(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素で構成される撮像画像に基づいて警告灯を点滅している車両を検出する車両検出装置において、
撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成する差分画像生成手段と、
該差分画像生成手段で生成した直近の時間差分画像及び他の時間差分画像それぞれで複数の画素で構成される所定の画素ブロックを特定する特定手段と、
特定した各画素ブロック中の任意の注目画素に対して、該注目画素の周辺に存在する周辺画素であって、画素値が同一又は変化する周辺画素の位置の一致／不一致を判定する判定手段と、
該判定手段で判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする車両検出装置。
【請求項２】
複数の画素で構成される撮像画像に基づいて警告灯を点滅している車両を検出する車両検出装置において、
撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成する差分画像生成手段と、
該差分画像生成手段で生成した直近の時間差分画像と他の時間差分画像との所定の画素ブロックの一致／不一致を判定する判定手段と、
該判定手段で判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出する検出手段と、
前記画素ブロック内の任意の注目画素の周りに存在する周辺画素と該注目画素の画素値の大小関係を符号化した周辺増減分符号を注目画素毎に生成する符号生成手段と
を備え、
前記判定手段は、
一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が一致する画素数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定するように構成してあることを特徴とする車両検出装置。
【請求項３】
前記符号生成手段は、
注目画素及び該注目画素の周辺画素の画素値がともに最小値である場合に該周辺画素に対して特定の符号を生成するようにしてあり、
一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が前記特定の符号でない対象符号数を算出する符号数算出手段と、
前記２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が前記特定の符号でない周辺画素のうち周辺増減分符号が一致する符号一致数を算出する符号一致数算出手段と
を備え、
前記判定手段は、
前記対象符号数及び符号一致数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定するように構成してあることを特徴とする請求項２に記載の車両検出装置。
【請求項４】
前記対象符号数に対する符号一致数の割合に応じた評価値を算出する評価値算出手段を備え、
前記判定手段は、
前記画素ブロック内の画素を注目画素として前記評価値算出手段で算出した評価値を合計した合計値に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定するように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の車両検出装置。
【請求項５】
前記評価値算出手段は、
前記割合が所定値より小さい場合、評価値を０として算出するように構成してあることを特徴とする請求項４に記載の車両検出装置。
【請求項６】
前記差分画像生成手段は、
時系列に撮像された複数の撮像画像それぞれに対して時間差分画像を時系列に複数生成するようにしてあり、
前記判定手段は、
前記複数の撮像画像それぞれに対して前記差分画像生成手段で生成した時間差分画像それぞれの所定の画素ブロックの一致／不一致を判定するようにしてあり、
前記検出手段は、
前記複数の撮像画像それぞれに対して前記判定手段で判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両検出装置。
【請求項７】
前記判定手段は、
前記差分画像生成手段で生成した複数の時間差分画像の各時間差分画像と、該時間差分画像よりも前に撮像された複数の時間差分画像との所定の画素ブロックの一致／不一致を判定するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両検出装置。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の車両検出装置と、該車両検出装置へ撮像画像を出力する撮像装置とを備えることを特徴とする車両検出システム。
【請求項９】
コンピュータに、複数の画素で構成される撮像画像に基づいて警告灯を点滅している車両を検出させるためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成するステップと、
生成した直近の時間差分画像及び他の時間差分画像それぞれで複数の画素で構成される所定の画素ブロックを特定するステップと、
特定した各画素ブロック中の任意の注目画素に対して、該注目画素の周辺に存在する周辺画素であって、画素値が同一又は変化する周辺画素の位置の一致／不一致を判定するステップと、
判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出するステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、複数の画素で構成される撮像画像に基づいて警告灯を点滅している車両を検出させるためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成するステップと、
生成した直近の時間差分画像と他の時間差分画像との所定の画素ブロックの一致／不一致を判定するステップと、
判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出するステップと、
前記画素ブロック内の任意の注目画素の周りに存在する周辺画素と該注目画素の画素値の大小関係を符号化した周辺増減分符号を注目画素毎に生成するステップと
を実行させ、
前記判定するステップは、
一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が一致する画素数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定することを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハザードランプ、回転灯などの警告灯を点滅している車両を検出する車両検出装置、該車両検出装置を備える車両検出システム及び前記車両検出装置を実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
安全かつ円滑な都市交通を実現するためには、日常的に発生する渋滞、事故又は故障などの突発事象等を迅速かつ正確に把握して、把握した結果に応じて信号機の制御、突発事象の解決策の実施などを行う必要がある。このため、道路をビデオカメラ等の撮像装置で撮像し、撮像して得られた画像データを画像処理して車両の運行状態（例えば、停止車両）を検出する技術が開発されている。
【０００３】
