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JP4924041B2 - Image processing device - Google Patents
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JP4924041B2 - Image processing device - Google Patents

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Description

本発明は、撮像画像から対象物に対する光環境を判断する画像処理装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus that determines a light environment for an object from a captured image.

車両事故を未然に防止するために様々な装置が開発されており、例えば、脇見判定装置や衝突防止装置がある。脇見判定装置の場合、カメラによって撮像したドライバの顔周辺の撮像画像から顔領域を検出し、その顔領域画像から顔向きを検出し、その顔向きから脇見しているか否かを判定している。   Various devices have been developed in order to prevent vehicle accidents, such as an aside look determination device and a collision prevention device. In the case of the aside look determination device, the face area is detected from the captured image around the face of the driver imaged by the camera, the face direction is detected from the face area image, and it is determined whether the face is looking aside. .

ドライバの顔の一部分に太陽光が横方向から当たると、顔に明るい部分と暗い部分が生じる。この場合、カメラでは明るさに応じてシャッタ制御を行うので、撮像画像中のドライバの顔において光が当たっている部分が白くつぶれ、光が当たっていない部分が黒くつぶれる虞がある。このような撮像画像からはドライバの顔の眼や鼻等の各部位を精度良く検出できなくなり、顔領域や顔向きを間違って検出してしまう。そこで、特許文献1に記載の装置では、顔の各部位を検出し、顔内の左右の所定位置(左右の眼の下部)における一定ラインの輝度値の差が閾値を超えた場合には光環境が悪化していると判断する(ドライバの横方向から太陽光が当たっていると判断する)。
特開2002−15322号公報
When sunlight hits a part of the driver's face from the side, bright and dark parts appear on the face. In this case, since the camera performs shutter control in accordance with the brightness, there is a possibility that a portion of the driver's face in the captured image that is exposed to light is crushed in white and a portion that is not exposed to light is crushed in black. From such a captured image, each part such as the eyes and nose of the driver's face cannot be detected with high accuracy, and the face area and the face direction are detected incorrectly. Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, each part of the face is detected, and light is emitted when the difference in luminance value of a certain line at a predetermined position on the left and right sides of the face (lower portions of the left and right eyes) exceeds a threshold value. Judge that the environment is deteriorating (Judge that sunlight is shining from the side of the driver).
JP 2002-15322 A

特許文献1に記載の装置では、顔内(特に、中心寄り)の予め決まった位置における左右の輝度値の差から太陽光が当たっているか否かを判断しているので、間違った判断をする場合がある。例えば、ドライバの顔の一部分に太陽光があたっている場合、上記したように撮像画像からドライバの顔の各部位や顔領域を誤検出する虞がある。そのため、顔内の左右の所定位置が間違った位置となる場合があり、正しい判断ができなくなる。また、ドライバの顔に対する太陽光の入射角度によって、左右の眼下部が両方とも光が当たる場合あるいは両方とも光が当たらない場合がある。この場合、左右の輝度値の差が大きくならないので、ドライバの顔に横方向から太陽光が当たっていないと判断してしまう。   In the device described in Patent Document 1, since it is determined whether or not sunlight is hit from the difference between the left and right luminance values at a predetermined position in the face (particularly near the center), an incorrect determination is made. There is a case. For example, when a part of the driver's face is exposed to sunlight, there is a possibility that each part or face area of the driver's face is erroneously detected from the captured image as described above. Therefore, the left and right predetermined positions in the face may be wrong positions, and correct determination cannot be made. Further, depending on the incident angle of sunlight with respect to the driver's face, both the left and right lower eyes may receive light or both may not receive light. In this case, since the difference between the left and right luminance values does not increase, it is determined that the driver's face is not exposed to sunlight from the side.

そこで、本発明は、対象物の一部分に光が当たっているか否かを高精度に判断する画像処理装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus that determines with high accuracy whether or not a part of an object is exposed to light.

本発明に係る画像処理装置は、顔を撮像した撮像画像からに対する光環境を判断する画像処理装置であって、撮像画像に基づいて顔と背景との境界のエッジを検出するエッジ検出手段と、エッジ検出手段で検出した顔と背景との境界のエッジに基づく顔と背景との左右の境界近傍間エッジとなっている画素の数の差が閾値以上の場合の一部分に横方向から光が当たっていると判断する判断手段とを備えることを特徴とする。 An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that determines a light environment for a face from a captured image obtained by capturing the face, and an edge detection unit that detects an edge of a boundary between the face and the background based on the captured image; , next to a portion of the face when the difference in the number of pixels that is the edge between the left and right near the boundary between the boundary of the edge based face and the background of the detected face and the background in the edge detecting means is equal to or larger than the threshold direction characterized in that it comprises a determining means for determining that light is hitting a.

