変換器２２によってＡ／Ｄ変換された画像データを示す。Ｖｓｙｎｃ２ は垂直同期信号、ＤＶｂ（ｔ１），ＤＶｂ（ｔ２）…はそれぞれ時刻ｔ１，ｔ２…における１フレーム分の画像データである。車両正面部撮像用カメラ２１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ２ はタイミング信号発生回路３１から与えられたものであって車両番号認識用カメラ１１の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ と全く同じものである。両垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ ，Ｖｓｙｎｃ２ はタイミング信号発生回路３１における発生源が同一であり、常に完全にジャストに同期している。全く同じものであことから、Ｖｓｙｎｃ０と共通の符号を用い、共通垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ０と記載する。Ａ／Ｄ変換され第２のＶＲＡＭ２４に格納される画像データＤＶｂ（ｔ１），ＤＶｂ（ｔ２）…はナンバープレートおよび運転者を含む範囲の車両正面部画像となる。車両番号認識用カメラ１１による時刻ｔ０の画像データＤＶａ（ｔ０）にナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔ０）が含まれていることからナンバープレート検出信号Ｓｎ（ｔ０）が出力され、これに対応して発生されたトリガ信号Ｓｔｒｇ（ｔ１） により車両正面部撮像用カメラ２１による１フレーム周期あとの時刻ｔ１の画像データＤＶｂ（ｔ１）が第２のＶＲＡＭ２４にメモリ順位＃１に格納される。
【００３３】
図３は第２のＶＲＡＭ２４を構成する３つのリングバッファメモリ２５，２６，２７に対する画像データの格納の様子を示す。すなわち、Ｒの画像データＤｒ（ｔ１）がリングバッファメモリ２５のフレームバッファメモリ２５（＃１）に格納され、Ｇの画像データＤｇ（ｔ１）がリングバッファメモリ２６のフレームバッファメモリ２６（＃１）に格納され、Ｂの画像データＤｂ（ｔ１）がリングバッファメモリ２７のフレームバッファメモリ２７（＃１）に格納される。なお、第１のマイクロプロセッサ１５のＲＡＭに車両番号データＤｎが格納される。また、車両番号認識用カメラ１１による時刻ｔ１の画像データＤＶａ（ｔ１）にナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔ１）が含まれていることからナンバープレート検出信号Ｓｎ（ｔ１）が出力され、これに対応して発生されたトリガ信号Ｓｔｒｇ（ｔ２） により車両正面部撮像用カメラ２１による１フレーム周期あとの時刻ｔ２の画像データＤＶｂ（ｔ２）が第２のＶＲＡＭ２４にメモリ順位＃２に格納される。すなわち、Ｒの画像データＤｒ（ｔ２）がメモリ順位＃２のフレームバッファメモリ２５（＃２）に格納され、Ｇの画像データＤｇ（ｔ２）がフレームバッファメモリ２６（＃２）に格納され、Ｂの画像データＤｂ（ｔ２）がフレームバッファメモリ２７（＃２）に格納される。
【００３４】
このように車両番号認識用カメラ１１による時刻ｔｉ−１ の画像データＤＶａ（ｔｉ−１）にナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（ｔｉ−１）が含まれている限りにおいて車両正面部撮像用カメラ２１による１フレーム周期あとの時刻ｔｉの画像データＤＶｂ（ｔｉ）が第２のＶＲＡＭ２４にメモリ順位＃ｉに格納される。すなわち、Ｒの画像データＤｒ（ｔｉ）がメモリ順位＃ｉのフレームバッファメモリ２５（＃ｉ）に格納され、Ｇの画像データＤｇ（ｔｉ）がフレームバッファメモリ２６（＃ｉ）に格納され、Ｂの画像データＤｂ（ｔｉ）がフレームバッファメモリ２７（＃ｉ）に格納される。８番目のフレームバッファメモリ２５（＃８），２６（＃８），２７（＃８）までの格納がなされると、次のフレームの画像データは１番目のフレームバッファメモリ２５（＃１），２６（＃１），２７（＃１）において上書きが行われる。以下、順次サイクリックに格納されてゆく。
【００３５】
図２に示すように、車両番号認識用カメラ１１による１フレーム周期での時刻ｔｊ−１ の画像データＤＶａ（ｔｊ−１）にナンバープレート画像データ領域が含まれなくなったときに第１のマイクロプロセッサ１５は車両通過済み信号Ｓｐを第２のマイクロプロセッサ２８に出力する。車両通過済み信号Ｓｐを受け取った第２のマイクロプロセッサ２８はトリガ信号Ｓｔｒｇ の出力はせず、したがってＡ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、第２のビデオコントローラ２３はインアクティブ状態に戻り、その次の１フレーム周期での時刻ｔｊ での画像データのリングバッファメモリ２５への取り込みは行わない。その時刻ｔｊ の一つ前の時刻ｔｊ−１ に対応するフレームバッファメモリ２５（＃ｊ−１），２６（＃ｊ−１），２７（＃ｊ−１）のメモリ順位＃ｊ−１ を確定し、確定信号Ｓｄを生成して第１のマイクロプロセッサ１５に送出する。そして、第２のマイクロプロセッサ２８は確定したメモリ順位＃ｊ−１のＲ，Ｇ，Ｂの３つのフレームバッファメモリ２５（＃ｊ−１），２６（＃ｊ−１），２７（＃ｊ−１）からそれぞれ画像データを画像合成回路４２に送出する処理へと進む。確定信号Ｓｄを受け取った第１のマイクロプロセッサ１５はそのＲＡＭに格納している車両番号データＤｎを画像合成回路４２に送出する処理へと進む。