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JP4879229B2 - Pedestrian detection device and program - Google Patents
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Description

本発明は、歩行者検出装置及びプログラムに係り、特に、撮像した画像から歩行者を検出する歩行者検出装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a pedestrian detection apparatus and program, and more particularly to a pedestrian detection apparatus and program for detecting a pedestrian from a captured image.

近年、車載カメラで撮像した車両周辺の映像を画像処理し、歩行者などの対象物を検出してドライバに検出結果を提示する対象物検出装置を搭載する車両が増加している。   2. Description of the Related Art In recent years, an increasing number of vehicles are equipped with an object detection device that performs image processing on an image around a vehicle imaged by an in-vehicle camera, detects an object such as a pedestrian, and presents a detection result to a driver.

歩行者を検出する方法として、例えば、撮像画像と歩行者を示すパターン画像とのマッチングを行って歩行者を検出する方法があるが、この場合、歩行者を示すパターン画像と似た形状の看板や標識などを歩行者として誤検出してしまう場合がある。そこで、レーダを用いて車両前方の物体が静止物体か非静止物体かを判定し、静止物体と判定された物体のうち車両の前方を撮像した画像に基づいて、自車の進路上に存在しないと判定された物体を検知対象から除外することにより、路傍の看板やガードレールなど、自車の進路上に存在しない静止した物体が障害物として誤って検出されることを防ぐ障害物検知方法が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2004−171295号公報
As a method of detecting a pedestrian, for example, there is a method of detecting a pedestrian by matching a captured image with a pattern image indicating a pedestrian. In this case, a signboard having a shape similar to the pattern image indicating a pedestrian And signs may be erroneously detected as pedestrians. Therefore, it is determined whether the object in front of the vehicle is a stationary object or a non-stationary object using a radar, and does not exist on the course of the own vehicle based on an image obtained by imaging the front of the vehicle among objects determined to be a stationary object. Proposed an obstacle detection method that prevents stationary objects such as roadside signs and guardrails that do not exist on the vehicle's path from being detected as obstacles (For example, Patent Document 1).
JP 2004-171295 A

しかしながら、特許文献1の障害物検知方法では、路傍に静止している歩行者も検知対象外であるとして除外されてしまうため、適切に歩行者を検出することができない、という問題がある。   However, the obstacle detection method disclosed in Patent Document 1 has a problem that a pedestrian that is stationary on the roadside is excluded as being out of the detection target, so that the pedestrian cannot be detected appropriately.

本発明は、上述した問題を解決するために提案されたものであり、誤検出を防止して、歩行者を適切に検出することができる歩行者検出装置及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a pedestrian detection device and a program that can appropriately detect a pedestrian while preventing erroneous detection. .

上記目的を達成するために本発明の歩行者検出装置は、入力画像から所定領域の画像を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、前記抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する候補画像判定手段と、前記候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値以上の抽出画像を歩行者を示す画像として検出する検出手段と、を含んで構成されている。   In order to achieve the above object, a pedestrian detection device according to the present invention includes an extraction unit that extracts an image of a predetermined area from an input image, and collates the extracted image extracted by the extraction unit with a pedestrian pattern image. , Candidate image determining means for determining whether or not the extracted image is a candidate image for detecting a pedestrian, and at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determining means Detecting means for performing frequency analysis of the distribution of the sum of pixel values for each pixel line and detecting an extracted image having a power spectrum density of a predetermined frequency equal to or higher than a predetermined value as an image showing a pedestrian.

本発明の歩行者検出装置によれば、抽出手段が、入力画像から所定領域の画像を抽出し、候補画像判定手段が、抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する。ここで、明らかに歩行者のパターン画像と一致しないものは候補画像として判定されることはないが、標識や看板など形状が歩行者に似ている物体の画像が候補画像であると判定される場合もある。   According to the pedestrian detection device of the present invention, the extraction unit extracts an image of a predetermined area from the input image, and the candidate image determination unit collates the extracted image extracted by the extraction unit with the pedestrian pattern image. Then, it is determined whether or not the extracted image is a candidate image for detecting a pedestrian. Here, an image that clearly does not match the pattern image of the pedestrian is not determined as a candidate image, but an image of an object such as a sign or a sign that resembles a pedestrian is determined as the candidate image. In some cases.