この画像処理装置では、エッジ検出手段により、撮像画像に基づいて対象物のエッジを検出する。撮像画像中の対象物と背景との間には輝度差があるので、その境界部分がエッジとなる(輝度勾配が高くなる)。対象物の一部分に光が当たっている場合、撮像画像中の対象物には輝度が高くなる側と低くなる側ができるので、エッジになっている部分の中にも輝度が高くなっている側と輝度が低くなっている側とのコントラストが表れ、エッジの対称となる位置間に明らかな輝度差が発生する。そこで、画像処理装置では、判断手段により、検出した対象物のエッジに基づいて対称となる比較位置(例えば、左右方向の対称位置、上下方向の対称位置)を設定し、その比較位置間の輝度差が閾値以上となるか否かを判定し、輝度差が閾値以上となる場合には対象物の一部分に光が当たっていると判断する。このように、画像処理装置では、対象物のエッジに基づいて判断することにより、対象物の一部分に光が当たっているか否かを高精度に判断することができる。なお、判断に用いる輝度には、輝度値自体の他に、輝度に関する様々な情報も含み、例えば、輝度変化の境界(輝度勾配の大きいところ)を示すエッジ情報がある。   In this image processing apparatus, the edge detection means detects the edge of the object based on the captured image. Since there is a luminance difference between the object in the captured image and the background, the boundary portion becomes an edge (the luminance gradient increases). If a part of the object is exposed to light, the object in the captured image can have a higher brightness side and a lower brightness side. Contrast with the side where the luminance is low appears, and a clear luminance difference occurs between the positions where the edges are symmetrical. Therefore, in the image processing apparatus, the determination unit sets a comparison position (for example, a symmetrical position in the left-right direction and a symmetrical position in the vertical direction) that is symmetric based on the detected edge of the object, and brightness between the comparison positions. It is determined whether or not the difference is equal to or greater than a threshold value. If the luminance difference is equal to or greater than the threshold value, it is determined that light is applied to a part of the object. As described above, in the image processing apparatus, it is possible to determine with high accuracy whether or not light is applied to a part of the object by determining based on the edge of the object. Note that the luminance used for determination includes various information related to luminance in addition to the luminance value itself, for example, edge information indicating a boundary of luminance change (where the luminance gradient is large).

本発明の上記画像処理装置では、判断手段は、エッジ検出手段で検出したエッジに基づく顔領域の左右対称となる端部近傍間のエッジとなっている画素の数の差が閾値以上の場合の一部分に横方向から光が当たっていると判断すると好適である。 In the image processing apparatus of the present invention, the determination unit is configured when the difference in the number of pixels serving as edges between the edge portions that are symmetrical with respect to the left and right sides of the face area based on the edge detected by the edge detection unit is equal to or greater than a threshold value. It is preferable to determine that a part of the face is exposed to light from the lateral direction .

この画像処理装置では、対象物領域を取得する。対象物領域は、撮像画像中で対象物が存在する領域であり、取得方法としてはどのような方法でもよく、例えば、過去の処理で設定したもの、実験等によって予め設定してものである。撮像画像中の対象物と背景との境界部分は、対象物領域の端部付近に存在する。そこで、画像処理装置では、判断手段により、検出した対象物のエッジに基づく対象物領域の対称となる端部近傍を比較位置として設定し、その端部近傍間の輝度差が閾値以上の場合に対象物の一部分に光が当たっていると判断する。このように、画像処理装置では、対象物領域の対称となる端部を基準にして比較位置を設定することにより、比較位置を簡単かつ高精度に求めることができ、対象物の一部分に光が当たっているか否かをより高精度に判断することができる。   In this image processing apparatus, an object region is acquired. The target area is an area where the target object exists in the captured image, and any acquisition method may be used. For example, the target area may be set in the past process or set in advance by an experiment or the like. The boundary portion between the object and the background in the captured image exists near the end of the object region. Therefore, in the image processing apparatus, when the judgment unit sets the vicinity of the end of the target area based on the detected edge of the target as a comparison position, and the brightness difference between the ends is greater than or equal to the threshold value, It is determined that a part of the object is exposed to light. Thus, in the image processing apparatus, by setting the comparison position with reference to the symmetrical end of the object region, the comparison position can be obtained easily and with high accuracy, and light is emitted to a part of the object. It can be determined with higher accuracy whether or not it is hit.