すなわち第２のマイクロプロセッサ２８は確定信号Ｓｄの生成送出直後に出力用の第３のビデオコントローラ４１にリードイネーブル信号Ｓｒ２ を送出し、第１のマイクロプロセッサ１５は確定信号Ｓｄの入力直後に第３のビデオコントローラ４１にリードイネーブル信号Ｓｒ１ を送出する。第３のビデオコントローラ４１は両方のリードイネーブル信号Ｓｒ１ ，Ｓｒ２ を入力すると、第２のＶＲＡＭ２４すなわちＲ，Ｇ，Ｂのリングバッファメモリ２５，２６，２７の確定したメモリ順位＃ｊ−１ のフレームバッファメモリ２５（＃ｊ−１），２６（＃ｊ−１），２７（＃ｊ−１）を順次にアクセスして画像データＤｒ（ｔｊ−１），Ｄｇ（ｔｊ−１），Ｄｂ（ｔｊ−１）を順次的に読み出して合成する。この合成された画像データはカラーデータであり、運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態となっている。次いで、第３のビデオコントローラ４１は第１のマイクロプロセッサ１５のＲＡＭをアクセスして文字データである車両番号データＤｎを読み出し、前記のカラー合成画像データにスーパーインポーズする。画像圧縮回路４３は運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめた状態のカラー画像データをデータ圧縮し、Ｄ／Ａ変換器４４によってアナログの映像信号に変換し、変調回路４５で変調し、送信回路４６より通信回線４７を介してセンターに送信する。
【００３６】
次に、第１および第２のマイクロプロセッサ１５，２８のシーケンシャル動作を論理的に説明する。まず、車両番号認識用カメラ１１に対応する第１のマイクロプロセッサ１５のシーケンシャル動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。第１のマイクロプロセッサ１５におけるＭＰＵはステップＳ１においてタイミング信号発生回路３１からのタイミング信号Ｓｔの入力を待ってステップＳ２に進み、第１のビデオコントローラ１３を介して１フレーム分の画像データＶＤａを第１のＶＲＡＭ１４に上書きによって格納する。ステップＳ３において第１のＶＲＡＭ１４をスキャンしてエッジ抽出を行い、ステップＳ４において抽出したエッジデータをＲＡＭに格納し、ステップＳ５においてナンバープレート抽出を行い、ステップＳ６においてナンバープレートが抽出できたか否かを判断する。車両が車両番号認識用カメラ１１の視野内の所定位置までまだ達していないときはナンバープレートは抽出されない。ナンバープレートが抽出されなかった判断したときはステップＳ７に進んでナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎが立っているか否か（Ｆｎ＝１？）を判断する。この場合はフラグＦｎはまだ立っていないのでステップＳ８に進み、ＲＡＭからエッジデータをクリアし、次いでステップＳ１に戻る。ステップＳ６においてナンバープレートが抽出できたと判断したときはステップＳ９に進んでナンバープレート検出信号Ｓｎを生成し第２のマイクロプロセッサ２８に送出する。ステップＳ１０においてナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎが立っているか否かを判断する。最初はフラグＦｎは立っていないのでステップＳ１１に進み、ＲＡＭのエッジデータに対して文字認識を実行して車両番号データＤｎを抽出し、ステップＳ１２においてその抽出した車両番号データＤｎをＲＡＭにストアし、ステップＳ１３においてナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎを立て（Ｆｎ←１）、次いでステップＳ１に戻る。一般に一度ナンバープレートが検出されると、何フレーム分かは同様にナンバープレートが検出される状態が続く。すなわち、ステップＳ１〜Ｓ１０と進む。こんどはステップＳ１０の判断では肯定的となり、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３をスキップしてステップＳ１に戻る。この間、ＲＡＭには同一の車両番号データＤｎが保持されている。一旦ナンバープレートを検出したあとのステップＳ６においてナンバープレートの検出がなかったときは、ステップＳ７に進んでナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎが立っているか否かの判断を行い、この場合はフラグＦｎが立っているのでステップＳ１４に進み、車両通過済み信号Ｓｐを生成して第２のマイクロプロセッサ２８に送出し、ステップＳ１５においてナンバープレートを検出したことを示すフラグＦｎをゼロクリアする（Ｆｎ←０）。後述するもう１つの第２のマイクロプロセッサ２８のシーケンシャル動作（図５）でのステップＴ１８で第１のマイクロプロセッサ１５に対して確定信号Ｓｄが送出されるが、第２のマイクロプロセッサ２８はステップＳ１６において確定信号Ｓｄの入力を待ってステップＳ１７に進み、出力用の第３のビデオコントローラ４１に対してリードイネーブル信号Ｓｒ１ を送出する。ステップＳ１８において第３のビデオコントローラ４１からのアクセスを待ってステップＳ１９においてＲＡＭから車両番号データＤｎを画像合成回路４２に送出し、ステップＳ２０において第３のビデオコントローラ４１からの読み出し終了信号Ｓｅｎｄ１の入力を待ってステップＳ２１に進み、ＲＡＭからエッジデータと車両番号データＤｎをクリアし、ステップＳ１に戻る。
【００３７】