そこで、検出手段が、候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値以上の抽出画像を歩行者を示す画像として検出する。   Therefore, the detection means performs frequency analysis of the distribution of the sum of pixel values for each pixel line in at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determination means, and the power spectrum density of a predetermined frequency is An extracted image having a predetermined value or more is detected as an image showing a pedestrian.

また、本発明の歩行者検出装置は、入力画像から所定領域の画像を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、前記抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する候補画像判定手段と、前記候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値未満の抽出画像を候補画像から削除することにより、歩行者を示す画像を検出する検出手段と、を含んで構成されている。   Further, the pedestrian detection device of the present invention includes an extraction unit that extracts an image of a predetermined area from an input image, and the extracted image extracted by the extraction unit and a pedestrian pattern image are collated, Candidate image determination means for determining whether or not the image is a candidate image for detecting a pedestrian, and pixels for each pixel line in at least one direction of the extracted image determined as the candidate image by the candidate image determination means Detecting means for detecting an image indicating a pedestrian by performing frequency analysis of a distribution of sum of values and deleting an extracted image having a power spectral density of a predetermined frequency less than a predetermined value from the candidate image. ing.

本発明の歩行者検出装置によれば、検出手段は、候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値未満の抽出画像を候補画像から削除することにより、歩行者を示す画像を検出する。   According to the pedestrian detection device of the present invention, the detection means performs frequency analysis of the distribution of the sum of the pixel values for each pixel line in at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determination means. And detecting an image indicating a pedestrian by deleting an extracted image having a power spectral density of a predetermined frequency less than a predetermined value from the candidate image.

このように、歩行者と、人工物である標識や看板とでは、形状は似ていても濃度値(または輝度値)等の画素値を詳細に分析すると、歩行者の場合には周波数分析結果の所定周波数のパワースペクトル密度が所定値以上となる割合が高い、という特徴を示すことを利用して、候補画像の中から歩行者を示す画像を適切に抽出したり、標識や看板等の誤検出の対象となる物体を示す画像を候補画像から削除したりすることで、適切に歩行者を検出することができる。   As described above, when a pedestrian and a sign or signboard that is an artifact are similar in shape, if a pixel value such as a density value (or luminance value) is analyzed in detail, a frequency analysis result in the case of a pedestrian By using the fact that the power spectrum density of the predetermined frequency is higher than the predetermined value, it is possible to appropriately extract images indicating pedestrians from candidate images or to detect errors such as signs and signs. A pedestrian can be detected appropriately by deleting an image showing an object to be detected from the candidate image.

また、本発明の歩行者検出プログラムは、コンピュータを、入力画像から所定領域の画像を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、前記抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する候補画像判定手段と、前記候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値以上の抽出画像を歩行者を示す画像として検出する検出手段として機能させるためのものである。   In the pedestrian detection program of the present invention, the computer compares the extraction means for extracting an image of a predetermined region from the input image, the extracted image extracted by the extraction means and the pedestrian pattern image, and Candidate image determining means for determining whether or not the extracted image is a candidate image for detecting a pedestrian, and a pixel line in at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determining means The frequency analysis of the distribution of the sum of pixel values for each pixel is performed to function as detection means for detecting an extracted image having a power spectrum density of a predetermined frequency equal to or higher than a predetermined value as an image showing a pedestrian.

また、本発明の歩行者検出プログラムは、コンピュータを、入力画像から所定領域の画像を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、前記抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する候補画像判定手段と、前記候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値未満の抽出画像を候補画像から削除することにより、歩行者を示す画像を検出する検出手段として機能させるためのものである。   In the pedestrian detection program of the present invention, the computer compares the extraction means for extracting an image of a predetermined region from the input image, the extracted image extracted by the extraction means and the pedestrian pattern image, and Candidate image determining means for determining whether or not the extracted image is a candidate image for detecting a pedestrian, and a pixel line in at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determining means In order to perform a frequency analysis of the distribution of the sum of pixel values for each pixel and delete an extracted image having a power spectrum density of a predetermined frequency less than a predetermined value from the candidate image, thereby functioning as a detection unit that detects an image indicating a pedestrian belongs to.