この画像処理装置では、判断手段により、検出した対象物のエッジに基づいて対称となる左右の比較位置を設定し、その左右の比較位置間の輝度差が閾値以上となるか否かを判定し、輝度差が閾値以上となる場合には対象物の一部分に横方向から光が当たっていると判断する。対象物の横方向から光が当たっている場合、対象物の左右の一方側が輝度が高くなり、他方側が低くなるので、左右の比較位置間で明らかな輝度差が発生する。   In this image processing apparatus, the determination means sets left and right comparison positions that are symmetric based on the detected edge of the object, and determines whether or not the luminance difference between the left and right comparison positions is greater than or equal to a threshold value. When the luminance difference is equal to or greater than the threshold value, it is determined that a part of the object is irradiated with light from the lateral direction. When light strikes from the lateral direction of the object, the luminance on one side of the object is high and the other side is low, so that a clear luminance difference occurs between the left and right comparison positions.

対象物の一部分に光が当たっている場合、上記したようにエッジになっている部分の中には輝度が高くなっている側と輝度が低くなっている側とのコントラストが表れるので、エッジの対称となる位置間に輝度勾配の差(エッジの表れ方に差)が発生する。そこで、画像処理装置では、判断手段により、検出した対象物のエッジに基づく対称となる比較位置でのエッジとなっている画素の数をそれぞれカウントし、その比較位置間のエッジ画素数の差が閾値以上の場合に対象物の一部分に光が当たっていると判断する。このように、画像処理装置では、輝度の変化の表れ易いエッジ情報を用いて判断することにより、対象物の一部分に光が当たっているか否かをより高精度に判断することができる。   When a part of the object is exposed to light, the contrast between the high brightness side and the low brightness side appears in the edge part as described above. A difference in luminance gradient (difference in edge appearance) occurs between symmetrical positions. Therefore, in the image processing apparatus, the number of pixels that are edges at the comparison position that is symmetric based on the detected edge of the object is counted by the determination unit, and the difference in the number of edge pixels between the comparison positions is counted. If it is equal to or greater than the threshold, it is determined that a part of the object is exposed to light. As described above, in the image processing apparatus, it is possible to determine with high accuracy whether or not light is applied to a part of the object by using the edge information in which the luminance change is likely to appear.

本発明は、撮像画像における対象物のエッジに基づいて判断することにより、対象物の一部分に光が当たっているか否かを高精度に判断することができる。   According to the present invention, it is possible to determine with high accuracy whether or not light is applied to a part of the object by determining based on the edge of the object in the captured image.

以下、図面を参照して、本発明に係る画像処理装置の実施の形態を説明する。   Embodiments of an image processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施の形態では、本発明に係る画像処理装置を、車両に搭載される顔向き検出装置に適用する。本実施の形態に係る顔向き検出装置は、ドライバの顔向きを検出し、その顔向き情報を脇見判定装置や衝突防止装置等の各種運転支援装置に提供する。   In the present embodiment, the image processing device according to the present invention is applied to a face orientation detection device mounted on a vehicle. The face direction detection device according to the present embodiment detects the face direction of a driver and provides the face direction information to various driving support devices such as an aside look determination device and a collision prevention device.

図1及び図2を参照して、顔向き検出装置1について説明する。図1は、本実施の形態に係る顔向き検出装置の構成図である。図2は、顔領域と縦エッジヒストグラムを付加した撮像画像の一例である。   With reference to FIG.1 and FIG.2, the face direction detection apparatus 1 is demonstrated. FIG. 1 is a configuration diagram of a face orientation detection apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is an example of a captured image to which a face area and a vertical edge histogram are added.

顔向き検出装置1は、ドライバの顔周辺を撮像し、その撮像画像からドライバの顔領域を検出し、さらに、顔向きを検出する。特に、顔向き検出装置1は、顔領域及び顔向きの誤検出を低減するために、ドライバの顔に対する光環境が処理に適した環境か否かを判断する(具体的には、ドライバの顔の片側に横方向から光(太陽光)が当たっているか否かを判断する)。顔向き検出装置1は、カメラ2と画像処理装置3を備えている。   The face orientation detection device 1 captures the periphery of the driver's face, detects the driver's face area from the captured image, and further detects the face orientation. In particular, the face direction detection apparatus 1 determines whether or not the light environment for the driver's face is suitable for processing in order to reduce erroneous detection of the face area and the face direction (specifically, the driver's face). To determine whether light (sunlight) is shining on one side from the side). The face orientation detection device 1 includes a camera 2 and an image processing device 3.