例えば、複数の撮像時点の画像を時系列に配置した時系列画像を生成し、生成した時系列画像の時間的変化に対応する周波数成分を算出し、算出した周波数成分に着目して車両の挙動、例えば、ハザードランプなどの警告灯の点滅を検出することができる車両検出装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５７４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の車両検出装置では、暗いトンネル内などの輝度変化が広範囲に及ぶハザードランプの点滅の検出には、優れた効果を示すものの、路面が白いコンクリートである場合には屋外のように明るい環境では輝度変化が少ないため、ハザードランプの点滅を検出することができない場合もあった。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、輝度変化が少ない場合でも精度よく所定の警告灯を点滅している車両の検出を行うことができる車両検出装置、該車両検出装置を備える車両検出システム及び前記車両検出装置を実現するためのコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る車両検出装置は、複数の画素で構成される撮像画像に基づいて警告灯を点滅している車両を検出する車両検出装置において、撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成する差分画像生成手段と、該差分画像生成手段で生成した直近の時間差分画像及び他の時間差分画像それぞれで複数の画素で構成される所定の画素ブロックを特定する特定手段と、特定した各画素ブロック中の任意の注目画素に対して、該注目画素の周辺に存在する周辺画素であって、画素値が同一又は変化する周辺画素の位置の一致／不一致を判定する判定手段と、該判定手段で判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
第２発明に係る車両検出装置は、複数の画素で構成される撮像画像に基づいて警告灯を点滅している車両を検出する車両検出装置において、撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成する差分画像生成手段と、該差分画像生成手段で生成した直近の時間差分画像と他の時間差分画像との所定の画素ブロックの一致／不一致を判定する判定手段と、該判定手段で判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出する検出手段と、前記画素ブロック内の任意の注目画素の周りに存在する周辺画素と該注目画素の画素値の大小関係を符号化した周辺増減分符号を注目画素毎に生成する符号生成手段とを備え、前記判定手段は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が一致する画素数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定するように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
第３発明に係る車両検出装置は、第２発明において、前記符号生成手段は、注目画素及び該注目画素の周辺画素の画素値がともに最小値である場合に該周辺画素に対して特定の符号を生成するようにしてあり、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が前記特定の符号でない対象符号数を算出する符号数算出手段と、前記２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が前記特定の符号でない周辺画素のうち周辺増減分符号が一致する符号一致数を算出する符号一致数算出手段とを備え、前記判定手段は、前記対象符号数及び符号一致数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
第４発明に係る車両検出装置は、第３発明において、前記対象符号数に対する符号一致数の割合に応じた評価値を算出する評価値算出手段を備え、前記判定手段は、前記画素ブロック内の画素を注目画素として前記評価値算出手段で算出した評価値を合計した合計値に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
第５発明に係る車両検出装置は、第４発明において、前記評価値算出手段は、前記割合が所定値より小さい場合、評価値を０として算出するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第６発明に係る車両検出装置は、第１発明乃至第５発明のいずれか１つにおいて、前記差分画像生成手段は、時系列に撮像された複数の撮像画像それぞれに対して時間差分画像を時系列に複数生成するようにしてあり、前記判定手段は、前記複数の撮像画像それぞれに対して前記差分画像生成手段で生成した時間差分画像それぞれの所定の画素ブロックの一致／不一致を判定するようにしてあり、前記検出手段は、前記複数の撮像画像それぞれに対して前記判定手段で判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出するように構成してあることを特徴とする。
また、第７発明に係る車両検出装置は、第１発明乃至第５発明のいずれか１つにおいて、前記判定手段は、前記差分画像生成手段で生成した複数の時間差分画像の各時間差分画像と、該時間差分画像よりも前に撮像された複数の時間差分画像との所定の画素ブロックの一致／不一致を判定するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
第８発明に係る車両検出システムは、前述の発明に係る車両検出装置と、該車両検出装置へ撮像画像を出力する撮像装置とを備えることを特徴とする。
【００１４】
第９発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の画素で構成される撮像画像に基づいて警告灯を点滅している車両を検出させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成するステップと、生成した直近の時間差分画像及び他の時間差分画像それぞれで複数の画素で構成される所定の画素ブロックを特定するステップと、特定した各画素ブロック中の任意の注目画素に対して、該注目画素の周辺に存在する周辺画素であって、画素値が同一又は変化する周辺画素の位置の一致／不一致を判定するステップと、判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出するステップとを実行させることを特徴とする。
また、第１０発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の画素で構成される撮像画像に基づいて警告灯を点滅している車両を検出させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成するステップと、生成した直近の時間差分画像と他の時間差分画像との所定の画素ブロックの一致／不一致を判定するステップと、判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出するステップと、前記画素ブロック内の任意の注目画素の周りに存在する周辺画素と該注目画素の画素値の大小関係を符号化した周辺増減分符号を注目画素毎に生成するステップとを実行させ、前記判定するステップは、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が一致する画素数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定することを特徴とする。