以上説明したように、本発明によれば、誤検出を防止して、歩行者を適切に検出することができる、という効果が得られる。   As described above, according to the present invention, it is possible to prevent erroneous detection and to appropriately detect a pedestrian.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施の形態に係る歩行者検出装置10は、識別対象領域を含む範囲を撮像する撮像装置12と、撮像装置12から出力される撮像画像に基づいて歩行者を検出する歩行者検出処理ルーチンを実行するコンピュータ16と、コンピュータ16での処理結果を表示するための表示装置18とを備えている。   As illustrated in FIG. 1, the pedestrian detection device 10 according to the present embodiment detects a pedestrian based on an imaging device 12 that captures a range including an identification target region and a captured image output from the imaging device 12. The computer 16 which performs the pedestrian detection process routine to perform, and the display apparatus 18 for displaying the process result in the computer 16 are provided.

撮像装置12は、識別対象領域を含む範囲を撮像し、画像信号を生成する撮像部(図示省略)と、撮像部で生成されたアナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換部(図示省略)と、A/D変換された画像信号を一時的に格納するための画像メモリ(図示省略)とを備えている。   The imaging device 12 captures an area including an identification target region and generates an image signal (not shown), and A / D conversion that converts an analog image signal generated by the imaging unit into a digital signal And an image memory (not shown) for temporarily storing the A / D converted image signal.

コンピュータ16は、歩行者検出装置10全体の制御を司るCPU、後述する歩行者検出処理ルーチンのプログラムを記憶した記憶媒体としてのROM、ワークエリアとしてデータを一時格納するRAM、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。   The computer 16 includes a CPU that controls the pedestrian detection apparatus 10 as a whole, a ROM as a storage medium that stores a program for a pedestrian detection processing routine, which will be described later, a RAM that temporarily stores data as a work area, and a bus that connects them. It is comprised including.

このコンピュータ16をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図1に示すように、撮像装置12により撮像された撮像画像から所定領域を抽出するウインドウ画像抽出部22と、ウインドウ画像抽出部22で抽出された画像が歩行者を検出するための候補画像となるか否かを判定する候補画像判定部26と、候補画像判定部26により候補画像であると判定されたウインドウ画像のうち特定対象物を示す画像を除去する特定対象物除去部28と、撮像装置12によって撮像された撮像画像に、特定対象物除去部28を通過したウインドウ画像に基づく検出結果を重畳させて表示装置18に表示するよう制御する表示制御部30とを含んだ構成で表すことができる。   When the computer 16 is described with function blocks divided for each function realizing means determined based on hardware and software, as shown in FIG. 1, a window for extracting a predetermined area from a captured image captured by the imaging device 12 A candidate image determination unit 26 that determines whether the image extracted by the image extraction unit 22, the image extracted by the window image extraction unit 22 is a candidate image for detecting a pedestrian, or a candidate image by the candidate image determination unit 26 Based on the window image that has passed through the specific object removal unit 28 based on the captured image captured by the imaging device 12 and the specific object removal unit 28 that removes the image indicating the specific object from among the window images determined to be present. It can be expressed by a configuration including a display control unit 30 that controls to display the detection result superimposed on the display device 18.

ウインドウ画像抽出部22は、撮像画像から歩行者を検出する際に、入力画像から予め定められたサイズのウインドウ(探索ウインドウと呼称)を1ステップにつき、予め定められた移動量(探索ピッチと呼称)だけ移動させながら画像を切り取り、切り取った画像(ウインドウ画像と称呼)から歩行者を検出する。この移動量は、所定数の画素で定められている。また、ウインドウ画像抽出部22は、抽出したウインドウ画像を予め設定された画素数の画像(例えば横16×縦32画素の画像)に変換する。   When the window image extraction unit 22 detects a pedestrian from a captured image, a window having a predetermined size (referred to as a search window) from the input image is determined for each step, and a predetermined movement amount (referred to as a search pitch). ), And the pedestrian is detected from the cut image (referred to as a window image). The amount of movement is determined by a predetermined number of pixels. Further, the window image extraction unit 22 converts the extracted window image into an image having a preset number of pixels (for example, an image of 16 horizontal pixels × 32 vertical pixels).