カメラ2は、ドライバの顔周辺の撮像画像を取得する近赤外線カメラであり、近赤外線を取り込み、その近赤外線の輝度に応じた近赤外線画像を生成する。カメラ2は、インストルメントパネルあるいはステアリングコラムにドライバの顔の方向に向けて取り付けられている。カメラ2では、一定時間毎(例えば、1/30秒)毎に撮像し、各フレームの近赤外線画像情報を画像信号として画像処理装置3に送信する。なお、鮮明な近赤外線画像を得るために、近赤外線投光器を備える構成とし、近赤外線投光器によりドライバの顔周辺に近赤外線を照射するようにするとよい。   The camera 2 is a near-infrared camera that acquires a captured image around the driver's face, captures near-infrared light, and generates a near-infrared image corresponding to the brightness of the near-infrared light. The camera 2 is attached to the instrument panel or steering column in the direction of the driver's face. The camera 2 captures images at regular time intervals (for example, 1/30 seconds), and transmits near-infrared image information of each frame to the image processing device 3 as an image signal. In order to obtain a clear near-infrared image, it is preferable that a near-infrared projector is provided, and the near-infrared projector emits near-infrared light around the driver's face.

画像処理装置3は、画像処理用のCPU[Central Processing Unit]、ROM[ReadOnly Memory]、RAM[Random Access Memory]等からなり、ROMに保持されるソフトウエアをCPUで実行することによって各種処理を行う。画像処理装置3では、一定時間毎に、カメラ2から画像信号を受信し、各フレームの近赤外線の撮像画像を順次取り入れる。そして、画像処理装置3では、フレーム毎に、光環境判断処理を行い、ドライバの顔に横方向から光が当たっていないと判断した場合や光環境判断をできなかった場合には顔領域検出処理と顔向き検出処理を行う。なお、本実施の形態では、画像処理装置3における処理が特許請求の範囲に記載するエッジ検出手段及び判断手段に相当する。   The image processing apparatus 3 includes a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], and the like for image processing, and performs various processes by executing software held in the ROM by the CPU. Do. The image processing device 3 receives an image signal from the camera 2 at regular time intervals, and sequentially takes near-infrared captured images of each frame. Then, the image processing device 3 performs the light environment determination process for each frame. When it is determined that the driver's face is not exposed to light from the lateral direction or when the light environment determination cannot be performed, the face area detection process is performed. And face orientation detection processing. In the present embodiment, the processing in the image processing apparatus 3 corresponds to edge detection means and determination means described in the claims.

画像処理装置3では、新たなフレームの撮像画像を取得すると、光環境判断処理を実行する。まず、画像処理装置3では、前回のフレームに対する処理で顔領域値を更新しているか否かを判定する。顔領域は、撮像画像においてドライバの顔が存在する領域であり、この領域の枠が顔と背景との境界辺りに相当する。フレーム間隔は極短時間なので、前回フレームと今回フレームとではドライバの顔の位置は殆ど移動していないと予測される。そこで、前回フレームの顔領域値の左右の枠を用いてドライバの顔と背景との境界辺りを探索する。逆に、前回フレームの顔領域値が無い場合、今回フレームでのドライバの顔の位置が顔領域値から移動している可能性があるので、その顔領域値を用いることができない。   When the image processing apparatus 3 obtains a captured image of a new frame, it performs a light environment determination process. First, the image processing apparatus 3 determines whether or not the face area value has been updated in the process for the previous frame. The face area is an area where the driver's face exists in the captured image, and the frame of this area corresponds to the boundary between the face and the background. Since the frame interval is extremely short, it is predicted that the driver's face position has hardly moved between the previous frame and the current frame. Therefore, the vicinity of the boundary between the driver's face and the background is searched using the left and right frames of the face area value of the previous frame. Conversely, if there is no face area value in the previous frame, the face area value cannot be used because the driver's face position in the current frame may have moved from the face area value.

前回フレームに対する処理で顔領域値を更新している場合、画像処理装置3では、撮像画像(輝度画像)の全画素に対して縦エッジフィルタを用いて縦エッジを求め、縦エッジ画像を生成する。縦エッジ画像は、エッジとなっている画素とエッジとならない画素とからなる二値画像である。そして、画像処理装置3では、縦エッジ画像から縦エッジヒストグラムを生成する。縦エッジヒストグラムは、縦方向のライン毎に、エッジとなっている画素の数をカウントし、そのカウント値を度数分布した柱状グラフである。エッジは、画像において明るい部分と暗い部分との境界であり、輝度変化の境界(輝度勾配の大きいところ)を示す。   When the face area value is updated in the process for the previous frame, the image processing apparatus 3 obtains a vertical edge using a vertical edge filter for all pixels of the captured image (luminance image), and generates a vertical edge image. . The vertical edge image is a binary image composed of pixels that are edges and pixels that are not edges. Then, the image processing device 3 generates a vertical edge histogram from the vertical edge image. The vertical edge histogram is a columnar graph in which the number of pixels that are edges is counted for each line in the vertical direction, and the count value is frequency-distributed. The edge is a boundary between a bright part and a dark part in the image, and indicates a boundary of luminance change (where the luminance gradient is large).

