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JP7784912B2 - Image processing device, image processing method and program - Google Patents
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JP7784912B2 - Image processing device, image processing method and program - Google Patents

Image processing device, image processing method and program

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JP7784912B2 JP2022018033A JP2022018033A JP7784912B2 JP 7784912 B2 JP7784912 B2 JP 7784912B2 JP 2022018033 A JP2022018033 A JP 2022018033A JP 2022018033 A JP2022018033 A JP 2022018033A JP 7784912 B2 JP7784912 B2 JP 7784912B2
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Description

開示の実施形態は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。 The disclosed embodiments relate to an image processing device, an image processing method, and a program.

従来、たとえば光ビーコンによる受信情報やカメラの撮像画像から検知される信号機の青や、黄、赤などの発光状態と、ブレーキなどの車両の操作状況とに基づいて、自車両が信号無視をしたか否かを判定する技術が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Technology has been proposed to determine whether a vehicle has run a red light, for example, based on the green, yellow, or red light status of a traffic light detected from information received by an optical beacon or from camera images, as well as vehicle operation status such as braking (see, for example, Patent Document 1).

こうした技術において、カメラの撮像画像を用いて信号機の発光状態を判定する場合、画像中の信号機そのものを検知することが必要となる。かかる場合、たとえば深層学習等の機械学習のアルゴリズムを用いて、検知対象となる信号機をバウンディングボックスと呼ばれる矩形領域として抽出する手法が知られている。 When using such technology to determine the illumination status of a traffic light using an image captured by a camera, it is necessary to detect the traffic light itself in the image. In such cases, a known method is to use a machine learning algorithm such as deep learning to extract the traffic light to be detected as a rectangular area called a bounding box.

抽出された矩形領域内においては、発光領域の形状(円形、楕円形)が検出される。そして、たとえば検出された形状の矩形領域内における位置を特定することで、信号機の発光色を判定することができる。一例として、発光領域が矩形領域内の左寄りの位置にあれば、青信号と判定することができる。 The shape of the luminous area (circle, ellipse) is detected within the extracted rectangular area. Then, for example, by identifying the position of the detected shape within the rectangular area, the luminous color of the traffic light can be determined. For example, if the luminous area is located to the left of the rectangular area, it can be determined that the light is green.

特開2012-069051号公報JP 2012-069051 A

しかしながら、従来技術には、低コストに信号機の発光状態の判定精度を向上させるうえで、さらなる改善の余地がある。 However, there is room for further improvement in conventional technology in order to improve the accuracy of determining the illumination status of traffic lights at low cost.

たとえば、前述の発光領域の形状を検出するにあたり、「円形」を検出する標準的な手法としてハフ変換が存在するが、処理コストが高いことが知られており、車載装置など、演算リソースが限られた環境下では、実施が難しいという問題がある。 For example, when detecting the shape of the aforementioned luminous area, the Hough transform is a standard method for detecting a "circular" shape, but it is known to have high processing costs, making it difficult to implement in environments with limited computing resources, such as in-vehicle devices.

また、矩形領域そのものの抽出位置の精度が低い場合、かかる矩形領域内における発光領域の位置だけで信号機の発光状態を判定すると、誤判定してしまう可能性がある。 Furthermore, if the accuracy of the extracted position of the rectangular area itself is low, determining the light emission state of the traffic light based solely on the position of the light-emitting area within that rectangular area may result in an incorrect determination.

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストに信号機の発光状態の判定精度を向上させることができる画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment has been made in consideration of the above, and aims to provide an image processing device, image processing method, and program that can improve the accuracy of determining the illumination state of traffic lights at low cost.

実施形態の一態様に係る画像処理装置は、車両に搭載される画像処理装置であって、制御部を有する。前記制御部は、カメラ画像に対する画像認識によって信号機として抽出された矩形領域の中心座標を実空間上の仮想平面へ投影する。また、前記制御部は、投影された前記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域に対し、該仮想矩形領域のサンプリング点に対応する前記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成する。また、前記制御部は、前記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、該色空間調整後の前記信号画像から前記信号機の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出する。また、前記制御部は、抽出された各画素の位置関係に基づいて前記信号機の発光状態を判定する。 An image processing device according to one aspect of the embodiment is an image processing device mounted on a vehicle and includes a control unit. The control unit projects the center coordinates of a rectangular area extracted as a traffic light by image recognition of a camera image onto a virtual plane in real space. The control unit then generates a traffic light image by sampling pixels of the camera image corresponding to sampling points of a virtual rectangular area of a predetermined size centered on the projected center coordinates. The control unit also performs a predetermined color space adjustment on the traffic light image and extracts pixels corresponding to each color component indicating the light emission state of the traffic light from the traffic light image after the color space adjustment. The control unit also determines the light emission state of the traffic light based on the positional relationship of each extracted pixel.

実施形態の一態様によれば、低コストに信号機の発光状態の判定精度を向上させることができる。 According to one aspect of the embodiment, it is possible to improve the accuracy of determining the illumination state of traffic lights at low cost.

図1は、実施形態に係る画像処理方法の概要説明図(その1)である。FIG. 1 is a diagram (part 1) outlining an image processing method according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る画像処理方法の概要説明図(その2)である。FIG. 2 is a diagram (part 2) outlining the image processing method according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of an image processing apparatus according to the embodiment. 図4は、仮想矩形領域生成処理の説明図(その1)である。FIG. 4 is an explanatory diagram (part 1) of the virtual rectangular area generation process. 図5は、仮想矩形領域生成処理の説明図(その2)である。FIG. 5 is an explanatory diagram (part 2) of the virtual rectangular area generation process. 図6は、仮想矩形領域生成処理の説明図(その3)である。FIG. 6 is an explanatory diagram (part 3) of the virtual rectangular area generation process. 図7は、信号画像生成処理の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of the signal image generation process. 図8は、色空間調整処理の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the color space adjustment process. 図9は、色特徴量抽出処理の説明図(その1)である。FIG. 9 is an explanatory diagram (part 1) of the color feature extraction process. 図10は、色特徴量抽出処理の説明図(その2)である。FIG. 10 is an explanatory diagram (part 2) of the color feature extraction process. 図11は、位置特徴量抽出処理の説明図(その1)である。FIG. 11 is an explanatory diagram (part 1) of the position feature extraction process. 図12は、位置特徴量抽出処理の説明図(その2)である。FIG. 12 is an explanatory diagram (part 2) of the position feature extraction process. 図13は、位置特徴量抽出処理の説明図(その3)である。FIG. 13 is an explanatory diagram (part 3) of the position feature extraction process. 図14は、位置特徴量抽出処理の説明図(その4)である。FIG. 14 is an explanatory diagram (part 4) of the position feature extraction process. 図15は、位置特徴量抽出処理の説明図(その5)である。FIG. 15 is an explanatory diagram (part 5) of the position feature extraction process. 図16は、判定処理の説明図(その1)である。FIG. 16 is an explanatory diagram (part 1) of the determination process. 図17は、判定処理の説明図(その2)である。FIG. 17 is an explanatory diagram (part 2) of the determination process. 図18は、判定処理の説明図(その3)である。FIG. 18 is an explanatory diagram (part 3) of the determination process. 図19は、実施形態に係る画像処理装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart showing a processing procedure executed by the image processing apparatus according to the embodiment.

以下、添付図面を参照して、本願の開示する画像処理装置、画像処理方法およびプログラムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of the image processing device, image processing method, and program disclosed herein will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.

また、以下では、実施形態に係る画像処理装置10が、車両Vに搭載される車載装置であるものとする。画像処理装置10は、たとえば信号無視判定装置やドライブレコーダ等、車両Vに搭載されたカメラ3の撮像画像に基づいて、画像中の対象物を検知可能な装置である。本実施形態では、かかる対象物が、信号機300であるものとする。 Furthermore, in the following description, the image processing device 10 according to the embodiment is assumed to be an in-vehicle device mounted on a vehicle V. The image processing device 10 is a device capable of detecting an object in an image based on an image captured by a camera 3 mounted on the vehicle V, such as a red light violation determination device or a drive recorder. In this embodiment, the object is assumed to be a traffic light 300.

まず、実施形態に係る画像処理方法の概要について、図1および図2を用いて説明する。図1は、実施形態に係る画像処理方法の概要説明図(その1)である。また、図2は、実施形態に係る画像処理方法の概要説明図(その2)である。 First, an overview of the image processing method according to the embodiment will be described using Figures 1 and 2. Figure 1 is a diagram (part 1) outlining the image processing method according to the embodiment. Figure 2 is a diagram (part 2) outlining the image processing method according to the embodiment.

既に述べた通り、カメラ3の撮像画像を用いて信号機300の発光状態を判定する場合、画像中の信号機300そのものを検知することが必要となる。かかる場合、たとえば深層学習等の機械学習のアルゴリズムを用いて、検知対象となる信号機300をバウンディングボックスと呼ばれる矩形領域として抽出する。 As already mentioned, when determining the light emission state of a traffic light 300 using an image captured by camera 3, it is necessary to detect the traffic light 300 itself in the image. In such cases, for example, a machine learning algorithm such as deep learning is used to extract the traffic light 300 to be detected as a rectangular area called a bounding box.

抽出された矩形領域内においては、発光領域の形状が検出される。そして、たとえば検出された形状の矩形領域内における位置を特定することで、信号機300の発光色を判定することができる。 The shape of the light-emitting area is detected within the extracted rectangular area. Then, for example, by identifying the position of the detected shape within the rectangular area, the light color of the traffic light 300 can be determined.

一例として、図1の左図に示すように、矩形領域BB1内の左寄り付近で発光領域を検出した場合、青信号と正判定することができる。 As an example, as shown in the left diagram of Figure 1, if a light-emitting area is detected near the left side of rectangular area BB1, it can be correctly determined to be a green light.

ここで、発光領域の形状を検出するにあたり、「円形」を検出する標準的な手法としてハフ変換が存在するが、処理コストが高いことが知られており、車載装置など、演算リソースが限られた環境下では、実施が難しいという問題がある。 When detecting the shape of a light-emitting area, the Hough transform is a standard method for detecting a "circular" shape. However, this method is known to have high processing costs, making it difficult to implement in environments with limited computing resources, such as in-vehicle devices.