候補画像判定部26は、ウインドウ画像抽出部22により抽出されたウインドウ画像に対してパターンマッチングの画像処理を行って、パターン画像とのマッチングにより、ウインドウ画像が検出対象である歩行者の候補画像であるか否かを判定する。パターン画像は、記憶手段としてのハードディスクドライブ(HDD)やCD−ROM等のような内蔵または外付けの記憶媒体に記憶されている。候補画像判定部26で歩行者の候補画像として判定されたウインドウ画像の中には、歩行者に形状が似ている標識や看板などの画像が含まれる場合もある。   The candidate image determination unit 26 performs pattern matching image processing on the window image extracted by the window image extraction unit 22, and is a candidate image of a pedestrian whose window image is a detection target by matching with the pattern image. It is determined whether or not there is. The pattern image is stored in a built-in or external storage medium such as a hard disk drive (HDD) or a CD-ROM as storage means. The window image determined as the candidate image of the pedestrian by the candidate image determination unit 26 may include an image such as a sign or a signboard having a shape similar to that of the pedestrian.

特定対象物除去部28は、候補画像判定部26で歩行者の候補画像として判定されたウインドウ画像の横ライン毎の画素値の和、及び縦ライン毎の画素値の和をプロジェクション値として求め、求めたプロジェクション値を結合し、周波数分析を行ってパワースペクトル密度(またはパワースペクトル)を算出し、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値未満の場合には、特定対象物であると判断してウインドウ画像を削除することにより、候補画像から特定対象物を除去する。   The specific object removing unit 28 calculates the sum of the pixel values for each horizontal line and the sum of the pixel values for each vertical line of the window image determined as the candidate image of the pedestrian by the candidate image determination unit 26 as a projection value, The obtained projection values are combined, frequency analysis is performed to calculate the power spectral density (or power spectrum), and if the power spectral density at a predetermined frequency is less than the predetermined value, the window is determined to be a specific object The specific object is removed from the candidate image by deleting the image.

次に、図2を参照して、本実施の形態の歩行者検出の処理ルーチンについて説明する。   Next, a processing routine for detecting pedestrians according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

ステップ100で、撮像装置12で撮像された画像が入力され、次に、ステップ102で、入力画像に対して例えば16×32画素の探索ウインドウを入力画像の所定領域(例えば、左角の領域)に設定し、設定した探索ウインドウを用いて、入力画像から、例えば16×32画素のウインドウ画像を抽出する。   In step 100, an image picked up by the image pickup device 12 is input. Next, in step 102, a search window of 16 × 32 pixels, for example, is input to the input image in a predetermined area (for example, a left corner area). For example, a 16 × 32 pixel window image is extracted from the input image using the set search window.

次に、ステップ104で、抽出されたウインドウ画像と歩行者のパターン画像とのパターンマッチングを行ってマッチング度を算出し、次のステップ106で、ウインドウ画像が検出対象である歩行者を示す画像の候補となるか否かを判断する。ステップ104で算出したマッチング度が所定値以上であれば歩行者の候補画像であると判断してステップ108へ進み、マッチング度が所定値未満であると判断した場合には、ステップ110へ進む。   Next, in step 104, pattern matching between the extracted window image and the pattern image of the pedestrian is performed to calculate a matching degree, and in the next step 106, an image of the image indicating the pedestrian whose detection target is the window image. Determine whether or not to be a candidate. If the degree of matching calculated in step 104 is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the image is a pedestrian candidate image, and the process proceeds to step 108. If the matching degree is determined to be less than the predetermined value, the process proceeds to step 110.

ステップ108で、後述する特定対象物除去の処理を実行し、次に、ステップ110で、入力画像全体について探索ウインドウをスキャンして探索が終了したか否かを判定する。終了していない場合は、ステップ112へ進み、探索ウインドウの位置を予め定められた探索ピッチだけ移動させて、ステップ102に戻り、ステップ102〜ステップ110までの処理を繰り返す。画像全体の探索を終了すると、ステップ114へ進む。   In step 108, a process for removing a specific object, which will be described later, is executed. Next, in step 110, it is determined whether the search has been completed by scanning the search window for the entire input image. If not completed, the process proceeds to step 112, the position of the search window is moved by a predetermined search pitch, the process returns to step 102, and the processes from step 102 to step 110 are repeated. When the search for the entire image is completed, the process proceeds to step 114.