次に、車両正面部撮像用カメラ２１に対応する第２のマイクロプロセッサ２８のシーケンシャル動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。第２のマイクロプロセッサ２８におけるＭＰＵはステップＴ１において第１のマイクロプロセッサ１５からのナンバープレート検出信号Ｓｎの入力を待つ。入力がないときはステップＴ２に進んでタイマーをスタートさせたことを示すフラグＦｔが立っているか否か（Ｆｔ＝１？）を判断するが、ここでは立っていないのでステップＴ１に戻る。ステップＴ１の判断が肯定的となったときはステップＴ３に進んで車両正面部撮像用カメラ２１と第２のＡ／Ｄ変換器２２（Ａ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と第２のビデオコントローラ２３に対してナンバープレート検出ありのトリガ信号Ｓｔｒｇ を出力する。ステップＴ４においてタイミング信号発生回路３１からのタイミング信号Ｓｔの入力を待ってステップＴ５に進み、タイマーをスタートさせ、ステップＴ６においてタイマーをスタートさせたことを示すフラグＦｔを立て（Ｆｔ←１）、ステップＴ７において第２のビデオコントローラ２３を介して１フレーム分の画像データＶＤｂを取り込む。この画像データＶＤｂはすなわち車両正面部撮像用カメラ２１によって撮像され、Ａ／Ｄ変換器２２ａ，２２ｂ，２２ｃによってデジタルに変換されたＲ，Ｇ，Ｂの画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂである。ステップＴ８においてｉをサフィックス用変数ｉとして、リングバッファメモリ２５，２６，２７のメモリ順位＃ｉのフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）にそれぞれ取り込んだ１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂの画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを書き込む。メモリ順位＃ｉへの書き込みが行われたので、ステップＴ９において次にはメモリ順位＃ｉ＋１ に書き込む準備としてサフィックス用変数ｉをインクリメントする（ｉ←ｉ＋１）。リングバッファメモリのサイクリックな使用を補償にするために、ステップＴ１０においてインクリメント後のサフィックス用変数ｉが“９”以上となったか否かを判断し、“８”以下のときはそのままとするが、“９”以上となったときはステップＴ１１に進んでサフィックス用変数ｉを“１”に戻す（ｉ←１）。つまりメモリ順位＃８ の次にはメモリ順位＃１ をセットするのである。このように調整してからステップＴ１に戻る。
【００３８】
ナンバープレート検出信号Ｓｎが第１のマイクロプロセッサ１５から送られてくる限りにおいてステップＴ１〜Ｔ１１を繰り返し実行する。この繰り返しにより、ナンバープレート検出信号Ｓｎがある限りにおいてリングバッファメモリ２５，２６，２７では１フレーム分の画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを順次メモリ順位＃ｉをインクリメントしつつ対応するフレームバッファメモリ２５（＃１），２６（＃１），２７（＃１）に書き込んでゆく。この繰り返しにおいてステップＴ５のタイマースタートは最初からのリスタートになる。この繰り返しにおいては次のようなルーチンを通る。ステップＴ１においてナンバープレート検出信号Ｓｎの入力がないタイミングではステップＴ２に進む。ステップＴ２においてタイマーをスタートさせたことを示すフラグＦｔが立っているか否かを判断するが、すでに立っているのでステップＴ１２に進む。ステップＴ１２においてタイムアップしたか否かを判断する。このタイムアップの所定時間Ｔｏについては図２に示すようにビデオレートの３３．３ｍｓｅｃを少しオーバーする時間である。つまり次の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ１ （共通垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ０）のタイミングを経過してもナンバープレート検出信号Ｓｎの入力がないことを判断するのである。タイムアップするまではステップＴ１に戻るが、タイムアップしたときは、車両番号認識用カメラ１１による撮像画面から車両のナンバープレート候補画像領域が通り抜けたことと捉えてステップＴ１３に進んでフラグＦｔをゼロクリアし（Ｆｔ←０）、ステップＴ１４において第１のマイクロプロセッサ１５からの車両通過済み信号Ｓｐの入力を待ってステップＴ１５に進む。ステップＴ１５においてサフィックス用変数ｉが“１”か否かを判断し、“１”でないときはステップＴ１６に進んでサフィックス用変数ｉをデクリメントし（ｉ←ｉ−１）、ステップＴ１５の判断でｉ＝１となっているときはステップＴ１７に進んでサフィックス用変数ｉに“８”をセットする。
【００３９】
このステップＴ１５〜Ｔ１７の意味は次のとおりである。すでに図２で説明したように、車両番号認識用カメラ１１による１フレーム周期での時刻ｔｊ−１ の画像データＤＶａ（ｔｊ−１）にナンバープレート画像データ領域が含まれなくなったときにはナンバープレート検出信号Ｓｎは出力されず、代わりに車両通過済み信号Ｓｐが出力され、その次の１フレーム周期での時刻ｔｊ での画像データのリングバッファメモリ２５，２６，２７への書き込みは行われず、その時刻ｔｊ の一つ前の時刻ｔｊ−１ に対応するフレームバッファメモリ２５（＃ｊ−１），２６（＃ｊ−１），２７（＃ｊ−１）からＲ，Ｇ，Ｂの画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを読み出そうとしている。その読み出しのメモリ順位＃ｊ−１ を確定するために上記のステップＴ１５〜Ｔ１７を実行しているのである。サフィックス用変数ｉが“１”でなく“２”〜“８”のいずれかであればそれぞれの一つ若いメモリ順位とするためにステップＴ１６を行う。サフィックス用変数ｉが“１”のときにはそれより一つ若いメモリ順位は最後の“８”とするのである。