また、矩形領域そのものの抽出位置の精度が低い場合、かかる矩形領域内における発光領域の位置だけで信号機300の発光状態を判定すると、誤判定してしまう可能性がある。 Furthermore, if the accuracy of the extracted position of the rectangular area itself is low, determining the light emission state of the traffic light 300 based solely on the position of the light-emitting area within that rectangular area may result in an erroneous determination.

一例として、図1の右図に示すように、信号機300に対して左側にずれた位置で抽出された矩形領域BB2内の中央付近で発光領域を検出した場合、実際には青信号であるにも関わらず、黄信号と誤判定してしまう可能性がある。 As an example, as shown in the right diagram of Figure 1, if a light-emitting area is detected near the center of rectangular area BB2 extracted at a position shifted to the left of traffic light 300, there is a possibility that the light will be erroneously determined to be yellow even though it is actually green.

そこで、実施形態に係る画像処理方法では、画像処理装置10の制御部12(図3参照)が、カメラ画像に対する画像認識によって信号機300として抽出された矩形領域BBの中心座標を実空間上の仮想平面へ投影し、投影された上記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域VBに対し、かかる仮想矩形領域VBのサンプリング点に対応する上記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成し、上記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、かかる色空間調整後の上記信号画像から信号機300の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出し、抽出された各画素の位置関係に基づいて信号機300の発光状態を判定することとした。 In the image processing method according to the embodiment, the control unit 12 (see FIG. 3) of the image processing device 10 projects the center coordinates of a rectangular area BB extracted as a traffic light 300 by image recognition of the camera image onto a virtual plane in real space, samples pixels of the camera image corresponding to sampling points of a virtual rectangular area VB of a predetermined size centered on the projected center coordinates, generates a traffic light image, performs a predetermined color space adjustment on the traffic light image, extracts pixels corresponding to each color component indicating the light emission state of the traffic light 300 from the traffic light image after the color space adjustment, and determines the light emission state of the traffic light 300 based on the positional relationship of each extracted pixel.

具体的には、図2に示すように、制御部12は、カメラ3の撮像したカメラ画像を入力とし、矩形領域の抽出(ステップS1)、仮想矩形領域の生成(ステップS2)、信号画像の生成(ステップS3)、色空間調整(ステップS4)を実行する。そして、制御部12は、色空間調整後の信号画像に基づいて、第1特徴量の抽出(ステップS5)、第2特徴量の抽出(ステップS6)、発光状態の判定(ステップS7)を実行し、判定結果を出力する。第1特徴量は、色の特徴量である。第2特徴量は位置の特徴量である。 Specifically, as shown in FIG. 2, the control unit 12 receives a camera image captured by the camera 3 as input and extracts a rectangular area (step S1), generates a virtual rectangular area (step S2), generates a signal image (step S3), and adjusts the color space (step S4). Based on the signal image after color space adjustment, the control unit 12 then extracts a first feature amount (step S5), extracts a second feature amount (step S6), and determines the light emission state (step S7), and outputs the determination result. The first feature amount is a color feature amount. The second feature amount is a position feature amount.

破線の矩形の外にあるステップS1は、既存技術である。ステップS1では、制御部12は、機械学習のアルゴリズムを用いて学習されたDNN(Deep Neural Network)モデル等を使用して、画像中の信号機300を矩形領域BBとして抽出する。 Step S1, which is outside the dashed rectangle, is an existing technology. In step S1, the control unit 12 extracts the traffic light 300 in the image as a rectangular area BB using a DNN (Deep Neural Network) model trained using a machine learning algorithm.

また、制御部12は、ステップS2では、矩形領域BBの中心座標をワールド座標に変換する。ワールド座標は信号の高さ(たとえば5m)の仮想平面上に投影された点である。このワールド座標を実空間上の信号機300の中心点と捉え、かかる中心点から実空間上の上下方向と左右方向に決まった幅を持った矩形を「仮想矩形領域」として生成する。ステップS2の具体例については、図4~図6を用いた説明で後述する。 In step S2, the control unit 12 also converts the center coordinates of the rectangular area BB into world coordinates. World coordinates are points projected onto a virtual plane at the height of the traffic light (for example, 5 m). These world coordinates are regarded as the center point of the traffic light 300 in real space, and a rectangle with a fixed width in the vertical and horizontal directions from this center point in real space is generated as a "virtual rectangular area." Specific examples of step S2 will be described later using Figures 4 to 6.

また、制御部12は、ステップS3では、仮想矩形領域に対応する信号画像を生成する。制御部12は、仮想矩形領域を決まったサイズの画像(25×25ピクセルなど)としてサンプリングし、各サンプリング点に対応するカメラ画像上の画素を参照することで、信号画像を生成する。信号画像のサイズは常に同じなので、近い信号機300と遠い信号機300とで、スケール感を含む見え方は同じになる。ステップS2とステップS3を実行することで、判定対象とする信号機300について、カメラ画像中でのサイズや位置、縦横方向に関わらず、常に同じサイズ感の画像情報として取り扱うことができる。これにより、処理コストの抑制に資することができる。ステップS3の具体例については、図7を用いた説明で後述する。 In step S3, the control unit 12 generates a signal image corresponding to the virtual rectangular area. The control unit 12 samples the virtual rectangular area as an image of a fixed size (e.g., 25 x 25 pixels) and generates the signal image by referencing the pixels on the camera image corresponding to each sampling point. Because the size of the signal image is always the same, a nearby traffic light 300 and a distant traffic light 300 will appear the same, including in terms of scale. By performing steps S2 and S3, the traffic light 300 being judged can always be treated as image information of the same size, regardless of its size, position, or vertical and horizontal orientation in the camera image. This helps to reduce processing costs. A specific example of step S3 will be described later using Figure 7.

また、制御部12は、ステップS4では、後段のステップS5の第1特徴量の抽出に合わせて、信号画像を予め決められた色空間に調整(変換)する。本実施形態では、いわゆるYUV形式による色空間調整を行うが、色情報の表現形式を限定するものではない。たとえば、HSV形式による色空間調整を行ってもよい。YUV形式、HSV形式をそれぞれ用いた場合の特性の違い等については、図8を用いた説明で後述する。 Furthermore, in step S4, the control unit 12 adjusts (converts) the signal image to a predetermined color space in accordance with the extraction of the first feature amount in the subsequent step S5. In this embodiment, color space adjustment is performed using the so-called YUV format, but the representation format of color information is not limited. For example, color space adjustment may be performed using the HSV format. The differences in characteristics when using the YUV format and the HSV format will be described later using Figure 8.

また、制御部12は、ステップS5では、色空間調整後の信号画像を入力とし、予め決められたYUV閾値(下限、上限)が示す信号機300の各色成分(青、黄、赤、矢印、黒の各色)の該当条件を満たす画素に、各色成分に対応する色のフラグ(以下、適宜「色フラグ」という)を立てて、色情報として抽出する。ステップS5の具体例については、図9および図10を用いた説明で後述する。 In step S5, the control unit 12 inputs the signal image after color space adjustment, sets color flags (hereinafter referred to as "color flags") corresponding to each color component of the traffic light 300 (blue, yellow, red, arrow, and black) for pixels that satisfy the corresponding conditions indicated by the predetermined YUV thresholds (lower and upper limits), and extracts them as color information. Specific examples of step S5 will be described later using Figures 9 and 10.

なお、ここに言う「フラグ」は、画像処理上の各画素の状態を示す真理値およびそれに相当する値を格納する領域を指し、本実施形態では、フラグを「立てる」とは、フラグに「真値」に相当する値を格納することを言う。一方、フラグを「下げる」とは、フラグに「偽値」に相当する値を格納することを言う。「立てる」は、「オンにする」と言い換えてもよい。「下げる」は、「オフにする」と言い換えてもよい。 Note that the term "flag" here refers to an area that stores a truth value indicating the state of each pixel in image processing and its equivalent value. In this embodiment, "setting" a flag means storing a value equivalent to a "true value" in the flag. On the other hand, "lowering" a flag means storing a value equivalent to a "false value" in the flag. "Setting" can also be referred to as "turning on." "Lowering" can also be referred to as "turning off."

また、制御部12は、ステップS6では、色フラグを組み合わせて、色フラグの互いが特定の位置関係にある場合に、その画素に位置のフラグ(以下、適宜「位置フラグ」という)を立てて、位置情報として抽出する。ステップS6の具体例については、図11~図15を用いた説明で後述する。 In addition, in step S6, the control unit 12 combines color flags, and if the color flags are in a specific positional relationship with each other, sets a position flag (hereinafter referred to as a "position flag" as appropriate) for that pixel and extracts it as position information. Specific examples of step S6 will be described later using Figures 11 to 15.

そして、制御部12は、ステップS7では、ステップS6の処理結果に基づいて信号機300の発光状態の判定を行う。制御部12は、かかる判定に際し、まず、それぞれの位置フラグについて予め決められた範囲内に集まっているか否かを判定し、集まっていればこれに応じ領域のフラグ(以下、適宜「領域フラグ」という)を立てる。そして、制御部12は、それぞれの領域フラグについて、信号画像内における総和を算出し、かかる総和に基づいて信号機300の発光状態を判定する。領域フラグに基づく領域単位での判定を行うことで、スパイク状ノイズによる誤判定を抑制することができる。ステップS7の具体例については、図16~図18を用いた説明で後述する。 In step S7, the control unit 12 then determines the illumination state of the traffic light 300 based on the processing result of step S6. In making this determination, the control unit 12 first determines whether each position flag is concentrated within a predetermined range, and if so, sets a corresponding area flag (hereinafter referred to as "area flag" as appropriate). The control unit 12 then calculates the sum of each area flag within the signal image, and determines the illumination state of the traffic light 300 based on this sum. By making a determination on an area-by-area basis based on the area flag, it is possible to reduce erroneous determinations due to spike-like noise. Specific examples of step S7 will be described later using Figures 16 to 18.