なお、探索ウインドウは歩行者を検出するためのウインドウ画像を抽出するためのフレームとして用いられているが、探索ウインドウのサイズが異なれば、様々なサイズの人物を検出することができる。そこで、様々なサイズの探索ウインドウを予め用意しておき、各々の探索ウインドウで画像全体を探索するようにしてもよい。   Although the search window is used as a frame for extracting a window image for detecting a pedestrian, people of various sizes can be detected if the sizes of the search windows are different. Therefore, search windows of various sizes may be prepared in advance, and the entire image may be searched in each search window.

次に、ステップ114で、後述する特定対象物除去処理でリストに保存した情報に基づいて、入力画像に対して、検出された歩行者がウインドウで囲まれて表示されるように表示装置18を制御する。   Next, in step 114, the display device 18 is set so that the detected pedestrian is displayed surrounded by a window with respect to the input image based on the information stored in the list in the specific object removal process described later. Control.

次に、特定対象物除去処理の原理について説明する。ここでは、除去すべき特定対象物が標識の場合を例に説明する。また、各画素の画素値として0(黒)〜255(白)の数値で表される濃度値を用いる。   Next, the principle of the specific object removal process will be described. Here, a case where the specific object to be removed is a label will be described as an example. Further, a density value represented by a numerical value of 0 (black) to 255 (white) is used as the pixel value of each pixel.

図3に示すように、ウインドウ画像32の横方向(矢印Aの方向)に並んだ1行目の画素ラインに含まれる画素の濃度値の和を1行目のプロジェクション値として算出する。次に、2行目のプロジェクション値を同様に算出し、最終行まで各行のプロジェクション値を同様に算出する。算出したプロジェクション値からウインドウ画像の縦方向の位置の変化に対する濃度値の分布を示すグラフ34を得ることができる。   As shown in FIG. 3, the sum of the density values of the pixels included in the first pixel line arranged in the horizontal direction (the direction of the arrow A) of the window image 32 is calculated as the first row projection value. Next, the projection value of the second row is calculated in the same manner, and the projection value of each row is calculated in the same manner up to the last row. From the calculated projection value, it is possible to obtain a graph 34 showing the distribution of density values with respect to a change in the vertical position of the window image.

また同様に、ウインドウ画像32の縦方向(矢印Bの方向)に並んだ1列目の画素ラインに含まれる画素の濃度値の和を1列目のプロジェクション値として算出し、最終列まで各列のプロジェクション値を同様に算出する。算出したプロジェクション値からウインドウ画像の横方向の位置の変化に対する濃度値の分布を示すグラフ36を得ることができ、上記のウインドウ画像の縦方向の位置の変化に対する濃度値の分布を示すグラフ34と結合し、ウインドウ画像の位置の変化に対する濃度値の分布を示すグラフ38を作成する。結合するに当たって、縦方向の位置の変化に対する濃度値の分布を示すグラフ34の後に横方向の位置の変化に対する濃度値の分布を示すグラフ36を結合してもよい。   Similarly, the sum of the density values of the pixels included in the first pixel line arranged in the vertical direction (in the direction of arrow B) of the window image 32 is calculated as the first column projection value, and each column is obtained up to the last column. The projection value is calculated in the same manner. A graph 36 showing the distribution of density values with respect to changes in the position of the window image in the horizontal direction can be obtained from the calculated projection value, and a graph 34 showing the distribution of density values with respect to changes in the position of the window image in the vertical direction. A graph 38 showing the distribution of density values with respect to changes in the position of the window image is created. In the combination, a graph 36 indicating the distribution of density values with respect to a change in position in the horizontal direction may be combined with a graph 36 showing the distribution of density values with respect to a change in the position in the horizontal direction.