【００４０】
ステップＴ１８において第２のマイクロプロセッサ２８はリングバッファメモリ２５，２６，２７のうちで読み出すべき画像データを格納しているメモリ順位＃ｉを確定したことを意味する確定信号Ｓｄを生成して第１のマイクロプロセッサ１５に送出する。そして、確定したメモリ順位＃ｉのＲ，Ｇ，Ｂの３つのフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）の画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを画像合成回路４２に送出する処理へと進む。すなわち、ステップＴ１９において出力用の第３のビデオコントローラ４１に対してリードイネーブル信号Ｓｒ２ に送出する。ステップＴ２０において第３のビデオコントローラ４１からのアクセスを待ってステップＴ２１において確定したメモリ順位＃ｉのフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）から画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを読み出して画像合成回路４２に送出し、ステップＴ２２において第３のビデオコントローラ４１からの読み出し終了信号Ｓｅｎｄ２の入力を待ってステップＴ２３に進み、通り過ぎた車両についての画像データをオールクリアするためにリングバッファメモリ２５，２６，２７をオールクリアし、ステップＴ２４においてサフィックス用変数ｉを“１”にイニシャルセットし（ｉ←１）、ステップＴ１に戻る。オールクリアするのは次の車両の撮像のときに誤って別の車両の画像データが送信されないよう信頼性を担保するためである。このような誤動作が起こらないようにした機種においては、ステップＴ２３，Ｔ２４は省略してもよい。
【００４１】
以上の処理によって、リングバッファメモリ２５，２６，２７から読み出され画像合成回路４２によって合成されたカラー合成画像は運転者・ナンバープレートを一つにまとめた状態の画像データとなっている。さらに、これに第１のマイクロプロセッサ１５から読み出された車両番号がスーパーインポーズされ、運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめた状態の画像データとなっている。
【００４２】
そのようにして最終的に取得された画像データの様子を図６、図７に示してみる。図６は時速６０ｋｍの場合であり、図７は時速１２０ｋｍの場合である。タイミング信号発生回路３１から出力される各種のタイミング信号Ｓｔによって、車両番号認識用カメラ１１と車両正面部撮像用カメラ２１とは、また第１のＡ／Ｄ変換器１２と第２のＡ／Ｄ変換器２２とは、また第１のビデオコントローラ１３と第２のビデオコントローラ２３とはそれぞれ完全なジャストの同期がとられている。したがって、従来技術（先行提案技術）の図１９の車両走行速度が６０ｋｍ／ｈの場合と比較すると、ジャストの同期であるので図１９（ｂ），（ｃ）のような状況は起こり得ず、図１９（ａ）のみに対応したものとなる。それを図６（ｂ）に示す。
【００４３】
図６（ａ）は走行速度が６０ｋｍ／ｈの場合に車両番号認識用カメラ１１が撮像した画像データに基づいてナンバープレートの認識処理がなされる最初のタイミングを示している。図６（ｂ）は図６（ａ）から１フレーム周期あとのタイミングを示しており、この画像データがリングバッファメモリ２５，２６，２７に書き込まれる。図６（ｂ）を見ると、ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が映し込まれている。タイヤ１０２もルーフ１０３も確実に映し込まれている。バンパー１０４、ヘッドライト１０５、ラジエータグリル１０６、ボンネット１０７、サイドミラー１０８、フロントガラス１０９、車両外郭形状１１０など車種を特定する上で主要な車両正面部の要素がすべて映し込まれている。図６（ｃ）は図６（ｂ）から１フレーム周期あとのタイミングを示している。この場合は、タイヤ１０２は一部欠けているが、前記同様にルーフ１０３、バンパー１０４、ヘッドライト１０５、ラジエータグリル１０６、ボンネット１０７、サイドミラー１０８、フロントガラス１０９、車両外郭形状１１０など車種を特定する上で主要な車両正面部の要素がすべて映し込まれ、かつナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が映し込まれている。この場合の画像データもリングバッファメモリ２５，２６，２７に書き込まれている。図６（ｄ）は図６（ｃ）からさらに１フレーム周期あとのタイミングを示している。この場合は、ナンバープレート１０１の領域が画面から外れており、リングバッファメモリ２５，２６，２７への画像データの書き込みは行われない。したがって、送信される画像データはその直前（１フレーム前）の図６（ｃ）の画像データであり、この画像データには車両番号１５０もスーパーインポーズされることになる。
【００４４】