上述したように、実施形態に係る画像処理方法は、車両Vに搭載される画像処理装置10が実行する画像処理方法であって、カメラ画像に対する画像認識によって信号機300として抽出された矩形領域BBの中心座標を実空間上の仮想平面へ投影することと、投影された上記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域VBに対し、かかる仮想矩形領域VBのサンプリング点に対応する上記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成することと、上記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、かかる色空間調整後の上記信号画像から信号機300の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出することと、抽出された各画素の位置関係に基づいて信号機300の発光状態を判定することと、を含む。 As described above, the image processing method according to the embodiment is an image processing method executed by the image processing device 10 mounted on the vehicle V, and includes the steps of: projecting the center coordinates of a rectangular area BB extracted as a traffic light 300 by image recognition of a camera image onto a virtual plane in real space; generating a traffic light image by sampling pixels of the camera image corresponding to sampling points of a virtual rectangular area VB of a predetermined size centered on the projected center coordinates; performing a predetermined color space adjustment on the traffic light image; extracting pixels corresponding to each color component indicating the light emission state of the traffic light 300 from the traffic light image after the color space adjustment; and determining the light emission state of the traffic light 300 based on the positional relationship of each extracted pixel.

したがって、実施形態に係る画像処理方法によれば、低コストに信号機300の発光状態の判定精度を向上させることができる。 Therefore, the image processing method according to the embodiment can improve the accuracy of determining the light emission state of the traffic light 300 at low cost.

以下、上述した実施形態に係る画像処理方法を適用した画像処理装置10の構成例について、より具体的に説明する。 Below, we will explain in more detail an example configuration of an image processing device 10 that applies the image processing method according to the above-mentioned embodiment.

図3は、実施形態に係る画像処理装置10の構成例を示すブロック図である。なお、図3では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。 Figure 3 is a block diagram showing an example configuration of an image processing device 10 according to an embodiment. Note that Figure 3 shows only the components necessary to explain the features of this embodiment, and omits a description of general components.

換言すれば、図3に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。 In other words, the components shown in Figure 3 are conceptual functional components and do not necessarily have to be physically configured as shown. For example, the specific form of distribution and integration of each block is not limited to that shown, and all or part of them can be functionally or physically distributed and integrated in any unit depending on various loads, usage conditions, etc.

また、図3を用いた説明では、既に説明済みの構成要素については、説明を簡略するか、説明を省略する場合がある。 Furthermore, in the explanation using Figure 3, the explanation of components that have already been explained may be simplified or omitted.

図3に示すように、画像処理装置10は、記憶部11と、制御部12とを備える。また、画像処理装置10は、カメラ3と、出力部5とが接続される。 As shown in FIG. 3, the image processing device 10 includes a memory unit 11 and a control unit 12. The image processing device 10 is also connected to a camera 3 and an output unit 5.

カメラ3は、車両Vに搭載され、車両Vの前方を撮像可能に設けられる。なお、カメラ3は、たとえば車両Vの全周囲を撮像可能な360度カメラであってもよい。 Camera 3 is mounted on vehicle V and is capable of capturing images of the area in front of vehicle V. Note that camera 3 may be, for example, a 360-degree camera capable of capturing images of the entire periphery of vehicle V.

出力部5は、データを出力するための出力デバイスである。出力部5は、たとえば、ディスプレイやスピーカ等によって実現される。なお、出力部5は、画像処理装置10が出力するデータに基づく情報処理を実行する外部装置であってもよい。 The output unit 5 is an output device for outputting data. The output unit 5 is realized, for example, by a display, a speaker, etc. The output unit 5 may also be an external device that performs information processing based on the data output by the image processing device 10.

カメラ3および出力部5は、CAN(Controller Area Network)等の車載ネットワークを介して画像処理装置10と接続される。なお、カメラ3および出力部5は、Bluetooth(登録商標)や、Wi-Fi(登録商標)、UWB(Ultra Wide Band)等を介して無線により画像処理装置10と接続されてもよい。 The camera 3 and output unit 5 are connected to the image processing device 10 via an in-vehicle network such as a Controller Area Network (CAN). The camera 3 and output unit 5 may also be connected to the image processing device 10 wirelessly via Bluetooth (registered trademark), Wi-Fi (registered trademark), UWB (Ultra Wide Band), etc.

画像処理装置10は、車両Vに搭載されるコンピュータであり、上述したように、たとえば信号無視判定装置である。画像処理装置10は、少なくとも、図2を用いて説明したステップS1~S7を実行する。 The image processing device 10 is a computer installed in the vehicle V, and as described above, is, for example, a red light running determination device. The image processing device 10 executes at least steps S1 to S7 described using Figure 2.

記憶部11は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の記憶デバイスによって実現され、図3の例では、画像認識AI11aと、処理パラメータ情報11bとを記憶する。 The storage unit 11 is realized by a storage device such as RAM (Random Access Memory) or flash memory, and in the example of Figure 3, it stores image recognition AI 11a and processing parameter information 11b.

画像認識AI11aは、画像認識用のAI(Artificial Intelligence)モデルである。具体的には、画像認識AI11aは、機械学習のアルゴリズムを用いて学習されたDNNモデル等である。画像認識AI11aは、後述する画像認識部12aにDNNモデルとして読み込まれた後、画像認識部12aにカメラ3の撮像画像が入力された場合に、かかる画像に含まれる各種の物体を検知可能に設けられる。本実施形態では、画像認識AI11aは、少なくとも物体として信号機300を検知可能に設けられる。 Image recognition AI11a is an AI (Artificial Intelligence) model for image recognition. Specifically, image recognition AI11a is a DNN model or the like trained using a machine learning algorithm. After being loaded as a DNN model into image recognition unit 12a (described below), image recognition AI11a is configured to be able to detect various objects contained in images captured by camera 3 when the images are input to image recognition unit 12a. In this embodiment, image recognition AI11a is configured to be able to detect at least traffic lights 300 as objects.

処理パラメータ情報11bは、後述する仮想矩形領域生成部12b、信号画像生成部12c、色空間調整部12d、色特徴量抽出部12e、位置特徴量抽出部12f、判定部12gが実行する各処理において用いられる各種のパラメータに関する情報である。 The processing parameter information 11b is information about various parameters used in the processes executed by the virtual rectangular area generation unit 12b, signal image generation unit 12c, color space adjustment unit 12d, color feature extraction unit 12e, position feature extraction unit 12f, and determination unit 12g, which will be described later.

処理パラメータ情報11bは、前述の各種のフラグを含む。フラグは、レジスタによって実現されてもよいし、プログラム上の変数によって表現されてもよい。また、フラグの格納値は、「0」か「1」に限らなくともよい。したがって、フラグの大きさは、1ビットに限らなくともよい。 The processing parameter information 11b includes the various flags mentioned above. The flags may be implemented by registers or represented by program variables. Furthermore, the stored values of flags do not have to be limited to "0" or "1." Therefore, the size of a flag does not have to be limited to 1 bit.

制御部12は、コントローラ(controller)であり、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、記憶部11に記憶されている実施形態に係るプログラムがRAMを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部12は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現することができる。 The control unit 12 is a controller, and is implemented by a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), or the like, executing a program according to an embodiment stored in the storage unit 11 using RAM as a working area. The control unit 12 can also be implemented by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array).

制御部12は、画像認識部12aと、仮想矩形領域生成部12bと、信号画像生成部12cと、色空間調整部12dと、色特徴量抽出部12eと、位置特徴量抽出部12fと、判定部12gとを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。 The control unit 12 has an image recognition unit 12a, a virtual rectangular area generation unit 12b, a signal image generation unit 12c, a color space adjustment unit 12d, a color feature extraction unit 12e, a position feature extraction unit 12f, and a determination unit 12g, and realizes or executes the information processing functions and actions described below.

画像認識部12aは、カメラ3によって撮像された撮像画像を取得し、かかる撮像画像を読み込んだ画像認識AI11aへ入力する。また、画像認識部12aは、撮像画像を入力した結果、画像認識AI11aから出力される画像認識結果を取得し、取得した画像認識結果を仮想矩形領域生成部12bへ出力する。画像認識結果は、矩形領域BBとして抽出された信号機300を含む。すなわち、画像認識部12aは、上述したステップS1を実行する。なお、カメラ3は、動画像を撮像する。これに応じ、画像認識部12aは、動画像の各フレームから矩形領域BBを抽出する。 The image recognition unit 12a acquires the captured image captured by the camera 3 and inputs it to the image recognition AI 11a that has read the captured image. Furthermore, the image recognition unit 12a acquires the image recognition result output from the image recognition AI 11a as a result of inputting the captured image, and outputs the acquired image recognition result to the virtual rectangular area generation unit 12b. The image recognition result includes the traffic light 300 extracted as rectangular area BB. In other words, the image recognition unit 12a executes step S1 described above. The camera 3 captures moving images. In response, the image recognition unit 12a extracts rectangular area BB from each frame of the moving images.

仮想矩形領域生成部12bは、上述したステップS2を実行する。ここで、仮想矩形領域生成部12bが実行する仮想矩形領域生成処理について、図4~図6を用いてより具体的に説明する。図4は、仮想矩形領域生成処理の説明図(その1)である。また、図5は、仮想矩形領域生成処理の説明図(その2)である。また、図6は、仮想矩形領域生成処理の説明図(その3)である。 The virtual rectangular area generation unit 12b executes step S2 described above. The virtual rectangular area generation process executed by the virtual rectangular area generation unit 12b will now be described in more detail using Figures 4 to 6. Figure 4 is an explanatory diagram (part 1) of the virtual rectangular area generation process. Figure 5 is an explanatory diagram (part 2) of the virtual rectangular area generation process. Figure 6 is an explanatory diagram (part 3) of the virtual rectangular area generation process.

仮想矩形領域生成部12bは、矩形領域BBの中心座標をワールド座標に変換し、ワールド座標を実空間上の信号機300の中心点と捉え、かかる中心点から実空間上の上下方向と左右方向に決まった幅を持った矩形を仮想矩形領域として生成する。 The virtual rectangular area generation unit 12b converts the center coordinates of the rectangular area BB into world coordinates, regards the world coordinates as the center point of the traffic light 300 in real space, and generates a virtual rectangular area, a rectangle with a fixed width in the vertical and horizontal directions from this center point in real space.