このように作成したウインドウ画像の位置の変化に対する濃度値の分布を示すグラフ38は、図4に示すように、ウインドウ画像が標識の場合のグラフは、歩行者の場合のグラフに比べ、5〜10行辺りの円弧状、12〜20行辺りの円弧状の形状が特徴的なデータとなる。標識の他にも、看板等人工的な物体については同様の特徴を示す。この特徴は、例えば、図5に示すような周波数分析を行うことにより強調される。周波数分析する元のデータであるウインドウ画像の位置の変化に対する濃度値の分布を示すグラフ38は、ウインドウ画像の位置(行番号及び列番号)毎のプロジェクション値という連続性のないデータであるので、ここでは、離散フーリエ変換により周波数分析を行う。   As shown in FIG. 4, the graph 38 showing the distribution of the density value with respect to the change in the position of the window image created in this way is 5 to 5 in comparison with the graph in the case of a pedestrian. Characteristic data is an arc shape around 10 rows and an arc shape around 12-20 rows. In addition to signs, artificial objects such as billboards have similar characteristics. This feature is emphasized, for example, by performing a frequency analysis as shown in FIG. Since the graph 38 showing the distribution of the density value with respect to the change of the position of the window image, which is the original data for frequency analysis, is non-continuous data of the projection value for each position (row number and column number) of the window image. Here, frequency analysis is performed by discrete Fourier transform.

所定枚数の歩行者及び標識のサンプル画像について、離散フーリエ変換によりパワースペクトル密度を算出し、周波数毎にパワースペクトル密度のヒストグラムを求める。ある周波数でのヒストグラムを図6に示す。パワースペクトル密度の頻度は、標識の場合では、パワースペクトル密度0.7〜0.8を中心に0.6〜0.9の範囲に分散しているが、歩行者の場合では、パワースペクトル密度0.8〜0.9の範囲に分布している。このように、歩行者と標識とでは、パワースペクトル密度の分布に差があるため、適切な閾値を設定することにより歩行者と標識とを高い精度で識別することができる。   For a predetermined number of pedestrian and sign sample images, power spectral density is calculated by discrete Fourier transform, and a histogram of power spectral density is obtained for each frequency. A histogram at a certain frequency is shown in FIG. The frequency of the power spectral density is distributed in the range of 0.6 to 0.9 around the power spectral density of 0.7 to 0.8 in the case of signs, but in the case of pedestrians, the frequency of the power spectral density It is distributed in the range of 0.8 to 0.9. Thus, since there is a difference in the distribution of power spectral density between the pedestrian and the sign, the pedestrian and the sign can be identified with high accuracy by setting an appropriate threshold value.

歩行者と標識とを識別するための所定周波数は、例えば、各周波数について図6に示すようなヒストグラムを求めて、歩行者と標識との識別誤り率が最小となる周波数、すなわち、歩行者のパワースペクトル密度の分布と標識のパワースペクトル密度の分布との差が最大となる周波数を所定周波数として定めることができる。   The predetermined frequency for discriminating between the pedestrian and the sign is, for example, a frequency as shown in FIG. 6 for each frequency, and the frequency at which the discrimination error rate between the pedestrian and the sign is minimized, that is, the pedestrian's The frequency that maximizes the difference between the distribution of the power spectral density and the distribution of the power spectral density of the sign can be determined as the predetermined frequency.

また、歩行者と標識とを識別するための閾値は、例えば、その所定周波数における歩行者のパワースペクトル密度の分布と標識のパワースペクトル密度の分布との交点となるパワースペクトル密度(例えば、図6の場合では、パワースペクトル密度0.83)を閾値として定めることができる。また、本来検出されるべき歩行者の画像が誤って削除されることにより生じる歩行者の未検出を少なくするために、歩行者のパワースペクトル密度の分布の左裾方向に移動させた値(上記交点より小さい値)としてもよい。同様に、本来削除されるべき標識の画像が歩行者の画像であると誤検出されることを少なくするために、標識のパワースペクトル密度の分布の右裾方向に移動させた値(上記交点より大きい値)としてもよい。   Further, the threshold value for distinguishing between a pedestrian and a sign is, for example, a power spectrum density (for example, FIG. 6) that is an intersection of the distribution of the power spectrum density of the pedestrian and the power spectrum density of the sign at the predetermined frequency. In this case, the power spectral density 0.83) can be determined as the threshold value. In addition, in order to reduce undetected pedestrians caused by accidentally deleting the pedestrian image that should be detected, a value moved in the left skirt direction of the pedestrian power spectrum density distribution (above) It may be a value smaller than the intersection point). Similarly, in order to reduce erroneous detection that the sign image to be originally deleted is a pedestrian image, the value moved in the right foot direction of the distribution of the power spectrum density of the sign (from the above intersection) It may be a large value.

次に、図7を参照して、特定対象物除去の処理ルーチンについて説明する。   Next, the processing routine for removing the specific object will be described with reference to FIG.