車内は比較的暗いので、ドライバの顔に光が当たっていると、顔と背景との境界はエッジとなる。したがって、顔と背景との境界部分では、他の部分に比べて縦エッジとなる画素の数が非常に多くなる。特に、ドライバの顔の一部分に横方向から光が当たっている場合、顔の一方側が明るい部分となり、他方側が暗い部分となる。したがって、明るい側の顔と背景との境界部分については、縦エッジとなる画素の数は非常に多くなる。一方、暗い側の顔と背景との境界部分については、縦エッジとなる画素の数は、顔の中心部よりは多くなるが、明るい側の境界部分に比べると明らかに少なくなる。このように、ドライバの顔の一部分に横方向から光が当たっている場合には、顔の左右の境界部分で縦エッジに差が発生する。   Since the interior of the vehicle is relatively dark, when light hits the driver's face, the boundary between the face and the background becomes an edge. Therefore, the number of pixels that become vertical edges is significantly greater at the boundary between the face and the background than at other portions. In particular, when a part of the driver's face is exposed to light from the lateral direction, one side of the face is a bright part and the other side is a dark part. Therefore, the number of pixels that become vertical edges is very large at the boundary between the bright face and the background. On the other hand, in the boundary portion between the dark side face and the background, the number of pixels serving as vertical edges is larger than that in the center portion of the face, but clearly smaller than that in the bright side boundary portion. As described above, when light is applied to a part of the driver's face from the lateral direction, a difference occurs in the vertical edge at the left and right boundary portions of the face.

続いて、画像処理装置3では、縦エッジヒストグラムを前回の顔領域値の左枠(横方向の画素位置)を中心として左右両側に探索画素数分探索し、その範囲内での左エッジピークを探索する。また、画像処理装置3では、縦エッジヒストグラムを前回の顔領域値の右枠(横方向の画素位置)を中心として左右両側に探索画素数分探索し、その範囲内での右エッジピークを探索する。探索画素数は、フレーム間隔時間と顔の移動量との関係を考慮し、実験等によって予め設定される。左エッジピーク、右エッジピークは、前回の顔領域値の横枠に隣接あるいは近接している範囲(つまり、顔の左右両側と背景との境界付近)において縦ラインでの縦エッジとなっている画素の最大値である。   Subsequently, the image processing apparatus 3 searches the vertical edge histogram for the number of search pixels on both the left and right sides centering on the left frame (horizontal pixel position) of the previous face region value, and finds the left edge peak within the range. Explore. Further, the image processing device 3 searches the vertical edge histogram for the number of search pixels on both the left and right sides with the right frame (horizontal pixel position) of the previous face area value as the center, and searches for the right edge peak within that range. To do. The number of search pixels is set in advance by an experiment or the like in consideration of the relationship between the frame interval time and the amount of movement of the face. The left edge peak and right edge peak are vertical edges in the vertical line in the range adjacent to or close to the horizontal frame of the previous face area value (that is, near the boundary between the left and right sides of the face and the background). This is the maximum value of the pixel.

そして、画像処理装置3では、左エッジピークと右エッジピークとの差の絶対値を算出し、その差の絶対値が閾値以上か否かを判定する。閾値は、ドライバの顔の一部分に光が当たっていることにより左右のエッジピークに明らかな差があることを判別するための閾値であり、実験等によって予め設定される。画像処理装置3では、差の絶対値が閾値以上の場合にはドライバの顔の一部分に横方向から光が当たっていると判断し、差の絶対値が閾値未満の場合にはドライバの顔の一部分に横方向から光が当たっていないと判断する。ちなみに、ドライバの顔の一部分に横方向から光が当たっていると判断した場合、左エッジピークと右エッジピークとを比較することにより、大きい方のエッジピークの側に光が当たっていると判定することもできる。   Then, the image processing apparatus 3 calculates the absolute value of the difference between the left edge peak and the right edge peak, and determines whether or not the absolute value of the difference is greater than or equal to a threshold value. The threshold is a threshold for discriminating that there is a clear difference between the left and right edge peaks due to light hitting a part of the driver's face, and is set in advance by experiments or the like. When the absolute value of the difference is greater than or equal to the threshold value, the image processing apparatus 3 determines that light has been applied to a part of the driver's face from the lateral direction, and when the absolute value of the difference is less than the threshold value, It is determined that a part of the light is not illuminated from the lateral direction. By the way, if it is determined that light is being applied to a part of the driver's face from the lateral direction, it is determined that light is applied to the larger edge peak by comparing the left edge peak and the right edge peak. You can also