【００１５】
第１発明及び第９発明にあっては、差分画像生成手段は、撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成する。画素値は、例えば画素の輝度又は濃度である。撮像時点が、例えば、ｔ、ｔ−１、ｔ−２、ｔ−３、…である場合、時間差分画像を時系列に生成するとは、例えば、撮像時点ｔ及びｔ−１での撮像画像に基づく撮像時点ｔでの時間差分画像、撮像時点ｔ−１及びｔ−２での撮像画像に基づく撮像時点ｔ−１での時間差分画像、撮像時点ｔ−２及びｔ−３での撮像画像に基づく撮像時点ｔ−２での時間差分画像などを生成することである。
【００１６】
判定手段は、生成した直近の時間差分画像と他の時間差分画像との所定の画素ブロックの一致／不一致を判定する。画素ブロックのサイズは適宜設定することができ、例えば、８×８画素である。直近の時間差分画像が撮像時点ｔである場合、他の時間差分画像は、撮像時点がｔ−１、ｔ−２、ｔ−３などである。一致／不一致の判定は、比較する時間差分画像同士がある程度類似している場合には一致と判定し、類似していない場合には不一致と判定することができる。任意の時点の時間差分画像が、例えば、車両のハザードランプ等の警告灯が点灯しているときに撮像された画像であるとすると、当該時間差分画像と一致する他の時間差分画像は、警告灯が点灯している場合のものであり、当該時間差分画像と一致しない他の時間差分画像は、警告灯が消灯している場合のものである。
【００１７】
検出手段は、判定された一致／不一致の遷移回数に基づいて車両（車両の警告灯の点滅）を検出する。車両の警告灯（ハザードランプなど）が点滅している場合、時系列に生成した時間差分画像には、一定の周期で同じ状態（警告灯が点灯している状態と消灯している状態）の画像が出現する。この点に着目し、一致／不一致の遷移回数が、例えば、所定時間の間に所定回数以上であれば、車両の警告灯の点滅であるとして車両を検出することができる。これにより、輝度変化が小さい場合でも、時間差分画像の一致／不一致の遷移回数は算出することができるので、従来に比べて精度よく所定の警告灯を点滅している車両の検出を行うことができる。
【００１８】
第２発明又は第１０発明にあっては、符号生成手段は、画素ブロック内の任意の注目画素の周りに存在する周辺画素と、当該注目画素の画素値の大小関係を符号化した周辺増減分符号を注目画素毎に生成する。大小関係は、例えば、注目画素の輝度値（濃度でもよい）よりも周辺画素の輝度値が大きい場合（周辺増減分符号：＋）、注目画素の輝度値よりも周辺画素の輝度値が小さい場合（周辺増減分符号：−）、注目画素の輝度値と周辺画素の輝度値が共に最小値（例えば、０）である場合（周辺増減分符号：０）、注目画素の輝度値と周辺画素の輝度値が最小値（例えば、０）以外で同一である場合（周辺増減分符号：＝）に分けて符号化することができる。輝度値が最小値である場合、画素は、例えば、黒色であり、輝度値が最大値である場合、画素は、白色である。
【００１９】
判定手段は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が一致する画素数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定する。例えば、周辺増減分符号が一致する画素数が多い場合、２つの画素ブロックは一致すると判定し、周辺増減分符号が一致する画素数が少ない場合、２つの画素ブロックは一致しないと判定することができる。これにより、例えば、対比する２つの画素ブロックの一方の画素ブロック内の注目画素及び周辺画素が輝度値０である状態において、他方の画素ブロック内の注目画素の輝度値が大きくなった場合、対比する画素ブロックそれぞれの当該注目画素の周辺画素の周辺増減分符号は、０から−へ変化する。このため、２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が一致する画素数がない（０）となり、２つの画素ブロックは不一致であると判定することができ、小さい領域での輝度変化を精度良く検出することができる。
【００２０】
第３発明にあっては、符号生成手段は、注目画素及び該注目画素の周辺画素の画素値がともに最小値である場合に当該周辺画素に対して特定の符号（例えば、０）を生成する。符号数算出手段は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が特定の符号（例えば、０）でない符号（例えば、＋、−、＝）の数（対象符号数）を算出する。すなわち、対象符号数を算出する場合に、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が０（輝度値が最小値）のものを除外する。例えば、注目画素の周辺に周辺画素が８個存在する場合に、周辺増減分符号が０の周辺画素が２個存在するときは、対象符号数は６（８−２）となる。
【００２１】
符号一致数算出手段は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が特定の符号でない符号（例えば、＋、−、＝）の周辺画素のうち周辺増減分符号が一致する符号一致数を算出する。周辺増減分符号が特定の符号でない周辺画素の数は、前述のとおり６である。そして、当該６個の周辺画素の周辺増分符号が一致する周辺画素の数を符号一致数として算出する。なお、符号一致数は、０≦符号一致数≦対象符号数の関係がある。
【００２２】
判定手段は、対象符号数及び符号一致数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定する。対象符号数は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が０（輝度値が最小値）であるものを除外した場合の周辺画素数である。従って、対象符号数が大きいほど、対比する２つの画素ブロックにおいて輝度変化という観点で何らかの意味があるものと考えることができ、逆に対象符号数が小さいほど、対比する２つの画素ブロックにおいて輝度値が０である周辺画素が多いということになり、例えば、輝度値が０のままで変化していない周辺画素が多いということになり、輝度変化という観点ではあまり意味がないものと考えることができる。そして、符号一致数が大きいほど、注目画素に対する周辺画素の輝度値の大小関係が変化していないことになるので、対比する２つの画素ブッロクは一致していると判定することができる。すなわち、対象符号数及び符号一致数の両者を考慮することにより、輝度値が０のままで変化していない周辺画素を除外しつつ、２つの画素ブロックの一致／不一致を精度良く判定することができる。
【００２３】
第４発明にあっては、評価値算出手段は、対象符号数に対する符号一致数の割合に応じた評価値を算出する。周辺画素数が８である場合、対象符号数及び符号一致数は、０から８までの値を取り得る。例えば、対象符号数に対する符号一致数の割合が１である場合、すなわち、対象符号数（０を除く）と符号一致数が同一である場合、輝度値が０のままで変化していない周辺画素を除外した残りのすべての周辺画素の注目画素に対する輝度値の大小関係が変化していないことになり、最も類似していると考えられるので、最も大きい評価値を与える。対象符号数に対する符号一致数の割合が小さくなるに応じて、偶然に一致する確率も高くなるので評価値を小さくする。さらに、対象符号数に対する符号一致数の割合が小さくなった場合には、評価値を０とする。