ステップ200で、歩行者の候補画像であるウインドウ画像の横方向及び縦方向の画素ライン毎の画素値の和をプロジェクション値として求め、ウインドウ画像内の位置の変化に対する濃度値の変化を示すグラフを作成する。   A graph showing a change in density value with respect to a change in position in a window image by obtaining a sum of pixel values for each pixel line in a horizontal direction and a vertical direction of a window image that is a candidate image of a pedestrian in step 200 as a projection value. create.

次に、ステップ202で、濃度値の変化を示すグラフに離散フーリエ変換を行ってパワースペクトル密度を算出し、次のステップ204で、所定周波数におけるパワースペクトル密度が所定値未満か否かを判断する。所定値未満の場合には、ウインドウ画像が歩行者ではない除去すべき物体を示していることになるので、ステップ206へ進んで、ウインドウ画像を歩行者の候補画像から削除する。所定値未満ではない場合には、ウインドウ画像が歩行者を示す画像であるので、ステップ208へ進んで、探索ウインドウの位置及び大きさ等の情報をリストとしてRAMに保存する。   Next, in step 202, the power spectrum density is calculated by performing discrete Fourier transform on the graph showing the change in the density value, and in the next step 204, it is determined whether or not the power spectrum density at the predetermined frequency is less than the predetermined value. . If it is less than the predetermined value, the window image indicates an object to be removed that is not a pedestrian, so the process proceeds to step 206 and the window image is deleted from the pedestrian candidate image. If the window image is not less than the predetermined value, the window image is an image showing a pedestrian, so the process proceeds to step 208, and information such as the position and size of the search window is stored in the RAM as a list.

以上説明したように、本実施の形態における歩行者検出装置10では、歩行者の画像及び標識の画像の画素の濃度値のプロジェクション値に表れる特徴を周波数分析によって強調することにより、候補画像の中から除去すべき特定対象物を適切に識別することができるため、歩行者に形状が似ている標識を歩行者であると誤検出することを防止し、適切に歩行者を検出することができる。   As described above, in the pedestrian detection apparatus 10 according to the present embodiment, the features that appear in the projection values of the pixel density values of the pedestrian image and the sign image are emphasized by frequency analysis. Since the specific object to be removed from the pedestrian can be appropriately identified, it is possible to prevent the pedestrian from being erroneously detected as a pedestrian and to detect the pedestrian appropriately. .

なお、本実施の形態では、除去すべき特定対象物が標識である場合について説明したが、画素値のプロジェクション値を周波数分析して得られるパワースペクトル密度の分布が、歩行者の場合と異なる特徴を示すことにより、歩行者と識別可能な物体についても本実施の形態の歩行者検出装置を適用可能である。   In the present embodiment, the case where the specific object to be removed is a sign has been described. However, the distribution of the power spectrum density obtained by frequency analysis of the projection value of the pixel value is different from that of a pedestrian. By indicating the above, the pedestrian detection device of the present embodiment can be applied to an object that can be identified as a pedestrian.

また、本実施の形態では、画素値のブロジェクション値として、縦ライン毎の画素値の和と横ライン毎の画素値の和とを結合する場合について説明したが、抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和を用いればよく、縦方向のみの画素値の和を用いたり、横方向のみの画素値の和を用いたり、任意の方向の画素値の和を用いることができる。   In the present embodiment, the case where the sum of the pixel values for each vertical line and the sum of the pixel values for each horizontal line are combined as the projection value of the pixel value has been described. However, at least one of the extracted images has been described. It is sufficient to use the sum of pixel values for each pixel line in the direction, use the sum of pixel values only in the vertical direction, use the sum of pixel values only in the horizontal direction, or use the sum of pixel values in any direction. Can do.

また、本実施の形態では、周波数分析として離散フーリエ変換を用いたが、離散コサイン変換や離散ウェーブレット変換等を用いてもよい。   In this embodiment, discrete Fourier transform is used for frequency analysis, but discrete cosine transform, discrete wavelet transform, or the like may be used.

また、本実施の形態では、パワースペクトル密度が所定値未満の場合に、ウインドウ画像を候補画像から除去する場合について説明したが、パワースペクトル密度が所定値以上の場合に歩行者を示す画像として抽出するように判断してもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the window image is removed from the candidate image when the power spectral density is less than the predetermined value has been described. However, when the power spectral density is equal to or higher than the predetermined value, the image is extracted as an image indicating a pedestrian You may decide to do.