仮想矩形領域生成部12bは、まず図4に示すように、信号機300の高さはある程度同じであると仮定したうえで、矩形領域BBの中心を示すカメラ座標を、カメラパラメータを用い、信号機300の高さを想定した仮想的な平面(以下、「仮想平面」という)上のワールド座標へ変換する。 As shown in Figure 4, the virtual rectangular area generation unit 12b first assumes that the height of the traffic light 300 is relatively constant, and then uses camera parameters to convert the camera coordinates indicating the center of the rectangular area BB into world coordinates on a virtual plane (hereinafter referred to as the "virtual plane") that assumes the height of the traffic light 300.

具体的には、仮想矩形領域生成部12bは、車両Vのカメラ3から撮像した画像201における信号機300の位置を示す矩形領域BBを基に、時系列空間における同じ高さの仮想平面に車両Vの位置を投影した位置を示す仮想車両位置を算出する。 Specifically, the virtual rectangular area generation unit 12b calculates a virtual vehicle position that indicates the position of the vehicle V projected onto a virtual plane at the same height in time-series space, based on a rectangular area BB that indicates the position of the traffic light 300 in the image 201 captured by the camera 3 of the vehicle V.

そして、仮想矩形領域生成部12bは、鉛直方向の軸を含む互いに直交する3つの軸で表される座標系において、鉛直方向の軸の座標値を固定することで得られる仮想平面における信号機300の座標を、ワールド座標として算出する。 Then, in a coordinate system represented by three mutually orthogonal axes, including a vertical axis, the virtual rectangular area generation unit 12b calculates, as world coordinates, the coordinates of the traffic light 300 on a virtual plane obtained by fixing the coordinate value of the vertical axis.

図4に示すように、実空間における位置は、X軸、Y軸、Z軸の座標値によって表される。X軸、Y軸、Z軸は互いに直交する。Z軸は、鉛直方向の軸である。Y軸は、図4における車両Vの進行方向と平行である。X軸は、Z軸およびY軸と直交する。 As shown in Figure 4, a position in real space is represented by coordinate values on the X, Y, and Z axes. The X, Y, and Z axes are perpendicular to each other. The Z axis is a vertical axis. The Y axis is parallel to the direction of travel of the vehicle V in Figure 4. The X axis is perpendicular to the Z and Y axes.

ここで、矩形領域BBの中心を中心点221とする。仮想矩形領域生成部12bは、カメラパラメータを用いて画像201における中心点221の2次元座標(カメラ座標)を、3次元のワールド座標に変換する。そして、かかるワールド座標における中心点221までの距離を、車両Vから信号機300までの距離(Dist)として算出する。 Here, the center of rectangular area BB is defined as center point 221. The virtual rectangular area generation unit 12b uses camera parameters to convert the two-dimensional coordinates (camera coordinates) of center point 221 in image 201 into three-dimensional world coordinates. Then, the distance to center point 221 in these world coordinates is calculated as the distance (Dist) from vehicle V to traffic light 300.

カメラパラメータには、カメラ3の内部パラメータおよび外部パラメータが含まれる。内部パラメータには、ドットピッチ、焦点距離、ディストーション(仰角像高TBL)等が含まれる。外部パラメータには、カメラ3の撮影位置のX軸、Y軸、Z軸の座標値、および、カメラ3の姿勢を表す値(PAN,ROLL,TILT)が含まれる。 Camera parameters include internal and external parameters of the camera 3. Internal parameters include dot pitch, focal length, distortion (elevation image height TBL), etc. External parameters include the X-, Y-, and Z-axis coordinate values of the camera 3's shooting position, and values representing the camera 3's attitude (PAN, ROLL, TILT).

また、カメラパラメータとは別のパラメータとして、仮想矩形領域生成部12bは、予め定められた信号機300の路面からの高さを参照する。信号機300の高さは、たとえば5.0m~5.5mの範囲において定められる。 In addition to the camera parameters, the virtual rectangular area generation unit 12b also references the predetermined height of the traffic light 300 from the road surface. The height of the traffic light 300 is set, for example, in the range of 5.0 m to 5.5 m.

なお、カメラパラメータおよび信号機300の高さは、たとえば前述の処理パラメータ情報11bに格納されている。 The camera parameters and the height of the traffic light 300 are stored, for example, in the processing parameter information 11b mentioned above.

このように、ワールド座標への変換を行うことによって、単眼カメラで安価に信号機300までの距離を算出できるという利点がある。 In this way, by converting to world coordinates, the distance to the traffic light 300 can be calculated inexpensively using a monocular camera.

そして、仮想矩形領域生成部12bは、ワールド座標を実空間上の信号機300の中心点と捉え、かかる中心点から実空間上の上下方向と左右方向に決まった幅を持った矩形を仮想矩形領域VBとして生成する。 The virtual rectangular area generation unit 12b then regards the world coordinates as the center point of the traffic light 300 in real space, and generates a rectangle with a fixed width in the vertical and horizontal directions from this center point in real space as the virtual rectangular area VB.

これにより、図5に示すように、矩形領域BBの場合、近い信号機300の矩形領域BB1は大きく、遠い信号機300の矩形領域BB2は小さくなるが、仮想矩形領域VBの場合、信号機300の遠近に関わらず仮想矩形領域VB1,VB2のサイズは同じとなる。 As a result, as shown in Figure 5, in the case of rectangular area BB, the rectangular area BB1 of the closer traffic light 300 is larger and the rectangular area BB2 of the farther traffic light 300 is smaller, but in the case of virtual rectangular area VB, the sizes of virtual rectangular areas VB1 and VB2 are the same regardless of the distance between the traffic lights 300.

仮想矩形領域生成部12bは、実空間上の標準的な信号機300のサイズ(1250mm×450mmなど)を基準として仮想矩形領域VBのサイズを決定する。本実施形態では、仮想矩形領域生成部12bは、横型信号機と縦型信号機の両方を判定対象とするため、図6に示すように、実空間上の信号機300の長辺(つまり1250mmなど)を1辺とした正方形を基準形として仮想矩形領域VBを生成する。また、同図に示すように、仮想矩形領域生成部12bは、入力される矩形領域BBのサイズや位置のバラつきに対応するため、上述の基準形を予め決められた拡張率(たとえば、1.1倍など)で拡張したものを使用する。 The virtual rectangular area generation unit 12b determines the size of the virtual rectangular area VB based on the size of a standard traffic light 300 in real space (e.g., 1250 mm x 450 mm). In this embodiment, the virtual rectangular area generation unit 12b determines both horizontal and vertical traffic lights, and therefore generates the virtual rectangular area VB using a square as the reference shape, with one side being the long side of the traffic light 300 in real space (i.e., 1250 mm, for example), as shown in FIG. 6. Also, as shown in the same figure, the virtual rectangular area generation unit 12b uses the above-mentioned reference shape expanded by a predetermined expansion rate (e.g., 1.1 times) to accommodate variations in the size and position of the input rectangular area BB.

図3の説明に戻る。信号画像生成部12cは、上述したステップS3を実行する。ここで、信号画像生成部12cが実行する信号画像生成処理について、図7を用いてより具体的に説明する。図7は、信号画像生成処理の説明図である。 Returning to the explanation of Figure 3, the signal image generation unit 12c executes step S3 described above. Here, the signal image generation process executed by the signal image generation unit 12c will be explained in more detail using Figure 7. Figure 7 is an explanatory diagram of the signal image generation process.

信号画像生成部12cは、仮想矩形領域VBに対応する信号画像を生成する。既に述べた通り、信号画像生成部12cは、仮想矩形領域VBを常に同じサイズの画像(25×25pixelなど)としてサンプリングし、各サンプリング点に対応するカメラ画像上の画素を参照することで、信号画像を生成する。 The signal image generation unit 12c generates a signal image corresponding to the virtual rectangular area VB. As already mentioned, the signal image generation unit 12c samples the virtual rectangular area VB as an image of the same size (e.g., 25 x 25 pixels) and generates the signal image by referencing the pixels on the camera image that correspond to each sampling point.

カメラ画像上の画素の参照は、上記したカメラ座標からワールド座標への変換の逆変換を実施する。サンプリング方向については、図7に示すように、横型信号機は左上から右下に走査し、縦型信号機は左下から右上に走査する。すなわち、信号画像生成部12cは、カメラ画像中の信号機300の長手方向に沿ってカメラ画像の画素が順次走査されるサンプリング方向でサンプリングすることによって信号画像を生成する。これにより、同図に示すように、サンプリング後の信号画像は、横型信号機であっても縦型信号機であっても、画像内のスケール感、向きなどを含め、同じ見え方となる。 When referencing pixels on the camera image, the inverse conversion from camera coordinates to world coordinates described above is performed. As for the sampling direction, as shown in Figure 7, horizontal traffic lights are scanned from the top left to the bottom right, and vertical traffic lights are scanned from the bottom left to the top right. In other words, the traffic light image generator 12c generates a traffic light image by sampling in a sampling direction in which the pixels of the camera image are sequentially scanned along the longitudinal direction of the traffic light 300 in the camera image. As a result, as shown in the figure, the traffic light image after sampling will look the same whether it is a horizontal traffic light or a vertical traffic light, including the sense of scale and orientation within the image.

したがって、判定対象とする信号機300について、カメラ画像中でのサイズや位置、縦横方向に関わらず、常に同じサイズ感の画像情報として取り扱うことができ、処理コストの抑制に資することができる。 Therefore, the traffic light 300 being judged can always be treated as image information of the same size, regardless of its size, position, or vertical/horizontal orientation in the camera image, which helps reduce processing costs.

なお、さらに、たとえば信号画像のサイズを小さく(すなわち、実空間上のサンプリング間隔を大きく)することで、後段の各処理における処理コストを下げることができる。 Furthermore, by reducing the size of the signal image (i.e., increasing the sampling interval in real space), the processing costs of each subsequent process can be reduced.