【００２４】
判定手段は、画素ブロック内の画素を注目画素として算出した評価値を合計した合計値に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定する。すなわち、画素ブロック内で任意の画素を注目画素として評価値を算出する。次に、当該画素ブロック内で注目画素を移動させて同様に評価位値を算出する。当該画素ブロック内で注目画素を移動させる都度評価値を算出し、算出した評価値の合計値を求める。合計値が所定の閾値より大きい場合、２つの画素ブロックは一致すると判定し、合計値が閾値より小さい場合、画素ブロックは不一致であると判定する。これにより、撮像画像上の任意の画素ブロックに対して、一致又は不一致を判定することができるので、撮像画像上に任意の領域で警告灯が点滅しているか否かを判定することができる。また、車両を検出するためのサンプリング点を予め設定する設定作業も必要ない。
【００２５】
第５発明にあっては、評価値算出手段は、対象符号数に対する符号一致数の割合が所定値より小さい場合、評価値を０として算出する。所定値は、例えば、０．５未満（５０％未満）とすることができる。これにより、ノイズ等により偶然一致するような場合を除外することができ、一致／不一致の判定精度を高めることができる。
【００２６】
第６発明にあっては、差分画像生成手段は、時系列に撮像された複数の撮像画像それぞれに対して時間差分画像を時系列に複数生成する。例えば、撮像時点が、ｔ、ｔ−１、ｔ−２、ｔ−３、…である場合、撮像時点ｔ及びｔ−１での撮像画像に基づく撮像時点ｔでの時間差分画像、撮像時点ｔ−１及びｔ−２での撮像画像に基づく撮像時点ｔ−１での時間差分画像、撮像時点ｔ−２及びｔ−３での撮像画像に基づく撮像時点ｔ−２での時間差分画像などを生成する。次に、撮像時点がｔ＋１の撮像画像を取得した場合、同様に、撮像時点ｔ＋１及びｔでの撮像画像に基づく撮像時点ｔ＋１での時間差分画像を生成する。さらに、撮像時点がｔ＋２、ｔ＋３などの撮像画像を取得した場合も同様に時間差分画像を生成する。
【００２７】
判定手段は、複数の撮像画像それぞれに対して、生成された時間差分画像それぞれの所定の画素ブロックの一致／不一致を判定し、検出手段は、複数の撮像画像それぞれに対して、判定された一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出する。すなわち、任意の撮像時点に対して遷移回数を求める処理を、複数の撮像時点に亘って行う。そして、撮像時点毎に求めた遷移回数を合計した合計値又は当該合計値を撮像時点の数で除算した平均値に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定することにより、車両検出の精度を高めることができる。
【００２８】
第８発明にあっては、車両検出装置と、当該車両検出装置へ撮像画像を出力する撮像装置とを備える。これにより、精度よく所定の警告灯を点滅している車両の検出を行うことができる車両検出システムを実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、輝度変化が小さい場合でも、時間差分画像の一致／不一致の遷移回数は算出することができるので、従来に比べて精度よく所定の警告灯を点滅している車両の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態の車両検出システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】ビデオカメラで撮像した撮像画像の一例を示す模式図である。
【図３】時間差分画像の一例を示す説明図である。
【図４】画素ブロックの一例を示す説明図である。
【図５】撮像時点が異なる時間差分画像における画素ブロックの一致／不一致を判定する例を示す説明図である。
【図６】周辺増減分符号の一例を示す説明図である。
【図７】時間差分画像と周辺増減分符号との関係を示す説明図である。
【図８】対象符号数及び符号一致数の算出方法の一例を示す説明図である。
【図９】対象符号数及び符号一致数に基づく評価値算出の一例を示す説明図である。
【図１０】画素ブロックの一致／不一致の判定結果に基づく車両の検出方法の一例を示す説明図である。
【図１１】複数の撮像時点毎に遷移回数を算出する一例を示す説明図である。
【図１２】本実施の形態の周辺増減分符号を用いた画素ブロックの一致／不一致判定の一例を示す説明図である。
【図１３】本実施の形態の車両検出装置による車両検出の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の車両検出システムの構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の車両検出システムは、車両検出装置１００、ビデオカメラ２００などを備えている。ビデオカメラ２００は、車両検出装置１００に接続してあり、ビデオカメラ２００で撮像して得られた画像データを車両検出装置１００へ出力する。なお、ビデオカメラ２００は、１台に限定されるものでなく、複数台備える構成であってもよい。また、ビデオカメラ２００及び車両検出装置１００を統合して一体型にしてもよい。
【００３２】
図２はビデオカメラ２００で撮像した撮像画像の一例を示す模式図である。図２に示すように、ビデオカメラ２００は、道路（例えば、トンネル内の道路）の所定の撮像領域を撮像すべく設置されている。なお、トンネル内の道路を撮像すべく２００ｍ程度の離隔距離を隔てて複数台のビデオカメラ２００を設置することもできる。また、ビデオカメラ２００の設置箇所は、トンネル内に限定されるものではなく、ハザードランプ又は回転灯などの警告灯を点滅させて停止している車両を検出する必要性のある箇所であれば、適宜ビデオカメラ２００を設置することができる。
【００３３】
図２において、破線で示す矩形状の領域は、後述する画素ブロックである。画素ブロックは、撮像画像を適当な大きさで区分けしたもので、例えば、８×８画素で構成される。
【００３４】
車両検出装置１００は、装置内の各部を制御する制御部１０１、インタフェース部１０２、時間差分画像生成部１０３、周辺増減分符号生成部１０４、符号数算出部１０５、評価値算出部１０６、一致／不一致判定部１０７、車両検出部１０８、記憶部１０９などを備える。
【００３５】
インタフェース部１０２は、ビデオカメラ２００から出力された画像データを取得し、取得した画像データ（例えば、ＲＧＢ信号）からＹ信号（輝度信号）を抽出し、抽出した信号に基づいて、フレーム単位の撮像画像（例えば、７２０×４８０画素）を記憶部１０９に記憶する。なお、抽出する信号は、輝度信号に限定されるものではなく、特定の色成分の信号を抽出してもよい。フレームレートは、例えば、１秒当たり３０フレームである。フレームレートが撮像時点の時間間隔となる。
【００３６】
時間差分画像生成部１０３は、撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成する差分画像生成手段としての機能を有する。時間差分画像生成部１０３は、生成した時間差分画像を記憶部１０９に記憶する。
【００３７】