図７（ａ）は走行速度が１２０ｋｍ／ｈの場合に車両番号認識用カメラ１１が撮像した画像データに基づいてナンバープレートの認識処理がなされる最初のタイミングを示している。図７（ｂ）は図７（ａ）から１フレーム周期あとのタイミングを示しており、この画像データがリングバッファメモリ２５，２６，２７に書き込まれる。図７（ｂ）は図２０（ａ）に対応している。この場合も、ナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が映し込まれ、かつタイヤ１０２、ルーフ１０３、バンパー１０４、ヘッドライト１０５、ラジエータグリル１０６、ボンネット１０７、サイドミラー１０８、フロントガラス１０９、車両外郭形状１１０など車種を特定する上で主要な車両正面部の要素がすべて映し込まれている。図７（ｃ）は図７（ｂ）から１フレーム周期あとのタイミングを示している。この場合は、ナンバープレート１０１の領域が 画面ら外れており、リングバッファメモリ２５，２６，２７への画像データの書き込みは行われない。したがって、送信される画像データはその直前（１フレーム前）の図７（ｂ）の画像データであり、この画像データには車両番号１５０もスーパーインポーズされることになる。
【００４５】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は車両通過済み信号Ｓｐを入力したときに、１フレーム前の画像データを採用することに代えて、リングバッファメモリ２５，２６，２７に対する画像データの書き込みの行われている複数のフレームバッファメモリのうちの最新と最古の間の中位のフレームバッファメモリの画像データを採用するものである。図５のステップＴ２４でサフィックス用変数ｉを“１”にイニシャルセットしたので、ステップＴ８で最初に画像データが書き込まれるメモリ順位＃ｉは必ず＃１となる。すなわち、車両の画像データを取り込むときは必ずメモリ順位＃１のフレームバッファメモリ２５（＃１），２６（＃１），２７（＃１）から書き込みを始めることになる。実施の形態２の場合のフローチャートを図１０、図１１に示す。ステップＴ８−１においてカウンタ変数ｎをインクリメントする（ｎ←ｎ＋１）。前提としてステップＴ２４−１においてカウンタ変数ｎをイニシャルクリアしておく（ｎ←０）。したがって、最初にナンバープレート検出信号Ｓｎを入力し１フレーム分の画像データをメモリ順位＃１のフレームバッファメモリ２５（＃１），２６（＃１），２７（＃１）に格納したときには、ｎ＝１となっている。車両通過済み信号Ｓｐを入力するまでに使用されるフレームバッファメモリ２５（＃ｉ），２６（＃ｉ），２７（＃ｉ）の個数は車両の走行速度によってまちまちとなる。ただし、使用されるフレームバッファメモリの個数は最大で８個である。走行速度が低い場合には、リングバッファメモリ２５，２６，２７のサイクリックな使用が行われる。渋滞しておればその頻度が高くなる。
【００４６】
カウンタ変数ｎの値の変化に対応するリングバッファメモリ２５の使用のされ方の関係を図８に示す。他のリングバッファメモリ２６，２７についても同様である。リングバッファメモリ２５に対する画像データの書き込みの行われている複数のフレームバッファメモリのうちの最新と最古の間の中位のフレームバッファメモリの画像データを採用するものとする。黒点はそれぞれの場合に採用したいメモリ順位を指している。ｎ＝８のときに８つのフレームバッファメモリ（＃１）〜（＃８）がすべて使われるようになる。ｎ≧９のときにサイクリックな使われ方になる。
【００４７】
図９は図８を基にして、カウンタ変数ｎの値と採用したいサフィックス用変数ｉの値との関係を示すものである。ｎ≧８のときは比較的単純な規則性が認められる。１≦ｎ≦７のときは平均的な関係に近い。この点を踏まえて、図１０のフローチャートにおいては図５のフローチャートにおけるステップＴ１５〜Ｔ１７に代えて、ステップＴ１５ａをプログラミングしてある。このステップＴ１５ａは採用すべきフレームバッファメモリを決めるサフィックス用変数ｉの確定処理についてのものであり、その具体的な内容を図１１のステップＴ１５−１〜Ｔ１５−１１に示している。以下、説明する。
【００４８】
ステップＴ１５−１において第２のマイクロプロセッサ２８におけるＭＰＵはカウンタ変数ｎについてｎ≦７か否かを判断し、肯定的のときはステップＴ１５−２に進んで平均値変数ａを演算する。ａ＝（１＋ｎ）／２である。ステップＴ１５−３において平均値変数ａが整数か否かを判断し、整数のときはステップＴ１５−４に進んでサフィックス用変数ｉに平均値変数ａの内容をセットし（ｉ←ａ）、次いでステップＴ１８に進む。整数でないときはステップＴ１５−５に進んで平均値変数ａに０．５を足した結果をサフィックス用変数ｉにセットし（ｉ←ａ＋０．５）、次いでステップＴ１８に進む。例えば、ｎ＝６のときは、ａ＝３．５となり、ｉ＝３．５＋０．５＝４とする。これは図９に沿ったものとなっている。また、ｎ＝７のときは、ａ＝４となり、ｉ＝４とする。これは図９に沿ったものとなっている。
【００４９】
ステップＴ１５−１の判断で否定的のときはステップＴ１５−６に進んで、８≦ｎ≦１１の判断を行い、肯定的のときはステップＴ１５−７に進んでカウンタ変数ｎから３を減じた結果をサフィックス用変数ｉにセットし（ｉ←ｎ−３）、次いでステップＴ１８に進む。これは図９のｎ＝８〜１１に対応している。ステップＴ１５−６の判断が否定的であってｎ≧１２のときはステップＴ１５−８に進み、カウンタ変数ｎから１２を減じた結果を新たにカウンタ変数ｎにセットする（ｎ←ｎ−１２）。次に、ステップＴ１５−９においてｎ≦７か否かを判断し、否定的のときはステップＴ１５−１０に進んでカウンタ変数ｎから８を減じた結果を新たにカウンタ変数ｎにセットし、再びステップＴ１５−９に戻る。つまり、結果が７以下となるまでｎから８を減算する処理を繰り返すのである。ステップＴ１５−９のｎ≦７の判断が肯定的となったときはステップＴ１５−１１に進んでカウンタ変数ｎに１を足した結果をサフィックス用変数ｉにセットし（ｉ←ｎ＋１）、次いでステップＴ１８に進む。