図3の説明に戻る。色空間調整部12dは、上述したステップS4を実行する。ここで、色空間調整部12dが実行する色空間調整処理について、図8を用いて補足しつつ説明する。図8は、色空間調整処理の説明図である。 Returning to the explanation of Figure 3, the color space adjustment unit 12d executes step S4 described above. The color space adjustment process executed by the color space adjustment unit 12d will now be explained with reference to Figure 8. Figure 8 is an explanatory diagram of the color space adjustment process.

色空間調整部12dは、後段の色特徴量抽出部12eによる色特徴量抽出処理に合わせて、生成された信号画像を予め決められた色空間に調整する。本実施形態では、色空間調整部12dは、既に述べた通りYUV形式による色空間調整を行う。 The color space adjustment unit 12d adjusts the generated signal image to a predetermined color space in accordance with the color feature extraction process performed by the subsequent color feature extraction unit 12e. In this embodiment, the color space adjustment unit 12d performs color space adjustment in YUV format, as already described.

図8に示すように、色空間調整部12dは、YUV形式の他、HSV形式による色空間調整を行うことができる。なお、同図に示すように、YUV形式は、色表現がUとVの直交座標系であり、矩形表現のため色の分離が難しいケースがあるが、処理コストは低いという特性がある。一方、HSV形式は、色表現がHとSの極座標系であり、扇形表現のためYUV形式に比べて色の分離は易しいが、処理コストは高いという特性がある。 As shown in Figure 8, the color space adjustment unit 12d can perform color space adjustment using the HSV format in addition to the YUV format. As shown in the figure, the YUV format uses a U-V orthogonal coordinate system to represent colors, and although color separation can be difficult due to the rectangular representation, it has the characteristic of low processing costs. On the other hand, the HSV format uses a H-S polar coordinate system to represent colors, and although color separation is easier than with the YUV format due to the sector representation, it has the characteristic of high processing costs.

本実施形態では、処理コストを重視し、YUV形式を採用するが、画像処理装置10の演算リソースが許容可能であるなど、処理コストに応じて、適宜HSV形式やその他の形式を選択することは可能である。 In this embodiment, the YUV format is used, with emphasis on processing cost, but it is possible to select the HSV format or another format as appropriate depending on processing cost, such as the allowable computational resources of the image processing device 10.

図3の説明に戻る。色特徴量抽出部12eは、上述したステップS5を実行する。ここで、色特徴量抽出部12eが実行する色特徴量抽出処理について、図9および図10を用いてより具体的に説明する。図9は、色特徴量抽出処理の説明図(その1)である。また、図10は、色特徴量抽出処理の説明図(その2)である。 Returning to the explanation of Figure 3, the color feature extraction unit 12e executes step S5 described above. The color feature extraction process executed by the color feature extraction unit 12e will now be explained in more detail using Figures 9 and 10. Figure 9 is an explanatory diagram (part 1) of the color feature extraction process. Also, Figure 10 is an explanatory diagram (part 2) of the color feature extraction process.

色特徴量抽出部12eは、色空間調整後の信号画像を入力とし、予め決められたYUV閾値が示す信号機300の各色成分の該当条件を満たす画素に、各色成分に対応する色フラグを立てて色情報として抽出する。 The color feature extraction unit 12e inputs the signal image after color space adjustment, and extracts color information by setting color flags corresponding to each color component for pixels that satisfy the corresponding conditions for each color component of the traffic light 300 indicated by the predetermined YUV thresholds.

具体的には、たとえば処理パラメータ情報11bには、図9に示すように、信号機300の青、黄、赤、矢印、黒の各色成分についての該当条件が、予め決められたY,U,Vの下限および上限によって規定されている。 Specifically, for example, in the processing parameter information 11b, as shown in Figure 9, the relevant conditions for each of the color components of the traffic light 300 - blue, yellow, red, arrow, and black - are specified by predetermined lower and upper limits of Y, U, and V.

色特徴量抽出部12eは、色空間調整後の信号画像において、信号機300の各色成分につき、かかる該当条件を満たす画素を抽出する。そして、色特徴量抽出部12eは、抽出した画素につき、該当する色成分に対応する色フラグを立てる。 The color feature extraction unit 12e extracts pixels that satisfy the relevant conditions for each color component of the traffic light 300 in the signal image after color space adjustment. Then, for each extracted pixel, the color feature extraction unit 12e sets a color flag corresponding to the relevant color component.

すると、図10に示すように、たとえば青信号であれば信号画像においては少なくとも、青成分の該当条件を満たす各画素と、黒成分の該当条件を満たす各画素とが抽出され、前者には青信号色フラグが立てられ、後者には無発光信号色フラグが立てられることとなる。 As shown in Figure 10, for example, in the case of a blue light, at least each pixel that satisfies the corresponding condition for the blue component and each pixel that satisfies the corresponding condition for the black component are extracted from the signal image, and a green light color flag is set for the former, and a non-emission signal color flag is set for the latter.

同様に、たとえば黄信号であれば信号画像においては少なくとも、黄成分の該当条件を満たす各画素と、黒成分の該当条件を満たす各画素とが抽出され、前者には黄信号色フラグが立てられ、後者には無発光信号色フラグが立てられることとなる。 Similarly, for example, in the case of a yellow traffic light, at least each pixel that meets the corresponding conditions for the yellow component and each pixel that meets the corresponding conditions for the black component are extracted from the signal image, and a yellow signal color flag is set for the former, and a non-emission signal color flag is set for the latter.

同様に、たとえば赤信号であれば信号画像においては少なくとも、赤成分の該当条件を満たす各画素と、黒成分の該当条件を満たす各画素とが抽出され、前者には赤信号色フラグが立てられ、後者には無発光信号色フラグが立てられることとなる。 Similarly, for example, in the case of a red traffic light, at least each pixel that meets the corresponding conditions for the red component and each pixel that meets the corresponding conditions for the black component are extracted from the traffic light image, and a red signal color flag is set for the former, and a non-emission signal color flag is set for the latter.

同様に、たとえば矢印信号であれば信号画像においては少なくとも、赤成分の該当条件を満たす各画素と、矢印成分の該当条件を満たす各画素とが抽出され、前者には赤信号色フラグが立てられ、後者には矢印信号色フラグが立てられることとなる。 Similarly, for example, in the case of an arrow signal, at least each pixel that meets the corresponding conditions for the red component and each pixel that meets the corresponding conditions for the arrow component are extracted from the signal image, and a red signal color flag is set for the former, and an arrow signal color flag is set for the latter.

同様に、たとえば無発光信号であれば信号画像においては少なくとも、黒成分の該当条件を満たす各画素が抽出され、これらには無発光信号色フラグが立てられることとなる。 Similarly, for example, in the case of a non-emission signal, at least each pixel in the signal image that meets the corresponding conditions for the black component is extracted, and a non-emission signal color flag is set for these.

図3の説明に戻る。位置特徴量抽出部12fは、上述したステップS6を実行する。ここで、位置特徴量抽出部12fが実行する位置特徴量抽出処理について、図11~図15を用いてより具体的に説明する。 Returning to the explanation of Figure 3, the position feature extraction unit 12f executes step S6 described above. Here, the position feature extraction process executed by the position feature extraction unit 12f will be explained in more detail using Figures 11 to 15.

図11は、位置特徴量抽出処理の説明図(その1)である。また、図12は、位置特徴量抽出処理の説明図(その2)である。また、図13は、位置特徴量抽出処理の説明図(その3)である。また、図14は、位置特徴量抽出処理の説明図(その4)である。また、図15は、位置特徴量抽出処理の説明図(その5)である。 Figure 11 is an explanatory diagram (part 1) of the position feature extraction process. Figure 12 is an explanatory diagram (part 2) of the position feature extraction process. Figure 13 is an explanatory diagram (part 3) of the position feature extraction process. Figure 14 is an explanatory diagram (part 4) of the position feature extraction process. Figure 15 is an explanatory diagram (part 5) of the position feature extraction process.

位置特徴量抽出部12fは、位置特徴量抽出部12fによって抽出された色フラグを組み合わせて、色フラグの互いが特定の位置関係にある場合に、その画素に位置フラグを立てて位置情報として抽出する。 The position feature extraction unit 12f combines the color flags extracted by the position feature extraction unit 12f, and if the color flags are in a specific positional relationship with each other, it sets a position flag for that pixel and extracts it as position information.

図11に示すように、位置特徴量抽出部12fは、青信号色フラグが示す青成分の右方に無発光信号色フラグが示す黒成分があり、また、さらに右方に黒成分があれば、青信号と推定し、かかる青信号色フラグの立った各画素に青信号位置フラグを立てる。 As shown in Figure 11, if there is a black component indicated by the non-emission signal color flag to the right of the blue component indicated by the green signal color flag, and if there is also a black component further to the right, the position feature extraction unit 12f estimates it to be a green signal and sets a green signal position flag for each pixel for which such a green signal color flag is set.

また、図12に示すように、位置特徴量抽出部12fは、黄信号色フラグが示す黄成分の右方に黒成分があり、また、左方に黒成分があれば、黄信号と推定し、かかる黄信号色フラグの立った各画素に黄信号位置フラグを立てる。 Furthermore, as shown in FIG. 12, if there is a black component to the right of the yellow component indicated by the yellow signal color flag and also to the left, the position feature extraction unit 12f estimates it as a yellow signal and sets a yellow signal position flag for each pixel for which such a yellow signal color flag has been set.

また、図13に示すように、位置特徴量抽出部12fは、赤信号色フラグが示す赤成分の左方に黒成分があり、また、さらに左方に黒成分があれば、赤信号と推定し、かかる赤信号色フラグの立った各画素に赤信号位置フラグを立てる。 Furthermore, as shown in FIG. 13, if there is a black component to the left of the red component indicated by the red light color flag, and if there is also a black component further to the left, the position feature extraction unit 12f estimates it to be a red light, and sets a red light position flag for each pixel for which such a red light color flag has been set.

また、図14に示すように、位置特徴量抽出部12fは、無発光信号色フラグが示す黒成分の右方に黒成分があり、また、さらに右方に黒成分があれば、無発光信号と推定し、かかる無発光信号色フラグの立った各画素に無発光信号位置フラグを立てる。 Furthermore, as shown in Figure 14, if there is a black component to the right of the black component indicated by the non-emission signal color flag, and if there is another black component further to the right, the position feature extraction unit 12f estimates it to be a non-emission signal and sets a non-emission signal position flag for each pixel for which such a non-emission signal color flag has been set.