時間差分画像生成部１０３は、撮像時点が異なる複数の撮像画像の画素値の差分に基づいて時間差分画像を時系列に複数生成する。画素値は、例えば画素の輝度又は濃度である。撮像時点が、例えば、ｔ、ｔ−１、ｔ−２、ｔ−３、…である場合、時間差分画像を時系列に生成するとは、例えば、撮像時点ｔ及びｔ−１での撮像画像に基づく撮像時点ｔでの時間差分画像、撮像時点ｔ−１及びｔ−２での撮像画像に基づく撮像時点ｔ−１での時間差分画像、撮像時点ｔ−２及びｔ−３での撮像画像に基づく撮像時点ｔ−２での時間差分画像などを生成することである。
【００３８】
図３は時間差分画像の一例を示す説明図である。図３では、簡便のため２×２画素を一例として挙げている。時刻（撮像時点）ｔ−１の画像の画素の輝度値が、左上から反時計回りに、例えば、１００、１００、１００、１００とする。また、時刻ｔ−１と撮像時点が異なる時刻ｔの画像の画素の輝度値が、同様に１００、５０、１００、２００であるとする。
【００３９】
時間差分画像は、同一位置にある画素の輝度値の時間差分であり、図３に示すように、時刻ｔの時間差分画像の各画素の輝度値は、０（１００−１００）、−５０（５０−１００）、０（１００−１００）、１００（２００−１００）となる。
【００４０】
なお、車両検出のための各処理の処理時間を低減するために撮像画像のサイズを、例えば、３６０×２４０画素のリサイズをする場合には、時間差分画像の４つの画素の画素値のうち絶対値が最大の画素を選択すればよい。なお、車両の検出精度を高めるためには、撮像画像のリサイズを行わない方がよい。
【００４１】
図４は画素ブロックの一例を示す説明図である。図４に示すように、画素ブロックは、例えば、８×８画素で構成される。撮像画像が、例えば、３６０×２４０画素である場合（リサイズされた場合を含む）、撮像画像を画素ブロック毎に区分することにより、画素ブロックの総数は、１３５０個となる。なお、検出対象の大きさに応じて、隣接する画素ブロックの一部を重複させることにより、画素ブロックの総数を増やしてもよい。これにより、画素ブロックの境界付近での検出精度を向上させて、全体として検出精度を高めることができる。
【００４２】
また、図４に示すように、画素ブロック内の任意の画素を注目画素とし、当該注目画素の周辺に存在する８個の周辺画素を考える。なお、周辺画素の数は８個に限定されるものではなく、注目画素の上下左右の４画素など、適宜の位置の画素を種変画素として選択することができる。本実施の形態では、周辺画素を８個として説明する。
【００４３】
一致／不一致判定部１０７は、時間差分画像生成部１０３で生成した時間差分画像のうちの直近の時間差分画像と他の時間差分画像との所定の画素ブロックの一致／不一致を判定する判定手段としての機能を有する。
【００４４】
図５は撮像時点が異なる時間差分画像における画素ブロックの一致／不一致を判定する例を示す説明図である。図５に示すように、今周期の画素ブロックを直近の時刻ｔの時間差分画像上の画素ブロックとし、過去の周期の画素ブロックを時刻ｔ−１、ｔ−２、…、ｔ−Ｎの他の時間差分画像上の画素ブロックとする。すなわち、直近の時間差分画像が撮像時点ｔである場合、他の時間差分画像は、撮像時点がｔ−１、ｔ−２、ｔ−３などである。
【００４５】
今周期（時刻ｔ）の画素ブロックが「Ａ０」というパターンであり、過去の周期（時刻ｔ−１、ｔ−２、…、ｔ−Ｎ）の画素ブロックのパターンが、Ａ１、Ａ２、…、ＡＮであるとする。ここで、パターンとは、画素ブロックの時間差分模様を表し、後述の評価値の大小に関連するものである。
【００４６】
一致／不一致の判定は、画素ブロックのパターンＡ０と、過去の画素ブロックのパターンＡ１、Ａ２、…、ＡＮそれぞれとを比較して行う。比較する時間差分画像の画素ブロック同士がある程度類似している場合には一致と判定し、類似していない場合には不一致と判定することができる。任意の時点の時間差分画像が、例えば、車両のハザードランプ等の警告灯が点灯しているときに撮像された画像であるとすると、当該時間差分画像と一致する他の時間差分画像は、警告灯が点灯している場合のものであり、当該時間差分画像と一致しない他の時間差分画像は、警告灯が消灯している場合のものである。
【００４７】
車両検出部１０８は、一致／不一致判定部１０７で判定した一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出する検出手段としての機能を有する。
【００４８】
車両の警告灯（ハザードランプなど）が点滅している場合、時系列に生成した時間差分画像の画素ブロックには、一定の周期で同じ状態（警告灯が点灯している状態と消灯している状態）の画像が出現する。この点に着目し、一致／不一致の遷移回数が、例えば、所定時間の間に所定回数以上であれば、車両の警告灯の点滅であるとして車両を検出することができる。これにより、輝度変化が小さい場合でも、時間差分画像の画素ブロックの一致／不一致の遷移回数は算出することができるので、従来に比べて精度よく所定の警告灯を点滅している車両の検出を行うことができる。以下では、車両の検出方法について、さらに具体的に説明する。
【００４９】
周辺増減分符号生成部１０４は、注目画素と該注目画素の周りの周辺画素の画素値（例えば、輝度値）の大小関係を符号化した周辺増減分符号を注目画素毎に生成する符号生成手段としての機能を有する。
【００５０】
図６は周辺増減分符号の一例を示す説明図である。注目画素と周辺画素との画素値（輝度値）の大小関係は、例えば、注目画素の輝度値（濃度でもよい）よりも周辺画素の輝度値が大きい場合（周辺増減分符号：＋）、注目画素の輝度値よりも周辺画素の輝度値が小さい場合（周辺増減分符号：−）、注目画素の輝度値と周辺画素の輝度値が共に最小値（例えば、０）である場合（周辺増減分符号：０）、注目画素の輝度値と周辺画素の輝度値が最小値（例えば、０）以外で同一である場合（周辺増減分符号：＝）に分けて符号化することができる。輝度値が最小値である場合、画素は、例えば、黒色であり、輝度値が最大値である場合、画素は白色である。
【００５１】
図７は時間差分画像と周辺増減分符号との関係を示す説明図である。図において、図７Ａは時刻ｔ−１の時間差分画像と、当該時間差分画像の中央の画素を注目画素としたときの周辺増減分符号の例を示し、図７Ｂは時刻ｔの時間差分画像と、当該時間差分画像の中央の画素を注目画素としたときの周辺増減分符号の例を示す。
【００５２】
図７に示すように、時刻ｔ−１の時間差分画像の注目画素の輝度値は０であり、周辺画素のうち輝度値が注目画素と同じ０である画素に対しては、周辺増減分符号０を生成し、注目画素の輝度値より大きい輝度値２５５の画素に対しては、周辺増減分符号＋を生成し、注目画素の輝度値より小さい輝度値−２５５の画素に対しては、周辺増減分符号−を生成する。
【００５３】
同様に、時刻ｔの時間差分画像の注目画素の輝度値は１０であり、周辺画素のうち輝度値が注目画素と同じ１０である画素に対しては、周辺増減分符号＝を生成し、注目画素の輝度値より大きい輝度値２５５の画素に対しては、周辺増減分符号＋を生成し、注目画素の輝度値より小さい輝度値０及び−２５５の画素に対しては、周辺増減分符号−を生成する。
【００５４】
一致／不一致判定部１０７は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が一致する画素数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定する。例えば、周辺増減分符号が一致する画素数が多い場合、２つの画素ブロックは一致すると判定し、周辺増減分符号が一致する画素数が少ない場合、２つの画素ブロックは一致しないと判定することができる。
【００５５】