【００５０】
例えば図９でのｎ＝１６の場合についてみると、ステップＴ１５−８で−１２されて４となり、ステップＴ１５−６で＋１されて所期通りの５となる。また例えば図９でのｎ＝２０の場合についてみると、ステップＴ１５−８で−１２されて８となり、さらにステップＴ１５−１０で−８されて０となり、ステップＴ１５−６で＋１されて所期通りの１となる。また例えば図９でのｎ＝２５の場合についてみると、ステップＴ１５−８で−１２されて１３となり、さらにステップＴ１５−１０で−８されて５となり、ステップＴ１５−６で＋１されて所期通りの６となる。
【００５１】
以上のようにして本実施の形態２においては、車両の走行速度が比較的に遅いとき、とりわけ渋滞が生じているときに、Ｒ，Ｇ，Ｂのリングバッファメモリ２５，２６，２７のそれぞれにおいて画像データの書き込みの行われている複数のフレームバッファメモリ２５（＃１）〜２５（＃８），２６（＃１）〜２６（＃８），２７（＃１）〜２７（＃８）のうちの最新と最古の間の中位のフレームバッファメモリの画像データを採用することができ、運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめた状態の最適な画像データを採用することができる。
【００５２】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は複数のフレームバッファメモリに格納されている各１フレーム分の複数の画像データのうち最終的に採用すべき画像データの決定の仕方の変形にかかわるものである。すなわち、画像データ上で画面の下辺部に路面が所定面積範囲で映り込んでいる画像データを採用すべき画像データとして決定するものである。
【００５３】
図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す３つの画像データはいずれもナンバープレート１０１および運転者２００を含む範囲が映し込まれている。タイヤ１０２、ルーフ１０３、バンパー１０４、ヘッドライト１０５、ラジエータグリル１０６、ボンネット１０７、サイドミラー１０８、フロントガラス１０９、車両外郭形状１１０など車種を特定する上で主要な車両正面部の要素がすべて映し込まれている。リングバッファメモリにこれら（ａ），（ｂ），（ｃ）の３つの画像データがすべて格納されているとき、いずれを採用すべき画像データとして決定するかが問題となる。本実施の形態では画面上で車両の下方手前の箇所に路面が所定面積範囲で映り込んでいることを条件として決定する。図で網点を施した部分が車両下方の路面領域３００である。３つのうちで図１２（ｂ）が最も好ましいレイアウトである。図１２（ａ），（ｃ）の場合はレイアウト上で図１２（ｂ）よりも劣るものであり、前者の路面領域３００の面積は所定面積範囲の上限を超えており、後者の路面領域３００の面積は所定面積範囲の下限を下回っている。
【００５４】
図１３で原理を説明する。１フレーム分の画像データＶＤｂ（＃ｊ）においてナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（＃ｊ）の下方の領域で座標（ｘ，ｙ）を基準とする検索用単位面積ウインドウＡｘｙを開く。この検索用単位面積ウインドウＡｘｙ内での輝度値の平均値μｘｙと標準偏差σｘｙを求める。輝度値の平均値μｘｙが路面を示す基準平均輝度値範囲μｄ 〜μｕ 内にあり、かつ輝度値の標準偏差σｘｙが路面を示す基準輝度標準偏差範囲σｄ 〜σｕ 内にあるとき、その検索用単位面積ウインドウＡｘｙを有意としてカウントアップする。検索用単位面積ウインドウＡｘｙをまず水平方向にスキャンし、ｘ方向の終端に達すると、今度は垂直方向にスキャンする。このような繰り返しにおいて、有意にカウントアップされた路面領域面積が所定面積範囲に入っているものを候補としてピックアップする。そして、候補のうち、路面領域面積が最適値に最も近いものを最終候補とする。
【００５５】
以下、実施の形態３の動作を図１４、図１５のフローチャートに基づいて説明する。図１４のフローチャートにおいては図５のフローチャートにおけるステップＴ１５〜Ｔ１７に代えて、ステップＴ１６ａをプログラミングしてある。このステップＴ１６ａは採用すべきフレームバッファメモリを決めるサフィックス用変数ｉの確定処理についてのものであり、その具体的な内容を図１５のステップＴ１６−１〜Ｔ１６−２０に示している。以下、説明する。
【００５６】
ステップＴ１６−１において第２のマイクロプロセッサ２８におけるＭＰＵはメモリ順位＃ｊのフレームバッファメモリ２５（＃ｊ），２６（＃ｊ），２７（＃ｊ）の画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを合成してなる画像データＶＤｂ（＃ｊ）のうちのナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（＃ｊ）を割り出す。ステップＴ１６−２において画像データＶＤｂ（＃ｊ）のうちナンバープレート画像データ領域Ｖｎ（＃ｊ）よりも下方の画像領域を検索対象領域として設定し、この検索対象領域において検索用単位面積ウインドウＡｘｙを設定する。なお、初回はメモリ順位＃ｊは＃１であり、検索用単位面積ウインドウＡｘｙにおける座標（ｘ，ｙ）は検索対象領域の左上隅を原点とする座標である。ステップＴ１６−３において検索用単位面積ウインドウＡｘｙでの輝度値の平均値μｘｙを求め、ステップＴ１６−４において同じウインドウＡｘｙでの輝度値の標準偏差σｘｙを求める。ステップＴ１６−５において平均値μｘｙが基準平均輝度値範囲μｄ 〜μｕ 内にあるか否かを判定する（μｄ ≦μｘｙ≦μｕ ）。