また、図15に示すように、位置特徴量抽出部12fは、矢印信号については、図13で抽出した赤信号位置フラグの集まりの重心より下方の決められた範囲内に矢印信号色フラグが示す矢印成分があれば、矢印信号の位置と推定し、かかる矢印信号色フラグの立った各画素に矢印信号位置フラグを立てる。 Furthermore, as shown in FIG. 15, for arrow signals, if there is an arrow component indicated by the arrow signal color flag within a predetermined range below the center of gravity of the collection of red light position flags extracted in FIG. 13, the position feature extraction unit 12f estimates that this is the position of an arrow signal, and sets an arrow signal position flag for each pixel for which such arrow signal color flag is set.

図3の説明に戻る。判定部12gは、上述したステップS7を実行する。ここで、判定部12gが実行する判定処理について、図16~図18を用いてより具体的に説明する。 Returning to the explanation of Figure 3, the determination unit 12g executes step S7 described above. Here, the determination process executed by the determination unit 12g will be explained in more detail using Figures 16 to 18.

図16は、判定処理の説明図(その1)である。また、図17は、判定処理の説明図(その2)である。また、図18は、判定処理の説明図(その3)である。なお、図17は、判定部12gが実行する第1判定処理の処理手順を示すフローチャート、図18は、判定部12gが実行する第2判定処理の処理手順を示すフローチャートとなっている。 Figure 16 is an explanatory diagram (part 1) of the determination process. Figure 17 is an explanatory diagram (part 2) of the determination process. Figure 18 is an explanatory diagram (part 3) of the determination process. Note that Figure 17 is a flowchart showing the processing steps of the first determination process executed by the determination unit 12g, and Figure 18 is a flowchart showing the processing steps of the second determination process executed by the determination unit 12g.

判定部12gは、位置特徴量抽出部12fによる位置情報の抽出結果に基づいて信号機300の発光状態の判定を行う。 The determination unit 12g determines the light emission state of the traffic light 300 based on the location information extracted by the location feature extraction unit 12f.

判定部12gは、信号機300の発光状態の判定に際し、まず、それぞれの位置フラグについて予め決められた範囲内に集まっているか否かを判定し、集まっていればこれに応じ領域フラグを立てる。 When determining the light emission state of the traffic light 300, the determination unit 12g first determines whether the position flags are clustered within a predetermined range, and if so, sets an area flag accordingly.

判定部12gは、図16に示すように、青信号位置フラグ、黄信号位置フラグ、赤信号値フラグおよび矢印信号位置フラグについては、信号画像のたとえば2×2ピクセルずつを確認範囲として、確認範囲におけるフラグ数が3以上であれば各信号領域フラグを立てる。 As shown in FIG. 16, for the green light position flag, yellow light position flag, red light value flag, and arrow light position flag, the determination unit 12g sets a confirmation range of, for example, 2 x 2 pixels of the signal image, and sets each signal area flag if the number of flags in the confirmation range is 3 or more.

また、判定部12gは、無発光信号位置フラグについては、信号画像のたとえば3×3ピクセルずつを確認範囲として、確認範囲におけるフラグ数が6以上であれば無発光信号領域フラグを立てる。 In addition, for the non-emission signal position flag, the determination unit 12g checks an area of, for example, 3 x 3 pixels of the signal image, and if the number of flags in the check area is 6 or more, it sets a non-emission signal area flag.

そして、判定部12gは、それぞれの領域フラグについて信号画像内の総和を算出し、かかる総和に基づいて信号機300の発光状態を判定する。 Then, the determination unit 12g calculates the sum of the signal image for each area flag and determines the illumination state of the traffic light 300 based on this sum.

具体的には、判定部12gは、青信号、黄信号、赤信号および無発光信号については、図17に示すように、青信号領域フラグ、黄信号領域フラグまたは赤信号領域フラグの各総和のいずれかが予め定められた値(ここでは、たとえば1)以上であるか否かを判定する(ステップS11)。 Specifically, for green, yellow, red, and non-light emitting signals, the determination unit 12g determines whether the sum of the green light area flag, yellow light area flag, or red light area flag is greater than or equal to a predetermined value (here, for example, 1) as shown in FIG. 17 (step S11).

ここで、青信号領域フラグ、黄信号領域フラグまたは赤信号領域フラグの各総和のいずれかが1以上である場合(ステップS11,Yes)、判定部12gは、青信号領域フラグ、黄信号領域フラグまたは赤信号領域フラグのうち、総和が最大のフラグに該当する発光状態(青信号、黄信号または赤信号)を判定結果とし(ステップS12)、第1判定処理を終了する。 Here, if any of the sums of the green light area flags, yellow light area flags, or red light area flags is 1 or greater (Step S11, Yes), the determination unit 12g determines the light emission state (green light, yellow light, or red light) corresponding to the flag with the largest sum among the green light area flags, yellow light area flags, and red light area flags as the determination result (Step S12), and ends the first determination process.

また、判定部12gは、青信号領域フラグ、黄信号領域フラグまたは赤信号領域フラグの各総和のいずれもが1未満である場合(ステップS11,No)、無発光信号領域フラグの総和が予め定められた値(ここでは、たとえば2)以上であるか否かを判定する(ステップS13)。 Furthermore, if the sum of the green light area flags, yellow light area flags, or red light area flags is less than 1 (step S11, No), the determination unit 12g determines whether the sum of the non-emission light area flags is equal to or greater than a predetermined value (here, for example, 2) (step S13).

ここで、無発光信号領域フラグの総和が2以上である場合(ステップS13,Yes)、判定部12gは、無発光信号と判定し(ステップS14)、第1判定処理を終了する。また、判定部12gは、無発光信号領域フラグの総和が2未満である場合(ステップS13,No)、判定不可と判定し(ステップS15)、第1判定処理を終了する。 Here, if the sum of the non-luminous signal area flags is 2 or greater (Step S13, Yes), the judgment unit 12g judges it to be a non-luminous signal (Step S14) and ends the first judgment process. Also, if the sum of the non-luminous signal area flags is less than 2 (Step S13, No), the judgment unit 12g judges it to be impossible to judge (Step S15) and ends the first judgment process.

また、判定部12gは、矢印信号については、図17の第1判定処理とは独立に、図18に示すように、矢印信号領域フラグの総和が予め定められた値(ここでは、たとえば1)以上であるか否かを判定する(ステップS21)。 Furthermore, for the arrow signal, the determination unit 12g determines whether the sum of the arrow signal area flags is equal to or greater than a predetermined value (here, for example, 1) (step S21), as shown in FIG. 18, independently of the first determination process in FIG. 17.

ここで、矢印信号領域フラグの総和が1以上である場合(ステップS21,Yes)、判定部12gは、矢印信号フラグを立て(ステップS22)、第2判定処理を終了する。また、判定部12gは、矢印信号領域フラグの総和が1未満である場合(ステップS21,No)、矢印信号フラグを立てず(ステップS23)、第2判定処理を終了する。 Here, if the sum of the arrow signal area flags is 1 or greater (Step S21, Yes), the determination unit 12g sets the arrow signal flag (Step S22) and terminates the second determination process. On the other hand, if the sum of the arrow signal area flags is less than 1 (Step S21, No), the determination unit 12g does not set the arrow signal flag (Step S23) and terminates the second determination process.

図3の説明に戻る。そして、判定部12gは、第1判定処理および第2判定処理の判定結果を出力部5へ出力する。なお、判定部12gは、画像処理装置10が信号無視判定装置であれば、画像認識部12aの画像認識結果、ならびに、第1判定処理および第2判定処理の判定結果に基づいて、車両Vが信号無視をしたか否かを判定する。 Returning to the explanation of Figure 3, the determination unit 12g then outputs the determination results of the first determination process and the second determination process to the output unit 5. If the image processing device 10 is a red light running determination device, the determination unit 12g determines whether or not the vehicle V has run a red light based on the image recognition result of the image recognition unit 12a and the determination results of the first determination process and the second determination process.

かかる場合、判定部12gは、たとえば画像認識部12aによって画像認識された各物体の軌跡に基づいて車両Vの挙動を推定する。また、判定部12gは、画像認識された信号機300、および、仮想矩形領域生成部12bによって算出された信号機300までの距離に基づいて、車両Vに対する相対的な信号機300の軌跡を推定する。 In such a case, the determination unit 12g estimates the behavior of the vehicle V based on, for example, the trajectories of each object image-recognized by the image recognition unit 12a. The determination unit 12g also estimates the trajectory of the traffic light 300 relative to the vehicle V based on the image-recognized traffic light 300 and the distance to the traffic light 300 calculated by the virtual rectangular area generation unit 12b.

また、判定部12gは、推定された車両Vの挙動、信号機300の軌跡、ならびに、第1判定処理および第2判定処理の判定結果である信号機300の発光状態に基づいて、車両Vが信号無視をしたか否かを判定する。 The determination unit 12g also determines whether the vehicle V has run a red light based on the estimated behavior of the vehicle V, the trajectory of the traffic light 300, and the illumination state of the traffic light 300, which is the determination result of the first determination process and the second determination process.

たとえば、判定部12gは、車両Vの進行方向における通行の優先権の有無を提示する信号機300が赤信号であるにも関わらず、車両Vが予め定められた時間以上および速度以上で通行を続けた場合、車両Vが信号無視をしたと判定する。そして、判定部12gは、判定した判定結果を出力部5へ出力する。 For example, if vehicle V continues to pass through traffic at a speed greater than or equal to a predetermined time despite the traffic light 300 indicating whether or not there is priority of passage in the direction of travel of vehicle V being red, the determination unit 12g determines that vehicle V has run a red light. Then, the determination unit 12g outputs the determination result to the output unit 5.

なお、画像処理装置10がドライブレコーダの機能の一部を構成する場合、判定部12gは、車両Vが信号無視をしたとの判定結果をイベントとして通知し、ドライブレコーダにイベント録画を行わせてもよい。 In addition, if the image processing device 10 constitutes part of the functionality of a drive recorder, the determination unit 12g may notify the drive recorder of the determination result that the vehicle V has run a red light as an event and cause the drive recorder to record the event.