図2には、ドライバの顔周辺の撮像画像Iの一例を示しており、撮像画像I中に前回処理で更新した顔領域Aと今回処理で求めた縦エッジヒストグラムGを付加している。この例の場合、ドライバの顔の左側に太陽光が当たっているので、顔の右側が黒っぽくなっている(斜線で示す部分)。また、前回の顔領域A内に今回のドライバの顔がほぼ収まっており、顔領域Aの左右の枠近傍にドライバの顔と背景との境界が位置している。そして、左側の枠の近傍に左エッジピークLPが存在し、右側の枠の近傍に右エッジピークRPが存在している。この例の場合、太陽光が当たっている顔の左側と背景との境界の方が、右側の境界より輝度変化が鮮明である。そのため、左エッジピークLPが右エッジピークRPに比べて明らかに大きくなっており、その差が顕著である。   FIG. 2 shows an example of a captured image I around the face of the driver, and the face area A updated in the previous process and the vertical edge histogram G obtained in the current process are added to the captured image I. In the case of this example, since the sunlight hits the left side of the driver's face, the right side of the face is blackish (the portion indicated by the hatching). In addition, the face of the driver this time is almost within the previous face area A, and the boundary between the driver's face and the background is located near the left and right frames of the face area A. A left edge peak LP exists near the left frame, and a right edge peak RP exists near the right frame. In the case of this example, the change in luminance is clearer at the boundary between the left side of the face that is exposed to sunlight and the background than the boundary on the right side. Therefore, the left edge peak LP is clearly larger than the right edge peak RP, and the difference is remarkable.

顔の一部分に横方向から光が当たっている場合、カメラ2のシャッタ制御によって、撮像画像中のドライバの顔において光が当たっている部分が白くつぶれ、光が当たっていない部分が黒くつぶれる虞がある。このような撮像画像からは顔の眼や鼻等の各部位を正確に抽出できなくなり、顔領域や顔向きを誤検出してしまう。したがって、顔の一部分に横方向から光が当たるような光環境下で撮像された撮像画像は、これらの処理を行うのには不適である。   When a part of the face is exposed to light from the lateral direction, a portion of the driver's face in the captured image that is exposed to light may be crushed white and a portion that is not exposed to light may be crushed in black by the shutter control of the camera 2. is there. Each part such as the eyes and nose of the face cannot be accurately extracted from such a captured image, and the face area and the face orientation are erroneously detected. Therefore, a captured image captured in an optical environment where light is applied to a part of the face from the lateral direction is unsuitable for performing these processes.

そこで、ドライバの顔の一部分に横方向から光が当たっていると判断した場合、画像処理装置3では、今回のフレームについては顔領域検出処理及び顔向き検出処理を中止する。一方、ドライバの顔の一部分に横方向から光が当たっていないと判断した場合、画像処理装置3では、今回のフレームについて顔領域検出処理及び顔向き検出処理を実行する。顔領域検出処理、顔向き検出処理については、従来の方法を用いて行い、用いる方法については特に限定しない。そして、画像処理装置3では、顔領域を検出すると、その顔領域値を更新する。   Therefore, when it is determined that a part of the driver's face is exposed to light from the lateral direction, the image processing apparatus 3 stops the face area detection process and the face direction detection process for the current frame. On the other hand, if it is determined that a part of the driver's face is not exposed to light from the lateral direction, the image processing apparatus 3 performs face area detection processing and face orientation detection processing for the current frame. The face area detection process and the face direction detection process are performed using a conventional method, and the method used is not particularly limited. When the image processing device 3 detects the face area, the face area value is updated.

図1を参照して、顔向き検出装置1の動作について説明する。特に、画像処理装置3における処理については図3のフローチャートに沿って説明する。図3は、図1の画像処理装置における処理の流れを示すフローチャートである。顔向き検出装置1では、以下の動作を一定時間毎に繰り返し行う。   With reference to FIG. 1, the operation of the face orientation detection device 1 will be described. In particular, the processing in the image processing apparatus 3 will be described along the flowchart of FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing in the image processing apparatus of FIG. In the face orientation detection device 1, the following operation is repeated at regular intervals.

カメラ2では、一定時間毎に、近赤外線を受光し、近赤外線画像を撮像し、その撮像した近赤外線画像を画像信号として画像処理装置3に送信する。画像処理装置3では、一定時間毎に、画像信号を受信し、今回フレームの撮像画像を取得し、RAMの所定領域に記憶する。   The camera 2 receives near-infrared light at regular time intervals, captures a near-infrared image, and transmits the captured near-infrared image to the image processing device 3 as an image signal. The image processing device 3 receives an image signal at regular intervals, acquires a captured image of the current frame, and stores it in a predetermined area of the RAM.