例えば、対比する２つの画素ブロックの一方の画素ブロック内の注目画素及び周辺画素が輝度値０である状態において、他方の画素ブロック内の注目画素の輝度値が大きくなった場合、対比する画素ブロックそれぞれの当該注目画素の周辺画素の周辺増減分符号は、０から−へ変化する。このため、２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が一致する画素数がない（０）となり、２つの画素ブロックは不一致であると判定することができ、小さい領域での輝度変化を精度良く検出することができる。
【００５６】
次に、２つの周辺増減分符号の類似度を算出するための対象符号数及び符号一致数について説明する。
【００５７】
符号数算出部１０５は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が特定の符号（周辺増減分符号：０）でない対象符号数を算出する符号数算出手段としての機能を有する。また、符号数算出部１０５は、２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が特定の符号でない周辺画素のうち周辺増減分符号が一致する符号一致数を算出する符号一致数算出手段としての機能を有する。
【００５８】
図８は対象符号数及び符号一致数の算出方法の一例を示す説明図である。図８では、時刻ｔ−１及び時刻ｔの時間差分画像上の画素ブロック内の任意の注目画素の周辺増減分符号を示す。対象符号数は、比較する２つの周辺増減分符号が両方とも０でない個数を示す。また、符号一致数は、比較する２つの周辺増減分符号が０以外で同一符号の個数を示す。なお、符号Ｓ１〜Ｓ８は、周辺画素を識別するための便宜上の符号である。
【００５９】
図８の例では、周辺画素Ｓ１、Ｓ２の２つの周辺増減分符号は、いずれも０である。また、周辺画素Ｓ３の２つの周辺増減分符号は、０から＋に変わっている。周辺画素Ｓ４、Ｓ５の２つの周辺増減分符号は、いずれも＋である。また、周辺画素Ｓ６の２つの周辺増減分符号は、いずれも−である。また、周辺画素Ｓ７、Ｓ８の２つの周辺増減分符号は、いずれも０から＋に変わっている。
【００６０】
符号数算出部１０５は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が特定の符号（周辺増減分符号：０）でない符号（例えば、周辺増減分符号：＋、−、＝）の数（対象符号数）を算出する。すなわち、対象符号数を算出する場合に、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が０（輝度値が最小値）のものを除外する。例えば、図８に示すように、注目画素の周辺に周辺画素が８個存在する場合に、周辺増減分符号が０の周辺画素Ｓ１、Ｓ２が２個存在するときは、対象符号数は、残りのＳ３〜Ｓ８の画素数６（８−２）となる。
【００６１】
符号数算出部１０５は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が特定の符号でない符号（例えば、周辺増減分符号：＋、−、＝）の周辺画素のうち周辺増減分符号が一致する符号一致数を算出する。周辺増減分符号が特定の符号でない周辺画素の数は、前述のとおり６である。そして、当該６個の周辺画素Ｓ３〜Ｓ８の周辺増分符号が一致する周辺画素は、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６であるので、符号一致数は３となる。なお、符号一致数は、０≦符号一致数≦対象符号数の関係がある。
【００６２】
図９は対象符号数及び符号一致数に基づく評価値算出の一例を示す説明図である。評価値は、２つの画素ブロックの類似度を求めるための一指標である。図９は、対象符号数及び符号一致数に対応させて評価値を算定するためのテーブルである。図９の例では、評価値を０（最低値）から８（最高値）までとしているが、これに限定されるものではない。
【００６３】
評価値算出部１０６は、対象符号数に対する符号一致数の割合に応じた評価値を算出する評価値算出手段としての機能を有する。評価値は、対象符号数と符号一致数に基づいて、例えば、以下のような基準で算出する。
【００６４】
周辺画素数が８である場合、対象符号数及び符号一致数は、０から８までの値を取り得る。例えば、対象符号数に対する符号一致数の割合が１である場合、すなわち、対象符号数（０を除く）と符号一致数が同一である場合、輝度値が０のままで変化していない周辺画素を除外した残りのすべての周辺画素の注目画素に対する輝度値の大小関係が変化していないことになり、最も類似していると考えられるので、最も大きい評価値を与える。図９の例では、対象符号数が１であり、符号一致数が１であれば、評価値を８（最高値）としている。これは、小さな領域での点滅であっても、周辺増減分符号が同じパターンであれば類似度合を高くすべく大きな評価値を与えるためである。また、同様に、対象符号数が２であり、符号一致数が２であれば、評価値を８（最高値）としている。以下、対象符号数が３、４、…、８の場合も同様である。
【００６５】
また、対象符号数に対する符号一致数の割合が小さくなるに応じて、偶然に一致する確率も高くなるので評価値を小さくする。例えば、対象符号数が４で符号一致数が３の場合、評価値を５とする。同様に、対象符号数が７であり符号一致数が５であれば、評価値を３とする。また、対象符号数が８であり符号一致数が６であれば、評価値を４とする。
【００６６】
さらに、対象符号数に対する符号一致数の割合が小さくなった場合には、評価値を０とする。例えば、符号一致数が０である場合、対象符号数に関わらず評価値を０とする。また、対象符号数が５であり符号一致数が１の場合、評価値を０とする。また、対象符号数が６であり符号一致数が１〜２の場合、評価値を０とする。また、対象符号数が７であり符号一致数が１〜３の場合、評価値を０とする。また、対象符号数が８であり符号一致数が１〜３の場合、評価値を０とする。これは、例えば、対象符号数が８で符号一致数が１である場合、類似していないという結果を導くためである。
【００６７】
上述のように、評価値算出部１０６は、対象符号数に対する符号一致数の割合が所定値より小さい場合、評価値を０として算出する。所定値は、例えば、０．５未満（５０％未満）の適宜に値とすることができる。これにより、ノイズ等により偶然一致するような場合を除外することができ、一致／不一致の判定精度を高めることができる。また、所定値は、固定値でもよく、あるいは図９の例のように、対象符号数の値に応じて変化させてもよい。
【００６８】
画素ブロックを８×８画素とした場合、１画素当たりの評価値の最高値が８としたので、画素ブロックの評価値の合計の最高値は、５１２（８×８×８）となる。
【００６９】
一致／不一致判定部１０７は、対象符号数及び符号一致数に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定する。対象符号数は、一致／不一致を判定する２つの画素ブロック内で同一位置にある注目画素の周辺増減分符号が０（輝度値が最小値）であるものを除外した場合の周辺画素数である。従って、対象符号数が大きいほど、対比する２つの画素ブロックにおいて輝度変化という観点で何らかの意味があるものと考えることができ、逆に対象符号数が小さいほど、対比する２つの画素ブロックにおいて輝度値が０である周辺画素が多いということになり、例えば、輝度値が０のままで変化していない周辺画素が多いということになり、輝度変化という観点ではあまり意味がないものと考えることができる。そして、符号一致数が大きいほど、注目画素に対する周辺画素の輝度値の大小関係が変化していないことになるので、対比する２つの画素ブッロクは一致していると判定することができる。すなわち、対象符号数及び符号一致数の両者を考慮することにより、輝度値が０のままで変化していない周辺画素を除外しつつ、２つの画素ブロックの一致／不一致を精度良く判定することができる。