次に、実施形態に係る画像処理装置10が実行する処理手順について、図19を用いて説明する。図19は、実施形態に係る画像処理装置10が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図19に示す処理手順は、たとえば車両Vが起動中の間、繰り返される。 Next, the processing procedure executed by the image processing device 10 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 19. FIG. 19 is a flowchart showing the processing procedure executed by the image processing device 10 according to the embodiment. Note that the processing procedure shown in FIG. 19 is repeated, for example, while the vehicle V is running.

図19に示すように、画像処理装置10の制御部12は、カメラ3からカメラ画像を取得する(ステップS101)。そして、制御部12は、取得したカメラ画像に対する画像認識によって信号機300の矩形領域BBを抽出する(ステップS102)。 As shown in FIG. 19, the control unit 12 of the image processing device 10 acquires a camera image from the camera 3 (step S101). Then, the control unit 12 extracts a rectangular area BB of the traffic light 300 by image recognition of the acquired camera image (step S102).

そして、制御部12は、矩形領域BBに基づいて仮想矩形領域VBを生成し(ステップS103)、仮想矩形領域VBに基づいて信号画像を生成する(ステップS104)。 Then, the control unit 12 generates a virtual rectangular area VB based on the rectangular area BB (step S103), and generates a signal image based on the virtual rectangular area VB (step S104).

そして、制御部12は、生成された信号画像を予め決められた色空間に調整し(ステップS105)、色空間調整後の信号画像から第1特徴量(色)を抽出する(ステップS106)。 Then, the control unit 12 adjusts the generated signal image to a predetermined color space (step S105) and extracts a first feature (color) from the signal image after color space adjustment (step S106).

そして、制御部12は、抽出された第1特徴量に基づいて第2特徴量(位置)を抽出する(ステップS107)。そして、制御部12は、抽出された第2特徴量に基づいて、図17および図18に示した信号機300の発光状態の判定処理を実行する(ステップS108)そして、制御部12は、判定結果を出力し(ステップS109)、処理を終了する。 The control unit 12 then extracts a second feature (position) based on the extracted first feature (step S107). The control unit 12 then executes the process of determining the light emission state of the traffic light 300 shown in Figures 17 and 18 based on the extracted second feature (step S108). The control unit 12 then outputs the determination result (step S109) and ends the process.

上述してきたように、実施形態に係る画像処理装置10は、車両Vに搭載される画像処理装置であって、制御部12を有する。制御部12は、カメラ画像に対する画像認識によって信号機300として抽出された矩形領域BBの中心座標を実空間上の仮想平面へ投影する。また、制御部12は、投影された上記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域VBに対し、かかる仮想矩形領域VBのサンプリング点に対応する上記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成する。また、制御部12は、上記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、かかる色空間調整後の上記信号画像から信号機300の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出する。また、制御部12は、抽出された各画素の位置関係に基づいて信号機300の発光状態を判定する。 As described above, the image processing device 10 according to the embodiment is an image processing device mounted on a vehicle V and includes a control unit 12. The control unit 12 projects the center coordinates of a rectangular area BB extracted as a traffic light 300 through image recognition of a camera image onto a virtual plane in real space. The control unit 12 then generates a traffic light image by sampling pixels in the camera image that correspond to sampling points in a virtual rectangular area VB of a predetermined size centered on the projected center coordinates. The control unit 12 then performs a predetermined color space adjustment on the traffic light image and extracts pixels corresponding to each color component that indicates the light emission state of the traffic light 300 from the traffic light image after the color space adjustment. The control unit 12 then determines the light emission state of the traffic light 300 based on the positional relationship of each extracted pixel.

したがって、実施形態に係る画像処理装置10によれば、低コストに信号機300の発光状態の判定精度を向上させることができる。 Therefore, the image processing device 10 according to the embodiment can improve the accuracy of determining the light emission state of the traffic light 300 at low cost.

また、制御部12は、実空間上の標準的な信号機300の長辺を1辺とした正方形を基準形として、仮想矩形領域VBを生成する。 The control unit 12 also generates a virtual rectangular area VB using a square as the base shape, with the long side of a standard traffic light 300 in real space as one side.

したがって、実施形態に係る画像処理装置10によれば、横型信号機と縦型信号機の両方を判定対象とすることができる。 Therefore, the image processing device 10 according to the embodiment can detect both horizontal and vertical traffic lights.

また、制御部12は、上記基準形を予め決められた拡張率で拡張した仮想矩形領域VBを生成する。 The control unit 12 also generates a virtual rectangular area VB by expanding the reference shape at a predetermined expansion rate.

したがって、実施形態に係る画像処理装置10によれば、入力される矩形領域BBのサイズや位置のバラつきに対応することができる。 Therefore, the image processing device 10 according to the embodiment can accommodate variations in the size and position of the input rectangular area BB.

また、制御部12は、信号機300の長手方向に沿って上記カメラ画像の画素が順次走査されるサンプリング方向でサンプリングすることによって上記信号画像を生成する。 In addition, the control unit 12 generates the signal image by sampling in a sampling direction in which the pixels of the camera image are sequentially scanned along the longitudinal direction of the traffic light 300.

したがって、実施形態に係る画像処理装置10によれば、サンプリング後の信号画像は、横型信号機であっても縦型信号機であっても、画像内のスケール感、向きなどを含め、同じ見え方となる。これにより、判定対象とする信号機300について、カメラ画像中でのサイズや位置、縦横方向に関わらず、常に同じサイズ感の画像情報として取り扱うことができ、処理コストの抑制に資することができる。 Accordingly, with the image processing device 10 according to the embodiment, the signal image after sampling will appear the same whether it is a horizontal or vertical traffic light, including the sense of scale and orientation within the image. This allows the traffic light 300 being judged to be treated as image information that always appears the same size, regardless of its size, position, or vertical/horizontal orientation within the camera image, which helps reduce processing costs.

また、制御部12は、上記色空間調整後の上記信号画像から、上記色空間調整の色表現形式における予め決められた閾値が示す信号機300の各色成分の該当条件を満たす画素を抽出する。 In addition, the control unit 12 extracts pixels from the signal image after the color space adjustment that satisfy the corresponding conditions for each color component of the traffic light 300 indicated by the predetermined threshold values in the color expression format of the color space adjustment.

したがって、実施形態に係る画像処理装置10によれば、色空間調整の色表現形式に応じて、信号機300の各色成分の該当条件を満たす画素を抽出することが可能となる。 Therefore, the image processing device 10 according to the embodiment makes it possible to extract pixels that satisfy the corresponding conditions for each color component of the traffic light 300 according to the color expression format of the color space adjustment.

また、制御部12は、上記色表現形式としてYUV形式を用いる。 In addition, the control unit 12 uses the YUV format as the color representation format.

したがって、実施形態に係る画像処理装置10によれば、車載装置など、演算リソースが限られた環境下でも実施可能な、処理コストを抑えた画像処理を行うことができる。 Therefore, the image processing device 10 according to the embodiment can perform image processing with reduced processing costs, even in environments with limited computing resources, such as in-vehicle devices.

また、制御部12は、信号機300の赤成分の該当条件を満たす各画素の重心より下方の決められた範囲内において、矢印信号の色成分の該当条件を満たす画素の位置を上記矢印信号の位置と推定する。 In addition, the control unit 12 estimates the position of the arrow signal as the position of a pixel that satisfies the corresponding conditions for the color component of the arrow signal within a specified range below the center of gravity of each pixel that satisfies the corresponding conditions for the red component of the traffic light 300.

したがって、実施形態に係る画像処理装置10によれば、赤成分の該当条件を満たす各画素の重心位置との相対的な位置関係により、矢印信号の位置を推定することができる。 Therefore, with the image processing device 10 according to the embodiment, the position of the arrow signal can be estimated based on the relative positional relationship with the center of gravity position of each pixel that satisfies the corresponding condition for the red component.

また、制御部12は、信号機300の各色成分に該当するとして抽出された各画素の位置関係に基づいて信号機300の発光状態を判定するに際し、色成分ごとの各画素が予め決められた範囲内に集まっているか否かを判定し、集まっていれば色成分ごとの領域フラグを立て、上記信号画像内において立てた上記領域フラグそれぞれの総和に基づいて信号機300の発光状態を判定する。 In addition, when determining the light emission state of the traffic light 300 based on the positional relationship of each pixel extracted as corresponding to each color component of the traffic light 300, the control unit 12 determines whether each pixel for each color component is concentrated within a predetermined range, and if so, sets an area flag for each color component, and determines the light emission state of the traffic light 300 based on the sum of each of the area flags set within the signal image.

したがって、実施形態に係る画像処理装置10によれば、スパイク状ノイズによる誤判定を抑制することができる。 Therefore, the image processing device 10 according to the embodiment can suppress erroneous determinations caused by spike noise.

また、実施形態に係る画像処理方法は、車両Vに搭載される画像処理装置10が実行する画像処理方法であって、カメラ画像に対する画像認識によって信号機300として抽出された矩形領域BBの中心座標を実空間上の仮想平面へ投影することを含む。また、実施形態に係る画像処理方法は、投影された上記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域VBに対し、かかる仮想矩形領域VBのサンプリング点に対応する上記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成することを含む。また、実施形態に係る画像処理方法は、上記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、かかる色空間調整後の上記信号画像から信号機300の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出することを含む。また、実施形態に係る画像処理方法は、抽出された各画素の位置関係に基づいて信号機300の発光状態を判定することを含む。 An image processing method according to an embodiment is an image processing method executed by an image processing device 10 mounted on a vehicle V, and includes projecting the center coordinates of a rectangular area BB extracted as a traffic light 300 by image recognition of a camera image onto a virtual plane in real space. The image processing method according to an embodiment also includes generating a traffic light image by sampling pixels of the camera image corresponding to sampling points of a virtual rectangular area VB of a predetermined size centered on the projected center coordinates. The image processing method according to an embodiment also includes performing a predetermined color space adjustment on the traffic light image, and extracting pixels corresponding to each color component indicating the light emission state of the traffic light 300 from the traffic light image after the color space adjustment. The image processing method according to an embodiment also includes determining the light emission state of the traffic light 300 based on the positional relationship of each extracted pixel.