ステップＴ１６−６において標準偏差σｘｙが基準輝度標準偏差範囲σｄ 〜σｕ 内にあるか否かを判定する（σｄ ≦σｘｙ≦σｕ ）。両方が成立しているときはステップＴ１６−７に進んで路面領域面積変数ｑｊ をインクリメントする（ｑｊ ←ｑｊ ＋１）。路面領域面積変数ｑｊ はステップＴ１６−２０によって初期値は０である。いずれか片方が成立していないときはステップＴ１６−７をスキップする。ステップＴ１６−８においてｘ座標をインクリメントし、ステップＴ１６−９でｘ座標が終端か否かを判断し、終端でなければステップＴ１６−１に戻る。ステップＴ１６−８，Ｔ１６−９によりウインドウＡｘｙの水平方向走査が行われる。ｘ座標が終端に達したときはステップＴ１６−１０に進んでｘ座標を初期値に戻し、ステップＴ１６−１１においてｙ座標をインクリメントし、ステップＴ１６−１２でｙ座標が終端か否かを判断し、終端でなければステップＴ１６−１に戻る。ステップＴ１６−１１，Ｔ１６−１２によりウインドウＡｘｙの垂直方向走査が行われる。ｙ座標が終端に達するまで上記のルーチンを繰り返すことにより、有意となる場合にステップＴ１６−７で路面領域面積変数ｑｊ をインクリメントしてゆく。ｙ座標が終端に達したときはステップＴ１６−１３に進んでｙ座標を初期値に戻し、ステップＴ１６−１４においてメモリ順位＃ｊを指定するサフィックス用変数ｊがすべてトライされたか否かを判断し、全トライが未完了のときはステップＴ１６−１５に進んでサフィックス用変数ｊをインクリメントし（ｊ←ｊ＋１）、ステップＴ１６−１に戻る。これで次の１フレーム分の画像データＶＤｂ（＃ｊ）について同様の路面領域面積変数ｑｊ のインクリメントが行われる。サフィックス用変数ｊがすべてトライされたときはステップＴ１６−１６に進んで複数のサフィックス用変数ｊについての路面領域面積変数ｑｊ のうちで所定面積範囲ｑｄ 〜ｑｕ に入っているものを候補として抽出し、ステップＴ１６−１７において抽出された候補のなかで路面領域面積変数ｑｊ が最適値ｑｂｅｓｔにもっとも近いものを最終候補として選択し、ステップＴ１６−１８においてその最適値ｑｂｅｓｔに対応する路面領域面積変数ｑｊ のメモリ順位＃ｊについてのサフィックス用変数ｊを確定する。そして、ステップＴ１６−１９においてサフィックス用変数ｉにサフィックス用変数ｊの内容をセットし、ステップＴ１６−２０で路面領域面積変数ｑｊ をゼロクリアし（ｑｊ ←０）、次いでステップＴ１８に進む。
【００５７】
以上のようにして本実施の形態３においては、Ｒ，Ｇ，Ｂのリングバッファメモリ２５，２６，２７のそれぞれにおいて画像データの書き込みの行われている複数のフレームバッファメモリ２５（＃１）〜２５（＃８），２６（＃１）〜２６（＃８），２７（＃１）〜２７（＃８）のうち運転者・ナンバープレート・車両番号を一つにまとめ、かつ車両の下方手前の箇所に路面が適度に現れる状態の最適な画像データを採用することができる。
【００５８】
以上、３つの実施の形態について説明してきたが、本発明は次のように構成したものも含むものである。
【００５９】
（１）上記の実施の形態では車両正面部撮像用カメラ２１をカラーカメラとしたが、これに代えてモノクロカメラとしてもよい。この場合、図１において、第２のＡ／Ｄ変換器２２は単一のＡ／Ｄ変換器でよく、第２のＶＲＡＭ２４は単一のリングバッファメモリを有しておればよい。
【００６０】
（２）上記の実施の形態ではマイクロプロセッサを２つ用いたが、１つのマイクロプロセッサにまとめてもよい。
【００６１】
（３）上記の実施の形態ではエッジデータから車両番号データＤｎを抽出し、これをスーパーインポーズしたが、車両番号データの抽出は省略してもよい。この場合において、（２）のように車両正面部撮像用カメラ２１をモノクロカメラとするときは、画像合成回路４２を省略するものとする。
【００６２】
（４）上記の実施の形態ではビデオレートを３３．３ｍｓｅｃとしたが、これに代えて２倍速の１６．７ｍｓｅｃとしても、あるいは他のビデオレートとしてもよい。
【００６３】
（５）リングバッファメモリを構成するフレームバッファメモリの個数を８つとしたが、これは一例であることはいうまでもなく、カメラの性能、画角、深く、焦点深度、車両の制限速度等々の条件に応じて適当に定めればよい。ビデオレートが高速であるほどフレームバッファメモリの個数は少なくてよい。最小は２つであると考えられる。
【００６４】
（６）なお、本発明の趣旨から外れるが、ビデオレートが１６．７ｍｓｅｃ等高速であるときには非同期タイプとすることも許容される可能性がある。
【００６５】
（７）２つのカメラの解像度は同一であってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
車両撮像装置についての本発明によれば、ナンバープレート検出信号がなくなることに基づく車両通過済み信号タイミングは共通の同期信号となるので、車両走行速度のいかんにかかわらず使用することとなる出力すべき画像データのタイミングが常に一定となり、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両の撮像を確実なものとなる。また、画面の下辺部に路面領域の面積を適度に確保した状態で出力すべき画像データを出力することにより、ナンバープレートおよび運転者を含む範囲での車両画像が人間の目視確認にとって好都合なレイアウトとなる。また、車両番号データを重畳することにより、後処理を便利にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の車両撮像装置の電気的構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１の場合の画像データのタイミングチャート