【００７０】
より具体的には、一致／不一致判定部１０７は、画素ブロック内の画素を注目画素として、対象符号数及び符号一致数に基づいて求められた評価値を注目画素毎に合計した合計値に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定する。すなわち、画素ブロック内で任意の画素を注目画素として評価値を算出する。次に、当該画素ブロック内で注目画素を移動させて同様に評価位値を算出する。当該画素ブロック内で注目画素を移動させる都度評価値を算出し、算出した評価値の合計値を求める。合計値が所定の閾値より大きい場合、２つの画素ブロックは一致すると判定し、合計値が閾値より小さい場合、画素ブロックは不一致であると判定する。
【００７１】
図１０は画素ブロックの一致／不一致の判定結果に基づく車両の検出方法の一例を示す説明図である。図１０Ａは、図５に例示した、今周期（時刻ｔ）の画素ブロックと、過去の周期（時刻ｔ−１、ｔ−２、…）それぞれの画素ブロックとの間で求めた評価値を示す。例えば、時刻ｔ−１の評価値は、今周期（時刻ｔ）の画素ブロックと、過去の周期（時刻ｔ−１）の画素ブロックとの間で求めた評価値である。また、時刻ｔ−２の評価値は、今周期（時刻ｔ）の画素ブロックと、過去の周期（時刻ｔ−２）の画素ブロックとの間で求めた評価値である。このように、評価値の時系列の配列を生成する。画素ブロックが８×８画素であり、評価値の最高値を８とすると、各時刻での評価値の最高値は５１２となる。
【００７２】
破線で示す閾値は、適宜設定することができる。例えば、閾値は求められた評価値から算出することができる。すなわち、求められた評価値の最大値と最小値との間の中間値であって、最低定数値以上とすることができる。例えば、求められた評価値の最大値が５００であり、最小値が１００であり、最低定数値が５０である場合、閾値は３００となる。また、求められた評価値の最大値が２０であり、最小値が５であり、最低定数値が５０である場合、閾値は５０となる。
【００７３】
図１０Ｂは、求められた評価値が閾値以上であれば、画素ブロックが一致（例えば、警告灯が点灯している状態）していると判定（ＯＫ）し、求められた評価値が閾値より小さい場合には、画素ブロックが不一致（例えば、警告灯が消灯している状態）していると判定（ＮＧ）する。
【００７４】
図１０Ｃは、求められた評価値と閾値とに基づいて、一致／不一致回数（警告灯の明滅回数）を算出する例を示す。一致（ＯＫ）から不一致（ＮＧ）、あるいは不一致（ＮＧ）から一致（ＯＫ）へ遷移する回数を一致／不一致回数（警告灯の明滅回数）とすることができる。遷移回数の合計値Ｍｔが、今周期（時刻ｔ）の画素ブロックについて求めた遷移回数となる。
【００７５】
過去の４０周期分について、画素ブロックの比較を行ったとすると、時刻ｔ−ＮのＮは４０となる。この場合、遷移回数が２４回であるとすると、過去４０周期で２４回明滅していることがわかる。この場合、一致／不一致回数（警告灯の明滅回数）の最大値は４０となる。そこで、遷移回数Ｍｔが、例えば、最大値４０の６０％以上であれば、車両が警告灯を明滅しているとして、車両（例えば、停止車両）を検出することができる。なお、遷移回数Ｍｔに対する閾値は、最大値の６０％に限定されるものではなく、他の値を用いることもできる。
【００７６】
これにより、撮像画像上の任意の画素ブロックに対して、一致又は不一致を判定することができるので、撮像画像上に任意の領域で警告灯が点滅しているか否かを判定することができる。また、車両を検出するためのサンプリング点を予め設定する設定作業も必要ない。
【００７７】
なお、図１０に例示するような結果は、１つの画素ブロックに対して得られる。従って、撮像画像内に画素ブロックが、例えば、１３５０個存在する場合には、各画素ブロックについて図１０のような結果を得ることができる。
【００７８】
図１０の例では、今周期（時刻ｔ）の画素ブロックと、過去の周期（例えば、４０周期分）それぞれの画素ブロックとを比較して、画素ブロックの一致／不一致を４０周期分求め、一致と不一致との間の遷移回数を警告灯の明滅回数とした。当該処理を複数の撮像時点で繰り返し行い、各撮像時点で得られた遷移回数を合計し、合計した合計値に基づいて車両を検出することもできる。
【００７９】
すなわち、時間差分画像生成部１０３は、時系列に撮像された複数の撮像画像それぞれに対して時間差分画像を時系列に複数生成する。例えば、撮像時点が、ｔ、ｔ−１、ｔ−２、ｔ−３、…である場合、撮像時点ｔ及びｔ−１での撮像画像に基づく撮像時点ｔでの時間差分画像、撮像時点ｔ−１及びｔ−２での撮像画像に基づく撮像時点ｔ−１での時間差分画像、撮像時点ｔ−２及びｔ−３での撮像画像に基づく撮像時点ｔ−２での時間差分画像などを生成する。次に、撮像時点がｔ＋１の撮像画像を取得した場合、同様に、撮像時点ｔ＋１及びｔでの撮像画像に基づく撮像時点ｔ＋１での時間差分画像を生成する。さらに、撮像時点がｔ＋２、ｔ＋３などの撮像画像を取得した場合も同様に時間差分画像を生成する。
【００８０】
一致／不一致判定部１０７は、複数の撮像画像それぞれに対して、生成された時間差分画像それぞれの所定の画素ブロックの一致／不一致を判定する。
【００８１】
車両検出部１０８は、複数の撮像画像それぞれに対して、判定された一致／不一致の遷移回数に基づいて車両を検出する。すなわち、任意の撮像時点に対して遷移回数を求める処理を、複数の撮像時点に亘って行う。
【００８２】
図１１は複数の撮像時点毎に遷移回数を算出する一例を示す説明図である。図１１において、時刻ｔの遷移回数Ｍｔは、図１０の例で求めた遷移回数に相当する。図１１に示すように、複数の撮像時点（例えば、時刻ｔ＋１、ｔ、ｔ−１、…、ｔ−３８の過去４０周期分）それぞれにおいて、遷移回数Ｍｔ＋１、Ｍｔ、Ｍｔ−１、…、Ｍｔ−３８を求め、合計値ＭＴを算出する。１つの撮像時点において、過去４０周期分の画素ブロックの比較を行う場合、撮像時点毎の遷移回数の最大値は４０となるので、遷移回数の合計値ＭＴの最大値は１６００（４０×４０）となる。複数の撮像時点毎に遷移回数を算出する場合も、１回の撮像時点について遷移回数を算出する場合（図１０の例）と同様に、遷移回数ＭＴが、例えば、最大値１６００の６０％以上であれば、車両が警告灯を明滅しているとして、車両（例えば、停止車両）を検出することができる。
【００８３】
そして、撮像時点毎に求めた遷移回数を合計した合計値又は当該合計値を撮像時点の数で除算した平均値に基づいて画素ブロックの一致／不一致を判定することにより、車両検出の精度を高めることができる。
【００８４】
上述の例では、撮像画像上の画素ブロック毎に車両を検出することができるので、車両ありと判定された画素ブロックの撮像画像上の座標（位置）により、車両（警告灯）の位置も検出することができる。
【００８５】
また、撮像画像上の複数の画素ブロックのうち、１つの画素ブロックで遷移回数が閾値以上であれば、車両が存在（明滅あり）するとみなすことができる。
【００８６】
図１２は本実施の形態の周辺増減分符号を用いた画素ブロックの一致／不一致判定の一例を示す説明図である。図１２は画素ブロック内の注目画素とその周辺画素を示す。図１２Ａは、比較例として従来の時間差分画像のＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）を用いた画素ブロックの一致／不一致判定の例を示し、図１２Ｂは本実施の形態の周辺増減分符号を用いた画素ブロックの一致／不一致の判定の例を示す。