したがって、実施形態に係る画像処理方法によれば、低コストに信号機300の発光状態の判定精度を向上させることができる。 Therefore, the image processing method according to the embodiment can improve the accuracy of determining the light emission state of the traffic light 300 at low cost.

また、実施形態に係るプログラムは、カメラ画像に対する画像認識によって信号機300として抽出された矩形領域BBの中心座標を実空間上の仮想平面へ投影することを画像処理装置10(「コンピュータ」の一例に相当)に実行させる。また、実施形態に係るプログラムは、投影された上記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域VBに対し、かかる仮想矩形領域VBのサンプリング点に対応する上記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成することを画像処理装置10に実行させる。また、実施形態に係るプログラムは、上記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、かかる色空間調整後の上記信号画像から信号機300の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出することを画像処理装置10に実行させる。また、実施形態に係るプログラムは、抽出された各画素の位置関係に基づいて信号機300の発光状態を判定することを画像処理装置10に実行させる。 The program according to the embodiment also causes the image processing device 10 (equivalent to an example of a "computer") to project the center coordinates of a rectangular area BB extracted as a traffic light 300 by image recognition of a camera image onto a virtual plane in real space. The program according to the embodiment also causes the image processing device 10 to generate a traffic light image by sampling pixels of the camera image corresponding to sampling points of a virtual rectangular area VB of a predetermined size centered on the projected center coordinates. The program according to the embodiment also causes the image processing device 10 to perform a predetermined color space adjustment on the traffic light image and extract pixels corresponding to each color component indicating the light emission state of the traffic light 300 from the traffic light image after the color space adjustment. The program according to the embodiment also causes the image processing device 10 to determine the light emission state of the traffic light 300 based on the positional relationship of each extracted pixel.

したがって、実施形態に係るプログラムによれば、低コストに信号機300の発光状態の判定精度を向上させることができる。 Therefore, the program according to the embodiment can improve the accuracy of determining the light emission state of the traffic light 300 at low cost.

なお、上述した実施形態では、画像認識に基づいて信号機300の発光状態および信号無視を判定することとしたが、無論、車両Vに搭載された各種センサのセンサデータを適宜組み合わせてもよい。たとえば、車両Vの挙動は、ステアリングセンサや加速度センサのセンサ値を利用して推定してもよいし、自車速度は、速度センサのセンサ値を利用して取得してもよい。 In the above-described embodiment, the illumination state of the traffic light 300 and whether the traffic light has been ignored are determined based on image recognition, but it is of course possible to appropriately combine sensor data from various sensors mounted on the vehicle V. For example, the behavior of the vehicle V may be estimated using sensor values from a steering sensor or acceleration sensor, and the vehicle speed may be obtained using sensor values from a speed sensor.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further advantages and modifications may readily occur to those skilled in the art. Therefore, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

3 カメラ
5 出力部
10 画像処理装置
11 記憶部
11a 画像認識AI
11b 処理パラメータ情報
12 制御部
12a 画像認識部
12b 仮想矩形領域生成部
12c 信号画像生成部
12d 色空間調整部
12e 色特徴量抽出部
12f 位置特徴量抽出部
12g 判定部
BB 矩形領域
V 車両
VB 仮想矩形領域
3 Camera 5 Output unit 10 Image processing device 11 Storage unit 11a Image recognition AI
11b Processing parameter information 12 Control unit 12a Image recognition unit 12b Virtual rectangular area generation unit 12c Signal image generation unit 12d Color space adjustment unit 12e Color feature amount extraction unit 12f Position feature amount extraction unit 12g Determination unit BB Rectangular area V Vehicle VB Virtual rectangular area

Claims (10)

車両に搭載される画像処理装置であって、制御部を有し、
前記制御部は、
カメラ画像に対する画像認識によって信号機として抽出された矩形領域の中心座標を実空間上の仮想平面へ投影し、
投影された前記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域に対し、該仮想矩形領域のサンプリング点に対応する前記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成し、
前記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、該色空間調整後の前記信号画像から前記信号機の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出し、
抽出された各画素の位置関係に基づいて前記信号機の発光状態を判定する、
画像処理装置。
An image processing device mounted on a vehicle, the image processing device having a control unit,
The control unit
The center coordinates of a rectangular area extracted as a traffic light by image recognition of the camera image are projected onto a virtual plane in real space.
generating a signal image by sampling pixels of the camera image corresponding to sampling points of a virtual rectangular area of a determined size centered on the projected central coordinates;
performing a predetermined color space adjustment on the signal image, and extracting pixels corresponding to each color component indicating the light emission state of the traffic light from the signal image after the color space adjustment;
determining the light emission state of the traffic light based on the positional relationship of each extracted pixel;
Image processing device.
前記制御部は、
実空間上の標準的な前記信号機の長辺を1辺とした正方形を基準形として、前記仮想矩形領域を生成する、
請求項1に記載の画像処理装置。
The control unit
The virtual rectangular area is generated using a square as a reference shape, the square having the long side of a standard traffic light in real space as one side.
The image processing device according to claim 1 .
前記制御部は、
前記基準形を予め決められた拡張率で拡張した前記仮想矩形領域を生成する、
請求項2に記載の画像処理装置。
The control unit
generating the virtual rectangular area by expanding the reference shape at a predetermined expansion rate;
The image processing device according to claim 2 .
前記制御部は、
前記信号機の長手方向に沿って前記カメラ画像の画素が順次走査されるサンプリング方向でサンプリングすることによって前記信号画像を生成する、
請求項1、2または3に記載の画像処理装置。
The control unit
generating the signal image by sampling in a sampling direction in which pixels of the camera image are sequentially scanned along the longitudinal direction of the traffic light;
4. The image processing device according to claim 1, 2 or 3.
前記制御部は、
前記色空間調整後の前記信号画像から、前記色空間調整の色表現形式における予め決められた閾値が示す前記信号機の各色成分の該当条件を満たす画素を抽出する、
請求項1~4のいずれか一つに記載の画像処理装置。
The control unit
extracting, from the signal image after the color space adjustment, pixels that satisfy a corresponding condition for each color component of the traffic light indicated by a predetermined threshold value in a color representation format of the color space adjustment;
5. The image processing device according to claim 1.
前記制御部は、
前記色表現形式としてYUV形式を用いる、
請求項5に記載の画像処理装置。
The control unit
The YUV format is used as the color representation format.
The image processing device according to claim 5 .
前記制御部は、
前記信号機の赤成分の該当条件を満たす各画素の重心より下方の決められた範囲内において、矢印信号の色成分の該当条件を満たす画素の位置を前記矢印信号の位置と推定する、
請求項5または6に記載の画像処理装置。
The control unit
The position of a pixel that satisfies the corresponding condition of the color component of an arrow signal within a predetermined range below the center of gravity of each pixel that satisfies the corresponding condition of the red component of the traffic light is estimated to be the position of the arrow signal.
7. The image processing device according to claim 5 or 6.
前記制御部は、
前記信号機の各色成分に該当するとして抽出された各画素の位置関係に基づいて前記信号機の発光状態を判定するに際し、色成分ごとの各画素が予め決められた範囲内に集まっているか否かを判定し、集まっていれば色成分ごとの領域フラグを立て、前記信号画像内において立てた前記領域フラグそれぞれの総和に基づいて前記信号機の発光状態を判定する、
請求項1~7のいずれか一つに記載の画像処理装置。
The control unit
When determining the light emission state of the traffic light based on the positional relationship of each pixel extracted as corresponding to each color component of the traffic light, it is determined whether or not each pixel for each color component is concentrated within a predetermined range, and if so, an area flag for each color component is set, and the light emission state of the traffic light is determined based on the sum of each of the set area flags within the signal image.
The image processing device according to any one of claims 1 to 7.
車両に搭載される画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
カメラ画像に対する画像認識によって信号機として抽出された矩形領域の中心座標を実空間上の仮想平面へ投影することと、
投影された前記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域に対し、該仮想矩形領域のサンプリング点に対応する前記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成することと、
前記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、該色空間調整後の前記信号画像から前記信号機の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出することと、
抽出された各画素の位置関係に基づいて前記信号機の発光状態を判定することと、
を含む、画像処理方法。
An image processing method executed by an image processing device mounted on a vehicle, comprising:
projecting the center coordinates of a rectangular area extracted as a traffic light by image recognition of the camera image onto a virtual plane in real space;
generating a signal image by sampling pixels of the camera image corresponding to sampling points of a virtual rectangular area of a determined size centered on the projected central coordinates;
performing a predetermined color space adjustment on the signal image, and extracting pixels corresponding to each color component indicating the light emission state of the traffic light from the signal image after the color space adjustment;
determining a light emission state of the traffic light based on the positional relationship of each extracted pixel;
An image processing method comprising:
カメラ画像に対する画像認識によって信号機として抽出された矩形領域の中心座標を実空間上の仮想平面へ投影すること、
投影された前記中心座標を中心とする決められたサイズの仮想矩形領域に対し、該仮想矩形領域のサンプリング点に対応する前記カメラ画像の画素をサンプリングすることによって信号画像を生成すること、
前記信号画像に予め決められた色空間調整を行い、該色空間調整後の前記信号画像から前記信号機の発光状態を示す各色成分に該当する画素を抽出すること、
抽出された各画素の位置関係に基づいて前記信号機の発光状態を判定すること、
をコンピュータに実行させる、プログラム。
Projecting the center coordinates of a rectangular area extracted as a traffic light by image recognition of the camera image onto a virtual plane in real space;
generating a signal image by sampling pixels of the camera image corresponding to sampling points of a virtual rectangular area of a determined size centered on the projected central coordinates;
performing a predetermined color space adjustment on the signal image, and extracting pixels corresponding to each color component indicating the light emission state of the traffic light from the signal image after the color space adjustment;
determining the light emission state of the traffic light based on the positional relationship of each extracted pixel;
A program that causes a computer to execute the following.
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