(57)【要約】【課題】光を照射するための装置を用いず、透明板状体を通して対象物体を撮像する場合の、該透明板状体からの反射光による対象物体のコントラストの低下を防止することが可能な撮像装置および撮像方法を提供すること。【解決手段】ウィンドウガラス４０を通して対象物体を撮像するリニア特性のカメラ１０と、該対象物体からの光を遮りダッシュボードからの光をカメラ１０の視野に入るようにカメラ１０へ向けて反射する反射鏡２０と、反射光量算出部３１と、画素光量算出部３２と、演算部３３とを備え、反射光量算出部３１はカメラ１０の視野中の反射鏡２０の像領域の明るさに基づき該視野中のウィンドウガラス４０からの反射光量を算出し、画素光量算出部３２は該視野中の各画素の光量を算出し、演算部３３は該画素の光量から該反射光量を減じて得る光量を対数変換して外部へ出力することを特徴とする撮像装置を構成する。【選択図】    図１
2006086784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明板状体を通して対象物体を撮像するリニア特性の撮像手段と、該撮像手段によって撮像される位置に配置され該対象物体からの光を遮り該対象物体以外の物体からの光を該撮像手段へ向けて反射する反射鏡と、反射光量算出部と、画素光量算出部と、演算部とを備えた撮像装置であって、該反射光量算出部は該撮像手段の視野中の該反射鏡の像領域の明るさに基づき該視野中の該透明板状体からの反射光量を算出し、該画素光量算出部は該視野中の各画素の光量を算出し、該演算部は該画素の光量から該反射光量を減じて得る光量を対数変換して外部へ出力することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記反射鏡は凸面鏡であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
透明板状体を通して対象物体をリニア特性の撮像手段によって撮像し、該撮像手段によって撮像される位置に配置された反射鏡によって該対象物体以外の物体からの光を該撮像手段へ向けて反射させ、反射光量算出部によって該撮像手段の視野中の該反射鏡の像領域の明るさに基づき該視野中の該透明板状体からの反射光量を算出し、画素光量算出部によって該視野中の各画素の光量を算出し、演算部によって該画素の光量から該反射光量を減じて得る光量を対数変換して外部へ出力することを特徴とする撮像方法。
【請求項４】
上記反射鏡は凸面鏡であることを特徴とする請求項３に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の操作を自動的に行う自動運転システムや、一部の操作を自動的に行う運転補助システム、衝突警報システムの開発が進められている。この種のシステムでは、カメラを車載することによって走路の白線や、車両や人などの対象物体の抽出が行われる。
【０００３】
従来、車両に取り付けられる撮像装置では、イメージセンサ系の光電変換特性を対数特性とし、ダイナミックレンジを広くして撮像できるようにしている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１９２７６４号公報
【特許文献２】特開平１０−３４０３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車載カメラでの撮像時に、車室内の散乱光によるウィンドウガラスでの反射光の重畳があると、対象の輝度比が小さくなりコントラストが低下し、白線や周囲移動物などの対象物体の検出信頼性が低下するという問題がある。
【０００６】
このような、外乱光による所要領域の被写体の検出信頼性が低下するという問題を解決するために、その所要領域に特定波長の光を照射し、この特定波長の光を透過する光学的フィルタを介して撮像手段で撮像する方法が上記特許文献２に記載されている。この方法においては、光を照射するための装置が必要である上に、被写体の色を誤認識する可能性があり、さらに、光を照射するための装置と被写体との距離が増すにつれて効果が低下する。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、光を照射するための装置を用いず、透明板状体を通して対象物体を撮像する場合の、該透明板状体からの反射光による対象物体のコントラストの低下を防止することが可能な撮像装置および撮像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
反射光量算出部と、画素光量算出部と、演算部とを備え、該反射光量算出部は撮像手段の視野中の反射鏡の像領域の明るさに基づき該視野中の反射光量を算出し、該画素光量算出部は該視野中の各画素の光量を算出し、該演算部は該画素の光量から該反射光量を減じて得る光量を対数変換して外部へ出力することを特徴とする撮像装置を構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施によって、対象物体以外の物体からの光を撮像手段へ向けて反射する反射鏡を用い、該撮像手段の視野中の該反射鏡の像領域の明るさに基づき該視野中の反射光量を算出し、それを各画素の光量から減じることを特徴とする撮像装置を構成し、光を照射するための装置を用いず、透明板状体を通して対象物体を撮像する場合の、該透明板状体からの反射光による対象物体のコントラストの低下を防止することが可能な撮像装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明に係る撮像装置の構成を、車載の撮像装置を例として示したものである。
【００１１】
車室内に、リニア特性の撮像手段である電子式のカメラ１０が設置されており、カメラ１０は透明板状体であるウィンドウガラス４０を通して、図２に示すような、対象物体を含む車両前方の視界の映像を撮像して出力する。カメラ１０には、ウィンドウガラス４０に映り込む、対象物体以外の物体であるダッシュボード５０などの車室内領域からの光をカメラ１０で撮像するための反射鏡２０が設けられている。反射鏡２０は対象物体からの光を遮り対象物体以外の物体（ダッシュボード５０など）からの光を撮像手段であるカメラ１０へ向けて反射する反射鏡となっている。