【００８７】
図１２Ａに示すように、時刻ｔ−１において、注目画素の輝度値が１０であり、周辺画素の輝度値が０であるとする。時刻ｔにおいて、注目画素の輝度値が１０から０に変化したとすると、ＳＡＤを用いる判定方法では、注目画素の輝度値の差の絶対値が１０であり、周辺画素の輝度値に変化がないので、ＳＡＤ＝１０となる。一般的にＳＡＤの値が小さいほど、類似していると判定することができるので、従来の方法では、時刻ｔ−１と画素ブロックと時刻ｔの画素ブロックとは一致すると判定されることになり、小さな領域（例えば、注目画素の輝度値の変化）を捉えることができない。
【００８８】
しかし、図１２Ｂに示すように、周辺増減分符号を用いる場合、時刻ｔ−１の時間差分画像は図１２Ａに示すように、注目画素の輝度値が１０であり、周辺画素の輝度値はすべて０で注目画素の輝度値より小さいので、周辺増減分符号はすべて−となる。
【００８９】
次に、時刻ｔで注目画素の輝度値が０に変化した場合（図１２Ａ）、周辺画素の輝度値はすべて０で注目画素の輝度値０と等しくなるので、周辺増減分符号はすべて０となる。図１２Ｂにおいて、比較する２つの周辺増減分符号が両方とも０でない対象符号数は８であり、比較する２つの周辺増減分符号が０以外で同一符号である符号一致数は０となる。図９の評価値を用いれば、評価値が０となり、時刻ｔ−１と画素ブロックと時刻ｔの画素ブロックとは一致しないと判定される。これにより、小さな領域（例えば、注目画素の輝度値の変化）を捉えることができることがわかる。
【００９０】
図１２Ａに示すように、従来の技術（例えば、ＳＡＤを用いる場合）では、変化の小さな画素ブロックの比較で類似度が高くなる傾向がある。このため、小さな領域での輝度変化、明滅を検出することができない。また、ＳＡＤの値が等しい場合でも２通りの状態が存在する。すなわち、１つ目の状態は、時間的輝度変化があって同じ値となる場合であり、例えば、輝度値が２５５から２５５に変化するような場合である。他の状態は、輝度変化がなく同じ値となる場合（時間差分が０の場合）であり、例えば、輝度値が０から０に変化するような場合である。
【００９１】
輝度値が２５５から２５５に変化する状態では、警告灯が点灯している状態を捉えているので、車両検出という観点では、重要な意味をもつものであり、評価値に反映することが好ましい。他方、輝度値が０から０に変化する状態では、例えば、白色の路面を撮像した場合などが考えられ、評価値に反映させない方が好ましい。従来のＳＤＡでは、これら２つの状態を峻別することができない可能性がある。
【００９２】
本実施の形態によれば、輝度値が２５５から２５５に変化する場合を周辺増減分符号＝で表し、輝度値が０から０に変化する場合を周辺増減分符号０で表すことにより、両者を明確に分けている。これにより、小さな明滅を検出することができないという課題を解決することができる。また、時間差分における輝度値が０の取り扱いを適正なものにする（例えば、評価の対象から除外する）ことができる。
【００９３】
次に、本実施の形態の車両検出装置１００の動作について説明する。図１３は本実施の形態の車両検出装置１００による車両検出の処理手順を示すフローチャートである。制御部１０１は、今周期のフレーム画像（撮像画像）を取得して記憶する（Ｓ１１）。フレーム画像のサイズは、例えば、７２０×４８０画素であり、輝度値（濃度）が０〜２５５のモノクロ画像である。なお、カラー画像を用いてもよい。
【００９４】
制御部１０１は、取得したフレーム画像を３６０×２４０画素にリサイズし、前周期のフレーム画像と今周期のフレーム画像との時間差分画像を生成する（Ｓ１２）。時間差分画像の１画素の画素値は、−２５５から２５５となる。例えば、前回白（２５５）の画素が今回黒（０）となった場合、時間差分画像上では、−２５５で表される。
【００９５】
制御部１０１は、フレーム画像上で画素ブロックを設定する（Ｓ１３）。３６０×２４０画素のフレーム画像（撮像画像）のうちの８×８画素を画素ブロックとする。画素ブロックの総数は１３５０個となる。
【００９６】
制御部１０１は、現在（今周期）の画素ブロックと過去（例えば、４０周期分）の画素ブロックとの形状一致（類似度）を評価するための評価値を算出する（Ｓ１４）。なお、時間差分画像は、常に過去４０周期分を記憶している。図１３の処理の周期が、例えば、２００ｍｓであるとすると、過去８秒分の時間差分画像を記憶する。
【００９７】
制御部１０１は、算出した評価値を用いて、現在（今周期）の画素ブロックと過去（例えば、４０周期分）の画素ブロックと一致／不一致を判定する（Ｓ１５）。なお、一致／不一致の判定は、算出した評価値に基づいて閾値を決定し、評価値が閾値以上であれば一致と判定し、評価値が閾値より小さい場合には不一致と判定する。
【００９８】
制御部１０１は、一致／不一致の遷移回数を算出する（Ｓ１６）。制御部１０１は、算出した遷移回数に基づいてハザード停止を判定する（Ｓ１７）。例えば、遷移回数が所定の閾値以上である場合、ハザード停止（ハザード点滅）であると判定し、遷移回数が所定の閾値より小さい場合、ハザード停止（ハザード点滅）でないと判定する。
【００９９】
制御部１０１は、他の画素ブロックの有無を判定し（Ｓ１８）、他の画素ブロックがある場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、ステップＳ１４以降の処理を繰り返す。他の画素ブロックがない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部１０１は、今周期の時間差分画像を記憶し（Ｓ１９）、処理を終了する。
【０１００】
本実施の形態の車両検出装置１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図１３に示すような処理手順を定めたコンピュータプログラムをＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ等のコンピュータプログラム記録媒体に記録しておき、当該コンピュータプログラムをコンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵで実行することにより、コンピュータ上で車両検出装置１００を実現することができる。
【０１０１】
上述の実施の形態において、警告灯としてハザードランプを例に挙げて説明しているが、警告灯は、これに限定されるものではなく、回転灯など非常事態又は緊急事態等で車両が停止する際に点滅（明滅）してかかる事態を報知させるものであれば、どのようなものであってもよい。
【０１０２】
上述の実施の形態において、車両は普通乗用車、バス、トラックなどの四輪車両だけでなく、オートバイのような二輪車を含む。
【０１０３】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０４】
１０１  制御部
１０２  インタフェース部
１０３  時間差分画像生成部
１０４  周辺増減分符号生成部
１０５  符号数算出部
１０６  評価値算出部
１０７  一致／不一致判定部
１０８  車両検出部
１０９  記憶部
２００  ビデオカメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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