【図３】実施の形態１の場合のリングバッファメモリの説明図
【図４】実施の形態１の第１のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート
【図５】実施の形態１の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート
【図６】実施の形態１において車両走行速度が比較的遅い場合の画像データの説明図
【図７】実施の形態１において車両走行速度が比較的速い場合の画像データの説明図
【図８】実施の形態２の技術的根拠を説明するリングバッファメモリの使われ方の説明図
【図９】図８を基にしたカウンタ変数の値と採用したいサフィックス用変数の値との関係図
【図１０】実施の形態２の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート
【図１１】実施の形態２の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート（図１０の要部）
【図１２】実施の形態３の技術的背景の説明図
【図１３】実施の形態３の原理の説明図
【図１４】実施の形態３の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート
【図１５】実施の形態３の第２のマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート（図１４の要部）
【図１６】本発明者による先行提案技術の２台のカメラを用いる場合の撮像の様子の説明図
【図１７】先行提案技術の場合の画像データのタイミングチャート
【図１８】先行提案技術の場合の２台のカメラの視野の相互関係図
【図１９】先行提案技術の場合において車両走行速度が比較的遅い場合の同期ずれを示す説明図
【図２０】先行提案技術の場合において車両走行速度が比較的速い場合の同期ずれによる不都合の説明図
【図２１】従来の技術において車両のナンバープレートを撮像する様子の説明図
【符号の説明】
１１……車両番号認識用カメラ、１３……第１のビデオコントローラ、１４……第１のＶＲＡＭ、１５……第１のマイクロプロセッサ、２１……車両正面部撮像用カメラ、２３……第２のビデオコントローラ、２４……第２のＶＲＡＭ、２５……Ｒ（赤）用のリングバッファメモリ、２６……Ｇ（緑）用のリングバッファメモリ、２７……Ｂ（青）用のリングバッファメモリ、２８……第２のマイクロプロセッサ、３１……タイミング信号発生回路、４１……第３のビデオコントローラ、４２……画像合成回路、４３……画像圧縮回路、４５……変調回路、４６……送信回路、４７……通信回線、１００……車両、１０１……ナンバープレート、１０２……タイヤ、１０３……ルーフ、１０４……バンパー、１０５……ヘッドライト、１０６……ラジエータグリル、１０７……ボンネット、１０８……サイドミラー、１０９……フロントガラス、１１０……車両外郭形状、１５０……車両番号、２００……運転者、３００……路面領域、Ｓｎ……ナンバープレート検出信号、Ｓｔ……タイミング信号、Ｓｔｒｇ ……トリガ信号、Ｓｐ……車両通過済み信号、Ｓｄ……確定信号、Ｓｒ１ ，Ｓｒ２ ……リードイネーブル信号、ＤＶａ……車両番号認識用カメラによる画像データ、ＤＶｂ……車両正面部撮像用カメラによる画像データ、Ｖｎ……ナンバープレート画像データ領域、Ｖｓｙｎｃ０ ……共通垂直同期信号、Ｖｓｙｎｃ１ ……車両番号認識用カメラの垂直同期信号、Ｖｓｙｎｃ２ ……車両正面部撮像用カメラの垂直同期信号
Claims (5)
- 常時撮像状態でありプログレッシブ方式で道路を走行する車両のナンバープレートを撮像するために必要な解像度と画角を備えて設置される車両番号認識用撮像手段と、
この車両番号認識用撮像手段と視野が一部重なる状態で、プログレッシブ方式で運転者とナンバープレートとを含む車両の正面部を撮像するために必要な解像度と画角を備えて設置される車両正面部撮像手段と、
前記車両番号認識用撮像手段による画像データからナンバープレートを検出する手段と、
ナンバープレート検出信号の入力のたびに前記車両正面部撮像手段を駆動する手段と、
前記車両番号認識用撮像手段と車両正面部撮像手段とに対して共通の同期信号を与えるタイミング手段とを備え、
さらに前記車両正面部撮像手段を駆動して得られた車両正面部画像データを順次に格納する一時記憶手段と、
ナンバープレート検出信号がなくなることに基づく車両通過済み信号を入力したときに前記一時記憶手段から所要の車両正面部画像データを出力する画像出力手段と、を備えている車両撮像装置。 - 画像出力手段は車両通過済み信号を入力したタイミングの直前の車両正面部画像データを出力するものである請求項１に記載の車両撮像装置。
- 画像出力手段は一時記憶手段における最新と最古の間の中位の車両正面部画像データを出力するものである請求項１に記載の車両撮像装置。
- 画像出力手段は一時記憶手段における車両正面部画像データにおいて画面の下辺部の路面を検出する手段を有し、検出した路面領域面積が所定面積範囲にあるときの車両正面部画像データを出力ものである請求項１に記載の車両撮像装置。
- ナンバープレートの検出に基づいて車両番号認識用撮像手段による画像データから車両番号データを抽出する手段と、その車両番号データを格納する手段と、出力すべき画像データに車両番号データを重畳する手段とを備えている請求項１から請求項４までのいずれかに記載の車両撮像装置。
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