今回フレームの撮像画像を取得すると、画像処理装置3では、顔領域値を前回の処理で更新しているか否かを判定する(S1)。   When the captured image of the current frame is acquired, the image processing apparatus 3 determines whether or not the face area value has been updated in the previous process (S1).

S1にて更新していると判定した場合、画像処理装置3では、今回フレームの撮像画像から縦エッジ画像を生成する(S2)。そして、画像処理装置3では、縦エッジ画像から縦エッジヒストグラムを作成する(S3)。続いて、画像処理装置3では、前回フレームの顔領域値の左枠を基準にして縦エッジヒストグラムから左エッジピークを探索するとともに(S4)、前回フレームの顔領域値の右枠を基準にして縦エッジヒストグラムから右エッジピークを探索する(S5)。そして、画像処理装置3では、左エッジピークと右エッジピークとの差(絶対値)が閾値以上か否かを判定する(S6)。   When it is determined that the image is updated in S1, the image processing device 3 generates a vertical edge image from the captured image of the current frame (S2). Then, the image processing apparatus 3 creates a vertical edge histogram from the vertical edge image (S3). Subsequently, the image processing apparatus 3 searches for the left edge peak from the vertical edge histogram with reference to the left frame of the face area value of the previous frame (S4) and uses the right frame of the face area value of the previous frame as a reference. The right edge peak is searched from the vertical edge histogram (S5). Then, the image processing device 3 determines whether or not the difference (absolute value) between the left edge peak and the right edge peak is equal to or greater than a threshold value (S6).

S1にて更新していないと判定した場合又はS6にて閾値以上と判定した場合、画像処理装置3では、今回フレームの撮像画像から顔領域を検出する(S7)。さらに、画像処理装置3では、顔領域画像から顔向きを検出する(S8)。そして、画像処理装置3では、顔領域値を更新し(S9)、今回フレームに対する処理を終了する。最後に、画像処理装置3は、その顔向きの情報を顔向き信号として運転支援装置に送信する。   If it is determined in S1 that the update has not been performed, or if it is determined in S6 that the threshold is greater than or equal to the threshold, the image processing apparatus 3 detects a face area from the captured image of the current frame (S7). Further, the image processing apparatus 3 detects the face orientation from the face area image (S8). Then, the image processing apparatus 3 updates the face area value (S9) and ends the process for the current frame. Finally, the image processing device 3 transmits the face orientation information as a face orientation signal to the driving support device.

S6にて閾値未満と判定した場合、画像処理装置3では、顔領域値を更新せずに(S10)、今回フレームに対する処理を終了する。また、画像処理装置3では、今回の顔向き信号を運転支援装置に送信しない。   If it is determined in S6 that the threshold is less than the threshold value, the image processing apparatus 3 ends the process for the current frame without updating the face area value (S10). Further, the image processing device 3 does not transmit the current face orientation signal to the driving support device.

この顔向き検出装置1によれば、前回の顔領域値を基準にして縦エッジヒストグラムの左右のエッジピークを比較することにより、ドライバの一部分に横方向から光が当たっているか否かを高精度に判定することができる。特に、輝度変化を境界を示す縦エッジのヒストグラムを用いて比較するので、より高精度な判定を行うことができる。また、前回の顔領域値を用いて左右のエッジピークを探索することにより、今回フレームにおける顔と背景との境界付近を高精度に探索でき、探索負荷も低減できる。   According to this face orientation detection device 1, it is possible to determine whether or not a part of the driver is exposed to light from the horizontal direction by comparing left and right edge peaks of the vertical edge histogram with reference to the previous face area value. Can be determined. In particular, since changes in luminance are compared using a histogram of vertical edges indicating boundaries, more accurate determination can be performed. Further, by searching for the left and right edge peaks using the previous face area value, the vicinity of the boundary between the face and the background in the current frame can be searched with high accuracy, and the search load can be reduced.

さらに、顔向き検出装置1によれば、光環境の適していないフレームについては顔領域検出処理及び顔向き検出処理を行わないので、顔領域や顔向きの誤検出を低減することができる。さらに、処理負荷の非常に大きい顔領域検出処理や顔向き検出処理を行う前に縦エッジ画像やそのヒストグラムを用いて今回フレームが各処理に適してるか否かを判別するので、不適の場合には余計な処理を行わず、処理負荷を低減できる。   Furthermore, according to the face direction detection apparatus 1, since the face area detection process and the face direction detection process are not performed for a frame that is not suitable for the light environment, erroneous detection of the face area and the face direction can be reduced. Furthermore, before performing face area detection processing and face orientation detection processing with a very large processing load, it is determined whether the current frame is suitable for each processing using the vertical edge image and its histogram. Does not perform extra processing and can reduce the processing load.