本実施の形態に係る歩行者検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pedestrian detection apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る歩行者検出の処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing routine of the pedestrian detection which concerns on this Embodiment. プロジェクション値の算出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating calculation of a projection value. 歩行者及び標識のプロジェクション値の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the projection value of a pedestrian and a sign. 周波数分析の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a frequency analysis. 所定周波数におけるパワースペクトル密度のヒストグラムである。It is a histogram of the power spectral density in a predetermined frequency. 本実施の形態に係る特定対象物除去の処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process routine of the specific target object removal which concerns on this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 歩行者検出装置
22 ウインドウ画像抽出部
26 候補画像判定部
28 特定対象物除去部
30 表示制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pedestrian detection apparatus 22 Window image extraction part 26 Candidate image determination part 28 Specific target object removal part 30 Display control part

Claims (4)

入力画像から所定領域の画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、前記抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する候補画像判定手段と、
前記候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値以上の抽出画像を歩行者を示す画像として検出する検出手段と、
を含む歩行者検出装置。
Extracting means for extracting an image of a predetermined area from the input image;
A candidate image determination unit that compares the extracted image extracted by the extraction unit with a pedestrian pattern image and determines whether the extracted image is a candidate image for detecting a pedestrian;
Perform frequency analysis of the distribution of the sum of pixel values for each pixel line in at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determination means, and extract a power spectrum density at a predetermined frequency that is greater than or equal to a predetermined value Detecting means for detecting an image as an image showing a pedestrian;
A pedestrian detection device.
入力画像から所定領域の画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、前記抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する候補画像判定手段と、
前記候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値未満の抽出画像を候補画像から削除することにより、歩行者を示す画像を検出する検出手段と、
を含む歩行者検出装置。
Extracting means for extracting an image of a predetermined area from the input image;
A candidate image determination unit that compares the extracted image extracted by the extraction unit with a pedestrian pattern image and determines whether the extracted image is a candidate image for detecting a pedestrian;
Perform frequency analysis of the sum distribution of pixel values for each pixel line in at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determining means, and extract a power spectrum density of a predetermined frequency less than a predetermined value Detecting means for detecting an image showing a pedestrian by deleting the image from the candidate image;
A pedestrian detection device.
コンピュータを、
入力画像から所定領域の画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、前記抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する候補画像判定手段と、
前記候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値以上の抽出画像を歩行者を示す画像として検出する検出手段と、
して機能させるための歩行者検出プログラム。
Computer
Extracting means for extracting an image of a predetermined area from the input image;
A candidate image determination unit that compares the extracted image extracted by the extraction unit with a pedestrian pattern image and determines whether the extracted image is a candidate image for detecting a pedestrian;
Perform frequency analysis of the distribution of the sum of pixel values for each pixel line in at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determination means, and extract a power spectrum density at a predetermined frequency that is greater than or equal to a predetermined value Detecting means for detecting an image as an image showing a pedestrian;
Pedestrian detection program to make it function.
コンピュータを、
入力画像から所定領域の画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された抽出画像と歩行者のパターン画像とを照合して、前記抽出画像が歩行者を検出するための候補画像であるか否かを判定する候補画像判定手段と、
前記候補画像判定手段により候補画像であると判定された抽出画像の少なくとも1つの方向の画素ライン毎の画素値の和の分布の周波数分析を行い、所定周波数のパワースペクトル密度が所定値未満の抽出画像を候補画像から削除することにより、歩行者を示す画像を検出する検出手段と、
して機能させるための歩行者検出プログラム。
Computer
Extracting means for extracting an image of a predetermined area from the input image;
A candidate image determination unit that compares the extracted image extracted by the extraction unit with a pedestrian pattern image and determines whether the extracted image is a candidate image for detecting a pedestrian;
Perform frequency analysis of the sum distribution of pixel values for each pixel line in at least one direction of the extracted image determined to be a candidate image by the candidate image determining means, and extract a power spectrum density of a predetermined frequency less than a predetermined value Detecting means for detecting an image showing a pedestrian by deleting the image from the candidate image;
Pedestrian detection program to make it function.
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