【００１２】
カメラ１０の出力は、画像処理装置３０に入力され、演算処理が行われ、出力される。
【００１３】
反射鏡２０は、撮像時に被写体像の妨げにならない位置に設置する。たとえば、周囲の車両などの移動物を主要な被写体とする場合は、図２（ｃ）の反射鏡像領域１００のように、画像の右上角に映るような位置に設置し、その向きは、ダッシュボード５０のようなウィンドウガラス４０に映り込みが生じる部分の散乱光をカメラで撮像できるように設定する。反射鏡２０が凸面鏡であると、反射鏡像領域１００中にダッシュボード５０を含む広い範囲の対象物体以外の物体を写し出すことができ、好都合である。なお、反射鏡２０は、カメラ１０に固定されていてもよいし、車体を介して、カメラ１０との相対位置関係が一定に保たれるように固定されていてもよい。
【００１４】
カメラ１０の特性は、被写体輝度に対してリニアに（１次関数的に）画素光量値が変化するリニア特性とする。リニア特性であれば、対象物体以外の物体からの映り込みが生じて被写体の輝度値が変化しても画素値差が変化せず、S/Nが一定に保てるからである。ここで、光量は輝度に一定時間を乗じて得られる。
【００１５】
処理装置３０では、入力される画像において、反射光量算出部３１で撮像画像の反射鏡像領域１００の画素値の平均値を求め、あらかじめ測定されたカメラの輝度-画素値特性を用いて輝度値に変換し、その値にウィンドウガラス４０での反射率を乗じて、視野中の透明板状体（この場合は、ウィンドウガラス４０）からの反射光量である、被写体像に重畳する反射光量を算出する。また、反射鏡２０が凸面鏡である場合には、反射鏡像領域１００中にダッシュボード５０の全体を映し出すことが可能であるから、その映像に基づいて、視野中の被写体像に重畳する反射光量を視野中の位置の関数として算出することも可能であり、それによって、さらに精密な反射光の影響の除去が可能となる。
【００１６】
入力される画像において、画素光量算出部３２で、画像の各画素について、あらかじめ測定されたカメラ１０の輝度-画素値特性を用いて、カメラ１０出力を画素の輝度値に変換する。
【００１７】
画素光量算出部３２の出力および反射光量算出部３１の出力は演算部３３に入力され、画素光量算出部３２の出力から反射光量算出部３１の出力を減算後、対数変換し、出力画像として外部へ出力される。なお、このような演算は、輝度値を用いて行ってもよいし、輝度値に一定時間を乗じて得る光量を用いて行ってもよい。
【００１８】
上記の処理を、路面の白線を撮像する場合について図３を用いて説明すると、撮像した日陰での路面と白線の画素値Va1、Vb1および、日向での路面と白線の画素値Va2、Vb2から画素光量算出部３２で、図中「リニア」で示した直線関係によって、各部に対応した輝度値A1'、B1'および、A2'、B2'を算出し、それらの値から、反射光量算出部３１で算出される輝度増加分I(反射光量に対応)を減算してA1、B1および、A2、B2を得たのち、A1、B1および、A2、B2に対して、図中「Log」で示した対数関係によって、対数変換を行う。変換後の画素値において、日陰におけるコントラストd1は日向におけるコントラストd2と同じ値に維持されている。
【００１９】
図２は、カメラ１０の撮像画面によって、本発明の効果を説明する図である。図の(a)はウィンドウガラス４０からの反射が無い場合を示し、(b)はウィンドウガラス４０からの反射が有る場合の従来の撮像画面を示し、(c)は本発明に係る撮像装置から出力される画面を示している。図の(b)に示したように、日陰における白線と路面との間のコントラストは、日向におけるものと比較して、ウィンドウガラス４０からの反射光の重畳によって、低下している。これに対して、本発明に係る撮像装置での出力は、(c)のようになり、ウィンドウガラスでの反射光の重畳がある場合でも、その影響を差し引いて、コントラストが維持された画像を得ることができる。また、日向の明るい領域と日陰などの暗い領域でも、反射率比が一定のものは同じコントラストの画像を得ることができる。
【００２０】
次に、上述したように構成された撮像装置による処理手順について図４のフローチャートを参照して説明する。
【００２１】
処理開始は、たとえば、車両のイグニッションをＯＮにしたときに行われ、ステップＳ１からステップＳ５までを時間間隔Δｔで周期的に繰り返す。
【００２２】
ステップＳ１では、カメラ１０での撮像を行う。
【００２３】
ステップＳ２では、撮像した画像の反射鏡像領域１００での光量の算出を行う。その詳細は前述の通りである。
【００２４】
ステップＳ３では、撮像した画像の被写体領域での光量の算出を行う。その詳細は前述の通りである。
【００２５】
ステップＳ４では、ステップＳ２、Ｓ３で算出した２つの光量から被写体の画素値を算出する。その詳細は前述の通りである。
【００２６】
ステップＳ５では、算出した画素値の出力を行う。
ステップＳ５までの処理が終了したらステップＳ１へもどり次の画像を撮像して処理を行う。
【００２７】
以上に説明したように、本発明によれば、被写体光に透明板状体での反射光による重畳があっても、被写体のコントラストを維持した対数特性の画像を得ることができ、日向と日影などの場所や昼夜などの時間による照度変化があっても、同一の反射率比をもつ被写体のコントラストは一定に保つ画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の効果を説明する図である。
【図３】本発明での輝度値と画素値の関係を説明するための図である。
【図４】本発明での処理フローを説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：カメラ、２０：反射鏡、３０：画像処理装置、３１：反射光量算出部、３２：画素光量算出部、３３：演算部、４０：ウィンドウガラス、５０：ダッシュボード、１００：反射鏡像領域。
【図１】
2006086784.tif 000003
【図２】
2006086784.tif 000004
【図３】
2006086784.tif 000005
【図４】
2006086784.tif 000006