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。   As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.

例えば、本実施の形態では車両のドライバの顔の向きを検出する顔向き検出装置に適用したが、他の分野にも適用可能であり、また、衝突防止装置や脇見判定装置などの他の装置に組み込んだりあるいは光環境だけを判断する装置としてもよい。   For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a face orientation detection device that detects the face orientation of a driver of a vehicle, but the present invention can also be applied to other fields, and other devices such as a collision prevention device and an aside look determination device. It is good also as an apparatus built in or judging only a light environment.

また、本実施の形態では対象物(顔)の一部分に横方向から光が当たっているか否かを判断する構成としたが、上下方向等の他の方向から光が当たっているか否かを判断する構成としてもよい。上下方向の場合、横エッジ画像から横エッジヒストグラムを作成し、上エッジピークと下エッジピークとの差を閾値で判定するようにするとよい。   In the present embodiment, it is determined whether or not a part of the object (face) is exposed to light from the lateral direction. However, it is determined whether or not light is applied from other directions such as the vertical direction. It is good also as composition to do. In the case of the vertical direction, a horizontal edge histogram may be created from the horizontal edge image, and the difference between the upper edge peak and the lower edge peak may be determined using a threshold value.

また、本実施の形態では左右の縦ラインでのエッジとなっている画素の数(エッジピーク)の差によって判断する構成としたが、左右の縦ラインでの輝度値の差によって判断する構成としてもよい。   In this embodiment, the determination is made based on the difference in the number of pixels (edge peaks) that are the edges in the left and right vertical lines. However, the determination is made based on the difference in luminance values in the left and right vertical lines. Also good.

また、本実施の形態では前回の顔領域を利用して左右のエッジピークを探索する構成としたが、予め設定された顔領域(例えば、平均的なドライバの顔の位置を予め実験等で求めておく)を利用してもよいし、あるいは、顔領域を用いないで、左右のエッジピークを探索する構成としてよい。   In the present embodiment, the left and right edge peaks are searched using the previous face area. However, a predetermined face area (for example, an average driver's face position is obtained in advance through experiments or the like). May be used, or the left and right edge peaks may be searched without using the face area.

本実施の形態に係る顔向き検出装置の構成図である。It is a block diagram of the face direction detection apparatus which concerns on this Embodiment. 顔領域と縦エッジヒストグラムを付加した撮像画像の一例である。It is an example of the captured image which added the face area and the vertical edge histogram. 図1の画像処理装置における処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of processing in the image processing apparatus of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

1…顔向き検出装置、2…カメラ、3…画像処理装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Face direction detection apparatus, 2 ... Camera, 3 ... Image processing apparatus

Claims (2)

顔を撮像した撮像画像からに対する光環境を判断する画像処理装置であって、
撮像画像に基づいて顔と背景との境界のエッジを検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段で検出した顔と背景との境界のエッジに基づく顔と背景との左右の境界近傍間エッジとなっている画素の数の差が閾値以上の場合の一部分に横方向から光が当たっていると判断する判断手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus that determines a light environment for a face from a captured image of the face ,
Edge detection means for detecting the edge of the boundary between the face and the background based on the captured image;
If the difference in the number of pixels that are the edges between the left and right borders of the face and background based on the edge of the border between the face and background detected by the edge detection means is lateral to a part of the face the image processing apparatus characterized by comprising determination means for determining that light is hitting a.
前記判断手段は、前記エッジ検出手段で検出したエッジに基づく顔領域の左右対称となる端部近傍間のエッジとなっている画素の数の差が閾値以上の場合の一部分に横方向から光が当たっていると判断することを特徴とする請求項1に記載する画像処理装置。 The determination unit is configured to apply a lateral direction to a part of the face when a difference in the number of pixels that are edges between edge portions that are symmetrical with respect to the left and right sides of the face region based on the edge detected by the edge detection unit is equal to or greater than a threshold value. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is determined to be exposed to light.
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JP5853369B2 (en) * 2011-01-24 2016-02-09 カシオ計算機株式会社 Image processing apparatus, image processing method, and program
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JP4412929B2 (en) * 2003-07-30 2010-02-10 セコム株式会社 Face detection device
JP2005084815A (en) * 2003-09-05 2005-03-31 Toshiba Corp Face recognition device, face recognition method, and traffic control device
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